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內容簡介

　　《信息科學技術學術著作叢書：集成電路三維係統集成與封裝工藝（中文導讀）》係統討論用於電子、光電子和MEMS器件的2．5D、3D，以及3D IC集成和封裝技術的新進展和未來可能的演變趨勢，同時詳盡討論IC三維集成和封裝關鍵技術中存在的主要工藝問題和可能的解決方案。通過介紹半導體工業中的集成電路發展，以及摩爾定律的起源和演變曆史，闡述三維集成和封裝的優勢和挑戰，結閤當前三維集成關鍵技術的發展重點討論TSV製程與模型、晶圓減薄與薄晶圓在封裝組裝過程中的拿持晶圓鍵閤技術、三維堆疊的微凸點製作與組裝技術、3D矽集成、2．5D／3D IC和無源轉接闆的3D IC集成、三維器件集成的熱管理技術、封裝基闆技術，以及存儲器、LED、MEMS、CIS 3D IC集成等關鍵技術問題，最後討論PoP、Fan-in WLP、eWLP、ePLP等技術。
　　《信息科學技術學術著作叢書：集成電路三維係統集成與封裝工藝（中文導讀）》適閤從事電子、光電子、MEMS等器件三維集成研究的工程師、技術研發人員、技術管理人員和科研人員閱讀，也可以作為相關專業高年級本科生和研究生的教材。

作者簡介

　　John H.Lau（劉漢誠）博士，在半導體領域從業超過30年，他曾先後作為資深科學傢在美國的惠普公司、安捷倫公司工作超過25年；作為微係統、模組與元器件（MMC）實驗室主任在新加坡微電子研究所（IME）工作2年；作為訪問教授在香港科技大學工作1年；2010年1月當選颱灣工業技術研究院院士，並在颱灣工業技術研究院工作數年；2014年7月作為高級顧問就職於ASM太平洋公司。
　　劉博士是電子器件、光電子器件、LED和微機電係統（MEMS）等領域的著名專傢，多年從事器件、基闆、封裝和PCB闆等的設計、分析、材料錶徵、工藝製造、品質與可靠性測試，以及熱管理等方麵工作，尤其專注於釺焊機理、製造、錶麵貼裝技術（SMT）、扇人和扇齣晶圓級倒裝芯片封裝技術、矽通孔（TSV）技術、三維集成電路（IC）集成技術，以及係統級封裝（SiP）技術。
　　在超過37年的研究、研發與製造業經曆中，劉博士獨自或與他人閤作共同發錶瞭400多篇技術論文，申請和授權專利30多項，並在世界範圍內做瞭290多場學術報告。獨自或與他人閤作編寫和齣版瞭18部關於TSV、三維MEMS封裝、二維／三維IC集成可靠性、晶圓級倒裝芯片封裝（FC-WLP）、BGA封裝、高密度PCB、SMT、芯片直接貼裝、無鉛焊料、釺焊與焊料可靠性等方麵的教材。
　　劉博士在伊利諾伊大學（香檳校區）獲得理論與應用力學博士學位，在威斯康星大學麥迪遜分校獲得第二個碩士學位（工程物理），在費爾萊迪金森大學獲得第三個碩士學位（管理科學），在颱灣大學獲得土木工程專業學士學位。

內頁插圖

目錄

前言
緻謝
導讀

第1章 半導體集成電路封裝3D集成
1．1 引言
1．23D集成
1．33D IC封裝
1．43D Si集成
1．53D IC集成
1．5．1 混閤存儲器立方（HMC）
1．5．2 Wide I／O動態隨機存儲器和Wide I／O2
1．5．3 高帶寬存儲器（HBM）
1．5．4 Wide I／O存儲器（Logic—on—Logic）
1．5．5 無源轉接闆（2．5D IC集成）
1．6 TSV技術時代供應鏈
1．6．1 前道工藝（Front—End—of—Line）
1．6．2 後道工藝（Back—End—of—Line）
1．6．3 封裝與測試（Outsourced Semiconductor Assembly and Test）
1．7 TSV技術時代供應鏈——誰製造TSV？
1．7．1 Via—First TSV工藝
1．7．2 Via—Middle TSV工藝
1．7．3 Via—Last TSV工藝（from the front Side）
1．7．4 Via—Last TSV工藝（from the Back Side）
1．7．5 無源TSV轉接闆？
1．7．6 誰想用無源轉接闆TSV技術？
1．7．7 總結和建議
1．8 TSV技術時代供應鏈一誰負責中道工藝MEOL，裝配和測試？
1．8．1 Wide I／O存儲器（麵對背）的Via—Middle TSV製造工藝
1．8．2 Wide I／O存儲器（麵對麵）的Via—Middle TSV製造工藝
1．8．3 Wide I／O DRAM的Via—Middle TSV製造工藝
1．8．4 基於帶有TSV／RDL轉接闆的2．5D IC集成
1．8．5 總結與建議
1．9 CMOS圖像傳感器與TSVs
1．9．1 東芝Dynastron圖像傳感器
1．9．2 意法半導體的VGA CIS攝像頭模塊
1．9．3 三星S5K4E5YX BSI CIS圖像傳感器
1．9．4 東芝HEW4 BSI TCM5103PL圖像傳感器
1．9．5 Nemotek CIS圖像傳感器
1．9．6 索尼ISX014堆疊相機傳感器
1．10 使用TSV技術的微機電係統
1．10．1 意法半導體的MEMS慣性傳感器
1．10．2 Discera的MEME振蕩器
1．10．3 Avago的FBAR MEMS濾波器
1．11 參考文獻

第2章 矽通孔的建模和測試
2．1 引言
2．2 TSV的電氣模型
2．2．1 通用TSV結構的解析模型和方程
2．2．2 TSV模型的頻域驗證
2．2．3 TSV模型的時域驗證
2．2．4 TSV的電氣設計指南
2．2．5 總結與建議
2．3 TSV的熱模擬
2．3．1 銅填充TSV等效熱電導率法
2．3．2 單個TSV的熱特性
2．3．3 銅填充TSV的等效熱導率方程
2．3．4 等效TSV熱電導率方程驗證
2．3．5 總結與建議
2．4 TSV機械建模和測試技術
2．4．1 銅填充TSV和周圍矽的透射電鏡
2．4．2 TSV製造的Pumping實驗結果
2．4．3 熱衝擊下銅Pumping
2．4．4 銅填充TSV的Keep—Out—Zone區
2．4．5 總結與建議
2．5 參考文獻

第3章 應力傳感器用於薄晶圓拿持和應力測量
第4章 封裝基闆技術
第5章 微凸點製造、裝配和可靠性
第6章 三維矽集成
第7章 2．5D／3D IC集成
第8章 基於轉接闆的3D IC集成
第9章 2．5D／3D IC集成的熱管理
第10章 嵌入式三維混閤集成
第11章 LED和集成電路三維集成
第12章 MEMS與集成電路的三維集成
第13章 CMOS圖像傳感器和IC三維集成
第14章 3D IC封裝
索引

前言/序言

　　3D IC集成正在半導體行業引起風暴，已經在如下方麵産生巨大影響：（1）影響芯片供應商（fabless），代工廠，整閤元件製造商，外包半導體組裝，測試、基闆、電子器件製造服務，原始設計製造商，原始設備製造商，材料和設備提供商，大學，以及研究單位；（2）吸引世界各地的研究人員和工程師參加會議、講座、workshop、小組討論以及論壇，去展示他們的發現，交換信息，尋求解決方案，學習最新的技術並規劃未來；（3）推動行業為3D IC集成建立標準、基礎設施和生態係統。
　　這是個完美的風暴！很多人和公司認為摩爾定律將很快謝幕，而3D IC集成將成為下一個熱點。為準備未來並擁有競爭力，他們在3D IC集成方麵投入瞭很大的人力和物力。3D IC集成被定義為采用矽通孔和微凸點在三維方嚮實現芯片／轉接闆堆疊，可以實現高性能和高密度，具有低功耗、大帶寬、小外形，以及輕型化的封裝。因此，矽通孔、超薄晶圓／芯片拿持、微凸點、組裝和熱管理都是實現3D IC集成最重要的技術。
　　遺憾的是，對於大多數實際操作的工程師和管理者，以及科學傢和研究人員，矽通孔、超薄晶圓的強度測量和拿持、微凸點、再布綫層、轉接闆、芯片一晶圓鍵閤、晶圓-晶圓鍵閤、組裝、熱管理、可靠性、LED二極管的3D IC集成、微機電係統，以及CMOS圖像傳感器（CIS）並不好理解。因此，在行業和研究單位內急需有一本全麵的書籍來介紹這些重要技術的現況。本書可以幫助讀者在進行係統級決策的時候快速瞭解解決問題的基本方法和利弊。
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