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微電子引線鍵合(原書第3版)(精)/IC工程師精英課堂/半導體與集成電路關鍵技術叢書

  • 作者：(美)喬治·哈曼|責編:呂瀟|譯者:羅建強//周文艷//肖慶
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111697091
  • 出版日期：2022/04/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：320
人民幣：RMB 168 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統總結了過去70年引線鍵合技術的發展脈絡和最新成果，並對未來的發展趨勢做出了展望。主要內容包括：超聲鍵合系統與技術、鍵合引線的冶金學特性、引線鍵合測試方法、引線鍵合金屬界面反應、鍵合焊盤鍍層及鍵合可靠性、清洗、引線鍵合中的力學問題等，最後討論了先進引線鍵合技術、銅／低介電常數器件——鍵合與封裝、引線鍵合工藝建模與模擬。
    本書適合從事微電子晶元封裝技術以及專業從事引線鍵合技術研究的工程師、科研人員和技術人員閱讀，也可作為高等院校微電子封裝工程專業的高年級本科生、研究生和教師的教材和參考書。
作者介紹
(美)喬治·哈曼|責編:呂瀟|譯者:羅建強//周文艷//肖慶
    喬治·哈曼(George Harman)是美國國家標準和技術研究所(NIST)一名退休研究員，於美國弗吉尼亞理工學院取得物理學學士學位，於美國馬里蘭大學取得物理學碩士學位(1959)。哈曼是國際微電子組裝與封裝協會(IMAPS)的前任主席(1995一1996)和美國電氣電子工程師學會組件封裝與製造技術學會(IEEECPMT)委員會前任主席(1988—2002)，並且作為國際半導體技術發展路線圖(ITRS)的組裝和封裝委員會的成員超過10年。     哈曼被廣泛認為是世界上引線鍵合方面的權威人士，他發表了60多篇論文，出版了3本關於引線鍵合的書籍，擁有4項專利，30年間在世界各地開設了大約1000學時關於引線鍵合的短期課程。哈曼在美國國內和國際上都獲得了許多獎項，截至本書英文版出版時，最近的獲獎是IMAPs「終身成就獎」(2006)和IEEE「元器件、封裝和製造技術現場獎」(2009)。
目錄
譯者序
原書前言
作者簡介
第1章  技術概論
  1.1  楔形和球形鍵合機操作
  1.2  如何解決鍵合問題
    1.2.1  哪些材料可以進行超聲鍵合
    1.2.2  新鍵合系統的可鍵合性和可靠性
    1.2.3  引線鍵合的特殊用途
  參考文獻
第2章  超聲鍵合系統與技術
  2.1  引言
  2.2  超聲換能器及鍵合工具的振動模式
  2.3  超聲鍵合的形成（經驗描述）
    2.3.1  超聲與熱超聲鍵合過程簡述
  2.4  高頻超聲能量鍵合
  2.5  鍵合過程（實時）監控
  2.6  引線鍵合技術
    2.6.1  熱壓鍵合
    2.6.2  超聲楔形鍵合
    2.6.3  熱超聲球形鍵合與楔形鍵合
    2.6.4  新型/不同的引線鍵合技術
  2.7  細引線鍵合技術的演變
    2.7.1  薄帶線鍵合
    2.7.2  平行間隙電極焊和鑷子焊接
  2.8  引線鍵合的替代技術（倒裝晶元和載帶自動鍵合）
    2.8.1  倒裝晶元
    2.8.2  載帶自動鍵合
  2.9  引線鍵合技術：比較和未來方向
  參考文獻
第3章  鍵合引線的冶金學特性
  3.1  引言
  3.2  鍵合引線的應力-應變特性
  3.3  鍵合引線的存儲壽命老化
  3.4  鍵合金絲的綜述
  3.5  超聲楔形鍵合用鋁絲
  3.6  引線及金屬層硬度
  3.7  EFO極性的影響
  3.8  鍵合引線的疲勞性能
  3.9  球形鍵合用的銅絲
  3.10  導線燒斷（熔斷）
    3.10.1  鍵合引線
    3.10.2  印製電路板（PCB）及多晶元模組（MCM）導電線路的最大允許電流
  附錄3A  鍵合引線、鍵合試驗的ASTM標準和規範清單
  附錄3B  銅絲鍵合是金絲鍵合的低成本解決方案嗎
  參考文獻
第4章  引線鍵合測試
  4.1  引言
  4.2  破壞性鍵合拉力測試
    4.2.1  鍵合拉力測試的變數

    4.2.2  剝離測試（鑷子拉拔）
    4.2.3  失效預測—基於拉力測試數據
    4.2.4  引線性能和鍵合工藝對拉力的影響
    4.2.5  引線伸長對拉力的影響
  4.3  焊球-剪切測試
    4.3.1  引言
    4.3.2  測試儀器
    4.3.3  手動剪切探頭
    4.3.4  焊球-剪切測試的影響因素
    4.3.5  焊球剪切力與鍵合區域的關係
    4.3.6  金-鋁金屬間化合物對剪切力的影響
    4.3.7  拉拔測試、撬杠測試、翻轉測試及其他測試
    4.3.8  焊球-剪切測試與鍵合點拉力測試的對比
    4.3.9  焊球-剪切測試的應用
    4.3.10  楔形鍵合點的剪切測試
    4.3.11  焊球-剪切測試標準
  4.4  球形和楔形鍵合點評估
  4.5  熱應力試驗可靠性評估
  4.6  未來面臨的問題
  附錄4A  焊球-剪切測試的典型失效模式
  附錄4B  非破壞性鍵合拉力測試
    4B.1  引言
    4B.2  NDPT的冶金學和統計學解釋
    4B.3  由NDPT引起的冶金性能缺陷
    4B.4  NDPT的局限性
    4B.5  關鍵航天應用中NDPT的現狀
  參考文獻
第5章  金-鋁金屬間化合物及其他金屬界面反應
  5.1  金-鋁金屬間化合物的形成及經典的引線鍵合失效
    5.1.1  概述
    5.1.2  金-鋁體系中金屬間化合物的形成
    5.1.3  經典金-鋁化合物失效模式
    5.1.4  材料轉換的金-鋁界面
    5.1.5  擴散抑製劑和阻擋層的作用
  5.2  雜質加速金-鋁鍵合失效
    5.2.1  鹵素的影響
    5.2.2  去除或避免鹵素污染的建議
    5.2.3  環氧樹脂非鹵素氣體排出導致的鍵合失效
    5.2.4  綠色環保模塑料
  5.3  非金-鋁鍵合界面
    5.3.1  鋁-銅引線鍵合
    5.3.2  含銅的鋁鍵合焊盤
    5.3.3  銅-金引線鍵合系統
    5.3.4  鈀-金和鈀-鋁引線鍵合系統
    5.3.5  銀-鋁引線鍵合系統
    5.3.6  鋁-鎳引線鍵合系統
    5.3.7  金-金、鋁-鋁、金-銀，以及某些不常用的單金屬鍵合系統
  附錄5A  焊接不良的金-鋁引線鍵合的快速失效
  附錄5B  金-鋁球形鍵合的熱退化
  附錄5C  鍵合相關的腐蝕反應

  參考文獻
第6章  鍵合焊盤鍍層技術及可靠性
  6-A  鍍金層雜質和狀態導致的鍵合失效
    6-A.1  鍍金層
    6-A.2  特定的電鍍雜質
    6-A.3  鍍膜層中氫氣滲入
      6-A.3.1  電阻漂移
    6-A.4  金膜層內部/表面金屬雜質引發的失效
      6-A.4.1  概述
      6-A.4.2  鎳
      6-A.4.3  銅
      6-A.4.4  鉻
      6-A.4.5  鈦
      6-A.4.6  錫
    6-A.5  鍍金層標準
      6-A.5.1  關於可靠鍍金層的建議
    6-A.6  自催化化學鍍金
    6-A.7  非金鍍層
    參考文獻
  6-B  鎳基鍍層
    6-B.1  背景介紹
    6-B.2  化學鍍工藝
      6-B.2.1  鍍鎳工藝
      6-B.2.2  鍍鈀工藝
      6-B.2.3  鍍金工藝
    6-B.3  鍵合焊盤鍍層—引線鍵合工藝窗口與可靠性
      6-B.3.1  鎳/金層
      6-B.3.2  鎳/鈀/金層
      6-B.3.3  鎳/鈀層
    6-B.4  等離子體清洗
    6-B.5  可直接鍵合的銅層
    參考文獻
第7章  清洗
  7.1  引言
    7.1.1  分子級清洗方法
    7.1.2  紫外線-臭氧清洗
    7.1.3  等離子體清洗
    7.1.4  等離子體清洗機理
    7.1.5  分子級和溶劑清洗方法評估
    7.1.6  分子級清洗方法的問題
    7.1.7  拋光
  7.2  不同鍵合技術對錶面污染的敏感性
  附錄7A  等離子體清洗造成的電路損傷
  參考文獻
第8章  引線鍵合中的力學問題
  8.1  彈坑
    8.1.1  引言
    8.1.2  鍵合設備特徵及參數設置
    8.1.3  鍵合力
    8.1.4  鍵合工具引線-焊盤衝擊力

    8.1.5  彈坑的成因—材料
    8.1.6  金屬間化合物對彈坑的影響
    8.1.7  硅結節引發的彈坑
    8.1.8  多晶硅形成的彈坑
    8.1.9  砷化鎵彈坑
    8.1.10  彈坑問題小結
  8.2  超聲楔形鍵合點的跟部裂紋
  8.3  加速度、振動和衝擊對空腔封裝的影響
    8.3.1  引線鍵合可靠性的離心試驗
    8.3.2  超聲清洗、運載火箭熱衝擊、振動等對空腔封裝引線鍵合的影響
    8.3.3  衝擊和振動對引線鍵合的影響（長引線的問題）
  8.4  功率和溫度循環對引線鍵合的影響
  附錄8A  斷裂韌度
  附錄8B  引線鍵合機參數的實驗設計（DOE）
  參考文獻
第9章  先進引線鍵合技術
  9.1  高良率、更細節距引線鍵合和特定線弧的技術及問題
    9.1.1  現代高良率引線鍵合技術介紹
    9.1.2  高良率鍵合的要求（金屬層表面、硬度、清潔度）
    9.1.3  鍵合設備及其管控
    9.1.4  少數鍵合的可靠性（小樣本量統計）
    9.1.5  封裝相關的鍵合良率問題
    9.1.6  潛在的良率問題和解決方案
    9.1.7  其他影響器件良率的因素
    9.1.8  線弧
    9.1.9  細節距球形和楔形鍵合
    9.1.10  細節距鍵合的可靠性和測試問題
    9.1.11  高良率和細節距鍵合的結論
  9.2  PCB、撓性板、BGA、MCM、SIP、軟基材器件和高性能系統中的引線鍵合
    9.2.1  引言
    9.2.2  薄膜介質基板的鍵合
    9.2.3  層壓基板的鍵合
    9.2.4  增層
    9.2.5  聚合物基板的材料性能對引線鍵合的影響
    9.2.6  高性能系統封裝中引線鍵合的其他注意事項
    9.2.7  典型封裝/板中導體金屬結構的趨膚效應
    9.2.8  小結
  9.3  極端溫度/環境中的引線鍵合
    9.3.1  引言
    9.3.2  高溫環境互連要求
    9.3.3  低溫環境互連要求
    9.3.4  極端溫度下的封裝效應
    9.3.5  小結
  附錄9A  引線鍵合機拱弧
    9A.1  引言
    9A.2  機器的運動和軌跡
    9A.3  線弧形狀
    9A.4  預彎曲
    9A.5  CSP和BGA線弧
    9A.6  堆疊晶元和多晶元封裝

    9A.7  瓷嘴形成低線弧
    9A.8  瓷嘴形狀及其對拖拽/摩擦的影響
    9A.9  引線的作用
    9A.10  球形凸點和釘頭凸點
    9A.11  剛度-楊氏模量
  參考文獻
第10章  銅/低介電常數（Cu/Lo-k）器件—鍵合和封裝
  10.1  引言
  10.2  Cu/Lo-k技術
    10.2.1  Lo-k電介質
    10.2.2  銅鍵合焊盤的表面保護層和可鍵合性鍍層
  10.3  集成電路Lo-k材料上銅焊盤的引線鍵合
    10.3.1  Lo-k倒裝晶元損傷
  10.4  結論
  參考文獻
第11章  引線鍵合工藝建模與模擬
  11.1  引言
  11.2  假設、材料性能和分析方法
  11.3  不同參數的引線鍵合工藝
    11.3.1  超聲振幅的影響
    11.3.2  超聲頻率的影響
    11.3.3  摩擦係數的影響
    11.3.4  鍵合焊盤厚度的影響
    11.3.5  焊盤結構的影響
    11.3.6  鍵合后襯底冷卻溫度建模
    11.3.7  小結
  11.4  有源區上方鍵合焊盤的引線鍵合與晶圓探針測試的影響比較
    11.4.1  探針測試模型
    11.4.2  探針測試建模
    11.4.3  探針測試與引線鍵合建模
    11.4.4  小結
  11.5  層壓基板上的引線鍵合
    11.5.1  問題定義和材料屬性
    11.5.2  模型模擬結果與討論
    11.5.3  實驗結果
    11.5.4  小結
  參考文獻

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