集成電路封裝——材料、方法與工藝

李虎，山東大學集成電路學院教授、博士生導師，博士畢業於瑞典烏普薩拉大學，之後在英國曼徹斯特大學石墨烯中心進行博士後研究工作，回國前任瑞典烏普薩拉大學研究員(終身職位)、博士生導師，2020年全職加入山東大學集成電路學院，並先後榮獲山東省海外優青、山東省高層次人才、“齊魯青年學者”等榮譽。主要研究方向包括半導體石墨烯電子和光電子研究、先進封裝技術等。目前已發表SCI學術論文80余篇，研究成果多次被美國物理聯合會（AIP）、Phys.org、Materials Today等學術媒體報道，主持科技部、瑞典國家研究理事會、山東省科技廳、廣東省科技廳等國家級和省部級科研項目十余項。

 

目錄

 

 

 

 

 

 

第1章集成電路芯片封裝

 

微課視頻18分鐘

 

1.1封裝： 電子制造的關鍵環節

 

1.1.1電子制造的定義與分類

 

1.1.2電子制造的物質基礎

 

1.1.3封裝是電子制造過程中的關鍵環節

 

1.2封裝的層次分級

 

1.3封裝的發展趨勢

 

1.3.1電子封裝技術發展簡史

 

1.3.2世界範圍內的電子封裝發展現狀

 

1.3.3封裝行業發展趨勢及其宏觀分析

 

課後思考題

 

第2章集成電路芯片零級封裝

 

微課視頻30分鐘

 

2.1引線鍵合

 

2.1.1引線鍵合的分類

 

2.1.2引線鍵合工藝流程

 

2.1.3引線鍵合質量檢測

 

2.1.4引線鍵合材料

 

2.1.5引線鍵合技術的優勢及改進方向

 

2.2載帶自動鍵合

 

2.2.13種常見的載帶自動鍵合

 

2.2.2載帶自動鍵合的工藝流程

 

2.2.3芯片凸點的制作

 

2.2.4TAB載帶的制作

 

2.2.5內引線鍵合

 

2.2.6包封

 

2.2.7外引線鍵合

 

2.3倒裝芯片

 

2.3.1凸點底部金屬化

 

2.3.2芯片凸點技術

 

2.3.3倒裝芯片的互連工藝

 

2.3.4底部填充工藝

 

2.4矽通孔技術

 

2.4.1TSV工藝流程

 

2.4.2通孔的形成

 

2.4.3晶圓減薄

 

2.4.4鍵合技術

 

課後思考題

 

第3章集成電路芯片一級電子封裝

 

微課視頻18分鐘

 

3.1雙列直插封裝

 

3.1.1陶瓷熔封雙列直插封裝

 

3.1.2塑料雙列直插封裝

 

3.2小外形封裝

 

3.3四邊扁平封裝

 

3.3.1QFP的分類和結構

 

3.3.2QFP與其他幾種封裝的比較

 

3.4柵格陣列封裝

 

3.5球柵陣列封裝

 

3.5.1BGA的分類和結構

 

3.5.2BGA器件的制作及安裝

 

3.5.3BGA的質量檢測與控制

 

3.5.4BGA基板

 

課後思考題

 

第4章集成電路芯片先進封裝工藝

 

微課視頻21分鐘

 

4.1芯片級封裝

 

4.1.1引線框架CSP

 

4.1.2柔性基板CSP

 

4.1.3剛性基板CSP

 

4.1.4晶圓級CSP

 

4.1.5疊層CSP

 

4.2晶圓級封裝

 

4.2.1WLP的外部電學連接

 

4.2.2扇入型WLP與扇出型WLP

 

4.3多芯片組件

 

4.3.1MCM的組成結構

 

4.3.2MCM的分類

 

4.3.3MCM的發展趨勢

 

4.4系統級封裝

 

4.4.1SiP的發展歷程

 

4.4.2SiP的特點以及與SoC的區別

 

4.4.3SiP的分類

 

4.4.4SiP的重要意義與發展現狀

 

4.52.5D封裝和3D封裝

 

4.5.12.5D封裝和3D封裝的區別

 

4.5.22.5D封裝的應用

 

4.5.33D封裝的應用

 

4.5.42.5D封裝和3D封裝的發展趨勢

 

課後思考題

 

第5章Chiplet異構集成芯片技術

 

微課視頻19分鐘

 

5.1Chiplet芯片概述

 

5.1.1Chiplet互連技術

 

5.1.2Chiplet芯片設計

 

5.2基於Chiplet的先進封裝技術

 

5.2.1MCM封裝

 

5.2.22.5D封裝 

 

5.2.33D封裝 

 

5.2.4CPU Chiplet封裝實踐 

 

課後思考題

 

第6章集成電路芯片氣密性封裝工藝

 

微課視頻5分鐘

 

6.1金屬封裝

 

6.1.1金屬封裝的封裝形式

 

6.1.2金屬封裝的工藝流程

 

6.1.3傳統金屬封裝材料

 

6.1.4新型金屬封裝材料

 

6.2陶瓷封裝

 

6.2.1陶瓷封裝工藝流程

 

 

6.2.2陶瓷基板種類

 

6.2.3陶瓷封裝的類型

 

6.3玻璃封裝

 

課後思考題

 

第7章集成電路芯片組裝工藝

 

微課視頻12分鐘

 

7.1通孔插裝技術

 

7.2表面貼裝技術

 

7.2.1SMT與THT工藝的對比

 

7.2.2SMT的組裝方式和基本工藝

 

7.2.3SMT設計技術

 

7.2.4SMT檢驗測試

 

7.3波峰焊和回流焊

 

7.3.1波峰焊

 

7.3.2回流焊

 

課後思考題

 

第8章集成電路芯片封裝材料

 

微課視頻13分鐘

 

8.1封裝基板材料

 

8.1.1剛性有機封裝基板材料

 

8.1.2柔性有機封裝基板材料

 

8.1.3陶瓷封裝基板材料

 

8.1.4玻璃封裝基板材料

 

8.1.5基板中的其他材料

 

8.2引線鍵合材料

 

8.2.1常用引線材料及其性質

 

8.2.2引線鍵合材料的選擇標準

 

8.3底部填充材料

 

8.3.1毛細流動底部填充

 

8.3.2非流動型底部填充

 

8.3.3晶圓級底部填充

 

8.3.4模塑底部填充

 

8.4凸點材料與焊球材料

 

8.4.1凸點材料

 

8.4.2焊球材料

 

課後思考題

 

第9章集成電路芯片封裝可靠性

 

微課視頻16分鐘

 

9.1可靠性測試

 

9.2失效分析

 

9.2.1失效分析的常用手段

 

9.2.2失效分析的基本思路

 

9.2.3常見的失效因素

 

課後思考題

 

附錄A封裝領域專業詞匯英漢對照