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內(nèi)容簡介

　　本書主要闡述了功率半導(dǎo)體器件封裝技術(shù)的發(fā)展歷程及其涉及的材料、工藝、質(zhì)量控制和產(chǎn)品認證等方面的基本原理和方法。同時對功率半導(dǎo)體器件的電性能測試、失效分析、產(chǎn)品設(shè)計、仿真應(yīng)力分析和功率模塊的封裝技術(shù)做了較為系統(tǒng)的分析和闡述，也對第三代寬禁帶功率半導(dǎo)體器件的封裝技術(shù)及應(yīng)用于特殊場景（如汽車和航天領(lǐng)域）的功率器件封裝技術(shù)及質(zhì)量要求進行了綜述。通過對本書的學(xué)習(xí)，讀者能夠了解和掌握功率半導(dǎo)體器件的封裝技術(shù)和質(zhì)量要求，由此展開并理解各種封裝技術(shù)的目的、特點和應(yīng)用場合，從而深刻理解功率半導(dǎo)體器件的封裝實現(xiàn)過程及其重要性。本書可作為各大專院校微電子、集成電路及半導(dǎo)體封裝專業(yè)開設(shè)封裝課程的規(guī)劃教材和教輔用書，也可供工程技術(shù)人員及半導(dǎo)體封裝從業(yè)人員參考。

作者簡介

　　本書作者團隊由長期工作在半導(dǎo)體封測行業(yè)及科研研究機構(gòu)的專業(yè)人士組成，主要成員及簡介如下：朱正宇，通富微電子股份有限公司總監(jiān)，6 sigma黑帶大師。曾在世界著名半導(dǎo)體公司（三星、仙童、霍尼韋爾公司）任職技術(shù)經(jīng)理等職。。熟悉精通半導(dǎo)體封裝，在內(nèi)互聯(lián)、IGBT、太陽能、射頻及SiC模塊等領(lǐng)域發(fā)表多項國內(nèi)外專利和文章，長期負責(zé)功率器件及汽車半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的研發(fā)管理、質(zhì)量改善和精益生產(chǎn)。曾獲2018年南通市紫瑯英才，2019年江海人才。王可，中國科學(xué)院微電子所高級工程師，長期從事材料、封裝及可靠性相關(guān)的工程和研究工作。主持和參與國家及省部級項目十余項，發(fā)表期刊和會議文章二十余篇、專利二十余項。作為行業(yè)權(quán)威標(biāo)準制定顧問，參與行業(yè)多項權(quán)威標(biāo)準制定。蔡志匡，南京郵電大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，南京郵電大學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作處副處長、集成電路科學(xué)與工程學(xué)院執(zhí)行副院長。入選江蘇省333高層次人才培養(yǎng)工程、江蘇省六大人才高峰、江蘇省青年科技人才托舉工程。研究方向是集成電路測試，主持國家重點研發(fā)計劃等項目二十多項，發(fā)表論文四十余篇，申請專利五十多項。肖廣源，投資創(chuàng)建無錫華友微電子有限公司和上海華友金裕微電子有限公司。主要從事集成電路行業(yè)晶圓、框架以及封裝后的表面處理關(guān)鍵制程，處于細分行業(yè)領(lǐng)先地位，并獲得相關(guān)專利27項。

圖書目錄

目錄
序
前言
致謝
第章功率半導(dǎo)體封裝的定義和分類1
1.1半導(dǎo)體的封裝1
1.2功率半導(dǎo)體器件的定義3
1.3功率半導(dǎo)體發(fā)展簡史4
1.4半導(dǎo)體材料的發(fā)展6
參考文獻8
第章功率半導(dǎo)體器件的封裝特點9
2.1分立器件的封裝9
2.2功率模塊的封裝12
2.2.1功率模塊封裝結(jié)構(gòu)12
2.2.2智能功率模塊14
2.2.3功率電子模塊15
2.2.4大功率灌膠類模塊16
2.2.5雙面散熱功率模塊16
2.2.6功率模塊封裝相關(guān)技術(shù)16
參考文獻19
第章典型的功率封裝過程20
3.1基本流程20
3.2劃片20
3.2.1貼膜21
3.2.2膠膜選擇22
3.2.3特殊的膠膜23
3.2.4硅的材料特性25
3.2.5晶圓切割26
3.2.6劃片的工藝27
3.2.7晶圓劃片工藝的重要質(zhì)量缺陷29
3.2.8激光劃片30
3.2.9超聲波切割32
3.3裝片33
3.3.1膠聯(lián)裝片 34
3.3.2裝片常見問題分析37
3.3.3焊料裝片41
3.3.3.1焊料裝片的過程和原理41
3.3.3.2焊絲焊料的裝片過程46
3.3.3.3溫度曲線的設(shè)置48
3.3.4共晶焊接49
3.3.5銀燒結(jié)54
3.4內(nèi)互聯(lián)鍵合 59
3.4.1超聲波壓焊原理60
3.4.2金/銅線鍵合61
3.4.3金/銅線鍵合的常見失效機理72
3.4.4鋁線鍵合之超聲波冷壓焊73
3.4.4.1焊接參數(shù)響應(yīng)分析74
3.4.4.2焊接材料質(zhì)量分析76
3.4.5不同材料之間的焊接冶金特性綜述82
3.4.6內(nèi)互聯(lián)焊接質(zhì)量的控制85
3.5塑封90
3.6電鍍 93
3.7打標(biāo)和切筋成形97
參考文獻99
第章功率器件的測試和常見不良分析100
4.1功率器件的電特性測試100
4.1.1MOSFET產(chǎn)品的靜態(tài)參數(shù)測試100
4.1.2動態(tài)參數(shù)測試103
4.1.2.1擊穿特性103
4.1.2.2熱阻103
4.1.2.3柵電荷測試105
4.1.2.4結(jié)電容測試106
4.1.2.5雙脈沖測試107
4.1.2.6極限能力測試109
4.2晶圓（CP）測試111
4.3封裝成品測試（FT）113
4.4系統(tǒng)級測試（SLT）115
4.5功率器件的失效分析116
4.5.1封裝缺陷與失效的研究方法論 117
4.5.2引發(fā)失效的負載類型118
4.5.3封裝過程缺陷的分類118
4.5.4封裝體失效的分類123
4.5.5加速失效的因素125
4.6可靠性測試125
參考文獻129
第章功率器件的封裝設(shè)計131
5.1材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計131
5.1.1引腳寬度設(shè)計131
5.1.2框架引腳整形設(shè)計132
5.1.3框架內(nèi)部設(shè)計132
5.1.4框架外部設(shè)計135
5.1.5封裝體設(shè)計137
5.2封裝工藝設(shè)計139
5.2.1封裝內(nèi)互聯(lián)工藝設(shè)計原則139
5.2.2裝片工藝設(shè)計一般規(guī)則140
5.2.3鍵合工藝設(shè)計一般規(guī)則141
5.2.4塑封工藝設(shè)計145
5.2.5切筋打彎工藝設(shè)計146
5.3封裝的散熱設(shè)計146
參考文獻150
第章功率封裝的仿真技術(shù)151
6.1仿真的基本原理151
6.2功率封裝的應(yīng)力仿真152
6.3功率封裝的熱仿真156
6.4功率封裝的可靠性加載仿真157
參考文獻161
第章功率模塊的封裝162
7.1功率模塊的工藝特點及其發(fā)展162
7.2典型的功率模塊封裝工藝164
7.3模塊封裝的關(guān)鍵工藝170
7.3.1銀燒結(jié)171
7.3.2粗銅線鍵合172
7.3.3植PIN174
7.3.4端子焊接176
第章車規(guī)級半導(dǎo)體器件封裝特點及要求178
8.1IATF 16949：2016及汽車生產(chǎn)體系工具179
8.2汽車半導(dǎo)體封裝生產(chǎn)的特點186
8.3汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品的品質(zhì)認證187
8.4汽車功率模塊的品質(zhì)認證191
8.5ISO 26262介紹193
參考文獻194
第章第三代寬禁帶功率半導(dǎo)體封裝195
9.1第三代寬禁帶半導(dǎo)體的定義及介紹195
9.2SiC的特質(zhì)及晶圓制備196
9.3GaN的特質(zhì)及晶圓制備198
9.4第三代寬禁帶功率半導(dǎo)體器件的封裝200
9.5第三代寬禁帶功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用201
第章特種封裝/宇航級封裝204
10.1特種封裝概述204
10.2特種封裝工藝206
10.3特種封裝常見的封裝失效210
10.4特種封裝可靠性問題213
10.5特種封裝未來發(fā)展217
參考文獻221
附錄半導(dǎo)體術(shù)語中英文對照222