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1.1电子封装工程的定义及范围1

1.1.1定义1

1.1.2范围3

1.1.3功能8

1.1.4分类10

1.2技术课题29

1.2.1信号的高速传输30

1.2.2高效率冷却30

1.2.3高密度化32

1.2.4防止电磁波干扰技术32

1.3从电子封装技术到电子封装工程32

1.3.1电子封装技术的体系与范围32

1.3.2电子封装工程的主要课题35

1.3.3电子封装材料39

1.3.4电子封装发展的国内外现状39

1.4工程问题44

1.5电子封装工程的发展趋势46

1.6我国应该高度重视电子封装产业49

第2章电子封装工程的演变与进展53

2.1 20世纪电子封装技术发展的回顾53

2.1.1电子封装技术发展历程简介53

2.1.2电子管安装时期（1900—1950年）56

2.1.3晶体管封装时期（1950—1960年）57

2.1.4元器件插装（THT）时期（1960—1975年）57

2.1.5表面贴装（SMT）时期（1975年—）59

2.1.6高密度封装时期（20世纪90年代初—）60

2.2演变与进展的动力之一：从芯片的进步看62

2.2.1集成电路的发展历程和趋势62

2.2.2集成度与特征尺寸66

2.2.3 MPU时钟频率的提高68

2.2.4集成度与输入／输出（I/O）端子数70

2.2.5芯片功耗与电子封装71

2.2.6半导体集成电路的发展预测74

2.3演变与发展的动力之二：从电子设备的发展看76

2.3.1便携电话76

2.3.2笔记本电脑77

2.3.3摄像一体型VTR78

2.4电子封装技术领域中的两次重大变革80

2.4.1从插入式到表面贴装——第一次重大变革80

2.4.2从四边引脚的QFP到平面阵列表面贴装——第二次重大变革81

2.4.3电子封装的第三次重大变革86

2.4.4逻辑器件和存储器件都对电子封装提出更高要求87

2.4.5电子封装的发展动向90

2.5多芯片组件（MCM）99

2.5.1MCM的历史、种类及其特征99

2.5.2 MCM的制作工艺——以MCM-D为例104

2.5.3 MCM的发展趋势107

2.6 SiP与SoC109

2.6.1何谓SiP和SoC109

2.6.2单芯片路线遇到壁垒111

2.6.3 SiP和SoC的竞争113

2.6.4 SiP的发展过程116

2.6.5对SiP提出的疑问121

2.6.6 SiP面临的挑战125

2.6.7 SiP的标准化动向127

2.7半导体封装技术的发展预测128

2.7.1封装的作用及电子封装工程的地位128

2.7.2半导体封装技术的现状及动向129

2.7.3主要半导体封装技术的发展趋势132

2.7.4今后的课题137

第3章薄膜材料与工艺138

3.1电子封装工程中至关重要的膜材料及膜技术138

3.1.1薄膜和厚膜138

3.1.2膜及膜电路的功能140

3.1.3成膜方法141

3.1.4电路图形的形成方法147

3.1.5膜材料149

3.2薄膜材料152

3.2.1导体薄膜材料152

3.2.2电阻薄膜材料157

3.2.3介质薄膜材料162

3.2.4功能薄膜材料165

第4章厚膜材料与工艺171

4.1厚膜材料171

4.1.1厚膜导体材料171

4.1.2厚膜电阻材料178

4.1.3厚膜介质材料187

4.1.4厚膜功能材料194

4.2厚膜工艺196

4.2.1厚膜成膜技术196

4.2.2丝网印刷方法202

4.2.3丝网印刷工艺208

4.2.4表面贴装技术（SMT）中电极焊膏的丝网印刷220

4.2.5图形描画法233

4.3电阻修边（调阻值）235

4.3.1修边的必要性及其对象235

4.3.2考虑修边需要的厚膜电阻设计236

4.3.3单个元件的各种修边方法236

4.3.4激光修边工艺特性241

4.3.5功能修边246

4.3.6喷沙修边的其他应用247

第5章基板技术（Ⅰ）——有机基板249

5.1封装基板概述249

5.1.1发展动向249

5.1.2性能要求255

5.2封装基板分类258

5.2.1按基材分类258

5.2.2按结构分类261

5.2.3通用PWB——单面板、双面板和多层板263

5.2.4多层印制线路板的结构265

5.3多层印制线路板的电气特征271

5.3.1导体电阻272

5.3.2绝缘电阻274

5.3.3特性阻抗及传输速度276

5.3.4交调噪声282

5.3.5电磁波屏蔽（EMI）及其他特性283

5.4电镀通孔多层印制线路板283

5.4.1制作方法概述284

5.4.2减成法289

5.4.3加成法292

5.4.4盲孔（blind via）、埋孔（buried via）层间连接（IVH）293

5.4.5顺次积层法295

5.5积层多层印制线路板296

5.5.1发展过程296

5.5.2电镀方式各种积层法的比较301

5.5.3涂树脂铜箔（RCC）方式302

5.5.4热固性树脂方式304

5.5.5感光性树脂方式305

5.5.6其他采用电镀的积层方式305

5.5.7采用导电浆料的积层方式308

5.5.8一次积层工艺309

5.5.9芯板及表面的平坦化310

5.5.10多层间的连接方式311

5.5.11积层多层印制线路板用绝缘材料312

5.5.12各种激光制孔方式对比315

5.5.13可靠性试验319

第6章基板技术（Ⅱ）——陶瓷基板321

6.1陶瓷基板概论321

6.1.1陶瓷基板应具备的条件321

6.1.2陶瓷基板的制作方法323

6.1.3陶瓷基板的金属化327

6.2各类陶瓷基板330

6.2.1氧化铝基板330

6.2.2莫来石基板337

6.2.3氮化铝基板338

6.2.4碳化硅基板344

6.2.5氧化铍基板347

6.3低温共烧陶瓷多层基板（LTCC）348

6.3.1 LTCC基板应具有的性能350

6.3.2玻璃陶瓷材料351

6.3.3 LTCC的制作方法及烧结特征353

6.3.4 LTCC多层基板的应用358

6.3.5 LTCC多层基板的发展动向363

6.4其他类型的无机基板366

6.4.1液晶显示器（LCD）用玻璃基板366

6.4.2等离子体显示板（PDP）用玻璃基板367

6.5复合基板370

6.5.1复合基板（Ⅰ）——功能复合370

6.5.2复合基板（Ⅱ）——结构复合374

6.5.3复合基板（Ⅲ）——材料复合379

第7章微互联技术384

7.1微互联技术与封装384

7.2钎焊材料及其浸润性386

7.2.1各种钎焊材料及其浸润性387

7.2.2焊料浸润性的定义及评价方法389

7.3插入实装及表面贴装技术（微钎焊技术）392

7.3.1流焊技术（插入实装／单面、双面混载实装技术）392

7.3.2整体回流焊技术（双面表面贴装技术）396

7.3.3局部回流焊技术400

7.3.4封装裂纹问题及曼哈顿现象（墓碑现象）401

7.3.5焊剂应用及清洗技术403

7.4表面贴装技术（微钎焊技术）的发展动向405

7.4.1窄节距QFP及TCP实装技术的发展动向405

7.4.2面阵列CSP/BGA实装技术406

7.4.3无铅焊料及相关技术410

7.5.1各种裸芯片微组装技术及其特征416

7.5裸芯片微组装技术416

7.5.2MCM中裸芯片微组装的成品率及电气性能检测419

7.5.3引线连接（WB）技术422

7.5.4带载自动键合（TAB）技术428

7.6倒装焊微互联（FCB）技术433

7.6.1倒装焊微互联技术的必要性433

7.6.2金凸点和焊料凸点的形成——硅圆片电镀凸点技术434

7.6.3各种倒装微互联技术440

7.6.4倒装焊的主要类型：C4和DCA443

7.7压接倒装互联技术447

7.7.1各种压接倒装互联技术447

7.7.2钉头凸点互联（SBB）技术449

7.7.3多层基板上形成凸点的倒装压接技术（B2it+FCA）453

7.7.4微互联电阻的测量方法（四端子测量法）461

8.1封装技术简介463

8.1.1封装的必要性463

第8章封装技术463

8.1.2各种封装技术及其特征464

8.2非气密性树脂封装技术467

8.2.1传递模注塑封技术467

8.2.2各种树脂封装技术473

8.2.3树脂封装中湿气浸入路径及防止措施474

8.2.4树脂封装成形缺陷及防止措施475

8.2.5树脂封装中的故障和损伤487

8.3.1气密性封装法中泄漏率的检测方法492

8.3气密性封装技术492

8.3.2钎焊气密封接技术493

8.3.3缝焊封接技术494

8.3.4激光熔焊封接技术495

8.4封装模块的可靠性498

8.4.1封装模块的初期不良和寿命498

8.4.2 MCM模块的故障率分析499

8.4.3MCM模块的各种可靠性试验500

8.5.1封装技术要素501

8.5封装技术要素及封装材料物性501

8.5.2封装材料物性503

第9章BGA与CSP505

9.1球栅阵列封装（BGA）——更适合多端子LSI的表面贴装式封装505

9.1.1美国厂家采用BGA的理由505

9.1.2塑封BGA的应用现状508

9.1.3塑封BGA的发展趋势511

9.1.4如何检验塑封BGA512

9.1.5使用塑封BGA应注意的问题516

9.1.6 BGA概念的形成517

9.2BGA的类型519

9.2.1塑封球栅平面阵列封装（PBGA）519

9.2.2陶瓷球栅平面阵列封装（CBGA）523

9.2.3陶瓷柱栅平面阵列封装（CCGA）525

9.2.4带载球栅平面阵列封装（TBGA）525

9.3.1CSP的定义及特征528

9.3CSP——芯片级封装528

9.3.2各具特色的CSP结构540

9.3.3 CSP的最新进展及发展动向577

9.3.4 CSP有待研究和开发的课题583

第10章电子封装的分析、评价及设计586

10.1膜检测及评价技术586

10.1.1膜检测及评价的必要性586

10.1.2膜的互扩散587

10.1.3膜的内应力591

10.2信号传输特性的分析技术593

10.2.1布线电气特性分析基础593

10.2.2各种实装形态及电气信号传输特性的比较596

10.2.3交叉噪声（串扰）分析603

10.2.4B2it多层板与IVH多层板电气特性的比较609

10.3热分析及散热设计技术614

10.3.1热分析及散热设计基础614

10.3.2搭载奔腾芯片的MCM定常热分析实例616

10.3.3MCM非定常热分析实例619

10.3.4 B2it多层板散热特性的分析实例627

10.4结构分析技术629

10.4.1结构分析基础及BGA/CSP/FC封装中的结构分析实例629

10.4.2带蓝宝石窗的MCM结构分析实例635

第11章超高密度封装的应用和发展640

11.1便携电子设备中的封装技术640

11.1.1移动电话（手机）中采用的封装技术640

1 1.1.2数码摄像照相机中的封装技术642

1 1.1.3笔记本电脑中的封装技术645

11.1.4便携电子设备中封装的技术课题648

11.2超级计算机中的封装技术649

11.2.1超级计算机中封装技术概况649

1 1.2.2回路基板及实装技术654

11.2.3超级计算机封装的共同特征及发展前景656

11.3高密度封装技术：ASIC+RA+MCM659

1 1.4.1电子封装从二维向三维立体封装发展662

11.4极高密度的三维电子封装技术662

11.4.2裸芯片的三维封装技术664

11.4.3封装体的三维封装技术665

1 1.4.4 MCM的三维封装技术666

1 1.4.5硅圆片规模的三维封装技术669

11.4.6系统封装构想670

11.5实现系统集成的三维模块封装671

11.5.1三维模块封装的发展背景671

11.5.2三维模块封装的目标和课题674

11.5.3 SIMPACT——实现三维模块封装的有效方式676

11.5.4实现SIMPACT的三大关键技术677

11.5.5 SIMPACT关键技术开发678

11.5.6 SIMPACT的特点和应用684

附录1电子封装常用术语注释686

附录2电子封装缩略语及常用词汇集699

附录3（新旧）常用计量单位对照与换算724

参考文献726