集成电路封装材料的表征 (美)布伦德尔,(美)埃文斯,(美)摩尔 978756034282 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美布伦德尔，美埃文斯，美摩尔 著

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• 材料科学
• 电子工程
• 高分子材料
• 测试分析
• 可靠性
• 微电子

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出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560342825

商品编码：29379423966

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：集成电路封装材料的表征

定价：98.00元

作者：(美)布伦德尔,(美)埃文斯,(美)摩尔

出版社：哈尔滨工业大学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787560342825

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《集成电路封装材料的表征(英文)》的主要内容包括： Foreword；Preface to the Reissue of the Materials Characterization Series xiii；Preface to Series xiv；Preface to the Reissue of Integrated Circuit Packaging Materials xv；Preface xvi；Contributors xix等。

目录

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作者介绍

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Thomas M. Moore and Robert G. McKennaForeword by Walter H. Schroen， TI FELLOWCharacterization of Integrated Circuit Packaging Materials deals with the systemsof materials that prise IC packages. Chapters in this volume address important characteristics of IC packages. It demonstrates analytical techniquesappropriate for IC package characterization through examples of the measurement of critical performance parameters and the analysis of key technologicalproblems of IC packages. This book discusses issues which affect a varietyof package types， including plastic surface—mount packages， hermetic packages， and advanced designs such as flip—chip， chip—on—board， and multi—chipmodels.

文摘

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序言

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《半导体器件热学性能分析与优化》 内容简介： 本书深入探讨半导体器件的热学性能，从理论基础到实际应用，系统性地阐述了器件内部热源的产生机制、热量的传输路径，以及热学性能对器件可靠性、性能和寿命的影响。本书特别关注如何通过先进的表征技术和优化设计来提升半导体器件的热学性能，从而为高性能、高可靠性半导体器件的设计与制造提供理论指导和实践参考。 第一章：半导体器件发热机理与热应力分析 本章首先回顾半导体材料导电的基本原理，重点分析在不同工作模式下，半导体器件内部电学参数变化如何转化为热量。我们将深入剖析欧姆损耗、载流子复合、沟道效应、击穿效应等主要发热源，并量化其贡献。随后，本章将聚焦于热应力的产生与影响。当器件内部产生不均匀温度分布时，会引起材料的膨胀收缩差异，从而产生热应力。我们将详细介绍热应力产生的物理机制，包括热膨胀系数的差异、材料的杨氏模量、泊松比等力学参数的影响。同时，本章还将分析热应力对器件性能的潜在影响，例如金属互连线的断裂、焊点的开裂、介质层的失效等，并介绍相关的失效模式与机理。 第二章：半导体器件热阻与热传导模型 热阻是衡量半导体器件散热能力的关键参数。本章将详细介绍半导体器件内部及封装结构中的各项热阻，包括结温与壳温温差、封装热阻、PCB板热阻等。我们将推导和解释这些热阻的计算模型，并分析影响其大小的各种因素，例如材料的热导率、结构尺寸、界面热阻等。此外，本章将深入探讨热量在半导体器件内部和封装材料中的传导机制。我们将从宏观和微观层面分析热传导的物理过程，包括晶格振动（声子）和自由电子对热传导的贡献。本章还将介绍基于傅里叶定律的经典热传导模型，并引入更复杂的模型，如考虑非稳态传热、各向异性材料和复杂几何结构的有限元分析方法。我们将通过实例展示如何利用这些模型来预测器件的温度分布和评估散热设计的效果。 第三章：先进的热学性能表征技术 准确可靠的热学性能表征是理解和优化器件散热的关键。本章将详细介绍多种先进的热学性能表征技术。首先，我们将介绍非接触式红外热成像技术，包括其原理、设备构成、数据采集与处理方法，以及在器件表面温度分布测量中的应用。接着，我们将深入探讨电阻温度探测（RTD）和热电偶的使用，阐述其在局部精确温度测量中的优势与局限。对于瞬态热学参数的测量，本章将介绍瞬态反射法（Transient Thermoreflectance, TTR）和瞬态光反射法（Transient Photoreflectance, TPR），这些技术能够以前所未有的时间分辨率监测器件的动态温度变化，对于研究快速开关器件的发热特性尤为重要。此外，本章还将介绍基于拉曼光谱和荧光光谱的热学表征方法，这些技术能够提供更深入的材料微观信息，并允许在更小的尺度上进行温度测量。我们将讨论这些表征技术的原理、实验 setup、数据分析以及在不同类型半导体器件研究中的典型应用案例。 第四章：封装材料的热学特性及其影响 封装材料在半导体器件的散热过程中扮演着至关重要的角色。本章将重点关注封装材料的热学特性及其对器件整体热学性能的影响。我们将详细介绍不同类型封装材料，如环氧模塑料、陶瓷、金属、低介电材料等，它们的各项热学参数，包括热导率、热膨胀系数、比热容等。我们将分析这些参数如何影响器件的整体热阻，以及如何通过选择合适的封装材料来优化散热。此外，本章还将深入探讨封装材料界面热阻（Interfacial Thermal Resistance, ITR）的影响。界面热阻是由于不同材料界面处声子传输障碍而产生的，它常常成为器件整体热阻的瓶颈。我们将分析影响界面热阻的因素，如界面粗糙度、表面处理、粘合剂等，并介绍降低界面热阻的策略，如使用高导热填充剂、优化界面结合工艺等。 第五章：高性能半导体器件的热学优化设计 本章将聚焦于如何通过设计手段来提升半导体器件的热学性能。首先，我们将讨论结构优化设计，例如在芯片内部引入散热结构、优化互连线的布局以减少焦耳热、设计具有良好散热路径的封装结构等。我们将介绍如何利用有限元分析（FEA）和计算流体动力学（CFD）等数值模拟工具，对器件的温度分布进行仿真分析，并根据仿真结果进行设计迭代和优化。其次，本章将探讨材料选择与复合策略。我们将回顾第四章中关于封装材料热学特性的讨论，并在此基础上，介绍如何通过选择高导热系数的封装材料、引入金属基板、陶瓷基板等方式来改善散热。对于某些特殊应用，我们还将介绍使用热界面材料（TIMs）来降低封装与散热器之间的界面热阻。此外，本章还将介绍主动散热技术，例如微通道散热器、热管、斯特林制冷器等在高性能半导体器件中的应用，并分析它们的设计原理和散热潜力。 第六章：器件可靠性与热学性能的关联 本章将深入探讨半导体器件的可靠性与其热学性能之间的紧密联系。我们将详细分析高温、高热流密度等热应力条件如何加速器件的失效过程。本章将重点讨论热循环（thermal cycling）对器件可靠性的影响，包括材料的疲劳断裂、界面剥离等。我们还将分析瞬态过热（transient overheating）可能导致的器件击穿和永久性损伤。此外，本章将介绍与热学性能相关的加速寿命试验（Accelerated Life Testing, ALT）方法，包括如何设计试验方案、选择合适的试验条件，以及如何通过试验数据来预测器件的长期可靠性。我们将通过具体的失效案例，展示热学因素在不同类型半导体器件失效机制中的作用，例如功率器件的击穿、集成电路的金属互连线断裂、LED的亮度衰减等。 第七章：新兴技术在半导体器件热学管理中的应用 本章将展望半导体器件热学管理领域的前沿技术。我们将介绍纳米材料在提升封装材料导热性方面的潜力，例如碳纳米管、石墨烯等。这些纳米材料的引入有望显著降低材料的热阻，从而实现更高效的散热。同时，本章还将探讨微流控技术在主动散热方面的创新应用，例如将微通道集成到芯片封装中，利用液体冷却来带走热量。此外，我们还将关注3D集成技术对热学管理带来的挑战与机遇，分析多层堆叠芯片如何影响热量分布，以及如何设计相应的散热方案。最后，本章将对柔性电子和可穿戴设备等新兴领域的热管理问题进行探讨，分析其独特的散热需求和潜在的解决方案。 结论： 本书系统性地阐述了半导体器件的热学性能分析与优化方法，从发热机理到表征技术，从封装材料到设计优化，再到可靠性关联和新兴技术应用，为相关领域的研发人员、工程师和学生提供了全面的理论框架和实践指导。通过深入理解和掌握本书内容，读者将能够更好地设计、制造和评估高性能、高可靠性的半导体器件。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，衡量一本技术专著的水平，关键在于它是否能培养出读者的批判性思维，而不是简单地灌输“标准答案”。这本关于表征的书，如果只是教会我们如何使用仪器，那它顶多算是一本操作手册。我更期待的是，它能揭示不同表征手段之间的“偏见”与“互补性”。例如，为什么某些在常温下表现完美的材料，在经历快速升温或降温循环后会暴露缺陷？作者是如何通过特定的组合表征策略（比如，先用X射线光电子能谱分析表面化学态，再用原子力显微镜观察形貌变化）来捕捉这些瞬态或隐藏的失效前兆的？如果书中能清晰地论述不同测试条件的合理性选择及其潜在的局限性，那么它就不只是一本知识的载体，更是一套严谨的科研方法论的传授。这种“授人以渔”的价值，远超任何具体的数值参数。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常专业，给人一种严谨扎实的感觉，色彩搭配既现代又不失沉稳。我刚拿到手的时候，就被它厚重的分量所吸引，这显然不是一本可以轻松翻阅的通俗读物，而是需要静下心来深入研究的专业典籍。从目录上看，内容涵盖了材料科学、半导体物理乃至精密制造的多个交叉领域，看得出作者团队在学术积累上是非常深厚的。我尤其期待它能对当前急需解决的一些行业痛点——比如可靠性评估和长期服役性能预测——提供一些前沿的理论指导或创新的实验方法。如果它能在这些方面给出一些独到的见解，那么对于我们这些在一线从事研发工作的工程师来说，其价值就不可估量了。总而言之，初步印象非常正面，它散发着一种教科书式的权威感，让人愿意投入时间去探索其中的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

我最近在阅读一本关于微电子可靠性工程的译著时，深切体会到理论与实践脱节的困境。很多现成的教材往往停留在原理介绍层面，对于材料在真实工作环境下的微观变化、界面效应导致的失效机制等复杂问题，往往一带而过，留给读者的想象空间太大。因此，我对这本关于封装材料的专著抱有极高的期望。我希望它不仅仅是罗列各种表征技术（如SEM、TEM、DSC等）的操作步骤，而是能深入剖析如何利用这些技术去“读懂”材料的“语言”——比如，如何从热力学参数的微小波动中预判出应力集中点，或者如何通过电化学分析来预测封装胶的降解速率。如果它能提供一套系统性的、跨尺度的分析框架，将宏观性能与微观结构缺陷建立起清晰的、可量化的联系，那将极大地提升我解决实际工程难题的能力。

评分☆☆☆☆☆

从排版和翻译质量来看，这本书给人的感觉非常“德高望重”。页边距适中，图表清晰度很高，这对于需要反复对照数据和图像的读者来说至关重要。我注意到书中引用的参考文献非常新颖且权威，这表明作者并非简单地总结前人工作，而是深度参与了近几年的研究热点。在阅读某个章节时，如果发现它能将看似不相关的两个概念（比如，某种退火工艺如何影响聚合物的交联密度，进而影响其在湿热环境下的体积膨胀系数）巧妙地串联起来，形成一个闭环的认识体系，那么这本书的价值就体现出来了。我希望它能帮助我打破以往按部就班的思维定式，学会从更宏观、更综合的角度去看待封装材料的“生命周期”，而不是仅仅关注某一个孤立的性能指标。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在我的书架上，关于半导体制造的书籍已经不少了，大部分都在讲流程的优化和良率的提升。但真正能深入到“材料本身”的，往往是那些小众但极其专业的书籍。我之所以对这本由三位美国学者撰写的著作感兴趣，很大程度上是基于对国际前沿研究趋势的追踪。在先进制程领域，封装已不再是简单的“包裹”，而是成为系统性能的一部分。我想知道，面对异构集成、Chiplet 等新范式，传统的环氧塑封材料、底部填充胶等是否还能适应？书中是否收录了关于新型低K介质、高导热界面材料（TIMs）的最新表征数据和失效模式研究？我尤其关注那些可能引发业界共识转变的实验结果和理论模型，比如，有没有提出比现有标准更严格、更具前瞻性的材料性能评价指标体系。这种追求极致深度和突破性的内容，才是我真正购买这类书籍的驱动力。