Materials for Advanced Packaging pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Lu, Daniel (EDT)/ Wong, C. P. (EDT)

出品人:

页数:732

译者:

出版时间:2008-12-10

价格:USD 129.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387782188

丛书系列:

图书标签:

• Package
• 先进封装
• 材料科学
• 电子封装
• 集成电路
• 半导体
• 微电子
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• 可靠性
• 器件物理
• 材料工程

《先进封装材料》 本书旨在为读者深入剖析先进半导体封装领域中至关重要的材料科学与工程学。随着电子设备的集成度不断提高、性能需求愈发严苛，传统封装技术已难以满足要求，先进封装技术应运而生，而支撑这些前沿技术的正是材料的革新与突破。本书将系统性地介绍先进封装材料的种类、性能特点、失效机制、制备工艺以及应用前景，为相关领域的研究人员、工程师以及行业从业者提供一本全面而深入的参考指南。 内容概述： 本书的编写紧密围绕先进封装材料的核心要素展开，力求从理论到实践，提供详实的知识体系。 第一部分：先进封装材料概述与发展趋势 引言： 阐述半导体封装在现代电子产业中的地位，介绍先进封装技术发展的驱动力，如小型化、高性能化、高密度互连、异构集成等。 先进封装材料分类： 详细介绍各类先进封装材料，包括但不限于： 基板材料： 如高密度互连（HDI）基板、硅中介层（Silicon Interposer）、有机基板（如BT树脂、聚酰亚胺）、扇出晶圆级封装（FOWLP）载板等，分析其介电常数（$kappa$）、损耗因子（$ an delta$）、热膨胀系数（CTE）、机械强度、耐热性等关键参数。 互连材料： 焊料（Sn-Ag-Cu, Sn-Ag等）、导电胶（ECD）、铜柱（Copper Pillars）、再分布层（RDL）材料（铜、铝）、键合线（金、铜）等，探讨其导电性、可靠性、加工性、热稳定性等。 封装胶体（Encapsulant/Underfill）： 环氧树脂、有机硅、聚酰亚胺等，介绍其填充性、流动性、应力缓冲能力、耐湿热性、耐热性、可靠性等。 热界面材料（TIMs）： 导热硅脂、导热垫、相变材料（PCM）、金属基复合材料、石墨烯基材料等，分析其导热系数、热阻、稳定性和使用寿命。 介电材料： 绝缘层、钝化层（如氮化硅、氧化硅）、低$kappa$介电材料等，强调其绝缘性能、耐化学腐蚀性、机械稳定性。 特殊功能材料： 如散热材料（陶瓷、金属基复合材料）、导磁材料、屏蔽材料等。 先进封装材料的发展趋势： 展望未来对材料的需求，如更高性能的低$kappa$介电材料、更可靠的高温焊料、更高导热性的TIMs、新型的3D封装结构支撑材料、用于异构集成的多材料解决方案等。 第二部分：关键先进封装材料详解 高密度互连（HDI）基板材料： 深入研究不同树脂体系（如环氧树脂、聚酰亚胺）在HDI基板中的应用，讨论微孔（Microvias）、埋孔（Buried Vias）和叠孔（Build-up Vias）的形成对材料性能的要求，以及印刷电子技术在HDI基板制造中的潜力。 硅中介层（Silicon Interposer）材料与制备： 聚焦硅作为先进封装中介层的优势与挑战，详细介绍硅晶圆的加工工艺、TSV（Through-Silicon Via）的形成技术（干法刻蚀、湿法刻蚀）、TSV的填充材料（铜、聚合物）及其对可靠性的影响。 扇出晶圆级封装（FOWLP）材料： 探讨FOWLP中使用的载板（Mold Substrate）、再分布层（RDL）材料（如铜箔、聚合物薄膜）、重布线层（RDL）材料（如铜、聚合物）、以及封装本体材料（如环氧树脂）的选择与性能要求。 焊料与互连可靠性： 详细分析不同成分焊料的熔点、润湿性、机械性能、以及在高温回流焊接过程中的变化。重点讨论焊点连接的可靠性，包括疲劳、蠕变、枝晶生长等失效模式，以及改善互连可靠性的方法。 封装胶体（Underfill）与热应力管理： 深入研究各种封装胶体的分子结构、固化机理、固化收缩率、玻璃化转变温度（Tg）、热膨胀系数（CTE）以及流动性。重点分析其在缓冲器件与基板之间热应力、防止焊点开裂、提高封装可靠性方面的作用。 热界面材料（TIMs）与散热设计： 详细阐述不同类型TIMs的导热机理，分析其导热系数、热阻、界面接触热阻以及长期稳定性。讨论TIMs在GPU、CPU、功率器件等高功耗芯片散热设计中的关键作用。 第三部分：先进封装材料的性能评估与失效分析 材料性能测试方法： 介绍各种先进封装材料的关键性能测试方法，包括电学性能测试（介电常数、损耗）、热学性能测试（CTE、Tg、导热系数、热膨胀）、力学性能测试（拉伸强度、弯曲强度、断裂韧性）、可靠性测试（湿热循环、温度循环、高低温储存、电迁移）。 先进封装材料的失效模式： 系统性地分析先进封装材料在服役过程中可能遇到的各种失效模式，如材料老化、界面失效、机械断裂、电化学腐蚀、热应力累积导致的焊点疲劳、封装胶体开裂等。 失效分析技术： 介绍常用的失效分析技术，如扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线显微镜（XRM）、聚焦离子束（FIB）、原子力显微镜（AFM）、热分析技术（DSC, TGA）等，用于定位和分析材料失效的根源。 可靠性设计与寿命预测： 结合材料特性与失效模式，讨论如何通过材料选择、工艺优化和结构设计来提升封装的整体可靠性，并介绍常用的寿命预测模型。 第四部分：先进封装材料的制备工艺与应用 材料制备技术： 介绍先进封装材料的常用制备工艺，如涂布、印刷、层压、薄膜沉积（PVD, CVD）、刻蚀、焊接、灌封等，并讨论这些工艺对材料性能的影响。 新兴材料与制备技术： 关注当前研究前沿，如纳米材料在封装中的应用（如导电纳米颗粒、高导热纳米填料）、3D打印在封装原型制作中的应用、柔性电子封装材料等。 先进封装技术中的材料应用案例： 通过具体的先进封装技术（如2.5D/3D封装、扇出封装、系统级封装SiP、倒装芯片Flip-Chip）来展示不同材料的集成应用，分析不同应用场景下材料选择的考量因素。 环境、安全与可持续性： 探讨先进封装材料的环境影响、毒性评估、以及绿色材料的研发与应用趋势，例如无卤素材料、可回收材料等。 本书的编写团队汇聚了在半导体材料、封装技术、失效分析等领域具有丰富经验的专家学者，力求内容严谨、论述清晰、图文并茂，为读者提供一个深入理解先进封装材料世界的平台。

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翻开这本书，首先扑面而来的是一种严谨到近乎枯燥的学术气息。每一张图表都标注得极其精确，每一个数据点都似乎经过了三重验证，这无疑是其专业性的体现。但从读者的角度来看，这种对细节的过度沉迷，有时会掩盖了对整体趋势的把握。我本希望这本书能够提供一个清晰的路线图，指引我们理解**未来十年封装技术将如何演进**，特别是在**AI加速器**对带宽和功耗提出的极端要求下，封装技术的瓶颈会在哪里，以及突破口在哪里。然而，这本书更像是对当前最佳实践（Best Practice）的一次全面而详尽的记录，它出色地描绘了“现在我们能做到什么”，而非“未来我们将如何跨越”。特别是关于**先进光互连技术**与封装的融合部分，内容相对薄弱，只是简单提及了硅光子学的基础知识，并未深入探讨如何将光引擎与成熟的封装基板进行可靠、低成本的集成，这是一个令人感到遗憾的缺失，因为这无疑是未来高性能计算领域绕不开的关键环节。

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这本书的排版设计和内容深度，无疑是为那些已经在封装领域深耕多年的专业人士量身定做的。它很少花费篇幅去解释基础概念，而是直接假设读者已经对半导体制造的基础流程有着深刻理解。这种“默认专业”的姿态，一方面保证了内容的高效性，另一方面也设置了一个相当高的门槛。例如，它在讨论**高密度互连（HDI）**的层间介质材料时，直接引用了复杂的介电常数模型和应力分析公式，并没有提供足够的回溯来解释这些模型的推导背景。我阅读过程中，不得不频繁地停下来，查阅一些关于材料力学和电磁兼容性的补充资料，才能真正理解作者试图表达的深层含义。这使得阅读过程变成了一种持续的知识检索，而不是顺畅的信息吸收。我原本期待能看到一些关于**柔性封装**或**可穿戴设备**中对轻薄化、高可靠性封装的特定挑战与创新的探讨，但全书的案例和关注点似乎都集中在高性能计算（HPC）和数据中心领域，对于消费电子和新兴市场的特殊需求，着墨甚少，留下了明显的空白区域。

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这本书的章节组织结构，如果用建筑学来比喻，就像是一座由无数精致零件精确堆砌起来的结构，结构本身无可挑剔，但缺乏一个贯穿始终的宏伟蓝图。例如，材料选择的章节和工艺控制的章节之间，存在着明显的逻辑断裂。作者在前半部分花费了大量的篇幅来分析各种环氧塑封料（EMC）的收缩率和玻璃化转变温度（Tg），这对于确保芯片级封装的长期可靠性至关重要。但当我翻阅到系统级封装的集成部分时，却发现对**基板材料的电学性能在不同频率下的衰减模型**的讨论非常简略。这种侧重的不平衡，让我感觉作者在关注微观层面的材料科学时，似乎忽略了更高层级信号完整性（SI）的挑战。我期待这本书能更平衡地处理从材料到系统层面的所有关键影响因素，特别是针对**车用电子**对极端环境（如高湿、高低温循环）下的封装可靠性要求，这本书几乎没有提供针对性的深度案例分析或材料降级模型，这对于特定行业的用户来说，是一个非常明显的短板。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，那种沉甸甸的质感，配上封面上略带科技感的字体排版，一下子就抓住了我的注意力。我最初翻阅它时，是抱着一种探索的心态，期待能在其中找到一些关于未来电子封装技术突破性的见解。然而，当我真正深入阅读后，发现它更像是一本扎实的工程手册，而非那些充满前沿理论的“烧脑”著作。它详尽地梳理了当前主流封装材料的物理化学性质、制备工艺的每一个细微差别，甚至连不同批次原材料带来的性能波动都被纳入考量。比如，关于热膨胀系数匹配的章节，作者用了整整三章的篇幅，用大量的实验数据和图表来佐证，读起来虽然严谨，但对于我这种更偏向系统架构思考的工程师来说，有时会觉得信息密度过高，有些细节的描述略显冗余。我尝试从中寻找一些关于**量子计算芯片与超高密度互连**的突破性探讨，希望能看到一些颠覆性的新材料应用方向，但很遗憾，这些更偏向未来图景的内容几乎没有触及，它似乎将目光牢牢锁定在了当下成熟和准成熟的CMOS后段制程的优化上。整体而言，这本书的价值在于其作为一本可靠的“工具书”的定位，它能让你对现有技术的瓶颈和材料特性了如指掌，但要论及对行业未来走向的引领性预判，则稍显保守。

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说实话，我拿到这本书的时候，是冲着“Advanced Packaging”这个标题里蕴含的巨大潜力去的，我希望能看到一些关于**异构集成**和**Chiplet**生态的深度分析，特别是如何通过创新封装将不同工艺节点、不同功能模块的芯片无缝、高效地结合起来的复杂挑战。这本书在描述这些集成方案时，确实给出了不少具体的技术路径，比如各种先进的再布线层（RDL）的制作流程，以及倒装焊（Flip-Chip）中凸点的优化策略。但阅读体验上，我感觉它更像是一份由多位资深工程师合力编写的、带有内部技术会议纪要风格的文档汇编。不同章节之间的论述风格跳跃性较大，有时候从一个非常宏观的系统级封装（SiP）的概念突然坠入到对某一种特定粘合剂固化曲线的微观分析中，这种过渡常常让我有些措手不及。对于想要快速掌握领域脉络的读者来说，这种结构上的不连贯性多少会影响阅读的流畅性。我尤其希望能看到更多关于**3D堆叠中散热管理**的创新性解决方案的讨论，例如微流控冷却通道的设计或者相变材料的应用前景，但书中更多的是对传统热界面材料（TIM）性能参数的罗列和比较，创新性的思维火花显得有些黯淡。

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