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第1章 电子封装技术概述1

1.1 历史概况1

1.2 电子封装5

1.3 微电子封装8

1.3.1 2D封装9

1.3.2 3D封装14

1.4 气密性封装22

1.4.1 金属封装23

1.4.2 陶瓷封装24

1.5 封装料24

1.5.1 塑封料24

1.5.2 其它塑封方法25

1.6 塑封与气密性封装的比较25

1.6.1 尺寸及重量26

1.6.2 性能26

1.6.3 成本26

1.6.4 气密性27

1.6.5 可靠性28

1.6.6 可用性29

1.7 总结30

参考文献30

第2章 塑封材料34

2.1 化学性质概述34

2.1.1 环氧树脂35

2.1.2 硅树脂36

2.1.3 聚氨酯37

2.1.4 酚醛树脂39

2.2 模塑料40

2.2.1 树脂41

2.2.2 固化剂或硬化剂44

2.2.3 促进剂45

2.2.4 填充剂45

2.2.5 偶联剂49

2.2.6 应力释放剂50

2.2.7 阻燃剂51

2.2.8 脱模剂52

2.2.9 离子捕获剂52

2.2.10 着色剂53

2.2.11 封装材料生产商和市场条件53

2.2.12 商业用模塑料特性54

2.2.13 新材料的发展57

2.3 顶部包封料60

2.4 灌封料61

2.4.1 Dow Corning材料61

2.4.2 GE电子材料62

2.5 底部填充料65

2.6 印制封装料66

2.7 环境友好型或“绿色”封装料67

2.7.1 有毒的阻燃剂67

2.7.2 绿色封装材料的发展70

2.8 总结78

参考文献78

第3章 封装工艺技术84

3.1 模塑技术84

3.1.1 传递模塑工艺84

3.1.2 注射模塑工艺91

3.1.3 反应-注射模塑工艺92

3.1.4 压缩模塑93

3.1.5 模塑工艺比较93

3.2 顶部包封工艺93

3.3 灌封工艺95

3.3.1 单组分灌封胶97

3.3.2 双组分灌封胶97

3.4 底部填充技术97

3.4.1 传统的流动型底部填充98

3.4.2 非流动型填充99

3.5 印刷封装技术99

3.6 2D晶圆级封装101

3.7 3D封装103

3.8 清洗和表面处理107

3.8.1 等离子清洗108

3.8.2 去毛边109

3.9 总结110

参考文献111

第4章 封装性能的表征114

4.1 工艺性能115

4.1.1 螺旋流动长度115

4.1.2 凝胶时间116

4.1.3 流淌和溢料116

4.1.4 流变性兼容性116

4.1.5 聚合速率117

4.1.6 固化时间和温度118

4.1.7 热硬化118

4.1.8 后固化时间和温度119

4.2 湿-热机械性能119

4.2.1 线膨胀系数和玻璃化转变温度120

4.2.2 热导率123

4.2.3 弯曲强度和模量124

4.2.4 拉伸强度、弹性与剪切模量及伸长率125

4.2.5 黏附强度126

4.2.6 潮气含量和扩散系数127

4.2.7 吸湿膨胀系数131

4.2.8 气体渗透性133

4.2.9 放气133

4.3 电学性能134

4.4 化学性能136

4.4.1 离子杂质（污染等级）136

4.4.2 离子扩散系数136

4.4.3 易燃性和氧指数136

4.5 总结137

参考文献138

第5章 封装缺陷和失效142

5.1 封装缺陷和失效概述142

5.1.1 封装缺陷142

5.1.2 封装失效142

5.1.3 失效机理分类146

5.1.4 影响因素147

5.2 封装缺陷149

5.2.1 引线变形149

5.2.2 底座偏移151

5.2.3 翘曲152

5.2.4 芯片破裂154

5.2.5 分层154

5.2.6 空洞155

5.2.7 不均匀封装156

5.2.8 毛边157

5.2.9 外来颗粒157

5.2.10 不完全固化157

5.3 封装失效157

5.3.1 分层157

5.3.2 气相诱导裂缝（爆米花现象）161

5.3.3 脆性断裂164

5.3.4 韧性断裂166

5.3.5 疲劳断裂167

5.4 加速失效的影响因素168

5.4.1 潮气168

5.4.2 温度171

5.4.3 污染物和溶剂性环境171

5.4.4 残余应力172

5.4.5 自然环境应力172

5.4.6 制造和组装载荷173

5.4.7 综合载荷应力条件173

5.5 总结174

参考文献174

第6章 微电子器件封装的缺陷及失效分析技术182

6.1 常见的缺陷和失效分析程序182

6.1.1 电学测试183

6.1.2 非破坏性评价183

6.1.3 破坏性评价183

6.2 光学显微技术188

6.3 扫描声学显微技术（SAM）189

6.3.1 成像模式190

6.3.2 C-模式扫描声学显微镜（C-SAM）190

6.3.3 扫描激光声学显微镜（SLAMTM）191

6.3.4 案例研究196

6.4 X射线显微技术200

6.4.1 X射线的产生和吸收201

6.4.2 X射线接触显微镜203

6.4.3 X射线投影显微镜203

6.4.4 高分辨率扫描X射线衍射显微镜204

6.4.5 案例分析：塑封器件封装205

6.5 X射线荧光光谱显微技术206

6.6 电子显微技术206

6.6.1 电子-样品相互作用207

6.6.2 扫描电子显微技术（SEM）208

6.6.3 环境扫描电子显微技术（ESFM）209

6.6.4 透射电子显微技术（TEM）210

6.7 原子力显微技术212

6.8 红外显微技术212

6.9 失效分析技术的选择213

6.10 总结216

参考文献216

第7章 鉴定和质量保证219

7.1 鉴定和可靠性评估的简要历程219

7.2 鉴定流程概述222

7.3 虚拟鉴定225

7.3.1 寿命周期载荷225

7.3.2 产品特征227

7.3.3 应用要求228

7.3.4 利用PoF方法进行可靠性预计228

7.3.5 失效模式、机理及其影响分析（FMMEA）230

7.4 产品鉴定231

7.4.1 强度极限和高加速寿命试验（HALT）231

7.4.2 鉴定要求233

7.4.3 鉴定试验计划234

7.4.4 模型和验证235

7.4.5 加速试验235

7.4.6 可靠性评估238

7.5 鉴定加速试验238

7.5.1 稳态温度试验239

7.5.2 温度循环试验239

7.5.3 湿度相关的试验240

7.5.4 耐溶剂试验243

7.5.5 盐雾试验243

7.5.6 可燃性和氧指数试验243

7.5.7 可焊性试验244

7.5.8 辐射加固244

7.6 工业应用244

7.7 质量保证247

7.7.1 筛选概述247

7.7.2 应力筛选和老化248

7.7.3 筛选249

7.7.4 根本原因分析252

7.7.5 筛选的经济性252

7.7.6 统计过程控制253

7.8 总结254

参考文献255

第8章 趋势和挑战259

8.1 微电子器件结构和封装259

8.2 极高温和极低温电子学268

8.2.1 高温268

8.2.2 低温270

8.3 新兴技术271

8.3.1 微机电系统271

8.3.2 生物电子器件、生物传感器和生物MEMS275

8.3.3 纳米技术和纳米电子器件278

8.3.4 有机发光二极管、光伏和光电子器件280

8.4 总结283

参考文献284

术语表288

计量单位换算表301