电子封装与互连手册

电子封装与互连手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Charles A.Harper 编
出品人:
页数:735
译者:
出版时间:2009-6
价格:128.00元
装帧:
isbn号码:9787121088445
丛书系列:
图书标签:
  • 电子封装与互连手册
  • 封装
  • 可靠性
  • IC
  • 电子封装
  • 互连技术
  • 微电子
  • 集成电路
  • SMT
  • 封装材料
  • 可靠性
  • 测试
  • 电路板
  • 电子制造
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具体描述

电子封装与互连已成为现代电子系统能否成功的关键限制因素之一,是在系统设计的开始阶段就必须进行综合设计的考虑因素。《电子封装与互连手册(第4版)》第一部分包含电子封装的基本技术,即当代电子封装常用的塑料、复合材料、粘结剂、下填料与涂敷料等封装材料,热管理,连接器,电子封装与组装用的无铅焊料和焊接技术;第二部分为电子封装的互连技术,包含焊球阵列、芯片尺寸封装、倒装芯片粘结、多芯片模块、混合微电路等各类集成电路封装技术及刚性和挠性印制电路板技术;第三部分为高速和微波系统封装。

电子封装与互连手册:内容概述 本书旨在为电子工程、材料科学和制造技术领域的专业人士、研究人员以及高级学生提供一份全面而深入的参考资料,重点探讨现代电子系统设计与制造中的核心环节——封装与互连技术。我们着眼于技术的前沿发展、关键挑战以及面向未来的解决方案,构建起一个结构化的知识体系。 第一部分:基础理论与材料科学 本部分奠定了深入理解电子封装与互连技术所需的理论基础和材料知识。 1. 封装技术的演进与系统级需求 本章首先回顾了半导体封装技术从早期的引脚式封装到当今先进的片上系统(SoC)和系统级封装(SiP)的发展历程。我们将详细分析不同技术节点下对封装的要求变化,特别关注在摩尔定律放缓背景下,封装如何成为提升系统性能、降低功耗和实现异构集成(Heterogeneous Integration)的关键。讨论内容包括热设计功耗(TDP)、信号完整性(SI)和电源完整性(PI)对封装结构的基本约束。 2. 关键材料的特性与选择 电子封装的可靠性与性能高度依赖于所使用的材料。本章将对用于半导体封装的核心材料进行深入剖析: 导电材料: 重点讨论键合线(Bond Wires)材料(如金、铜、钯镀金)的机械、电学特性,以及在超细间距(Fine Pitch)应用中的挑战。同时,详述焊料(Solder)合金,包括无铅化趋势下的SAC系列合金的熔点、润湿性及蠕变特性。 绝缘与介电材料: 介绍环氧塑封料(EMC)、低K/高K介电材料在层间介质中的应用,及其对信号延迟和串扰的影响。讨论用于重布线层(RDL)的聚酰亚胺(PI)和苯并环丁烯(BCB)的工艺窗口和性能指标。 散热材料: 深入分析热界面材料(TIMs)的分类(导热垫、导热胶、液态金属),及其热阻的测量方法和实际应用中的热管理策略。 3. 封装结构与界面物理 本章聚焦于封装的物理结构,从芯片级到模块级: 裸片(Die)处理: 讨论晶圆减薄(Wafer Thinning)、划片(Dicing)技术,以及对薄裸片处理中应力控制的需求。 粘接技术: 详细阐述芯片粘接(Die Attach)工艺中的热固化、光固化机制,以及确保界面无缺陷的重要性。 封装应力分析: 运用有限元分析(FEA)的原理,解释由于材料热膨胀系数(CTE)不匹配导致的封装体内部应力集中问题,以及如何通过材料选择或结构设计来缓解这些应力。 第二部分:先进互连技术与集成方案 本部分着重介绍当前业界主流和前沿的芯片互连和系统集成技术,这是实现高性能计算和移动设备小型化的核心驱动力。 4. 倒装芯片(Flip-Chip)技术 倒装芯片技术是实现高I/O密度和优异电学性能的关键。本章将系统介绍: 凸点(Bump)技术: 详细探讨焊料凸点、共面球栅阵列(CPGA)以及铜柱(Copper Pillar)作为主要互连结构的设计参数、形成工艺(如电镀、丝网印刷)及其对热机械性能的影响。 界面可靠性: 分析倒装芯片在热循环(Thermal Cycling)和功率循环(Power Cycling)下的失效模式,如空洞(Voiding)的形成与抑制。 5. 扇出晶圆级封装(Fan-Out WLP) FOWLP是近年来发展迅猛的技术,它通过重布线层(RDL)实现了比传统WLP更高的I/O密度和更小的封装尺寸。 RDL构建流程: 详述模塑(Molding)、再构(Reconstitution)和RDL沉积(沉积/光刻/蚀刻)的复杂序列,以及多层RDL设计中的串扰控制。 先进FOWLP结构: 对比并分析基于衬底(Substrate-based)和无衬底(Wafer-less)的FOWLP方案的优劣势,特别关注其在射频(RF)模块中的应用。 6. 2.5D与3D异构集成 实现系统性能飞跃的关键在于多芯片的垂直堆叠与高带宽互连。 硅中介层(Silicon Interposer): 深入研究硅中介层的作用、TSV(硅通孔)的制造工艺(如深反应离子刻蚀 DRIE、电镀填充)及其对信号传输的影响。讨论TSV的寄生电感和电容对高速信号的影响及优化方法。 混合键合(Hybrid Bonding): 作为下一代3D集成的关键技术,详细介绍无凸点、直接铜对铜连接的原理、表面准备(如表面活化)和键合过程的控制,及其在实现极小间距互连中的潜力。 Chiplet生态系统: 从系统架构角度,分析Chiplet集成如何改变了半导体产业的制造模式,以及不同Chiplet之间接口标准(如UCIe)的重要性。 第三部分:封装的热、电与机械可靠性 任何电子产品的最终成功都取决于其在真实工作环境下的长期可靠性。本部分聚焦于影响封装寿命和性能的关键因素。 7. 热管理技术(Thermal Management) 热量是电子系统性能和寿命的主要限制因素。 热阻路径分析: 详细分解从芯片结温到环境空气的热传导路径,量化各界面热阻的贡献。 主动与被动散热方案: 介绍先进的散热器(Heatsink)、热管(Heat Pipes)与相变材料(PCM)在高性能计算(HPC)中的应用。讨论液体冷却技术(如冷板、浸没式冷却)在数据中心级封装中的集成挑战。 8. 信号与电源完整性(SI/PI) 在数十GHz频率下,封装和互连不再是理想导体,它们本身成为电路的一部分。 封装的寄生参数建模: 介绍如何精确提取封装结构(引线、焊盘、过孔、层间介质)的电感(L)、电阻(R)和电容(C)。 串扰与噪声分析: 讨论封装层内信号线间的串扰(Crosstalk)机理,以及电源分配网络(PDN)的阻抗设计,确保芯片工作电压的稳定性。 9. 封装的机械可靠性与测试标准 本章关注封装在制造、运输和使用过程中可能遭受的机械应力。 疲劳失效分析: 重点分析低周疲劳(LCF)和高周疲劳(HCF)在焊点和键合线中的作用,以及加速寿命试验(ALT)的设计,如气泡测试、温度循环测试。 无损检测(NDT): 介绍X射线、超声波C扫描(C-Scan)在检测封装内部空洞、分层(Delamination)和缺陷分布中的应用。 第四部分:先进制造工艺与未来展望 最后一部分将目光投向了下一代封装技术和制造流程的优化。 10. 先进光刻与微加工技术 实现微米乃至亚微米级的互连需要先进的制造工具。本章介绍用于RDL和TSV制造的深紫外光刻(DUV)和极紫外光刻(EUV)在封装层中的应用潜力,以及高精度化学机械抛光(CMP)在实现超平坦界面中的作用。 11. 模块化与系统级封装(SiP)的设计流程 系统级封装是整合不同功能芯片(ASIC、Memory、Analog)的有效途径。本章将介绍从系统架构定义到物理布局、布线和最终封装测试的完整设计流程,强调跨学科的协同设计(Co-Design)方法论。 12. 面向未来的封装趋势 展望下一代技术,包括:面向AI/HPC的Chiplet互连网络、先进的柔性封装技术(Flexible Electronics)、以及在极端环境(如汽车电子、航空航天)下对高可靠性封装的特殊需求和解决方案。 总结: 本书力求成为一本深入、实用且具有前瞻性的技术手册,全面覆盖从微观材料到宏观系统集成的电子封装与互连技术的每一个重要层面。

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读后感

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**评价八** 《电子封装与互连手册》这本书,就像一位经验丰富的导师,引导我深入探索电子工程领域中一个至关重要却又常常被忽视的环节。我对封装的初步认识,可能停留在“把芯片装起来”的层面,而这本书则彻底颠覆了我的认知,让我看到了其背后蕴含的深厚技术和精妙设计。书中对各类封装技术的介绍,从经典的DIP、SOP,到现代的BGA、QFN,再到前沿的WLP、SiP,都进行了深入的剖析,包括它们的结构特点、制造工艺、优缺点以及适用场景。在互连技术方面,它详细讲解了PCB设计中的各种挑战,如信号完整性、电源完整性,以及更复杂的2.5D/3D互连技术。令我印象深刻的是,书中对材料特性的分析非常细致,例如不同焊料合金在焊接过程中的性能表现,以及封装材料对热阻和机械应力的影响。这对于我进行实际的工艺优化和材料选型提供了重要的参考。我特别关注书中关于高频互连技术的部分,随着通信和计算需求的不断增长,高速信号的传输和完整性变得尤为重要,我希望能从中找到关于传输线设计、阻抗控制以及串扰抑制的更深入的讲解。此外,书中对可靠性工程的阐述,包括各种环境应力(如温度循环、湿度)对封装体寿命的影响,以及相应的测试方法和预测模型,也为我评估和提升产品的可靠性提供了坚实的基础。

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**评价五** 收到《电子封装与互连手册》这本书,着实让我眼前一亮。作为一名长期从事电子产品研发的工程师,我一直在寻找一本能够系统梳理电子封装与互连技术发展脉络,并深入探讨各项关键技术细节的著作。这本书的出现,无疑是我的一个重要发现。其内容的深度和广度都让我印象深刻。它不仅涵盖了传统的封装技术,如DIP、SOP等,还详细介绍了诸如BGA、QFN、CSP等现代主流封装形式,以及更加前沿的2.5D/3D封装技术。在互连技术方面,书中从PCB的层叠设计、信号完整性分析,到更为复杂的TSV技术、扇出晶圆级封装(FOWLP)等,都进行了深入的阐述。我尤其欣赏书中在材料科学方面的探讨,比如对不同封装基板材料(如FR-4、聚酰亚胺)的性能对比,以及对导电浆料、导热材料的详细介绍,这对于理解封装的性能和可靠性至关重要。在我最近的一个高功率密度产品设计中,散热问题非常突出,我希望书中能提供关于先进散热封装解决方案的更多细节,例如微流道散热、相变材料的应用,以及如何优化封装结构以提升热传导效率。此外,书中对可靠性工程的讲解也十分到位,从材料的蠕变、疲劳,到封装体的热循环应力分析,都提供了扎实的理论基础和实际指导。

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**评价十** 《电子封装与互连手册》这本书,就像是我在电子工程领域探索旅途中的一座灯塔,照亮了我前进的方向,也让我对这个复杂而精妙的领域有了全新的认识。我一直认为,封装与互连技术是电子产品性能和可靠性的基石,但要真正理解其内在的奥秘,并非易事。这本书以其清晰的结构、详实的论述,将我带入了这个充满挑战和机遇的世界。书中对各种封装技术的介绍,从最早的DIP到如今的SiP,都进行了深入的分析,包括其发展历程、技术原理、优缺点以及在不同应用场景下的表现。在互连技术方面,它不仅涵盖了PCB设计中的各种挑战,如信号完整性、电源完整性,还深入探讨了TSV、扇出晶圆级封装等前沿技术。令我尤为赞赏的是,书中对材料科学的阐述非常到位,例如对各种导电、绝缘、导热材料的性能分析,以及它们在不同封装和互连方式中的作用。这对于我进行实际的工艺选择和优化提供了重要的理论依据。我尤其关注书中在高速互连技术方面的讨论,随着数据传输速率的不断提高,信号完整性成为了关键挑战,我希望从中能够获得更多关于传输线设计、阻抗匹配以及串扰抑制的深入指导。此外,书中对可靠性工程的讲解,包括各种应力分析和失效模式预测,也为我评估和提升产品的长期可靠性提供了坚实的基础。

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**评价七** 拿到《电子封装与互连手册》这本书,我感到了一种强烈的专业感和期待。作为一个在电子领域工作多年的从业者,我深知封装与互连技术在整个电子产品生命周期中的关键作用,但一直以来,想要找到一本能够全面、深入地覆盖这一领域的书籍都非易事。这本书的出现,无疑填补了这一空白。它不仅对各种基础封装技术进行了细致的介绍,例如不同类型的键合技术、塑封工艺等,还对当前最为先进的封装技术,如扇出型封装(Fan-out Wafer Level Packaging)、三维集成(3D Integration)等进行了详尽的阐述。在互连方面,书中对PCB技术、高密度互连(HDI)、异质集成等都有深入的讲解。我特别欣赏书中在材料科学方面的论述,比如对不同导电材料(如铜、金、锡)、绝缘材料、导热材料的特性分析,以及它们在封装与互连中的应用。这对于我理解和选择合适的材料以优化产品性能至关重要。在我目前负责的一个项目,需要处理高密度、高功率的器件,散热和电磁兼容性是两大挑战,我非常希望能从书中找到关于先进散热封装技术、EMI抑制以及高频互连设计的具体指导和解决方案。此外,书中对可靠性分析的阐述,包括失效机理、应力分析等,也为我评估和提升产品的长期可靠性提供了重要的理论支持。

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**评价四** 《电子封装与互连手册》就像是给我的电子工程知识体系“打了个底”,让我对这个看似熟悉的领域有了更深刻、更全面的认识。我之前对封装的理解,可能更多地局限于“保护芯片”和“连接外部”这两个层面,而这本书则将我带入了其复杂而精妙的内部世界。从材料科学的基础,到各种先进封装技术的原理和应用,再到互连技术的发展趋势,这本书都进行了详尽的介绍。书中的图表和示意图非常清晰,有助于理解抽象的概念,例如在讲解引线键合的各种模式时,作者不仅展示了金线键合、铜线键合的区别,还分析了其对电迁移和可靠性的影响。这对于我评估不同供应商提供的封装方案提供了重要的依据。我尤其关注书中关于高频互连的部分,随着电子设备向更高频率发展,信号完整性成为关键挑战,我对书中在讲解传输线效应、阻抗匹配、串扰抑制等方面的分析寄予厚望。另外,书中对于封装与可靠性之间的关系也进行了深入的探讨,包括各种环境因素(如温度、湿度、振动)对封装体寿命的影响,以及如何通过设计和材料选择来提高可靠性。这对于我确保产品的长期稳定运行非常有价值。

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**评价六** 《电子封装与互连手册》这本著作,仿佛是一座知识的宝库,为我这个在电子工程领域深耕多年的探索者,打开了更为广阔的视野。我一直认为,电子封装与互连是连接芯片功能与系统实现的桥梁,其重要性不言而喻,但真正将其各个环节融会贯通,却非易事。这本书恰恰做到了这一点,它以一种极为系统和条理清晰的方式,将从微观材料层面到宏观系统层面的各种技术细节一一呈现。书中对于各种封装技术的介绍,例如晶圆级封装(WLP)的演进,以及其在微型化电子产品中的应用,都让我受益匪浅。特别令我着迷的是,作者在探讨互连技术时,不仅仅列举了各种技术名称,更是深入分析了它们背后的物理原理、电气特性以及在不同应用场景下的优劣势。例如,在讲解高速信号的传输时,书中对阻抗匹配、信号完整性、串扰等问题的深入分析,为我优化高频PCB设计提供了宝贵的参考。我非常期待书中能够进一步探讨如何在日益复杂的3D集成封装中,实现高效、低损耗的互连,以及其在未来人工智能和高性能计算领域的潜在影响。另外,书中对可靠性评估方法的介绍,包括加速寿命试验、失效模式分析等,也为我评估和提升产品的长期稳定性提供了重要的理论指导。

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**评价一** 这本书的出现,无疑是我在电子封装与互连领域深耕多年的一个惊喜。长期以来,我一直在寻找一本能够系统性、全面性地梳理这一复杂学科的书籍,市面上虽然不乏专业书籍,但往往侧重于某一特定环节,要么过于理论化,要么过于工程化,难以触及全局。而《电子封装与互连手册》则像是为我量身打造的。它不仅仅是一本“手册”,更像是一本百科全书,从最基础的材料科学,到最前沿的封装技术,再到互连的各种实现方式,都进行了深入浅出的阐述。我尤其欣赏其结构安排,逻辑清晰,循序渐进。初学者可以从中获得扎实的理论基础,而我这样的资深从业者,则可以在其中找到很多启发和深化理解的视角。书中对各种封装形式的对比分析,对不同互连技术的优缺点剖析,都非常到位,为我在实际项目中的技术选型提供了宝贵的参考。例如,在讨论引线键合与倒装芯片时,作者不仅列举了各自的性能指标,还结合了成本、可靠性、热管理等诸多实际考量因素,这在我过去的研究和实践中是很少见的。书中对于新材料和新工艺的介绍也十分及时,让我能够迅速了解到行业最新的发展动态。我非常期待能在书中找到关于三维集成封装(3D IC Packaging)的更深入探讨,以及它在未来高性能计算和人工智能领域的应用前景。当然,作为一个读者,我更关心的是书中的案例分析是否足够丰富,能否展示不同应用场景下封装与互连技术的具体实现和挑战,这对于理论知识的落地至关重要。

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**评价九** 《电子封装与互连手册》这本书的出现,无疑是为我这个长期在电子行业摸爬滚打的工程师,注入了一剂强心剂。多年来,我一直在探寻一本能够全面、系统地梳理电子封装与互连技术发展的书籍,市面上虽然不乏相关著作,但往往要么过于偏重理论,要么过于侧重工程实践,很难达到我所期望的深度与广度。而这本书,则以其海纳百川的胸怀,将从基础材料到最尖端技术的方方面面,都进行了深入浅出的阐述。书中对各种封装形式的分析,例如从传统的引线键合到现代的倒装芯片技术,都进行了细致的原理讲解和性能对比,这让我能够更清晰地理解不同封装技术在成本、性能、可靠性等方面的权衡。在互连技术方面,书中对PCB的高密度互连、2.5D/3D集成技术,以及异质集成等前沿领域都有详尽的介绍。我尤其欣赏书中在材料科学方面的论述,例如对各种高分子材料、金属材料、陶瓷材料在封装中的应用和性能特点的深入分析,这对于我进行实际的工艺设计和材料选型提供了宝贵的参考。我非常期待书中能进一步探讨如何实现更低功耗、更高集成度的互连技术,尤其是在5G通信、物联网等领域,对微型化和高性能的需求日益增长。

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**评价三** 这本书的厚度就已经足够令人肃然起敬,而翻开扉页,里面的内容更是让我感觉像是打开了一个全新的世界。作为一名在电子行业摸爬滚打多年的工程师,我一直深耕于某个具体的领域,对于整个电子封装与互连的生态系统,总觉得有些碎片化的认知。《电子封装与互连手册》恰恰填补了我这方面的知识空白。它以一种非常系统化的方式,将从芯片到终端产品的整个链条上的关键技术和概念串联了起来。书中的每一个章节,都像是独立研究的课题,却又彼此紧密联系,共同构建了一个完整的知识体系。我特别喜欢它在讲解不同封装类型时,不仅仅停留在外观的描述,而是深入到其内部的结构、材料、制造工艺以及对应的电气和热性能。例如,在介绍BGA(球栅阵列)封装时,书中详细分析了其焊球的设计、排列方式对信号完整性的影响,以及在高温回流焊过程中的可靠性问题。这对于我设计高密度PCB时,选择合适的BGA器件至关重要。此外,书中对于各种互连技术的深入剖析,包括但不限于TSV(硅通孔)技术在3D IC中的应用,以及异质集成(Heterogeneous Integration)的最新进展,都让我看到了未来电子产品设计的新方向。我非常期待书中能够进一步探讨如何实现更加高效、低功耗的互连,尤其是在5G通信和自动驾驶等领域,对数据传输速率和延迟的要求越来越高。

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**评价二** 刚拿到《电子封装与互连手册》的时候,我其实是抱着一种审慎的态度。毕竟,电子封装与互连这个领域,技术更新迭代的速度快得惊人,想要一本“手册”就能涵盖所有内容,似乎不太现实。然而,翻开目录,我才意识到自己的想法过于狭隘了。这本书的内容深度和广度都远超我的预期。它从微观的材料特性讲起,比如不同金属焊料的润湿性、合金化过程,再到宏观的系统级封装结构,如系统级封装(SiP)和多芯片模组(MCM)。书中对于各种互连方式的讲解,从传统的PCB走线,到先进的2.5D/3D集成,都配有详实的图示和原理分析,这对于我理解不同技术之间的权衡和取舍非常有帮助。特别令我印象深刻的是,作者在讨论封装材料时,不仅关注了传统的铜、铝等,还提到了很多新兴的纳米材料和复合材料,以及它们在提高导热性、导电性和机械强度方面的潜力。在我最近参与的一个高性能服务器项目中,散热是一个棘手的问题,我希望这本书能提供一些关于先进散热封装技术,例如热界面材料(TIM)的选择与应用,以及微通道散热集成等方面的详细指导。另外,书中对可靠性工程的阐述也十分扎实,包括各种应力(热应力、机械应力)对封装体的影响,以及相应的失效模式分析和预防措施。这对于确保电子产品在严苛环境下的长期稳定运行至关重要。

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