先進電子封裝技術(shù)

第1章概論1
1.1引言1
1.2摩爾定律對硅技術(shù)的影響2
1.35G技術(shù)和AI應(yīng)用3
1.4三維集成電路封裝技術(shù)5
1.5可靠性科學與工程9
1.6電子封裝技術(shù)的未來10
1.7全書概要11
參考文獻11
第1部分13
第2章電子封裝中的Cu-Cu鍵合與互連技術(shù)14
2.1引言14
2.2引線鍵合15
2.3載帶自動鍵合17
2.4倒裝芯片焊點鍵合19
2.5微凸塊鍵合23
2.6銅-銅直接鍵合26
2.6.1銅-銅鍵合的關(guān)鍵因素26
2.6.2銅-銅鍵合機理分析28
2.6.3銅-銅鍵合界面的微觀結(jié)構(gòu)33
2.7混合鍵合37
2.8可靠性——電遷移和溫度循環(huán)測試39
問題40
參考文獻41
第3章隨機取向和（111）取向的納米孿晶銅45
3.1引言45
3.2納米孿晶銅的形成機理46
3.3納米孿晶沉積過程中應(yīng)力演化的原位測量49
3.4隨機取向納米孿晶銅的電沉積50
3.5單向（111）取向納米孿晶銅的形成52
3.6［111］取向納米孿晶銅中的晶粒生長55
3.7（111）取向納米孿晶銅上微凸塊中η-Cu6Sn5的單向生長57
3.8使用［111］取向納米孿晶銅的低熱預算Cu-Cu鍵合58
3.9用于扇出封裝和3D IC集成的納米孿晶銅重布線層61
問題63
參考文獻64
第4章銅和焊料間的固-液界面擴散（SLID）反應(yīng)68
4.1引言68
4.2SLID中扇貝狀I(lǐng)MC生長動力學70
4.3單尺寸半球生長簡單模型71
4.4通量驅(qū)動的熟化理論73
4.5兩個扇貝間的納米通道寬度測量75
4.6扇貝狀Cu6Sn5在SLID中的極速晶粒生長76
問題77
參考文獻77
第5章銅與焊料之間的固態(tài)反應(yīng)78
5.1引言78
5.2固態(tài)相變中IMC的層狀生長79
5.3瓦格納擴散系數(shù)82
5.4Cu3Sn中柯肯達爾空洞的形成83
5.5微凸塊中形成多孔Cu3Sn的側(cè)壁效應(yīng)84
5.6表面擴散對柱狀微凸塊中IMC形成的影響89
問題91
參考文獻92
第2部分93
第6章集成電路與封裝設(shè)計的本質(zhì)94
6.1引言94
6.2晶體管和互連縮放96
6.3電路設(shè)計和LSI97
6.4片上系統(tǒng)（SoC）和多核架構(gòu)101
6.5系統(tǒng)級封裝（SiP）和封裝技術(shù)演進102
6.63D IC集成與3D硅集成105
6.7異構(gòu)集成簡介106
問題106
參考文獻107
第7章性能、功耗、熱管理和可靠性108
7.1引言108
7.2場效應(yīng)晶體管和存儲器基礎(chǔ)知識109
7.3性能：早期IC設(shè)計中的競爭112
7.4低功耗趨勢114
7.5性能和功耗的權(quán)衡115
7.6電源傳輸網(wǎng)絡(luò)和時鐘分配網(wǎng)絡(luò)116
7.7低功耗設(shè)計架構(gòu)117
7.8IC和封裝中的熱問題120
7.9信號完整性和電源完整性（SI/PI）121
7.10穩(wěn)定性：可靠性和可變性123
問題124
參考文獻124
第8章2.5D/3D系統(tǒng)級封裝集成126
8.1引言126
8.22.5D IC：重布線層和TSV-轉(zhuǎn)接板127
8.32.5D IC：硅、玻璃和有機基板128
8.42.5D IC：在硅轉(zhuǎn)接板互連HBM129
8.53D IC：高性能計算面臨的內(nèi)存帶寬挑戰(zhàn)130
8.63D IC：電氣TSV與熱TSV132
8.73D IC：3D堆疊內(nèi)存和集成內(nèi)存控制器133
8.8現(xiàn)代芯片/小芯片的創(chuàng)新封裝134
8.93D IC集成的電源分配136
8.10挑戰(zhàn)與趨勢137
問題138
參考文獻138
第3部分140
第9章電子封裝技術(shù)中的不可逆過程141
9.1引言141
9.2開放系統(tǒng)中的流動143
9.3熵增144
9.3.1電傳導145
9.3.2原子擴散148
9.3.3熱傳導149
9.3.4溫度變化時的共軛力149
9.4不可逆過程中的交互效應(yīng)150
9.5原子擴散與導電之間的交互效應(yīng)151
9.6熱遷移中的不可逆過程154
9.7熱傳導與電傳導之間的交互效應(yīng)157
9.7.1塞貝克效應(yīng)158
9.7.2珀耳帖效應(yīng)159
問題159
參考文獻160
第10章電遷移161
10.1引言161
10.2原子擴散與導電的參數(shù)比較162
10.3電遷移基礎(chǔ)163
10.3.1電子風力164
10.3.2有效電荷數(shù)計算165
10.3.3原子通量發(fā)散誘發(fā)的電遷移損傷166
10.3.4電遷移中的背應(yīng)力167
10.4三維電路中的電流擁擠與電遷移169
10.4.1低電流密度區(qū)域的空洞形成171
10.4.2電遷移中的電流密度梯度力173
10.4.3倒裝芯片焊點中電流擁擠誘導的薄餅狀空洞形成176
10.5焦耳熱與熱耗散177
10.5.1焦耳熱與電遷移178
10.5.2焦耳熱對電遷移中平均失效時間的影響179
問題179
參考文獻179
第11章熱遷移181
11.1引言181
11.2熱遷移的驅(qū)動力181
11.3傳輸熱分析182
11.4相鄰通電和未通電焊點間由于熱傳輸引起的熱遷移184
問題186
參考文獻186
第12章應(yīng)力遷移187
12.1引言187
12.2應(yīng)力作用下固體中的化學勢187
12.3薄膜中雙軸應(yīng)力的Stoney方程189
12.4擴散蠕變193
12.5室溫下錫晶須的自發(fā)生長195
12.5.1晶須的形態(tài)學195
12.5.2錫晶須生長驅(qū)動力的測量197
12.5.3錫晶須的生長動力學199
12.5.4焊點中電遷移引起的錫晶須生長200
12.6電遷移、熱遷移和應(yīng)力遷移中驅(qū)動力的比較201
問題203
參考文獻203
第13章失效分析205
13.1引言205
13.2晶格移位與否導致的微觀結(jié)構(gòu)變化207
13.3失效統(tǒng)計分析209
13.3.1用于電遷移MTTF的Black方程209
13.3.2威布爾分布函數(shù)和JMA相變理論211
13.4電遷移、熱遷移和應(yīng)力遷移MTTF的統(tǒng)一模型212
13.4.1重新審視電遷移MTTF的Black方程212
13.4.2熱遷移MTTF213
13.4.3應(yīng)力遷移MTTF213
13.4.4電遷移、熱遷移與應(yīng)力遷移MTTF之間的聯(lián)系213
13.4.5開放系統(tǒng)中其他不可逆過程的MTTF 方程214
13.5移動技術(shù)中的失效分析214
13.5.12.5D IC技術(shù)中薄弱環(huán)節(jié)的焦耳熱增強電遷移失效214
13.5.22.5D IC技術(shù)中熱串擾導致焦耳熱引起的熱遷移失效218
問題220
參考文獻220
第14章電子封裝可靠性中的人工智能222
14.1引言222
14.2事件的時間無關(guān)性轉(zhuǎn)化222
14.3從平均微觀結(jié)構(gòu)變化到失效推導MTTF224
14.4小結(jié)224