现代电子装联高密度安装及微焊接技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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樊融融著 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121274039

商品编码：29729397944

包装：平装

出版时间：2015-10-01

基本信息

书名:现代电子装联高密度安装及微焊接技术

：68.00元

售价：47.6元,便宜20.4元,折扣70

作者:樊融融著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-10-01

ISBN：9787121274039

字数：531000

页码：318

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

本书理论联系实际，深刻阐述了现电子装联高密度安装的技术原理，由浅入深地介绍了微焊接技术的具体应用。

内容提要

现代电子制造技术的发展日新月异，电子产品生产更快、体积更小、价格更廉价的要求推动了电子制造技术的革命。微电子技术的高速发展和进步给人类社会带了更多的好处和福音，但也给现代电子制造技术带来了更多的问题和挑战。不断缩小的封装很快使周边引线方式走到了尽头；不断细微化的微小间距面阵列封装成了从事电子安装者们的梦魔。本书从目前的微小型元器件（0201、01005、EMI、EDS）、细间距芯片及其封装（如FBGA、LGA、CSP、FCOB、QFN）等的高密度安装特性、焊接技术的要求和遇到的瓶颈问题出发，全面地分析了现代电子设备高密度安装和微焊接技术的发展特点和技术内容；通过寻找遇到的瓶颈问题的可能的解决办法，探索了电子制造技术未来的发展趋势。这些都是现在和未来从事电子制造技术研究的工艺工程师、质量工程师、生产管理工程师们所应了解和掌握的。

目录

作者介绍

樊融融：研究员，中兴通讯股份有限公司工艺技术专家，终生科学家，中兴通讯电子制造职业学院院长，中国印制电路行业协会（CPCA）专家组专家。先后有10项发明获国家，荣获***，部、省级科技进步奨共六次，部，省级发明奖三次，享受“国务院特殊津贴”。

文摘

序言

《微电子器件的封装与互连：设计、材料与工艺》 前言 随着信息技术的飞速发展，电子产品的性能不断提升，体积却持续缩小，这背后是微电子封装与互连技术的革命性进步。从最初的简单封装到如今的极其复杂的三维集成，封装技术的发展已经成为推动半导体产业向前迈进的关键驱动力之一。本书旨在深入探讨微电子器件的封装与互连领域，全面介绍其核心设计理念、关键材料选择以及先进的制造工艺。我们希望通过系统性的阐述，为读者提供一个坚实的基础，使其能够理解当前微电子封装技术的发展脉络，并为未来创新研究和工程实践提供有益的参考。 第一章：微电子封装概述 本章将首先对微电子封装的定义、功能和重要性进行梳理。封装不仅仅是保护芯片免受外界环境侵害的“外壳”，更是实现芯片与外部电路连接的关键桥梁，直接影响着器件的电学、热学和机械性能。我们将详细阐述封装的几个核心功能： 电气连接： 实现芯片内部电路与外部PCB（Printed Circuit Board）或基板之间的电信号传输。 散热管理： 将芯片工作时产生的热量有效导出，防止过热损坏。 机械保护： 保护脆弱的芯片免受物理损伤，如跌落、挤压等。 环境隔离： 阻隔潮湿、灰尘、化学物质等，确保器件在各种环境下可靠工作。 标准化与可操作性： 提供标准化的接口，便于电路板组装和设备维修。 接着，本章将对微电子封装的历史演进进行回顾，从早期的DIP（Dual In-line Package）、SOP（Small Outline Package）等技术，逐步过渡到QFP（Quad Flat Package）、BGA（Ball Grid Array）等表面贴装技术（SMT），再到TSV（Through-Silicon Via）、2.5D/3D封装等先进封装技术。我们将分析每一次技术革新背后的驱动因素，例如集成电路密度的增加、功耗的降低需求、以及对更高性能和更小体积的追求。 最后，本章将对当前主流的封装类型进行分类介绍，包括但不限于： 引线键合封装： 如DIP、SOP、QFP等，适用于低引脚数和成本敏感的应用。 芯片尺寸封装（CSP）： 如BGA、WLCSP（Wafer Level Chip Scale Package）等，实现高引脚密度和更小的封装尺寸。 基板封装： 将芯片固定在有机或陶瓷基板上，提供更优的电气和热性能。 三维封装（3D Packaging）： 将多个芯片垂直堆叠，实现极高的集成度和性能提升。 第二章：封装材料的选择与特性 材料是封装技术的基石，不同材料的选择直接决定了封装的性能、可靠性和成本。本章将深入探讨构成微电子封装的各类关键材料及其特性。 封装基板材料： 有机基板： 如FR-4、BT树脂、聚酰亚胺（PI）等。我们将讨论它们的介电常数、损耗因子、热膨胀系数（CTE）、机械强度以及耐湿热性等关键参数，并分析其在不同应用场景下的优劣。 陶瓷基板： 如氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）、氧化铍（BeO）等。重点分析其优异的散热性能、高频特性和高可靠性，以及在高性能计算、射频等领域的应用。 金属基板： 如铜、铝等，用于要求极高散热的场景。 引线键合材料： 键合线： 如金丝、铜丝、铝丝。分析它们的拉伸强度、延展性、电导率以及在不同键合工艺（热压键合、超声波键合、激光键合）下的适用性。 焊料： 如Sn-Pb焊料、无铅焊料（Sn-Ag-Cu等）。讨论其熔点、润湿性、抗疲劳性能以及环保要求。 塑封材料（Encapsulants）： 环氧树脂（Epoxy Resins）： 是最常用的塑封材料。我们将详细介绍其组成、固化机理、以及影响其性能的关键因素，如填料（如二氧化硅、氮化铝）的添加对热导率、CTE、机械强度和可靠性的影响。 有机硅（Silicones）： 具有优异的耐高低温性能和柔韧性。 粘接材料： 导电银浆、导电铜浆： 用于芯片与基板之间的电气连接和散热。 非导电粘接剂： 用于固定芯片或组件。 封盖材料： 如陶瓷盖、金属盖等，用于特殊保护需求。 我们将重点关注材料的热学特性（如热导率、CTE失配对可靠性的影响）、电学特性（如介电常数、信号完整性）、机械特性（如强度、韧性、抗蠕变性）以及可靠性（如耐潮湿、耐高低温循环、抗电迁移、抗枝晶生长）。 第三章：微电子封装设计与仿真 本章将聚焦于微电子封装的设计流程和关键考虑因素，以及如何利用仿真技术来优化设计并预测性能。 封装结构设计： 引线框架设计： 对于引线键合封装，将讨论引线框架的材料、形状、电镀工艺以及如何优化引线布局以降低寄生电感和电容。 基板布线设计： 对于BGA等封装，重点分析高密度互连（HDI）技术、盲埋孔（Blind/Buried Vias）的设计、以及如何进行信号完整性（SI）和电源完整性（PI）分析。 散热结构设计： 如何通过散热片、热沉、热管等组件来增强散热效果，以及如何进行热流分析。 三维封装结构设计： 讨论芯片堆叠方式（如TSV、微凸点连接）、互连层设计、以及整体结构的稳定性。 封装可靠性设计： CTE失配分析： 如何通过选择合适的材料或设计结构来减小芯片、基板和塑封材料之间的CTE差异，以避免在温度变化时产生应力集中，导致开裂或脱层。 空洞与缺陷控制： 如何通过工艺优化来减少封装过程中的空洞、裂纹等缺陷。 表面涂覆与保护： 讨论如何通过金属化、钝化层、保形涂层等来提高封装的耐腐蚀性和可靠性。 封装仿真技术： 电磁仿真： 用于分析信号完整性、阻抗匹配、串扰等。 热仿真： 用于预测器件在不同工作条件下的温度分布，评估散热方案的有效性。 力学仿真（有限元分析FEA）： 用于分析CTE失配产生的应力分布，预测热循环、振动等引起的失效模式。 可靠性仿真： 结合材料模型和环境载荷，预测封装的寿命。 本章还将介绍封装设计自动化工具（EDA）在整个设计流程中的应用。 第四章：微电子封装工艺与制造 先进的封装技术离不开精密的制造工艺。本章将详细介绍微电子封装过程中涉及的各种关键制造技术。 芯片制备与前道工艺： 简要介绍晶圆厂的制造过程，包括光刻、刻蚀、薄膜沉积等，为封装做好准备。 键合技术： 引线键合： 详细介绍热压键合、超声波键合、激光键合等工艺原理、设备和工艺参数控制。 倒装键合（Flip Chip Bonding）： 重点介绍微凸点（Micropillars）、焊球（Solder Bumps）的制备，以及回流焊、各向异性导电膜（ACF）等连接方式。 晶圆级封装（WLP）： 介绍在晶圆层面完成部分或全部封装过程的工艺，如TSV的形成、再布线层（RDL）的制作、以及直接进行焊球形成。 成型与塑封工艺： 模塑成型（Molding）： 介绍注射成型（Injection Molding）、传递成型（Transfer Molding）等工艺，以及如何控制模具设计、材料流动和固化过程。 灌封（Potting）： 用于特殊形状或要求高填充度的场合。 基板制造工艺： PCB制造： 介绍多层板、HDI板、刚挠结合板的制造工艺。 陶瓷基板制造： 如流延成型、共烧等。 组装与测试： 表面贴装技术（SMT）： 包括焊膏印刷、拾放（Pick-and-Place）、回流焊或波峰焊等。 先进组装技术： 如错位共晶（Eutectic Bonding）、共晶焊（Eutectic Soldering）等。 封装后测试： 电学测试、功能测试、可靠性测试等。 先进封装工艺： TSV工艺： 介绍TSV的形成（如深硅刻蚀、填充）、绝缘和金属化工艺。 2.5D/3D封装工艺： 如硅中介层（Silicon Interposer）的制造，芯片堆叠与键合技术。 本章将强调工艺窗口控制、缺陷检测与良率提升在实际生产中的重要性。 第五章：封装可靠性与失效分析 封装的可靠性是衡量其质量和性能的关键指标。本章将深入探讨封装可靠性评价方法、常见的失效模式及其分析手段。 封装可靠性测试方法： 环境应力筛选（ESS）： 如高低温循环（TCT）、温度冲击（TC）、湿热储存（HAST/Damp Heat）等。 加速寿命试验（ALT）： 在远高于实际使用条件的环境下进行测试，以预测长期可靠性。 机械应力测试： 如振动、机械冲击、弯曲测试等。 电应力测试： 如高低温偏压（HTOL）等。 常见封装失效模式： 热机械失效： CTE失配引起的脱层、开裂（焊点、芯片、基板）。 焊点疲劳： 在温度循环或振动作用下，焊点因反复应变而产生的裂纹扩展。 电迁移（Electromigration）： 在电流作用下，金属原子发生迁移，导致开路或短路。 枝晶生长（Dendritic Growth）： 在潮湿环境下，金属离子沉积形成枝晶，导致短路。 湿气侵入与腐蚀： 封装材料的吸湿性以及封孔不严导致湿气进入，引起腐蚀。 应力集中： 结构设计不当或工艺缺陷导致局部应力过高。 键合失效： 键合线断裂、焊点虚焊、脱焊等。 失效分析技术（FA）： 非破坏性检测： X射线成像、超声波扫描、声学显微镜（SAM）等，用于检测内部缺陷。 破坏性检测： 解剖（Decapsulation）、金相显微镜检查、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）等，用于分析失效表面的微观形貌和化学成分。 电学参数测量： 用于评估器件的电学性能是否符合要求。 本章将强调预见性可靠性设计以及失效机理研究在提升产品质量中的重要性。 第六章：未来发展趋势与挑战 微电子封装技术仍在不断发展，以满足日益增长的性能和应用需求。本章将展望未来的发展方向，并分析当前面临的挑战。 更高集成度的封装： 先进三维封装： 如多芯片模块（MCM）、片上系统（SoC）与封装的融合、异构集成。 硅中介层（Silicon Interposer）与扇出型晶圆级封装（Fan-Out WLP）： 实现更小的封装尺寸和更高的集成密度。 Chiplet技术： 将大型SoC分解为多个独立的、功能专用的Chiplet，通过先进封装技术进行集成，提高良率和设计灵活性。 高性能与高频应用： 低损耗材料： 用于高速信号传输，如毫米波（mmWave）和5G通信。 精密互连技术： 满足更小的间距和更高的信号带宽需求。 先进散热技术： 应对高密度、高功耗器件的散热难题。 柔性与可穿戴电子： 柔性基板与封装： 聚酰亚胺、PET等柔性材料的应用。 微型化与轻量化封装： 满足可穿戴设备和小巧电子产品的需求。 集成传感器与芯片： 实现更丰富的功能。 人工智能与机器学习在封装中的应用： 设计优化： 利用AI辅助设计和仿真。 工艺控制： 实时监测和调整工艺参数，提高良率。 失效预测： 基于大数据分析预测潜在的失效。 面临的挑战： 成本控制： 先进封装技术往往成本较高，如何在提升性能的同时降低成本是关键。 良率提升： 随着集成度的提高和尺寸的缩小，制造过程中的缺陷控制变得更加困难。 供应链协同： 涉及材料、设备、工艺等多个环节，需要紧密的供应链合作。 可靠性保证： 复杂的三维结构和微小尺寸对可靠性提出了更高要求。 新材料与新工艺的开发： 需要持续的研发投入来突破技术瓶颈。 本书的最终目的是希望为从事微电子器件设计、封装、制造、测试和可靠性研究的工程师、研究人员以及相关领域的学生提供一个全面的学习平台，帮助他们理解和掌握微电子封装与互连技术的精髓，并为推动该领域的技术进步贡献力量。 参考文献 (此处省略，实际书籍会列出详细参考书目和论文) 索引 (此处省略，实际书籍会提供详细的索引)

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字表达方式真是独树一帜，作者似乎深谙如何用最简洁的语言阐述最复杂的原理。它没有那种生硬的教科书腔调，而是充满了实践者的智慧。我读了很多关于电子装配的书，但这本书的叙述角度非常独特，它不是仅仅停留在理论层面，而是紧密结合了实际生产线上的挑战和解决方案。尤其是在描述一些精细操作的步骤时，作者使用的比喻和类比非常形象生动，仿佛能让人立刻在脑海中构建出操作的场景。阅读过程中，我时不时会停下来，回味一下刚才那句话的深意，那种被醍醐灌顶的感觉很美妙。它成功地跨越了理论与实践的鸿沟，让即便是初学者也能快速抓住核心要点，而资深工程师也能从中发现新的视角和优化空间。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本书的结构编排简直是一门艺术。它不像有些技术书籍那样，知识点零散地堆砌在一起，而是构建了一个逻辑严密的知识体系。从基础概念的建立，到具体技术的深入剖析，再到最后的高级应用案例，每一步都循序渐进，层层递进。我最欣赏的是它在不同技术模块之间的串联能力，能够清晰地展示出各个环节是如何相互影响、协同工作的。比如，它在介绍完某种特定连接器的要求后，会立刻关联到下一步测试标准的变化，这种全局观的培养对工程师来说太有价值了。阅读过程中，我几乎不需要频繁地来回翻阅寻找上下文，因为作者已经巧妙地为我铺好了“知识路径图”，让我的学习曲线非常平滑而高效。

评分☆☆☆☆☆

这本书在案例分析部分的深度和广度，远远超出了我的预期。它没有采用那种过于理想化的“完美案例”，而是选取了大量真实、复杂、充满挑战的项目作为剖析对象。每一个案例都像一个微缩的工程难题，作者不仅展示了最终的成功方案，更详细地回顾了过程中遇到的各种“陷阱”和“走弯路”的经验教训。这种透明度和坦诚度非常可贵，它让我们明白，真正的技术突破往往是建立在无数次试错和优化之上的。通过这些案例，我学到的不仅仅是某个具体技术的应用，更重要的是面对复杂问题时，如何进行系统性的分析、权衡利弊并做出最优决策的工程思维方式，这比单纯的知识点记忆要深刻得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了哑光质感，触感细腻，黑底金字的设计显得既专业又不失稳重，拿在手里沉甸甸的，很有分量感。内页纸张的选取也看得出是用心了，不是那种廉价的反光纸，印刷清晰锐利，字里行间透露出一种匠心。我特别喜欢它在排版上的考究，章节之间的过渡自然流畅，图文并茂的地方布局合理，即便是复杂的电路图也能看得一目了然。这种注重细节的制作工艺，让阅读过程本身也成为一种享受，不像很多技术书籍，读起来就像在啃一本冷冰冰的说明书。看到这样的实体书，我就对里面的内容充满了期待，感觉它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的专业典籍。而且，书脊的装订非常牢固，即便是经常翻阅也不会轻易散架，这点对于需要反复查阅的专业书籍来说至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点，在我看来，是它对“前沿性”的把握达到了一个令人惊叹的程度。它显然不是一本过时的资料汇编，而是紧跟行业发展步伐的产物。我本来还担心技术书籍更新迭代慢的问题，但这本书的内容，特别是关于新兴材料和自动化装配趋势的讨论，让我看到了未来几年的技术发展方向。作者似乎拥有内部渠道或者非常敏锐的行业洞察力，能够捕捉到那些尚未大规模普及但已显示出巨大潜力的技术细节。阅读这些章节时，我能感觉到一种扑面而来的科技前沿气息，这对于需要保持竞争力的技术人员来说，是无价的。它不仅仅是“教你怎么做”，更是“告诉你未来该怎么做”。