器件和系統(tǒng)封裝技術與應用（原書第2版）

序

譯者的話

關于編者

致謝


第1章器件與系統(tǒng)封裝技術簡介
1.1封裝的定義和作用
1.1.1封裝的定義
1.1.2封裝的重要性
1.1.3每個IC和器件都必須進行封裝
1.1.4封裝制約著計算機的性能
1.1.5封裝限制了消費電子的小型化
1.1.6封裝影響著電子產品的可靠性
1.1.7封裝制約了電子產品的成本
1.1.8幾乎一切都需要電子封裝工藝
1.2從封裝工藝的角度分析封裝的電子系統(tǒng)
1.2.1封裝的基本原理
1.2.2系統(tǒng)封裝涵蓋電氣、結構和材料技術
1.2.3術語
1.3器件與摩爾定律
1.3.1片上互連
1.3.2互連材料
1.3.3片上互連的電阻和電容延遲
1.3.4器件等比例縮小的未來
1.4電子技術浪潮：微電子學、射頻/無線電、光學、微機電系統(tǒng)和
量子器件
1.4.1微電子學：第一波技術浪潮
1.4.2射頻/無線電：第二波技術浪潮
1.4.3光子學：第三波技術浪潮
1.4.4微機電系統(tǒng)：第四波技術浪潮
1.4.5量子器件與計算：第五波技術浪潮
1.5封裝與封裝摩爾定律
1.5.1三個封裝技術時代
1.5.2摩爾定律時代或SOC時代(1960—2010)
1.5.3封裝摩爾定律時代（2010—2025）
1.5.4系統(tǒng)時代摩爾定律（2025—）
1.6電子系統(tǒng)技術的趨勢
1.6.1核心封裝技術
1.6.2封裝技術及其發(fā)展趨勢
1.7未來展望
1.7.1新興計算系統(tǒng)
1.7.2新興3D系統(tǒng)封裝
1.8本書構架
1.9作業(yè)題
1.10推薦閱讀文獻

第2章信號、電源和電磁干擾的電氣設計基礎
2.1電子封裝設計及其作用
2.2封裝的電氣構成
2.2.1封裝電設計基礎
2.2.2術語
2.3信號布線
2.3.1器件及互連
2.3.2基爾霍夫定律與傳輸時延
2.3.3互連電路的傳輸線特性
2.3.4特性阻抗
2.3.5封裝互連常用的典型傳輸線結構
2.3.6傳輸線損耗
2.3.7串擾
2.4電源分配
2.4.1電源噪聲
2.4.2電感效應
2.4.3有效電感
2.4.4封裝設計對電感的影響
2.4.5去耦電容器
2.5電磁干擾
2.6總結和未來發(fā)展趨勢
2.7作業(yè)題
2.8推薦閱讀文獻

第3章熱管理技術基礎
3.1熱管理的定義及必要性
3.2封裝系統(tǒng)熱管理架構
3.2.1傳熱學基礎
3.2.2術語
3.3芯片級熱管理技術
3.3.1熱界面材料
3.3.2散熱片
3.3.3熱通孔
3.4模塊級熱管理技術
3.4.1熱沉
3.4.2熱管與均熱板
3.4.3閉環(huán)液冷
3.4.4冷板
3.4.5浸沒冷卻
3.4.6射流沖擊冷卻
3.4.7噴淋冷卻
3.5系統(tǒng)級熱管理技術
3.5.1風冷
3.5.2混合冷卻
3.5.3浸沒冷卻
3.6電動汽車的動力和冷卻技術
3.7總結和未來發(fā)展趨勢
3.8作業(yè)題
3.9推薦閱讀文獻

第4章熱-機械可靠性基礎
4.1什么是熱-機械可靠性
4.2封裝失效和失效機理剖析
4.2.1熱-機械可靠性基本原理
4.2.2熱-機械建模
4.2.3術語
4.3熱-機械引起的失效類型及其可靠性設計準則
4.3.1疲勞失效
4.3.2脆性斷裂
4.3.3蠕變引起的失效
4.3.4分層引起的失效
4.3.5塑性變形失效
4.3.6翹曲引起的失效
4.4總結和未來發(fā)展趨勢
4.5作業(yè)題
4.6推薦閱讀文獻

第5章微米與納米級封裝材料基礎
5.1材料在封裝中的作用是什么
5.2具有各種材料的封裝剖析
5.2.1封裝材料基礎
5.2.2術語

5.3封裝材料、工藝和特性
5.3.1封裝基板材料、工藝和特性
5.3.2互連和組裝材料、工藝和特性
5.3.3無源元件材料、工藝和特性

5.3.4熱和熱界面材料、工藝和特性
5.4總結和未來發(fā)展趨勢
5.5作業(yè)題
5.6推薦閱讀文獻

第6章陶瓷、有機材料、玻璃和硅封裝基板基礎
6.1什么是封裝基板，為什么使用封裝基板
6.2三種封裝基板剖析：陶瓷、有機材料和硅基板
6.2.1封裝基板基礎
6.2.2術語
6.3封裝基板技術
6.3.1歷史發(fā)展趨勢
6.4厚膜基板
6.4.1陶瓷基板
6.5薄膜基板
6.5.1有機材料基板
6.5.2玻璃基板
6.6采用半導體封裝工藝加工的超薄膜基板
6.6.1硅基板
6.7總結和未來發(fā)展趨勢
6.8作業(yè)題
6.9推薦閱讀文獻

第7章無源元件與有源器件集成基礎
7.1什么是無源元件，為什么用無源元件
7.2無源元件分析
7.2.1無源元件的基本原理

7.2.2術語
7.3無源元件技術
7.3.1分立無源元件
7.3.2集成無源元件
7.3.3嵌入式分立無源元件
7.3.4嵌入式薄膜無源元件
7.4無源和有源功能模塊
7.4.1射頻模塊
7.4.2功率模塊
7.4.3電壓調節(jié)器功率模塊

7.5總結和未來發(fā)展趨勢
7.6作業(yè)題
7.7推薦閱讀文獻

第8章芯片到封裝互連和組裝基礎
8.1什么是芯片到封裝互連和組裝，以及為什么要做
8.2互連和組裝的剖析
8.2.1芯片級互連和組裝的類型
8.2.2互連和組裝基礎
8.2.3組裝與鍵合基礎
8.2.4術語
8.3互連和組裝技術
8.3.1演進
8.3.2引線鍵合
8.3.3載帶自動焊
8.3.4倒裝焊互連和組裝技術
8.3.5帶焊料帽的銅柱技術
8.3.6SLID互連和組裝技術
8.4互連和組裝的未來趨勢
8.5作業(yè)題
8.6推薦閱讀文獻

第9章嵌入與扇出型封裝基礎
9.1嵌入和扇出型封裝的定義及采用原因
9.1.1為什么采用嵌入和扇出型封裝
9.2扇出型晶圓級封裝結構
9.2.1典型扇出型晶圓級封裝工藝
9.2.2扇出型晶圓級封裝技術基礎
9.2.3術語
9.3扇出型晶圓級封裝技術
9.3.1分類
9.3.2材料和工藝
9.3.3扇出型晶圓級封裝工具

9.3.4扇出晶圓級封裝技術的挑戰(zhàn)
9.3.5扇出型晶圓級封裝的應用
9.4在制板級封裝
9.4.1在制板級封裝的定義及采用原因
9.4.2在制板級封裝制造基礎設施的種類
9.4.3在制板級封裝的應用
9.5總結和未來發(fā)展趨勢
9.6作業(yè)題
9.7推薦閱讀文獻

第10章采用和不采用TSV的3D封裝基礎
10.1TSV-3D集成電路的概念
10.1.1采用TSV實現(xiàn)3D集成電路
10.2采用TSV的3D封裝剖析
10.2.1采用TSV的3D 集成電路基礎
10.2.2術語
10.3采用TSV技術的3D集成電路
10.3.1TSV
10.3.2超薄集成電路
10.3.3后道RDL布線技術
10.3.43D堆疊的芯片互連
10.3.53D堆疊集成電路的封裝
10.3.6底部填充
10.4總結和未來發(fā)展趨勢
10.5作業(yè)題
10.6推薦閱讀文獻
10.7致謝

第11章射頻和毫米波封裝的基本原理
11.1什么是射頻，為什么用射頻
11.1.1歷史與發(fā)展
11.1.2第一部手機是什么時候推出的
11.2射頻系統(tǒng)的概述
11.2.1射頻的基本原理
11.2.2射頻名詞術語
11.3射頻技術與應用
11.3.1收發(fā)機
11.3.2發(fā)射機
11.3.3接收機
11.3.4調制方式
11.3.5天線
11.3.6射頻前端模塊中的元器件
11.3.7濾波器
11.3.8射頻材料和元器件
11.3.9射頻建模與表征技術
11.3.10射頻的應用
11.4什么是毫米波系統(tǒng)
11.5毫米波封裝剖析
11.5.1毫米波封裝的基本原理
11.6毫米波技術與應用
11.6.15G及以上
11.6.2汽車雷達
11.6.3毫米波成像
11.7總結和未來發(fā)展趨勢
11.8作業(yè)題
11.9推薦閱讀文獻

第12章光電封裝的基礎知識
12.1什么是光電子學
12.2光電系統(tǒng)的剖析
12.2.1光電子學基礎
12.2.2術語
12.3光電子技術
12.3.1有源光電子器件
12.3.2無源光電子器件
12.3.3光學互連
12.4光電系統(tǒng)、應用和市場
12.4.1光電系統(tǒng)
12.4.2光電子學應用
12.4.3光電子市場
12.5總結和未來發(fā)展趨勢
12.6作業(yè)題
12.7推薦閱讀文獻

第13章MEMS原理與傳感器封裝基礎
13.1什么是MEMS
13.1.1歷史演變
13.2MEMS封裝的分析
13.2.1MEMS封裝原理
13.2.2術語
13.3MEMS與傳感器器件制造技術
13.3.1光刻圖形轉移
13.3.2薄膜沉積
13.3.3干法和濕法刻蝕
13.3.4硅的體和表面微加工
13.3.5晶圓鍵合
13.3.6激光微加工
13.3.7工藝集成
13.4MEMS封裝技術
13.4.1MEMS封裝材料
13.4.2MEMS封裝工藝流程
13.5MEMS及其傳感器的應用
13.5.1壓力傳感器
13.5.2加速度計和陀螺儀
13.5.3投影顯示器
13.6總結和未來發(fā)展趨勢
13.7作業(yè)題
13.8推薦閱讀文獻

第14章包封、模塑和密封的基礎知識
14.1什么是密封和包封，為什么要這么做
14.2包封和密封封裝的結構
14.2.1包封和密封的基本功能
14.2.2術語
14.3包封材料的性能
14.3.1機械性能
14.3.2熱學性能
14.3.3物理性能
14.4包封材料
14.4.1環(huán)氧樹脂和相關材料
14.4.2氰酸酯
14.4.3聚氨酯橡膠
14.4.4有機硅
14.5包封工藝
14.5.1模塑
14.5.2液體包封
14.6氣密性封裝
14.6.1密封工藝
14.7總結和未來發(fā)展趨勢
14.8作業(yè)題
14.9推薦閱讀文獻

第15章印制線路板原理
15.1什么是印制線路板
15.2印制線路板的剖切結構
15.2.1印制線路板的基本原理
15.2.2印制線路板的類型
15.2.3印制線路板的材料等級
15.2.4單面至多層板及其應用
15.2.5印制線路板的設計要素
15.2.6術語
15.3印制線路板技術
15.3.1印制線路板材料
15.3.2印制線路板制造
15.3.3印制線路板應用
15.4總結和未來發(fā)展趨勢
15.5作業(yè)題
15.6推薦閱讀文獻




第16章板級組裝基本原理
16.1印制電路板組件的定義和作用
16.2印制電路板組件結構
16.2.1PCBA的基本原理
16.2.2術語
16.3PCBA技術
16.3.1PCB基板
16.3.2封裝基板
16.4印制電路板組裝的類型
16.4.1鍍覆通孔組裝
16.4.2表面安裝組裝
16.5組裝焊接工藝類型
16.5.1回流焊
16.5.2PTH波峰焊
16.6總結和未來發(fā)展趨勢
16.7作業(yè)題
16.8推薦閱讀文獻
16.9致謝

第17章封裝技術在未來汽車電子中的應用
17.1未來汽車電子：是什么，為什么
17.2未來汽車剖析
17.2.1未來汽車的基本原理
17.2.2術語
17.3未來汽車電子技術
17.3.1計算與通信
17.3.2傳感電子
17.3.3大功率電子
17.4總結和未來發(fā)展趨勢

17.5作業(yè)題
17.6推薦閱讀文獻



第18章封裝技術在生物電子中的應用
18.1什么是生物電子學
18.1.1生物電子學的應用
18.1.2生物電子系統(tǒng)剖析
18.2生物電子系統(tǒng)封裝技術
18.2.1生物兼容和生物穩(wěn)定型封裝
18.2.2異構系統(tǒng)集成
18.3生物電子植入物舉例
18.3.1心臟起搏器和電子支架
18.3.2人工耳蝸
18.3.3視網(wǎng)膜假體
18.3.4神經肌肉刺激器
18.3.5腦神經記錄和刺激
18.4總結和未來發(fā)展趨勢
18.5作業(yè)題
18.6推薦閱讀文獻



第19章封裝技術在通信系統(tǒng)中的應用
19.1什么是通信系統(tǒng)
19.2兩種通信系統(tǒng)剖析：有線和無線
19.2.1有線通信系統(tǒng)剖析
19.2.2無線通信系統(tǒng)剖析
19.3通信系統(tǒng)技術
19.3.1歷史演變
19.3.2通信系統(tǒng)技術
19.3.3無線通信系統(tǒng)技術
19.4總結和未來發(fā)展趨勢
19.5作業(yè)題
19.6推薦閱讀文獻

第20章封裝技術在計算機系統(tǒng)中的應用
20.1什么是計算機封裝
20.2對計算機封裝的剖析
20.2.1計算機封裝基礎
20.2.2計算系統(tǒng)的類型
20.2.3術語
20.3計算機封裝技術
20.3.1演進歷程
20.3.2互連技術
20.3.3信號和電源的互連設計
20.4熱技術
20.4.1熱管理
20.4.2熱-機械可靠性
20.4.3材料技術
20.5總結和未來發(fā)展趨勢
20.5.1封裝摩爾定律的起點
20.5.2封裝成本的摩爾定律
20.6作業(yè)題
20.7推薦閱讀文獻
20.8致謝




第21章封裝技術在柔性電子中的應用
21.1什么是柔性電子，為什么叫作柔性電子
21.1.1應用
21.2柔性電子系統(tǒng)的結構剖析
21.2.1柔性電子技術基礎
21.2.2術語
21.3柔性電子技術
21.3.1元器件技術
21.3.2柔性電子技術的工藝集成
21.3.3柔性基板上的元器件組裝
21.4總結和未來發(fā)展趨勢
21.5作業(yè)題
21.6推薦閱讀文獻

第22章封裝技術在智能手機中的應用
22.1什么是智能手機
22.1.1為什么需要智能手機
22.1.2智能手機的歷史演進
22.2智能手機剖析
22.2.1智能手機基礎
22.2.2術語
22.3智能手機封裝技術
22.3.1應用處理器封裝
22.3.2內存封裝
22.3.3射頻封裝
22.3.4功率封裝
22.3.5MEMS和傳感器封裝
22.4智能手機中的系統(tǒng)封裝
22.5總結和未來發(fā)展趨勢
22.6作業(yè)題
22.7推薦閱讀文獻