微電子器件及封裝的建模與仿真

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譯序
前言
第1章 概論
1.1 微電子封裝技術(shù)
1.1.1 三級微電子封裝
1.1.2 微電子封裝技術(shù)的發(fā)展
1.2 微電子功率器件及封裝的進(jìn)展和趨勢
1.2.1 分立器件封裝的發(fā)展趨勢
1.2.2 功率集成電路封裝的進(jìn)展
1.2.3 功率系統(tǒng)級封裝/三維封裝的進(jìn)展
1.3 建模與仿真在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的作用
1.4 微電子封裝建模與仿真的進(jìn)展
參考文獻(xiàn)
第2章 微電子封裝的熱管理模型
2.1 封裝中的熱管理
2.1.1 熱管理概述
2.1.2 熱管理的重要性
2.1.3 熱管理技術(shù)
2.2 熱傳導(dǎo)原理和封裝熱阻
2.2.1 傳熱學(xué)基礎(chǔ)
2.2.2 封裝熱阻
2.2.3 封裝熱阻的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
2.2.4 封裝熱阻的測試
2.3 JEDEC標(biāo)準(zhǔn)、元器件與電路板系統(tǒng)
2.3.1 JEDEC標(biāo)準(zhǔn)
2.3.2 元器件與電路板系統(tǒng)
2.4 穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熱分析
2.4.1 BGA封裝結(jié)構(gòu)
2.4.2 BGA的有限元模型
2.4.3 BGA的穩(wěn)態(tài)熱分析
2.4.4 BGA的瞬態(tài)熱分析
2.5 封裝中的熱設(shè)計(jì)方法
2.5.1 SOI芯片的傳熱分析
2.5.2 熱網(wǎng)絡(luò)法
2.5.3 分析結(jié)果比較
2.6 功率芯片的熱分析仿真與測試對比
2.6.1 功率芯片的熱測試
2.6.2 功率芯片的熱分析仿真
2.6.3 結(jié)果比較
參考文獻(xiàn)
第3章 微電子封裝的協(xié)同設(shè)計(jì)及仿真自動(dòng)化
3.1 協(xié)同設(shè)計(jì)及仿真自動(dòng)化的介紹
3.2 濕氣分析理論
3.2.1 濕氣擴(kuò)散分析
3.2.2 濕氣膨脹應(yīng)力分析
3.2.3 蒸汽壓力分析
3.2.4 等效熱應(yīng)力分析
3.3 微電子封裝仿真自動(dòng)化系統(tǒng)
3.3.1 工程應(yīng)用實(shí)例——熱傳導(dǎo)和熱應(yīng)力分析
3.3.2 工程應(yīng)用實(shí)例——濕氣擴(kuò)散和濕應(yīng)力分析
3.3.3 工程應(yīng)用實(shí)例——蒸汽壓力分析
3.4 MLP 6×6封裝模型的仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)
參考文獻(xiàn)
第4章 微電子封裝熱、結(jié)構(gòu)建模中的基本問題
4.1 界面韌性問題
4.1.1 測量界面韌性的相位角方法
4.1.2 聚合物-金屬界面的界面失效與黏結(jié)失效分析
4.1.3 濕氣對界面黏結(jié)與裂紋失效的影響
4.2 導(dǎo)電膠的失效包絡(luò)線的表征分析
4.3 導(dǎo)電膠的疲勞行為問題
4.3.1 試驗(yàn)方案
4.3.2 試驗(yàn)分析
4.3.3 疲勞壽命預(yù)測
4.3.4 疲勞失效機(jī)理
4.4 錫球合金的蠕變行為分層建模與仿真
4.4.1 分層建模
4.4.2 小尺度模型
4.4.3 大尺度模型
4.5 一種計(jì)算混合應(yīng)力強(qiáng)度因子的積分方法
4.5.1 斷裂參數(shù)
4.5.2 交互積分
4.5.3 域積分
4.5.4 數(shù)值驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)
第5章 微電子封裝模型、設(shè)計(jì)參數(shù)與疲勞壽命
5.1 三維與二維有限元模擬的比較
5.1.1 有限元模型
5.1.2 有限元分析結(jié)果的對比
5.1.3 三維與二維有限元分析結(jié)果的比較
5.2 芯片尺寸的設(shè)計(jì)參數(shù)
5.3 PCB尺寸對倒裝芯片翹曲的影響
5.4 設(shè)計(jì)材料參數(shù)的選取
5.5 封裝設(shè)計(jì)對疲勞壽命的影響
5.5.1 疲勞壽命預(yù)測方法
5.5.2 試驗(yàn)分析
5.5.3 MicroBGA和CSP設(shè)計(jì)模型的評估
參考文獻(xiàn)
第6章 微電子封裝組裝過程的建模
6.1 封裝組裝過程的介紹
6.2 前道裝配工藝建模
6.2.1 晶圓薄化技術(shù)
6.2.2 晶圓薄膜加工過程
6.2.3 探針電測
6.2.4 芯片拾取過程
6.2.5 芯片貼裝過程
6.2.6 引線鍵合過程
6.3 后道裝配工藝建模
6.3.1 注塑成型
6.3.2 封裝器件分離
6.4 封裝組裝過程對產(chǎn)品可靠性的影響
6.4.1 熱循環(huán)和功率循環(huán)的影響
6.4.2 尺寸變化的影響
參考文獻(xiàn)
第7章 微電子封裝可靠性與測試建模
7.1 封裝可靠性和失效分析
7.2 預(yù)處理測試的建模
7.2.1 塑料封裝的吸濕問題
7.2.2 預(yù)處理建模實(shí)例
7.3 熱循環(huán)試驗(yàn)建模
7.3.1 疊層芯片球柵陣列尺寸封裝模型介紹
7.3.2 模型邊界條件及熱循環(huán)加載條件
7.3.3 壽命預(yù)測方法實(shí)現(xiàn)
7.3.4 結(jié)果分析
7.4 功率循環(huán)試驗(yàn)建模
7.4.1 芯片尺寸封裝模型的介紹
7.4.2 基于流體力學(xué)對流系數(shù)公式的熱分析模擬
7.4.3 基于經(jīng)驗(yàn)對流系數(shù)公式的熱分析模擬
7.4.4 CSP熱應(yīng)力應(yīng)變分析及疲勞壽命預(yù)測
7.5 跌落試驗(yàn)建模
7.5.1 顯式模型與隱式模型
7.5.2 Input-G模擬方法
7.5.3 模擬過程與結(jié)果
7.5.4 參數(shù)研究
7.6 彎曲試驗(yàn)建模
7.6.1 基本理論
7.6.2 模擬過程
7.6.3 模擬結(jié)果
7.7 封裝體分層建模
7.7.1 基本的分層公式
7.7.2 多重裂紋的有限元建模
7.7.3 模擬結(jié)果分析
7.8 芯片鈍化表層的開裂分析
7.8.1 模型結(jié)構(gòu)
7.8.2 鈍化層的開裂問題分析
參考文獻(xiàn)
第8章 高級建模與仿真技術(shù)
8.1 高級建模與仿真技術(shù)介紹
8.1.1 單元的生死技術(shù)
8.1.2 子模型技術(shù)
8.1.3 用戶可編程特性
8.2 多物理場耦合建模(直接耦合和間接耦合)
8.2.1 耦合場分析的定義
8.2.2 耦合場分析的類型
8.3 電遷移仿真——原子散度法(AFD)
8.3.1 電遷移簡介
8.3.2 基于AFD法的互連系統(tǒng)仿真理論
8.3.3 AFD法的計(jì)算流程
8.3.4 金屬互連的電遷移分析結(jié)果
8.4 電遷移仿真——原子密度積分方程
8.4.1 原子密度重分布算法
8.4.2 算法驗(yàn)證
8.4.3 遷移空洞演化算法
8.4.4 SWEAT結(jié)構(gòu)的電遷移研究
8.4.5 CSP結(jié)構(gòu)的電遷移研究
參考文獻(xiàn)