混合微电路技术手册 材料、工艺、设计、试验和生产 第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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第1章引言1

1.1微电子材料分类1

1.1.1导本1

目录1

1.1.2绝缘体3

1.1.3半导体5

1.3混合电路的定义和特性7

1.3.1类型和特性7

1.2工艺分类7

1.3.2与印刷电路板比较8

1.3.3与单片集成电路比较12

1.3.4与多芯片模块的比较13

1.4应用14

1.4.1商业上的应用15

1.4.2军事上和空间上的应用17

1.4.3功率电路的应用18

参考文献22

2.2.1表面粗糙度（光洁度）23

2.2表面特性23

2.1 功能23

第2章基片23

2.2.2翘度25

2.2.3颗粒的粒度25

2.3氧化铝基片26

2.3.1氧化铝等级27

2.3.2厚膜用的氧化铝基片27

2.3.3薄膜用的氧化铝基片29

2.3.4共烧陶瓷带基片33

2.4氧化铍基片33

2.5氮化铝基片36

2.6金属矩阵复合物39

2.7陶瓷基片的制造41

2.8上釉的金属基片42

2.9质量保证和测试方法43

参考文献44

第3章薄膜工艺46

3.1淀积工艺46

3.1.1蒸发淀积46

3.1.2直流（DC）溅射47

3.1.3射频（RF）溅射49

3.1.4反应溅射50

3.1.5蒸发和溅射工艺的比较51

3.2薄膜电阻器工艺52

3.2.1薄膜电阻器52

3.2.2镍铬工艺53

3.2.3镍铬电阻器的特性55

3.2.4氮化钽工艺57

3.2.5氮化钽电阻器的性能59

3.2.6陶瓷金属薄膜电阻器60

3.3光刻材料和工艺61

3.3.1负性光刻胶的化学反应63

3.3.2正性光刻胶的化学反应64

3.3.3工艺66

3.4腐蚀材料和工艺67

3.4.1金膜的化学腐蚀68

3.4.2镍和镍铬膜的化学刻蚀68

3.4.3于法刻蚀69

3.5薄膜微桥跨接电路70

参考文献71

4.1制造工艺73

4.1.1丝网印刷73

第4章厚膜工艺73

4.1.2干燥75

4.1.3烧成76

4.1.4多层厚膜工艺76

4.1.5多层共烧陶瓷带工艺79

4.1.6高温共烧陶瓷（HTCC）81

4.1.7低温共烧陶瓷（LTCC）84

4.2直接描入87

4.2.1细线厚膜工艺87

4.3各种浆料89

4.3.2导体浆料90

4.3.1类型和比较90

4.3.3电阻浆料97

4.3.4介质浆料100

4.3.5厚膜电容器102

4.4非贵金属厚膜104

4.4.1铜厚膜工艺105

4.4.2铜厚膜导体的性能106

4.4.3氮气烧成介质的工艺109

4.4.4氮气烧成电阻器的工艺110

4.5.1PTF导体111

4.5聚合物厚膜111

4.5.2 PTF电阻器113

4.5.3 PTF介质114

参考文献114

第5章电阻器的调整118

5.1激光调阻118

5.2喷砂调阻125

5.3电阻器的探针测量技术125

5.3.1探针卡125

5.3.2两探针126

5.3.3四探针127

5.3.4数字电压表（DVM）127

5.4电阻微调的类型127

5.4.1直线切割127

5.4.2双线切割127

5.4 3 L形切割128

5.4.4扫描切割128

5.4.5蛇形切割128

5.4.6数字切割128

参考文献129

5.5特殊要求129

第6章部件选择130

6.1一般性考虑130

6.2封装130

6.2.1封装类型131

6.2.2功率封装135

6.2.3环氧密封封装135

6.2.4塑料封装135

6.2.6封装试验136

6.2.5球栅阵列（BGA）封装136

6.3有源器件139

6.3.1钝化139

6.3.2金属化139

6.3.3晶体管140

6.3.4二极管141

6.3.5线性集成电路141

6.3.6数字集成电路142

6.4无源元件143

6.4.1电容器143

6.4.2电阻器146

6.4.3电感器148

6.4.4采购149

参考文献150

第7章组装工艺151

7.1引言151

7.2芯片和基片的贴装152

7.2.1类型和功能152

7.2.2粘结剂贴装153

7.2.3冶金贴装160

7.2.4银玻璃粘结剂162

7.3.1线焊164

7.3互连164

7.3.2自动焊接172

7.3.3倒装芯片互连179

7.4清洗182

7.4.1污物和它们的来源182

7.4.2溶剂183

7.4.3清洗工艺过程185

7.5使颗粒不能移动的涂覆192

7.5.1巴利宁（Parylene）涂覆193

7.5.2可用溶剂溶解的涂覆197

7 5.3颗粒吸收剂198

7.6真空焙烤和密封198

7.6.1真空焙烤198

7.6.2密封200

7.6.3冶金密封200

参考文献209

第8章试验214

8.1 电测214

8.1.1芯片电测214

8.1.2混合电路电测216

8.2 目检220

8.3非破坏性筛选试验221

8.3.1热／机械试验221

8.3.2老炼试验223

8.3.3颗粒-碰撞-噪声检测（PIND）试验227

8.3.4红外（IR）成像228

8.3.5声显微镜技术230

8.4破坏性筛选试验232

8.4.1破坏性物理分析（DPA）232

8.4.2封装环境的水汽和气体分析232

参考文献234

第9章操作和净化间236

9.1混合电路和元件的操作236

9.1.1工具清洁度236

9.1.2储存238

9.1.3净化间238

9.2静电放电242

9.2.1电荷产生242

9.2.2器件的静电敏感性243

9.2.3静电损坏244

9.2.4静电损坏（ESD）的防护245

参考文献248

第10章设计指南249

10.1混合微电路设计传递文件249

10.2影响混合电路设计的系统要求252

10.2.1划分252

10.2.2输入／输出引脚252

10.2.3元件密度253

10.2.4功耗253

10.2.5机械界面／封装要求253

10.3材料和工艺的选择254

10.5混合电路设计过程255

10.4.3首选部件表255

10.4质量保证条款255

10.4.1质量工程／质量保证要求255

10.4.2筛选试验255

10.5.1设计和布图256

10.5.2计算机辅助设计（CAD）256

10.5.3原图257

10.5.4设计评审258

10.5.5工程模型设计的确认262

10.5.6修改和重新设计262

10.6.1容性寄生参数263

10.6基片寄生参数263

10.6.2关于极间电容的结论265

10.6.3计算电容量的计算机程序265

10.6.4感性寄生参数268

10.6.5关于寄生电感的结论272

10.7热方面的考虑272

10.7.1传导272

10.7.2对流272

10.7.4电路设计中热标准273

10.7.3辐射273

10.7.5热分析计算机程序278

10.7.6热试验278

10.8厚膜和薄膜混合电路通用的布图指南279

10.8.1初步的物理布图279

10.8.2估计基片面积279

10.8.3最后物理布图280

10.8.4方便组装的辅助标记280

10.8.5器件的放置280

10.8.6线焊指南281

10.8.7首选工艺和材料283

10.9高性能的混合电路和MCM的封装设计指南284

10.9.1总原则284

10.9.2信号线285

10.9.3电源和接地285

10.9.4基片和导体材料285

10.10方程式286

10.11交叉干扰286

10.12信号线电容286

10.16厚膜材料和工艺说明287

10.15典型的材料厚度287

10.14微带传输延迟287

10.13信号线电感287

10.16.1厚膜基片288

10.16.2厚膜导体材料289

10.16.3厚膜电阻器290

10.16.4包封釉设计指南290

10.16.5加焊锡293

10.16.6厚膜介质293

10.17厚膜设计指南293

10.17.1原图和图纸的要求293

10.17.3导体图案的一般考虑296

10.17.2多层电路基片的成品率296

10.17.4通孔——穿过多层介质的导体连接298

10.17.5线焊和芯片贴装的焊盘299

10.17.6厚膜电阻器设计指南303

10.18薄膜电路设计指南308

10.18.1标准做法308

10.18.2设计限值309

参考文献312

11.1文件314

第11章文件和技术规范314

11.2军方和政府颁发的技术规范315

11.2.1 MIL-M-38510——微电路的总要求316

11.2.2 MIL-H-38534——混合微电路的总技术规范316

11.2.3 MIL-STD-883——微电路的试验方法和程序316

11.2.4 MIL-PRF-38534——性能技术规范，混合微电路总技术规范319

11.2.5在MIL-PRF-38534下确定选择项319

11.2.7 MIL-STD-1772的撤消326

参考文献326

1 1.2.6 MIL-STD-1772——关于混合微电路设备和生产线认证的要求326

第12章失效分析327

12.1混合电路失效的类型和原因327

12.1.1器件失效327

12.1.2互连失效329

12.1.3基片失效329

12.1.4封装失效329

12.1.5沾污330

12.2.4物理分析333

12.2.3热学分析333

12.2.1电学分析333

12.2失效分析方法333

12.2.2化学分析333

12.3分析技术335

12.3.1 AES——奥格（Auger）电子分光显微镜335

12.3.2 ESCA——化学分析用的电子波谱学336

12.3.3 SIMS——二次离子质谱测定法336

12.3.4 SEM——扫描电子显微镜336

12.3.5 EDX——能量分散X射线分析336

12.3.9 EBIC——电子束感应电流337

12.3.11 SLAM和CSAM337

12.3.10红外337

12.3.6 WDX——波长分散X射线分析337

12.3.8 LIMS——激光离子化质谱测定法337

12.3.7 RBS 卢瑟福背向散射光谱测定法337

12.4混合电路失效的原因338

12.4.1锡须338

12.4.6焊线倒塌339

12.4.5芯片裂纹／断裂339

12.4.7封装壳电镀339

12.4.4剩余焊剂339

12.4.3颗粒339

12.4.2金属划痕339

12.4.8封装壳变色340

12.4.9镍离子沾污340

12.5混合电路失效的案例340

12.5.1铝线接合的腐蚀341

12.5.2镍铬电阻的腐蚀342

12.5.3可伐的应力侵蚀342

12.5.4线焊中的金属间化合物343

12.5.5芯片上焊接表面的氧化346

12.5.6松动颗粒短路347

12.5.7线焊短路——案例1348

12.5.8线焊短路——案例2349

12.5.9不牢固的线焊——案例1350

12.5.10不牢固的线焊——案例2351

12.5.11线焊开路352

参考文献353

第13章多芯片模块：混合微电路的新品种355

13.1应用356

13.2.2“芯片在后”与“芯片在先”的设计360

13.2.1 MCM-D360

13.2互连基片设计和制造方法360

13.2.3 MCM-C362

13.2.4 MCM-L363

13.2.5 MCM技术的组合363

13.3.1塑料包封／滴封363

13.3组装方法364

13.4测试和可测试性365

13.4.1分级测试方法366

13.4.2考虑到测试的设计366

13.4.3边界扫描367

13.4.5 已知好芯片（KGD）368

13.4.4内建自测（BIST）368

13.4.6多芯片模块测试装置369

13.5问题371

13.5.1成本371

13.5.2热管理371

13.5.3氮化铝372

13.5.4 CVD金刚石374

13.5.5金属矩阵复合物375

13.5.6返工和返修376

参考文献377