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這兩本書分別來自電子工業 和化學工業所出版 。
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SMT工藝不良與組裝可靠性
為了解決csp bga封裝 的問題，作者賈忠中 這樣論述：
本書是寫給那些在生產一線忙碌的工程師的。全書以工程應用為目標，聚焦基本概念與原理、表面組裝核心工藝、主要組裝工藝問題及應用問題，以圖文並茂的形式，介紹了焊接的基礎原理與概念、表面組裝的核心工藝與常見不良現象，以及組裝工藝帶來的可靠性問題。 本書適合於從事電子產品製造的工藝與品質工程師學習與參考。 賈忠中，高級工程師，先後供職於中國電子集團工藝研究所、中興通訊股份有限公司，從事電子製造工藝研究與管理工作近30年。在中興通訊股份有限公司工作也超過20年，見證並參與了中興工藝的發展歷程，歷任工藝研究部部長、副總工藝師、總工藝師、首席工藝專家。擔任廣東電子學會SMT專委會副主任委員
、中國電子學會委員。對SMT、可製造性設計、失效分析、焊接可靠性有深入、系統的研究，擅長組裝不良分析、焊點失效分析。出版了《SMT工藝品質控制》《SMT核心工藝解析與案例分析》《SMT可製造性設計》等專著。 第一部分 工藝基礎 1 第1章 概述 3 1.1 電子組裝技術的發展 3 1.2 表面組裝技術 4 1.2.1 元器件封裝形式的發展 4 1.2.2 印製電路板技術的發展 5 1.2.3 表面組裝技術的發展 6 1.3 表面組裝基本工藝流程 7 1.3.1 再流焊接工藝流程 7 1.3.2 波峰焊接工藝流程 7 1.4 表面組裝方式與工藝路徑 8
1.5 表面組裝技術的核心與關鍵點 9 1.6 表面組裝元器件的焊接 10 案例1 QFN的橋連 11 案例2 BGA的球窩與開焊 11 1.7 表面組裝技術知識體系 12 第2章 焊接基礎 14 2.1 軟釺焊工藝 14 2.2 焊點與焊錫材料 14 2.3 焊點形成過程及影響因素 15 2.4 潤濕 16 2.4.1 焊料的表面張力 17 2.4.2 焊接溫度 18 2.4.3 焊料合金元素與添加量 18 2.4.4 金屬在熔融Sn合金中的溶解率 19 2.4.5 金屬間化合物 20 2.5 相點陣圖和焊接 23 2.6 表面張力 24 2.6.1 表面張力
概述 24 2.6.2 表面張力起因 26 2.6.3 表面張力對液態焊料表面外形的影響 26 2.6.4 表面張力對焊點形成過程的影響 26 案例3 片式元件再流焊接時焊點的形成過程 26 案例4 BGA再流焊接時焊點的形成過程 27 2.7 助焊劑在焊接過程中的作用行為 28 2.7.1 再流焊接工藝中助焊劑的作用行為 28 2.7.2 波峰焊接工藝中助焊劑的作用行為 29 案例5 OSP板採用水基助焊劑波峰焊時漏焊 29 2.8 可焊性 30 2.8.1 可焊性概述 30 2.8.2 影響可焊性的因素 30 2.8.3 可焊性測試方法 32 2.8.4 潤濕稱
量法 33 2.8.5 浸漬法 35 2.8.6 鋪展法 35 2.8.7 老化 36 第3章 焊料合金、微觀組織與性能 37 3.1 常用焊料合金 37 3.1.1 Sn-Ag合金 37 3.1.2 Sn-Cu合金 38 3.1.3 Sn-Bi合金 39 3.1.4 Sn-Sb合金 39 3.1.5 提高焊點可靠性的途徑 40 3.1.6 無鉛合金中常用添加合金元素的作用 40 3.2 焊點的微觀結構與影響因素 42 3.2.1 組成元素 42 3.2.2 工藝條件 44 3.3 焊點的微觀結構與機械性能 44 3.3.1 焊點（焊料合金）的金相組織 45 3
.3.2 焊接介面金屬間化合物 46 3.3.3 不良的微觀組織 50 3.4 無鉛焊料合金的表面形貌 61 第二部分 工藝原理與不良 63 第4章 助焊劑 65 4.1 助焊劑的發展歷程 65 4.2 液態助焊劑的分類標準與代碼 66 4.3 液態助焊劑的組成、功能與常用類別 68 4.3.1 組成 68 4.3.2 功能 69 4.3.3 常用類別 70 4.4 液態助焊劑的技術指標與檢測 71 4.5 助焊劑的選型評估 75 4.5.1 橋連缺陷率 75 4.5.2 通孔透錫率 76 4.5.3 焊盤上錫飽滿度 76 4.5.4 焊後PCB表面潔淨度
77 4.5.5 ICT測試直通率 78 4.5.6 助焊劑的多元化 78 4.6 白色殘留物 79 4.6.1 焊劑中的松香 80 4.6.2 松香變形物 81 4.6.3 有機金屬鹽 81 4.6.4 無機金屬鹽 81 第5章 焊膏 83 5.1 焊膏及組成 83 5.2 助焊劑的組成與功能 84 5.2.1 樹脂 84 5.2.2 活化劑 85 5.2.3 溶劑 87 5.2.4 流變添加劑 88 5.2.5 焊膏配方設計的工藝性考慮 89 5.3 焊粉 89 5.4 助焊反應 90 5.4.1 酸基反應 90 5.4.2 氧化-還原反應 91 5.
5 焊膏流變性要求 91 5.5.1 黏度及測量 91 5.5.2 流體的流變特性 92 5.5.3 影響焊膏流變性的因素 94 5.6 焊膏的性能評估與選型 96 5.7 焊膏的儲存與應用 100 5.7.1 儲存、解凍與攪拌 100 5.7.2 使用時間與再使用注意事項 101 5.7.3 常見不良 101 第6章 PCB表面鍍層及工藝特性 106 6.1 ENIG鍍層 106 6.1.1 工藝特性 106 6.1.2 應用問題 107 6.2 Im-Sn鍍層 108 6.2.1 工藝特性 109 6.2.2 應用問題 109 案例6 鍍Sn層薄導致虛焊 109 6.
3 Im-Ag鍍層 112 6.3.1 工藝特性 112 6.3.2 應用問題 113 6.4 OSP膜 114 6.4.1 OSP膜及其發展歷程 114 6.4.2 OSP工藝 115 6.4.3 銅面氧化來源與影響 115 6.4.4 氧化層的形成程度與通孔爬錫能力 117 6.4.5 OSP膜的優勢與劣勢 119 6.4.6 應用問題 119 6.5 無鉛噴錫 119 6.5.1 工藝特性 120 6.5.2 應用問題 122 6.6 無鉛表面耐焊接性對比 122 第7章 元器件引腳/焊端鍍層及工藝性 124 7.1 表面組裝元器件封裝類別 124 7.2 電極鍍層結構 125 7.
3 Chip類封裝 126 7.4 SOP/QFP類封裝 127 7.5 BGA類封裝 127 7.6 QFN類封裝 127 7.7 外掛程式類封裝 128 第8章 焊膏印刷與常見不良 129 8.1 焊膏印刷 129 8.2 印刷原理 129 8.3 影響焊膏印刷的因素 130 8.3.1 焊膏性能 130 8.3.2 範本因素 133 8.3.3 印刷參數 134 8.3.4 擦網/底部擦洗 137 8.3.5 PCB支撐 140 8.3.6 實際生產中影響焊膏填充與轉移的其他因素 141 8.4 常見印刷不良現象及原因 143 8.4.1 印刷不良現象 143 8
.4.2 印刷厚度不良 143 8.4.3 汙斑/邊緣擠出 145 8.4.4 少錫與漏印 146 8.4.5 拉尖/狗耳朵 148 8.4.6 塌陷 148 8.5 SPI應用探討 151 8.5.1 焊膏印刷不良對焊接品質的影響 151 8.5.2 焊膏印刷圖形可接受條件 152 8.5.3 0.4mm間距CSP 153 8.5.4 0.4mm間距QFP 154 8.5.5 0.4～0.5mm間距QFN 155 8.5.6 0201 155 第9章 鋼網設計與常見不良 157 9.1 鋼網 157 9.2 鋼網製造要求 160 9.3 範本開口設計基本要求
161 9.3.1 面積比 161 9.3.2 階梯範本 162 9.4 範本開口設計 163 9.4.1 通用原則 163 9.4.2 片式元件 165 9.4.3 QFP 165 9.4.4 BGA 166 9.4.5 QFN 166 9.5 常見的不良開口設計 168 9.5.1 範本設計的主要問題 168 案例7 範本避孔距離不夠導致散熱焊盤少錫 169 案例8 焊盤寬、引腳窄導致SIM卡移位 170 案例9 熔融焊錫漂浮導致變壓器移位 170 案例10 防錫珠開孔導致圓柱形二極體爐後飛料問題 171 9.5.2 範本開窗在改善焊接良率方面的應用 171
案例11 兼顧開焊與橋連的葫蘆形開窗設計 171 案例12 電解電容底座鼓包導致移位 173 案例13 BGA變形導致橋連與球窩 174 第10章 再流焊接與常見不良 175 10.1 再流焊接 175 10.2 再流焊接工藝的發展歷程 175 10.3 熱風再流焊接技術 176 10.4 熱風再流焊接加熱特性 177 10.5 溫度曲線 178 10.5.1 溫度曲線的形狀 179 10.5.2 溫度曲線主要參數與設置要求 180 10.5.3 爐溫設置與溫度曲線測試 186 10.5.4 再流焊接曲線優化 189 10.6 低溫焊料焊接SAC錫球的BGA混裝再流
焊接工藝 191 10.6.1 有鉛焊料焊接無鉛BGA的混裝工藝 192 10.6.2 低溫焊料焊接SAC錫球的混裝再流焊接工藝 196 10.7 常見焊接不良 197 10.7.1 冷焊 197 10.7.2 不潤濕 199 案例14 連接器引腳潤濕不良現象 200 案例15 沉錫板焊盤不上錫現象 201 10.7.3 半潤濕 202 10.7.4 滲析 203 10.7.5 立碑 204 10.7.6 偏移 207 案例16 限位導致手機電池連接器偏移 207 案例17 元器件安裝底部噴出的熱氣流導致元器件偏移 208 案例18 元器件焊盤比引腳寬導致元器件偏移
208 案例19 片式元件底部有半塞導通孔導致偏移 209 案例20 不對稱焊端容易導致偏移 209 10.7.7 芯吸 210 10.7.8 橋連 212 案例21 0.4mm QFP橋連 212 案例22 0.4mm間距CSP（也稱?BGA）橋連 213 案例23 鉚接錫塊表貼連接器橋連 214 10.7.9 空洞 216 案例24 BGA焊球表面氧化等導致空洞形成 218 案例25 焊盤上的樹脂填孔吸潮導致空洞形成 219 案例26 HDI微盲孔導致BGA焊點空洞形成 219 案例27 焊膏不足導致空洞產生 220 案例28 排氣通道不暢導致空洞產生 220
案例29 噴印焊膏導致空洞產生 221 案例30 QFP引腳表面污染導致空洞產生 221 10.7.10 開路 222 10.7.11 錫球 223 10.7.12 錫珠 226 10.7.13 飛濺物 229 10.8 不同工藝條件下用63Sn/37Pb焊接SAC305 BGA的切片圖 230 第11章 特定封裝的焊接與常見不良 232 11.1 封裝焊接 232 11.2 SOP/QFP 232 11.2.1 橋連 232 案例31 某板上一個0.4mm間距QFP橋連率達到75% 234 案例32 QFP焊盤加工尺寸偏窄導致橋連率增加 235 11.2.2 虛焊
235 11.3 QFN 236 11.3.1 QFN封裝與工藝特點 236 11.3.2 虛焊 238 11.3.3 橋連 240 11.3.4 空洞 241 11.4 BGA 244 11.4.1 BGA封裝類別與工藝特點 244 11.4.2 無潤濕開焊 245 11.4.3 球窩焊點 246 11.4.4 縮錫斷裂 248 11.4.5 二次焊開裂 249 11.4.6 應力斷裂 250 11.4.7 坑裂 251 11.4.8 塊狀IMC斷裂 252 11.4.9 熱迴圈疲勞斷裂 253 第12章 波峰焊接與常見不良 256 12.1 波峰焊接 256
12.2 波峰焊接設備的組成及功能 256 12.3 波峰焊接設備的選擇 257 12.4 波峰焊接工藝參數設置與溫度曲線的測量 257 12.4.1 工藝參數 258 12.4.2 工藝參數設置要求 258 12.4.3 波峰焊接溫度曲線測量 258 12.5 助焊劑在波峰焊接工藝過程中的行為 259 12.6 波峰焊接焊點的要求 260 12.7 波峰焊接常見不良 262 12.7.1 橋連 262 12.7.2 透錫不足 265 12.7.3 錫珠 266 12.7.4 漏焊 268 12.7.5 尖狀物 269 12.7.6 氣孔—吹氣孔/ 269 12.7.7 孔填充不良 270
12.7.8 板面髒 271 12.7.9 元器件浮起 271 案例33 連接器浮起 272 12.7.10 焊點剝離 272 12.7.11 焊盤剝離 273 12.7.12 凝固開裂 274 12.7.13 引線潤濕不良 275 12.7.14 焊盤潤濕不良 275 第13章 返工與手工焊接常見不良 276 13.1 返工工藝目標 276 13.2 返工程式 276 13.2.1 元器件拆除 276 13.2.2 焊盤整理 277 13.2.3 元器件安裝 277 13.2.4 工藝的選擇 277 13.3 常用返工設備/工具與工藝特點 278 13.3.1 烙鐵 278 13.3.2
熱風返修工作站 279 13.3.3 吸錫器 281 13.4 常見返修失效案例 282 案例34 採用加焊劑方式對虛焊的QFN進行重焊導致返工失敗 282 案例35 採用加焊劑方式對虛焊的BGA進行重焊導致BGA中心焊點斷裂 282 案例36 風槍返修導致周邊鄰近帶散熱器的BGA焊點開裂 283 案例37 返修時加熱速率太大導致BGA角部焊點橋連 284 案例38 手工焊接大尺寸片式電容導致開裂 284 案例39 手工焊接外掛程式導致相連片式電容失效 285 案例40 手工焊接大熱容量外掛程式時長時間加熱導致PCB分層 285 案例41 採用銅辮子返修細間距元器件容易發生微橋連現象 286
第三部分 組裝可靠性 289 第14章 可靠性概念 291 14.1 可靠性定義 291 14.1.1 可靠度 291 14.1.2 MTBF與MTTF 291 14.1.3 故障率 292 14.2 影響電子產品可靠性的因素 293 14.2.1 常見設計不良 293 14.2.2 製造影響因素 294 14.2.3 使用時的劣化因素 295 14.3 常用的可靠性試驗評估方法—溫度迴圈試驗 296 第15章 完整焊點要求 298 15.1 組裝可靠性 298 15.2 完整焊點 298 15.3 常見不完整焊點 298 第16章 組裝應力失效 304 16.1 應力敏感封裝 304 1
6.2 片式電容 304 16.2.1 分板作業 304 16.2.2 烙鐵焊接 306 16.3 BGA 307 第17章 使用中溫度迴圈疲勞失效 308 17.1 高溫環境下的劣化 308 17.1.1 高溫下金屬的擴散 308 17.1.2 介面劣化 309 17.2 蠕變 309 17.3 機械疲勞與溫度迴圈 310 案例42 拉應力疊加時的熱疲勞斷裂 310 案例43 某模組灌封工藝失控導致焊點受到拉應力作用 310 案例44 灌封膠與PCB的CTE不匹配導致焊點早期疲勞失效（開裂） 312 第18章 環境因素引起的失效 313 18.1 環境引起的失效 313 18.1.1 電化
學腐蝕 313 18.1.2 化學腐蝕 315 18.2 CAF 316 18.3 銀遷移 317 18.4 硫化腐蝕 318 18.5 爬行腐蝕 318 第19章 錫須 321 19.1 錫須概述 321 19.2 錫須產生的原因 322 19.3 錫須產生的五種基本場景 323 19.4 室溫下錫須的生長 324 19.5 溫度迴圈（熱衝擊）作用下錫須的生長 325 19.6 氧化腐蝕引起的錫鬚生長 326 案例45 某產品單板上的輕觸開關因錫須短路 327 19.7 外界壓力作用下的錫鬚生長 327 19.8 控制錫鬚生長的建議 328 後記 330 參考文獻 331
微電子封裝系統之熱、機械、掉落及熱機械失效分析
為了解決csp bga封裝 的問題，作者藍嘉昇 這樣論述：
本論文集結各式封裝的型態，以深入探討環境(機械、熱機械、熱及掉落測試)對微電子封裝之影響，並結合模擬模型、理論模型及實驗測試來建立一精準預測失效模型。本論文研究分為兩部分：(1)理論推導與電腦模擬理論探討及(2)案例分析。第一部分為利用理論模型及模擬模型相互驗證及物理性質分析，以了解Three Dimensional Integrated Circuit (3D IC)封裝在運作時之晶片溫度，以及錫球柵陣列封裝(Ball Grid Array, BGA)承受彎矩負載下之錫球應力。第二部分以推導理論方程式為基礎，應用於案例分析，來深入探討薄型精細球柵陣列(Thin Fine-pitch Bal
l Grid Array, TFBGA)封裝之掉落測試，以及扁平式封裝(Quad Flat Package, QFP)與方型扁平式無引腳封裝(Quad Flat No-Leads, QFN)之脫層失效。 在理論推導與電腦模擬理論探討中，BGA封裝之理論模型能計算非連續性錫球的應力，並能考慮不同晶片尺寸對於錫球應力之變化。由於理論模型與模擬模型之相對誤差能達到1%以內，故可證明理論模型能完整地分析在彎矩負載下之錫球應力。結果亦顯示當晶片尺寸佔整體封裝約75%以上，最外側錫球應力開始逐漸增加。此外，本研究提供之3D IC封裝的理論模型能考慮晶片及電路板內部水平方向的熱流傳導性質，藉由一維熱阻
及熱擴散熱阻來組成熱阻網絡以預測晶片上熱源的溫度。結果顯示理論與模擬結果之間的相對誤差能小於5%，並能得知最短的熱傳導路徑為最佳散熱路徑，另外，電路板的導熱材料及接觸面的對流係數，也能有效地對晶片模組散熱，或在晶片上方或電路板下方安裝散熱片亦可大幅提高散熱性能。 在TFBGA封裝之掉落測試中，本研究分別使用加速度邊界法及支承激振法來模擬TFBGA封裝承受衝擊掉落下的錫球應力，再搭配疲勞壽命方程式來預估在掉落測試下錫球累積失效機率10%的疲勞壽命。在探討錫球合金下，發現參雜微量鎳元素的錫球合金能抑制介金屬層的生成及提升承受掉落衝擊的能力，並可提升掉落測試的可靠度。又為了能提升錫球之疲勞壽命
的精準度，本研究執行高應變速率測試來探討錫球在不同應變率下應力與應變之關係，再利用應變率相依彈塑性模型可提升疲勞壽命的精準度，其疲勞壽命模型的精準度可達到95%以上。在QFP與QFN封裝之脫層失效分析中，發現脫層失效常發生於後熟化製程(Post Mold Cure, PMC)或預處理測試(Precondition Test)。此外，本論文會分別建立了熱應力分析之模擬模型及濕氣應力分析之模擬模型，以計算導線架上應力對於導線架與封膠間界面脫層失效之影響。結果顯示結合模擬數值及剪力測試之剪應力比例能有效且精準地判定脫層失效位置，並能考慮銅/封膠及鍍銀層/封膠之界面強度的差異。藉由本研究之理論模型、模
擬模型及實驗測試來反覆驗證，以及提升預測結果的精準度，後續將可進行失效模式與影響分析(Failure Mode and Effects Analysis, FMEA)及實驗設計法來擬定設計方針及改善產品可靠度。
三維電子封裝的 通孔技術
為了解決csp bga封裝 的問題，作者(美)劉漢誠 這樣論述：
本書系統討論了用於電子、光電子和微機電系統（MEMS）器件的三維集成硅通孔（TSV）技術的最新進展和可能的演變趨勢，詳盡討論了三維集成關鍵技術中存在的主要工藝問題和潛在解決方案。首先介紹了半導體工業中的納米技術和三維集成技術的起源和演變歷史，然后重點討論TSV制程技術、晶圓減薄與薄晶圓在封裝組裝過程中的拿持技術、三維堆疊的微凸點制作與組裝技術、芯片與芯片鍵合技術、芯片與晶圓鍵合技術、晶圓與晶圓鍵合技術、三維器件集成的熱管理技術以及三維集成中的可靠性問題等，最后討論了具備量產潛力的三維封裝技術以及TSV技術的未來發展趨勢。本書適合從事電子、光電子、MEMS等器件三維集成的工程師、科研人員和技術管
理人員閱讀，也可以作為相關專業大學高年級本科生和研究生教材和參考書。John H. Lau（劉漢誠）博士，於2010年1月當選台灣工業技術研究院院士。之前，劉博士曾作為訪問教授在香港科技大學工作1年，作為新加坡微電子研究所（IME）所屬微系統、模組與元器件實驗室主任工作2年，作為資深科學家在位於加利福尼亞的HPL、安捷倫公司工作超過25年。劉漢誠博士是電子器件、光電子器件、發光二極管（LED）和微機電系統（MEMS）等領域著名專家，多年從事器件、基板、封裝和PCB板的設計、分析、材料表征、工藝制造、品質與可靠性測試以及熱管理等方面工作，尤其專注於表面貼裝技術（SMT）、晶圓級倒裝芯片封裝技術、
硅通孔（TSV）技術、三維（3D）IC集成技術以及SiP封裝技術。在超過36年的研究、研發與制造業經歷中，劉漢誠博士發表了310多篇技術論文，編寫和出版書籍120多章，申請和授權專利30多項，並在世界范圍內做了270多場學術報告。獨自或與他人合作編寫和出版了17部關於TSV、3D MEMS封裝、3D IC集成可靠性、先進封裝技術、BGA封裝、芯片尺寸封裝（CSP）、載帶鍵合（TAB）、晶圓級倒裝芯片封裝（WLP）、高密度互連、板上芯片（COB）、SMT、無鉛焊料、釺焊與可靠性等方面的教材。 第1章 半導體工業中的納米技術和3D集成技術11.1引言11.2納米技術11.2.1
納米技術的起源11.2.2納米技術的重要里程碑11.2.3石墨烯與電子工業31.2.4納米技術展望31.2.5摩爾定律：電子工業中的納米技術41.33D集成技術51.3.1TSV技術51.3.23D集成技術的起源71.43DSi集成技術展望與挑戰81.4.13DSi集成技術81.4.23DSi集成鍵合組裝技術91.4.33DSi集成技術面臨的挑戰91.4.43DSi集成技術展望91.53DIC集成技術的潛在應用與挑戰101.5.13DIC集成技術的定義101.5.2移動電子產品的未來需求101.5.3帶寬和寬I/O的定義111.5.4存儲帶寬111.5.5存儲芯片堆疊121.5.6寬I/O存儲
器131.5.7寬I/O動態隨機存儲器（DRAM）131.5.8寬I/O接口171.5.92.5D與3DIC集成（無源與有源轉接板）技術171.62.5DIC集成（轉接板）技術的最新進展181.6.1用作中間基板的轉接板181.6.2用於釋放應力的轉接板201.6.3用作載板的轉接板221.6.4用於熱管理的轉接板231.73DIC集成無源TSV轉接板技術的新趨勢231.7.1雙面貼裝空腔式轉接板技術241.7.2有機基板開孔式轉接板技術251.7.3設計舉例251.7.4帶散熱塊的有機基板開孔式轉接板技術271.7.5超低成本轉接板271.7.6用於熱管理的轉接板技術281.7.7用於LED
和SiP封裝的帶埋入式微流體通道的轉接板技術291.8埋入式3DIC集成技術321.8.1帶應力釋放間隙的半埋入式轉接板331.8.2用於光電子互連的埋入式3D混合IC集成技術331.9總結與建議341.10參考文獻35第2章 TSV技術392.1引言392.2TSV的發明392.3采用TSV技術的量產產品402.4TSV孔的制作412.4.1DRIE與激光打孔412.4.2制作錐形孔的DRIE工藝442.4.3制作直孔的DRIE工藝462.5絕緣層制作562.5.1熱氧化法制作錐形孔絕緣層562.5.2PECVD法制作錐形孔絕緣層582.5.3PECVD法制作直孔絕緣層的實驗設計582.5.
4實驗設計結果602.5.5總結與建議612.6阻擋層與種子層制作622.6.1錐形TSV孔的Ti阻擋層與Cu種子層632.6.2直TSV孔的Ta阻擋層與Cu種子層642.6.3直TSV孔的Ta阻擋層沉積實驗與結果652.6.4直TSV孔的Cu種子層沉積實驗與結果672.6.5總結與建議672.7TSV電鍍Cu填充692.7.1電鍍Cu填充錐形TSV孔692.7.2電鍍Cu填充直TSV孔702.7.3直TSV盲孔的漏電測試722.7.4總結與建議732.8殘留電鍍Cu的化學機械拋光（CMP）732.8.1錐形TSV的化學機械拋光732.8.2直TSV的化學機械拋光742.8.3總結與建議822
.9TSVCu外露832.9.1CMP濕法工藝832.9.2干法刻蝕工藝862.9.3總結與建議892.10FEOL與BEOL902.11TSV工藝902.11.1鍵合前制孔工藝912.11.2鍵合后制孔工藝912.11.3先孔工藝912.11.4中孔工藝912.11.5正面后孔工藝912.11.6背面后孔工藝922.11.7無源轉接板932.11.8總結與建議932.12參考文獻94第3章 TSV的力學、熱學與電學行為973.1引言973.2SiP封裝中TSV的力學行為973.2.1有源／無源轉接板中TSV的力學行為973.2.2可靠性設計（DFR）結果1003.2.3含RDL層的TSV10
23.2.4總結與建議1053.3存儲芯片堆疊中TSV的力學行為1053.3.1模型與方法1053.3.2TSV的非線性熱應力分析1063.3.3修正的虛擬裂紋閉合技術1083.3.4TSV界面裂紋的能量釋放率1103.3.5TSV界面裂紋能量釋放率的參數研究1103.3.6總結與建議1153.4TSV的熱學行為1163.4.1TSV芯片／轉接板的等效熱導率1163.4.2TSV節距對TSV芯片／轉接板等效熱導率的影響1193.4.3TSV填充材料對TSV芯片／轉接板等效熱導率的影響1203.4.4TSVCu填充率對TSV芯片／轉接板等效熱導率的影響1203.4.5更精確的計算模型1233.4
.6總結與建議1253.5TSV的電學性能1253.5.1電學結構1253.5.2模型與方程1263.5.3總結與建議1273.6盲孔TSV的電測試1283.6.1測試目的1283.6.2測試原理與儀器1283.6.3測試方法與結果1313.6.4盲孔TSV電測試指引1333.6.5總結與建議1363.7參考文獻136第4章 薄晶圓的強度測量1404.1引言1404.2用於薄晶圓強度測量的壓阻應力傳感器1404.2.1壓阻應力傳感器及其應用1404.2.2壓阻應力傳感器的設計與制作1404.2.3壓阻應力傳感器的校准1424.2.4背面磨削后晶圓的應力1444.2.5切割膠帶上晶圓的應力149
4.2.6總結與建議1504.3晶圓背面磨削對Cu?low?k芯片力學行為的影響1514.3.1實驗方法1514.3.2實驗過程1524.3.3結果與討論1544.3.4總結與建議1604.4參考文獻161第5章 薄晶圓拿持技術1635.1引言1635.2晶圓減薄與薄晶圓拿持1635.3黏合是關鍵1635.4薄晶圓拿持問題與可能的解決方案1645.4.1200mm薄晶圓的拿持1655.4.2300mm薄晶圓的拿持1725.5切割膠帶對含Cu/Au焊盤薄晶圓拿持的影響1765.6切割膠帶對含有Cu?Ni?Au凸點下金屬（UBM）薄晶圓拿持的影響1775.7切割膠帶對含RDL和焊錫凸點TSV轉接板
薄晶圓拿持的影響1785.8薄晶圓拿持的材料與設備1805.9薄晶圓拿持的黏合劑和工藝指引1815.9.1黏合劑的選擇1815.9.2薄晶圓拿持的工藝指引1825.10總結與建議1825.113M公司的晶圓支撐系統1835.12EVG公司的臨時鍵合與解鍵合系統1865.12.1臨時鍵合1865.12.2解鍵合1865.13無載體的薄晶圓拿持技術1875.13.1基本思路1875.13.2設計與工藝1875.13.3總結與建議1895.14參考文獻189第6章 微凸點制作、組裝與可靠性1926.1引言192A部分：晶圓微凸點制作工藝1936.2內容概述1936.3普通焊錫凸點制作的電鍍方法193
6.43DIC集成SiP的組裝工藝1946.5晶圓微凸點制作的電鍍方法1946.5.1測試模型1946.5.2采用共形Cu電鍍和Sn電鍍制作晶圓微凸點1956.5.3采用非共形Cu電鍍和Sn電鍍制作晶圓微凸點2006.6制作晶圓微凸點的電鍍工藝參數2026.7總結與建議203B部分：超細節距晶圓微凸點的制作、組裝與可靠性評估2036.8細節距無鉛焊錫微凸點2046.8.1測試模型2046.8.2微凸點制作2046.8.3微凸點表征2056.9C2C互連細節距無鉛焊錫微凸點的組裝2106.9.1組裝方法、表征方法與可靠性評估方法2106.9.2C2C自然回流焊組裝工藝2116.9.3C2C自然回
流焊組裝工藝效果的表征2116.9.4C2C熱壓鍵合（TCB）組裝工藝2126.9.5C2C熱壓鍵合（TCB）組裝工藝效果的表征2146.9.6組裝可靠性評估2146.10超細節距晶圓無鉛焊錫微凸點的制作2196.10.1測試模型2196.10.2微凸點制作2196.10.3超細節距微凸點的表征2196.11總結與建議2216.12參考文獻221第7章 微凸點的電遷移2247.1引言2247.2大節距大體積微焊錫接點2247.2.1測試模型與測試方法2247.2.2測試步驟2267.2.3測試前試樣的微結構2267.2.4140℃、低電流密度條件下測試后的試樣2277.2.5140℃、高電流密
度條件下測試后的試樣2297.2.6焊錫接點的失效機理2317.2.7總結與建議2327.3小節距小體積微焊錫接點2337.3.1測試模型與方法2337.3.2結果與討論2357.3.3總結與建議2417.4參考文獻241第8章 芯片到芯片、芯片到晶圓、晶圓到晶圓鍵合2458.1引言2458.2低溫焊料鍵合基本原理2458.3低溫C2C鍵合［（SiO2/Si3N4/Ti/Cu）到（SiO2/Si3N4/Ti/Cu/In/Sn/Au）］2468.3.1測試模型2468.3.2拉力測試結果2488.3.3X射線衍射與透射電鏡觀察結果2508.4低溫C2C鍵合［（SiO2/Ti/Cu/Au/Sn/I
n/Sn/Au）到（SiO2/Ti/Cu/Sn/In/Sn/Au）］2528.4.1測試模型2528.4.2測試結果評估2538.5低溫C2W鍵合［（SiO2/Ti/Au/Sn/In/Au）到（SiO2/Ti/Au）］2548.5.1焊料設計2558.5.2測試模型2558.5.3用於3DIC芯片堆疊的InSnAu低溫鍵合2578.5.4InSnAuIMC層的SEM、TEM、XDR、DSC分析2588.5.5InSnAuIMC層的彈性模量和硬度2598.5.6三次回流后的InSnAuIMC層2598.5.7InSnAuIMC層的剪切強度2608.5.8InSnAuIMC層的電阻2628.5.9
InSnAuIMC層的熱穩定性2638.5.10總結與建議2648.6低溫W2W鍵合［TiCuTiAu到TiCuTiAuSnInSnInAu］2648.6.1測試模型2658.6.2測試模型制作2658.6.3低溫W2W鍵合2658.6.4CSAM檢測2678.6.5微結構的SEM/EDX/FIB/TEM分析2688.6.6氦泄漏率測試與結果2718.6.7可靠性測試與結果2728.6.8總結與建議2738.7參考文獻275第9章 3DIC集成的熱管理2789.1引言2789.2TSV轉接板對3DSiP封裝熱性能的影響2799.2.1封裝的幾何參數與材料的熱性能參數2799.2.2TSV轉接板
對封裝熱阻的影響2809.2.3芯片功率的影響2809.2.4TSV轉接板尺寸的影響2819.2.5TSV轉接板厚度的影響2819.2.6芯片尺寸的影響2829.33D存儲芯片堆疊封裝的熱性能2829.3.1均勻熱源3D堆疊TSV芯片的熱性能2829.3.2非均勻熱源3D堆疊TSV芯片的熱性能2829.3.3各帶一個熱源的兩個TSV芯片2839.3.4各帶兩個熱源的兩個TSV芯片2849.3.5交錯熱源作用下的兩個TSV芯片2859.4TSV芯片厚度對熱點溫度的影響2879.5總結與建議2879.63DSiP封裝的TSV和微通道熱管理系統2889.6.1測試模型2889.6.2測試模型制作28
99.6.3晶圓到晶圓鍵合2919.6.4熱性能與電性能2929.6.5品質與可靠性2939.6.6總結與建議2959.7參考文獻296第10章 3DIC封裝29910.1引言29910.2TSV技術與引線鍵合技術的成本比較30010.3Culowk芯片堆疊的引線鍵合30110.3.1測試模型30110.3.2Culowk焊盤上的應力30110.3.3組裝與工藝30410.3.4總結與建議31210.4芯片到芯片的面對面堆疊31310.4.1用於3DIC封裝的AuSn互連31310.4.2測試模型31310.4.3C2W組裝31610.4.4C2W實驗設計31910.4.5可靠性測試與結果32
210.4.6用於3DIC封裝的SnAg互連32310.4.7總結與建議32510.5用於低成本、高性能與高密度SiP封裝的面對面互連32610.5.1用於超細節距Culowk芯片的Cu柱互連技術32610.5.2可靠性評估32710.5.3一些新的設計32810.6埋入式晶圓級封裝（eWLP）到芯片的互連32810.6.12DeWLP與再布線芯片封裝（RCP）互連32810.6.23DeWLP與再布線芯片封裝（RCP）互連32910.6.3總結與建議32910.7引線鍵合可靠性33010.7.1常用芯片級互連技術33010.7.2力學模型33010.7.3數值結果33210.7.4實驗結果3
3310.7.5關於Cu引線的更多結果33410.7.6關於Au引線的結果33410.7.7Cu引線與Au引線的應力應變關系33510.7.8總結與建議33610.8參考文獻338第11章 3D集成的發展趨勢34411.1引言34411.23DSi集成發展趨勢34411.33DIC集成發展趨勢34511.4參考文獻346附錄A 量度單位換算表347附錄B 縮略語表351附錄C TSV專利355附錄D 推薦閱讀材料366D.1TSV、3D集成與可靠性366D.23DMEMS與IC集成380D.3半導體IC封裝384
BGA封裝上片製程基板翹曲參數最佳化研究
為了解決csp bga封裝 的問題，作者蕭鴻儒 這樣論述：
在上片站製程，烘烤參數會影響基板翹區和薄膜間隙，不適當的加熱參數，會造成刮傷和裂縫在基板和晶片中生成，本研究主要在建立烘烤參數(烘烤時間、烘烤溫度、壓力)和基板翹區和薄膜間隙的關係圖，藉由關係圖找出最佳化烘烤參數下，得到最小基板翹區和薄膜間隙，由實驗結果最佳烘烤參數為烘烤溫度為150 ℃、烘烤時間為90分鐘、壓力為5 kgf/cm2， 基板翹區和薄膜間隙分別為0.9 mm和0.1%，由產品生命週期測試，在此最佳化條件下，產品生命週期約為24.38年。