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第1章 电子封装技术概述 1

1.1 历史概况 1

1.2 电子封装 5

1.3 微电子封装 8

1.3.1 2D封装 9

1.3.2 3D封装 14

1.4 气密性封装 22

1.4.1 金属封装 23

1.4.2 陶瓷封装 24

1.5 封装料 24

1.5.1 塑封料 24

1.5.2 其它塑封方法 25

1.6 塑封与气密性封装的比较 25

1.6.1 尺寸及重量 26

1.6.2 性能 26

1.6.3 成本 26

1.6.4 气密性 27

1.6.5 可靠性 28

1.6.6 可用性 29

1.7 总结 30

参考文献 30

第2章 塑封材料 34

2.1 化学性质概述 34

2.1.1 环氧树脂 35

2.1.2 硅树脂 36

2.1.3 聚氨酯 37

2.1.4 酚醛树脂 39

2.2 模塑料 40

2.2.1 树脂 41

2.2.2 固化剂或硬化剂 44

2.2.3 促进剂 45

2.2.4 填充剂 45

2.2.5 偶联剂 49

2.2.6 应力释放剂 50

2.2.7 阻燃剂 51

2.2.8 脱模剂 52

2.2.9 离子捕获剂 52

2.2.10 着色剂 53

2.2.11 封装材料生产商和市场条件 53

2.2.12 商业用模塑料特性 54

2.2.13 新材料的发展 57

2.3 顶部包封料 60

2.4 灌封料 61

2.4.1 Dow Corning材料 61

2.4.2 GE电子材料 62

2.5 底部填充料 65

2.6 印制封装料 66

2.7 环境友好型或“绿色”封装料 67

2.7.1 有毒的阻燃剂 67

2.7.2 绿色封装材料的发展 70

2.8 总结 78

参考文献 78

第3章 封装工艺技术 84

3.1 模塑技术 84

3.1.1 传递模塑工艺 84

3.1.2 注射模塑工艺 91

3.1.3 反应-注射模塑工艺 92

3.1.4 压缩模塑 93

3.1.5 模塑工艺比较 93

3.2 顶部包封工艺 93

3.3 灌封工艺 95

3.3.1 单组分灌封胶 97

3.3.2 双组分灌封胶 97

3.4 底部填充技术 97

3.4.1 传统的流动型底部填充 98

3.4.2 非流动型填充 99

3.5 印刷封装技术 99

3.6 2D晶圆级封装 101

3.7 3D封装 103

3.8 清洗和表面处理 107

3.8.1 等离子清洗 108

3.8.2 去毛边 109

3.9 总结 110

参考文献 111

第4章 封装性能的表征 114

4.1 工艺性能 115

4.1.1 螺旋流动长度 115

4.1.2 凝胶时间 116

4.1.3 流淌和溢料 116

4.1.4 流变性兼容性 116

4.1.5 聚合速率 117

4.1.6 固化时间和温度 118

4.1.7 热硬化 118

4.1.8 后固化时间和温度 119

4.2 湿-热机械性能 119

4.2.1 线膨胀系数和玻璃化转变温度 120

4.2.2 热导率 123

4.2.3 弯曲强度和模量 124

4.2.4 拉伸强度、弹性与剪切模量及伸长率 125

4.2.5 黏附强度 126

4.2.6 潮气含量和扩散系数 127

4.2.7 吸湿膨胀系数 131

4.2.8 气体渗透性 133

4.2.9 放气 133

4.3 电学性能 134

4.4 化学性能 136

4.4.1 离子杂质（污染等级） 136

4.4.2 离子扩散系数 136

4.4.3 易燃性和氧指数 136

4.5 总结 137

参考文献 138

第5章 封装缺陷和失效 142

5.1 封装缺陷和失效概述 142

5.1.1 封装缺陷 142

5.1.2 封装失效 142

5.1.3 失效机理分类 146

5.1.4 影响因素 147

5.2 封装缺陷 149

5.2.1 引线变形 149

5.2.2 底座偏移 151

5.2.3 翘曲 152

5.2.4 芯片破裂 154

5.2.5 分层 154

5.2.6 空洞 155

5.2.7 不均匀封装 156

5.2.8 毛边 157

5.2.9 外来颗粒 157

5.2.10 不完全固化 157

5.3 封装失效 157

5.3.1 分层 157

5.3.2 气相诱导裂缝（爆米花现象） 161

5.3.3 脆性断裂 164

5.3.4 韧性断裂 166

5.3.5 疲劳断裂 167

5.4 加速失效的影响因素 168

5.4.1 潮气 168

5.4.2 温度 171

5.4.3 污染物和溶剂性环境 171

5.4.4 残余应力 172

5.4.5 自然环境应力 172

5.4.6 制造和组装载荷 173

5.4.7 综合载荷应力条件 173

5.5 总结 174

参考文献 174

第6章 微电子器件封装的缺陷及失效分析技术 182

6.1 常见的缺陷和失效分析程序 182

6.1.1 电学测试 183

6.1.2 非破坏性评价 183

6.1.3 破坏性评价 183

6.2 光学显微技术 188

6.3 扫描声学显微技术（SAM） 189

6.3.1 成像模式 190

6.3.2 C-模式扫描声学显微镜（C-SAM） 190

6.3.3 扫描激光声学显微镜（SLAMTM） 191

6.3.4 案例研究 196

6.4 X射线显微技术 200

6.4.1 X射线的产生和吸收 201

6.4.2 X射线接触显微镜 203

6.4.3 X射线投影显微镜 203

6.4.4 高分辨率扫描X射线衍射显微镜 204

6.4.5 案例分析：塑封器件封装 205

6.5 X射线荧光光谱显微技术 206

6.6 电子显微技术 206

6.6.1 电子-样品相互作用 207

6.6.2 扫描电子显微技术（SEM） 208

6.6.3 环境扫描电子显微技术（ESFM） 209

6.6.4 透射电子显微技术（TEM） 210

6.7 原子力显微技术 212

6.8 红外显微技术 212

6.9 失效分析技术的选择 213

6.10 总结 216

参考文献 216

第7章 鉴定和质量保证 219

7.1 鉴定和可靠性评估的简要历程 219

7.2 鉴定流程概述 222

7.3 虚拟鉴定 225

7.3.1 寿命周期载荷 225

7.3.2 产品特征 227

7.3.3 应用要求 228

7.3.4 利用PoF方法进行可靠性预计 228

7.3.5 失效模式、机理及其影响分析（FMMEA） 230

7.4 产品鉴定 231

7.4.1 强度极限和高加速寿命试验（HALT） 231

7.4.2 鉴定要求 233

7.4.3 鉴定试验计划 234

7.4.4 模型和验证 235

7.4.5 加速试验 235

7.4.6 可靠性评估 238

7.5 鉴定加速试验 238

7.5.1 稳态温度试验 239

7.5.2 温度循环试验 239

7.5.3 湿度相关的试验 240

7.5.4 耐溶剂试验 243

7.5.5 盐雾试验 243

7.5.6 可燃性和氧指数试验 243

7.5.7 可焊性试验 244

7.5.8 辐射加固 244

7.6 工业应用 244

7.7 质量保证 247

7.7.1 筛选概述 247

7.7.2 应力筛选和老化 248

7.7.3 筛选 249

7.7.4 根本原因分析 252

7.7.5 筛选的经济性 252

7.7.6 统计过程控制 253

7.8 总结 254

参考文献 255

第8章 趋势和挑战 259

8.1 微电子器件结构和封装 259

8.2 极高温和极低温电子学 268

8.2.1 高温 268

8.2.2 低温 270

8.3 新兴技术 271

8.3.1 微机电系统 271

8.3.2 生物电子器件、生物传感器和生物MEMS 275

8.3.3 纳米技术和纳米电子器件 278

8.3.4 有机发光二极管、光伏和光电子器件 280

8.4 总结 283

参考文献 284

术语表 288

计量单位换算表 301