微电子器件封装

微电子器件封装 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业出版社
作者:周良知
出品人:
页数:163
译者:
出版时间:2006-8
价格:29.00元
装帧:
isbn号码:9787502590376
丛书系列:
图书标签:
  • IC
  • 微电子器件封装
  • 微电子
  • 封装
  • 集成电路
  • 电子工程
  • 材料科学
  • 可靠性
  • 测试
  • SMT
  • 先进封装
  • 电子器件
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具体描述

我国正处在微电子工业蓬勃发展的时代,对微电子系统封装材料及封装技术的研究也方兴未艾。社会上对有关封装材料及封装技术的出版物的需求日益增加。本书是一本较系统地阐述封装材料及封装技术的读物。它是在参考当今有关封装材料及封装技术的出版物的基础上,结合作者在美国多年从事微电子封装工作的经验而编写的。本书可以作为从事微电子工作的工程技术人员、管理人员、研究和教育工作者的参考书。

  本书较详细地介绍了微电子器件封装用的高分子材料、陶瓷材料、金属焊接材料、密封材料及黏合剂等材料,阐述了半导体芯片、集成电路器件的封装制造工艺,讲述了微电子器件封装的电子学和热力学设计的基础理论。

  本书可以作为从事微电子器件制造的工程技术人员、管理人员、研究和教育工作者的参考书,也可作为微电子专业教材使用。

现代集成电路制造工艺:从硅片到成品 本书深入探讨了现代集成电路(IC)制造的复杂流程,旨在为电子工程、材料科学及相关领域的研究人员、工程师和高级学生提供全面且详尽的参考。全书围绕硅基半导体器件的光刻、刻蚀、薄膜沉积与掺杂这四大核心工艺展开,并辅以先进的互连技术和封装前测量的最新进展。 第一部分:半导体基础与硅材料准备 本部分首先回顾了半导体物理学的基本原理,重点阐述了PN结、MOS结构以及晶体管的开关特性,为理解后续的制造流程奠定理论基础。随后,我们将焦点转向了制造流程的起点——高纯度硅的制备与晶圆加工。 硅单晶生长与晶圆切片: 详细介绍了直拉法(CZ法)和区熔法在生产高品质单晶硅棒中的应用,讨论了氧、碳等杂质对器件性能的影响。深入剖析了晶圆的切割、研磨(Lapping)、化学机械抛光(CMP)的关键参数控制,以达到原子级平坦度的表面。 表面清洗技术: 详述了从基础的RCA清洗流程到先进的湿法/干法超痕量金属离子去除技术。重点分析了不同清洗液的化学作用机理及其对亚纳米级工艺窗口的敏感性。 第二部分:薄膜生长与沉积技术 集成电路的性能高度依赖于精确控制的介电层、导电层和半导体层的厚度和均匀性。本部分系统性地介绍了制备这些关键薄膜的各种先进技术。 热氧化与介电层生长: 深入探讨了湿氧、干氧环境下的热氧化过程,分析了高温氧化与快速热处理(RTP)在形成高质量栅氧化层中的优势与局限性。对比了高介电常数(High-k)材料(如HfO2、ZrO2)的原子层沉积(ALD)技术,及其在克服传统SiO2漏电流问题中的关键作用。 物理气相沉积(PVD): 重点解析了磁控溅射(Sputtering)的原理,包括靶材选择、等离子体管理和薄膜应力控制。阐述了溅射在金属导线和阻挡层(如TiN)沉积中的应用。 化学气相沉积(CVD)与原子层沉积(ALD): 对低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)进行了详尽的比较,强调了它们在多晶硅和介电层沉积中的选择性。特别强调了ALD技术在实现原子级厚度控制和优异的深宽比填充能力方面的革命性影响。 第三部分:光刻技术——图案转移的核心 光刻是决定集成电路特征尺寸和密度的决定性步骤。本部分将光刻技术的演进作为主线,详细解读了从传统步进扫描到极紫外光刻(EUV)的每一步技术飞跃。 光刻胶化学与涂布: 详细介绍了正性胶和负性胶的化学结构(如酚醛树脂、聚合物基体),以及涂布、软烘、曝光、显影的全流程控制。分析了关键参数如曝光剂量、对比度和能量敏感度对线宽均匀性的影响。 曝光系统: 详细对比了接触式、接近式、步进式(Stepper)和扫描式(Scanner)系统的光学原理和精度限制。深入分析了深紫外光刻(DUV,如KrF、ArF)的物镜设计、数值孔径(NA)的提升及其衍射限制的克服,如相移掩模(PSM)和离轴照明(OAI)。 极紫外光刻(EUV): 阐述了EUV光源(激光等离子体)的产生、反射光学系统的设计挑战(如真空环境和多层膜镜),以及光刻掩模(Mask)的制造与缺陷管理。 第四部分:刻蚀工艺——图案的精确定义 刻蚀是将光刻定义的图案转移到衬底材料上的关键过程,对器件的垂直结构和侧壁粗糙度至关重要。 干法刻蚀(等离子体刻蚀): 详细介绍了反应离子刻蚀(RIE)、深反应离子刻蚀(DRIE,如Bosch工艺)的物理和化学机理。重点分析了离子能量、反应气体组分、磁场强度对各向异性(Anisotropy)和选择性(Selectivity)的耦合影响。 湿法刻蚀: 概述了湿法刻蚀在去除牺牲层或精修结构中的应用,讨论了各向同性刻蚀对侧壁轮廓的影响。 刻蚀后的清洗与钝化: 阐述了如何有效去除刻蚀残留物(Etch Residue)和受损的表面层(Damage Layer),以及后续的薄层钝化技术以保护敏感结构。 第五部分:掺杂与激活 为了赋予硅材料特定的导电特性,必须精确地引入杂质原子。 离子注入技术: 详述了加速器原理、离子源的选择和束流的控制。重点分析了注入能量和剂量对注入深度、晶格损伤和杂质分布的影响。 热激活与退火: 深入探讨了快速热退火(RTA)和激光退火在激活注入离子、修复晶格损伤方面的作用,平衡电阻率优化与杂质扩散的矛盾。 第六部分:先进互连技术与工艺集成 随着特征尺寸的缩小,金属互连线的电阻和电容问题日益突出,本书介绍了应对这些挑战的先进集成方案。 铜互连技术(Damascene Process): 详述了铜的引入过程,包括籽晶层、阻挡层、铜的电镀填充技术,以及随后的CMP平坦化过程。分析了不同介电常数(Low-k)材料在层间介质中的应用及其机械稳定性问题。 金属栅极与高K/金属栅极(HKMG): 介绍了从多晶硅栅极向金属栅极(如TiN, TaN)转变的驱动力,以及实现HKMG结构所需的复杂工艺流程。 全书结构严谨,图文并茂,不仅提供了对现有主流制造工艺的深入解析,还展望了FinFET、GAAFET等下一代晶体管结构对制造技术提出的更高要求和潜在解决方案。本书适合作为高等院校半导体技术专业教材或相关行业工程师的案头手册。

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用户评价

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这本书的结构安排,充分体现了作者对读者需求的深刻洞察。从整体到局部,从宏观到微观,层层递进,丝丝入扣,让我在阅读过程中始终保持清晰的思路。开篇对封装的定义和发展历程的介绍,就像一个引人入胜的故事序章,为后续的技术细节铺垫了坚实的基础。我尤其喜欢作者在探讨不同封装类型时,所采用的对比分析方法。比如,在介绍QFP(Quad Flat Package)和BGA(Ball Grid Array)时,作者并没有简单地罗列它们的特点,而是详细对比了它们的引脚布局、可制造性、信号完整性以及热性能等方面的优劣,并分析了它们各自适用的典型应用场景。这种多维度的对比,让读者能够更深刻地理解不同封装技术之间的权衡取舍,以及它们在实际工程设计中是如何被选择和应用的。当我读到关于键合技术的部分,作者对超声波焊接和热压焊接的原理以及工艺参数的讲解,细致入微,甚至连焊线材料的选择对连接可靠性的影响都被提及。这让我意识到,看似简单的“连接”背后,蕴含着如此多的科学和工程智慧。书中关于可靠性测试的部分,更是让我大开眼界,作者对各种环境应力测试,如高温高湿、热循环、振动和冲击等,进行了详细的阐述,并解释了这些测试如何模拟器件在实际使用中所面临的挑战,以及如何通过这些测试来评估封装的寿命和性能。

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当我抱着学习的心态去阅读这本书时,我并没有预料到它会如此“有料”。作者在讲解封装材料时,那种对化学和物理特性的细致描绘,让我仿佛回到了大学的实验室。比如,在讨论环氧树脂封装料时,作者详细介绍了其固化机理、交联密度以及玻璃化转变温度等关键参数,并解释了这些参数如何直接影响封装的机械强度、耐温性能和可靠性。当我读到关于金属引线和焊料的部分,作者对不同金属材料的延展性、抗拉强度以及与芯片材料的润湿性等特性的分析,让我对这些看似普通的材料有了全新的认识。他还深入探讨了焊点的形成机制,以及如何通过控制焊接温度和时间来获得高质量的焊点。书中关于封装工艺的描述,更是细致入微,仿佛作者亲自在操作。从晶圆减薄、切割到引线键合、模塑成型,每一步的工艺流程都被清晰地呈现出来,并辅以大量的示意图和流程图,让我能够非常直观地理解整个制造过程。尤其是在讲解模塑成型时,作者对压力、温度和时间等工艺参数的控制要求,以及这些参数对封装质量的影响,都进行了深入的剖析。

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在翻阅这本书的过程中,我最大的感受是它不仅提供了“是什么”的知识,更重要的是教会了“为什么”。作者在讲解每一个封装技术时,都不仅仅停留在描述性的层面,而是深入到其背后的物理原理和工程挑战。我印象深刻的是关于热管理的部分。在讲解多层陶瓷封装时,作者详细分析了不同材料的热导率差异,以及如何通过设计封装结构来优化散热路径。他解释了为什么有些封装在高温环境下性能会急剧下降,以及如何通过改进材料配方和结构设计来提升其耐温能力。这种对“为什么”的不断追问,让我养成了更加深入思考问题的习惯。在阅读到关于封装对信号完整性的影响时,作者用清晰的图示和公式,解释了寄生参数(如电感和电容)是如何影响高速信号传输的,以及如何通过优化封装设计来减小这些不利影响。这让我意识到,即便是微小的封装结构,也可能对整个电子系统的性能产生至关重要的影响。书中关于封装的未来发展趋势的讨论,也让我对这项不断发展的领域有了更深的敬畏。

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这本书的专业性和系统性,让我感到非常惊喜。作者在讲解每一个技术点时,都尽可能地涵盖其核心原理、关键参数以及实际应用中的注意事项。我尤其欣赏作者在介绍封装材料时,那种对化学成分和物理性能的细致分析。例如,在讲解用于模塑的环氧树脂时,作者详细列举了其主要的成分,如环氧树脂、固化剂、填料、阻燃剂等,并分析了每种成分的加入对封装材料整体性能的影响。他还深入探讨了材料的玻璃化转变温度、热膨胀系数、吸湿性等关键参数,以及这些参数如何影响封装的可靠性和寿命。当我读到关于引线键合的工艺时,作者对键合力、键合时间和超声功率等参数的详细讲解,让我认识到即便是一个微小的键合点,也需要精确的工艺控制。书中关于可靠性测试的部分,更是让我对封装的质量评估有了更深的理解。作者对各种加速寿命试验的原理和方法的介绍,让我认识到如何通过模拟严苛的使用环境来预测器件的长期可靠性。

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我一直以来对那些能够将复杂事物拆解、梳理并以清晰易懂方式呈现的书籍抱有极大的好感,而这本《微电子器件封装》无疑做到了这一点。当我带着对半导体技术的好奇心翻开它时,我并没有预想到能从中获得如此丰富且深入的知识。作者在开篇就清晰地阐述了封装在现代电子产品中不可或缺的重要性,从保护器件免受外界环境侵蚀,到提供电气连接和散热,再到实现小型化和高性能化,每一个功能都被详细地剖析。我尤其欣赏作者在讲解各种封装材料时,那种近乎严谨的分析。比如,在介绍陶瓷封装时,作者不仅列举了其优异的耐高温和绝缘性能,还深入探讨了其在特定高端应用场景下的必要性,以及相对较高的成本如何影响其市场选择。当读到关于塑料封装的部分,作者对不同类型塑料的分子结构、热膨胀系数以及固化过程的描述,让我仿佛置身于一个材料科学的实验室。他不仅告诉我“是什么”,更重要的是解释了“为什么会这样”,这种深挖原理的写作方式,让我在学习过程中不仅仅是记忆,更是理解。文中穿插的图表和示意图,也起到了画龙点睛的作用,那些精美的三维剖视图,将原本抽象的结构变得触手可及,让我能够直观地看到不同封装层之间的堆叠方式,以及金属引线如何巧妙地连接到芯片焊盘上。

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这本书的语言风格,介于严谨的学术性和通俗的科普性之间,找到了一个绝佳的平衡点。这使得我对一些相对陌生的技术概念,也能轻松理解和吸收。作者在介绍不同封装的物理结构时,常常会使用一些贴切的比喻,比如将多层互连的封装比作“精密的城市立体交通网络”,将散热通道的设计比作“为芯片建造高效的‘空调系统’”。这些生动形象的描述,不仅让复杂的概念变得易于理解,更增加了阅读的趣味性。我特别喜欢作者在探讨封装的可靠性问题时,所表现出的那种高度的工程化思维。他分析了各种失效模式,如脱焊、开裂、漏电等,并深入剖析了产生这些失效的原因,以及如何通过设计和工艺的优化来规避这些风险。例如,在讲解热应力引起的封装失效时,作者详细分析了不同材料热膨胀系数不匹配所产生的应力集中,以及如何通过引入缓冲层或优化结构设计来减小应力。读到这里,我才真正理解了为什么一个小小的封装,需要经过如此多的严苛测试和精细设计。

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这本书带给我的,不仅仅是知识的获取,更是一种思维方式的启迪。作者在分析每一个封装技术时,都不仅仅停留在描述性的层面,而是深入到其背后的物理原理和工程挑战。我印象最深刻的是关于热管理的部分。在讲解多层陶瓷封装时,作者详细分析了不同材料的热导率差异,以及如何通过设计封装结构来优化散热路径。他解释了为什么有些封装在高温环境下性能会急剧下降,以及如何通过改进材料配方和结构设计来提升其耐温能力。这种对“为什么”的不断追问,让我养成了更加深入思考问题的习惯。在阅读到关于封装对信号完整性的影响时,作者用清晰的图示和公式,解释了寄生参数(如电感和电容)是如何影响高速信号传输的,以及如何通过优化封装设计来减小这些不利影响。这让我意识到,即便是微小的封装结构,也可能对整个电子系统的性能产生至关重要的影响。我尤其喜欢作者在讨论未来封装技术趋势时,那种富有前瞻性的分析。他预测了三维集成、扇出封装以及异构集成的未来发展方向,并分析了这些新兴技术所面临的挑战和机遇。这让我对半导体封装技术的未来充满了期待,也对这项不断发展的领域有了更深的敬畏。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象。低调而沉稳的配色,搭配上简洁有力的书名,散发出一种专业而厚重的学术气息。我第一次翻开它,是在一个阳光明媚的午后,手里还端着一杯氤氲着香气的咖啡。书页泛着淡淡的米黄色,纸张的触感非常舒适,带着一种略微的磨砂感,这使得翻阅的过程也成为一种享受。我最先被吸引的是开篇的引言部分,作者以一种娓娓道来的方式,勾勒出了微电子器件封装在整个电子产业中所扮演的关键角色,那种宏大叙事与微观技术细节的结合,立刻点燃了我探索的兴趣。文中对封装技术发展历程的回顾,从最初简单的金属外壳到如今高度集成的三维堆叠,每一个阶段的演进都被赋予了历史的厚重感,仿佛跟随作者一同穿越了半个世纪的电子技术变迁。尤其是对早期晶体管封装的描述,那种朴素而高效的设计理念,让我惊叹于先辈们的智慧。我特别喜欢作者在描述不同封装技术时,插入的那些生动形象的比喻,比如将引线键合比作精密的“绣花”,将热管理比作“给芯片穿上透气的外衣”,这些通俗易懂的类比,极大地降低了技术理解的门槛,让即便是我这样对微电子封装并非专业出身的读者,也能迅速抓住核心概念。文字的流畅性和逻辑性也让我印象深刻,每一个章节的过渡都衔接得恰到好处,从宏观的产业背景自然过渡到具体的封装材料、工艺和测试方法,阅读起来丝毫没有生涩感,仿佛在与一位经验丰富的工程师进行深度交流。

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我对本书的整体印象可以用“严谨而全面”来概括。作者在对每一个封装技术进行介绍时,都力求从材料、结构、工艺、测试以及应用等多个维度进行深入的探讨。例如,在讲解BGA封装时,作者不仅详细描述了其球形焊点的结构和特点,还深入分析了其在信号传输、散热以及可制造性等方面的优势和挑战。他对比了不同尺寸、不同间距的BGA封装,以及它们在不同应用场景下的选择依据。在读到关于引线键合技术时,作者对金线、铜线和铝线等不同材料的特性进行了详细的分析,并探讨了它们在可靠性、成本以及工艺兼容性等方面的差异。他还深入介绍了热压键合、超声波键合以及扩散键合等多种键合方式的原理和优缺点。尤其令我印象深刻的是,作者在讨论封装的未来发展趋势时,所展现出的那种深刻的行业洞察力。他对三维封装、扇出型封装以及硅中介层技术等前沿领域的分析,逻辑清晰,论据充分,让我对微电子封装技术的未来发展有了更清晰的认识。

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这本书最让我欣赏的一点是它在讲解过程中所展现出的那种“抽丝剥茧”的智慧。作者能够将一个复杂且庞大的工程领域,一层一层地进行细致的拆解,让读者能够循序渐进地理解其精髓。我尤其喜欢作者在介绍不同封装类型的起源和演变时,所营造出的那种历史的厚重感。他讲述了从早期的DIP封装到如今各种先进的BGA、FCBGA、WLP等封装技术,是如何一步步发展和演进的,以及每一次技术革新背后所驱动的行业需求。当我读到关于引线键合技术的部分,作者对不同键合材料(如金、铜、铝)的物理和化学特性,以及它们在可靠性、成本和工艺兼容性方面的权衡的详细分析,让我对这些微观层面的选择有了更深刻的理解。他还深入介绍了热压、超声波和激光等多种键合方式的原理和优缺点,让我认识到即便是一个小小的焊点,也凝聚了工程师的无数心血。书中关于封装的可靠性测试的详细阐述,更是让我对产品质量有了全新的认识。

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