晶圆级芯片封装技术

译者序原书前言致谢作者简介第1章　晶圆级芯片模拟和功率器件封装的需求和挑战 11.1　模拟和功率WLCSP需求 11.2　芯片收缩影响 21.2.1　芯片收缩产生的影响 21.2.2　晶圆级片上系统与系统级封装 31.3　扇入与扇出 31.4　功率WLCSP开发 41.4.1　与常规分立功率封装相比的晶圆级MOSFET 41.4.2　更高的载流能力 51.4.3　低Rds （on）电阻和更好的热性能 6译者序原书前言致谢作者简介第1章　晶圆级芯片模拟和功率器件封装的需求和挑战 11.1　模拟和功率WLCSP需求 11.2　芯片收缩影响 21.2.1　芯片收缩产生的影响 21.2.2　晶圆级片上系统与系统级封装 31.3　扇入与扇出 31.4　功率WLCSP开发 41.4.1　与常规分立功率封装相比的晶圆级MOSFET 41.4.2　更高的载流能力 51.4.3　低Rds （on）电阻和更好的热性能 61.4.4　功率IC封装的发展趋势 71.4.5　晶圆级无源器件的发展趋势 81.4.6　晶圆级堆叠/3D功率芯片SiP 81.5　总结 10参考文献 10第2章　扇入型WLCSP 122.1　扇入型WLCSP简介 122.2　WLCSP凸点技术 132.3　WLCSP 凸点工艺和成本考虑 142.4　WLCSP 的可靠性要求 162.5　跌落测试中的应力 172.6　TMCL 中的应力 182.7　高可靠性WLCSP设计 192.8　用于精确可靠性评估的测试芯片设计 192.9　BoP设计规则 252.10　RDL设计规则 282.11　总结 31参考文献 31第3章　扇出型WLCSP 323.1　扇出型WLCSP简介 323.2　高产扇出模式的形成 373.3　再分布芯片封装和嵌入式晶圆级球栅阵列 383.4　扇出型WLCSP的优势 383.5　扇出型WLCSP的挑战 393.6　扇出型WLCSP的可靠性 453.7　扇出型设计规则 463.8　扇出型WLCSP的未来 47参考文献 51第4章　可堆叠的晶圆级模拟芯片封装 524.1　引言 524.2　多芯片模块封装 534.3　叠片封装和叠层封装 554.4　三维集成电路（3D IC） 584.4.1　硅通孔（TSV） 594.4.2　TSV的形成 604.4.3　先通孔、后通孔和中通孔 624.4.4　TSV填充 634.4.5　3D IC键合 644.4.6　TSV 3D IC集成 654.5　晶圆级3D集成 664.5.1　3D MEMS和传感器WLCSP 674.6　嵌入式WLCSP 704.7　总结 71参考文献 72第5章　晶圆级分立式功率MOSFET封装设计 745.1　分立式功率WLCSP的介绍与发展趋势 745.2　分立式功率WLCSP设计结构 755.2.1　典型的分立式功率WLCSP设计结构 765.2.2　功率MOSFET BGA 765.2.3　在分立式功率WLCSP中将MOSFET漏极移到前侧 785.3　晶圆级MOSFET的直接漏极设计 785.3.1　直接漏极VDMOSFET WLCSP的构建 795.3.2　直接漏极VDMOSFET WLCSP的其他结构 795.4　带有铜柱凸点的功率VDMOSFET WLCSP 805.4.1　在功率WLCSP上进行铜柱凸点构建 805.4.2　铜柱凸点过程中铝层下的BPSG剖面 815.5　带嵌入式WLCSP的3D功率模块 875.5.1　引言 875.5.2　嵌入式WLCSP模块 895.5.3　可靠性测试 905.5.4　讨论 955.6　总结 96参考文献 96第6章　用于模拟和功率集成解决方案的晶圆级TSV/堆叠芯片封装 976.1　模拟和功率集成的设计理念 976.2　模拟和功率SoC WLCSP 1016.2.1　模拟和功率SoC WLCSP设计布局 1016.2.2　焊点应力和可靠性分析 1026.3　带TSV的晶圆级功率堆叠芯片3D封装 1046.3.1　晶圆级功率堆叠芯片封装的设计理念 1046.3.2　热分析 1056.3.3　组装过程中的应力分析 1076.4　用于模拟和功率集成的晶圆级TSV/堆叠芯片概念 1186.5　带有有源和无源芯片的集成功率封装 1196.6　总结 120参考文献 120第7章　WLCSP的热管理、设计和分析 1217.1　热阻及其测量方法 1217.1.1　热阻的概念 1217.1.2　结温敏感参数法 1227.1.3　热阻测量 1247.1.4　热阻测量环境：结-环境热阻 1247.2　WLCSP导热测试板 1257.2.1　低效导热测试板 1277.2.2　高效导热测试板 1277.2.3　WLCSP的典型JEDEC板 1277.3　WLCSP的热分析与管理 1287.3.1　参数化模型的构建 1287.3.2　参数化模型的应用 1327.3.3　热仿真分析 1337.4　WLCSP的瞬态热分析 1377.4.1　4×5 WLCSP的概述和瞬态材料特性 1377.5　总结 140参考文献 141第8章　模拟和功率WLCSP的电气和多物理仿真 1428.1　电气仿真方法：提取电阻、电感和电容 1428.1.1　提取电感和电阻 1428.1.2　电容提取方法 1488.2　扇出型模制芯片级封装的电气仿真 1548.2.1　MCSP简介 1548.2.2　带GGI工艺的40引脚MCSP的RLC仿真 1558.2.3　引线键合MCSP及其与GGI型MCSP的电气性能比较 1558.3　0.18μm晶圆级功率技术的电迁移预测和测试 1648.3.1　简介 1648.3.2　电迁移模型的建立 1648.3.3　电迁移晶圆级实验测试 1658.3.4　有限元仿真 1678.3.5　讨论 1758.4　模拟无铅焊点中微观结构对电迁移的影响 1758.4.1　简介 1758.4.2　迁移的直接积分法 1768.4.3　WLCSP中焊料凸点微观结构的有限元分析建模 1778.4.4　仿真结果与讨论 1808.4.5　讨论 1858.5　总结 185参考文献 185第9章　WLCSP 组装 1879.1　引言 1879.2　PCB 设计 1889.2.1　SMD和NSMD 1889.2.2　焊盘尺寸 1899.2.3　PCB焊盘表面处理 1899.2.4　WLCSP 下的通孔 1909.2.5　局部靶标 1909.2.6　PCB材料 1919.2.7　PCB布线和铜覆盖 1929.3　钢网和焊锡膏 1929.3.1　通用钢网设计指南 1929.3.2　焊锡膏 1939.4　器件放置 1939.4.1　取放流程 1949.4.2　定位精度 1949.4.3　喷嘴和送料器 1959.4.4　高速表面贴装注意事项 1959.4.5　定位精度要求 1969.4.6　放置原则选项 1969.4.7　视觉系统 1979.4.8　算法 1979.4.9　送料和助焊剂 1989.4.10　总结 1989.5　回流焊 1989.5.1　预热区 1999.5.2　保温 2009.5.3　回流 2009.5.4　冷却 2019.5.5　回流炉 2019.5.6　WLCSP回流 2019.5.7　无铅（Sn–Ag–Cu）焊料的回流曲线和关键参数 2029.5.8　双面 SMT 2039.5.9　回流后检验 2039.5.10　助焊剂清洁 2049.5.11　返工 2049.5.12　底部填充 2059.5.13　WLSCP 底层填充工艺要求 2059.6　WLCSP储存和保质期 2069.7　总结 207参考文献 207第10章　WLCSP典型可靠性和测试 20810.1　WLCSP可靠性测试概述 20810.1.1　可靠性寿命 20810.1.2　失效率 20810.1.3　模拟和功率WLCSP的典型可靠性测试 21010.2　WLCSP焊球剪切性能和失效模式 21310.2.1　引言 21310.2.2　测试程序和试样 21410.2.3　冲击测试的实验研究 21510.2.4　基于FEM的仿真与分析 21610.2.5　讨论 22110.3　WLCSP组装回流工艺和PCB设计的可靠性 22310.3.1　引言 22310.3.2　3种PCB设计及其FEA模型 22410.3.3　仿真结果 22810.3.4　讨论和改进计划 23010.4　WLCSP板级跌落测试 23410.4.1　引言 23410.4.2　WLCSP跌落测试和模型设置 23410.4.3　不同设计变量的跌落冲击仿真/测试及讨论 23710.4.4　跌落测试 23910.4.5　讨论 24110.5　WLCSP可靠性设计 24110.5.1　引言 24110.5.2　有限元模型设置 24210.5.3　跌落测试和热循环仿真结果 24310.5.4　跌落测试和热循环测试 25310.5.5　讨论 25710.6　总结 257参考文献 258