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目录1

第一章 绪论1

1.1 微电子器件的发展概况1

1.1.1 晶体管和集成电路2

1.1.2 半导体光电子器件5

1.1.3 特种微电子器件9

1.2 微电子器件焊接概况15

第二章 焊区金属材料及相图20

2.1 合金型器件的内电极金属材料20

2.2 平面型器件的内电极金属材料23

2.3 管芯焊接的金属材料24

2.4 器件引线金属材料25

2.5 常用金属材料的特性数据表26

2.6 相图及其应用29

2.6.1 一元系相图29

2.6.2 二元系相图30

2.6.3 三元系相图49

第三章 焊区金属化制备技术53

1.3 物理气相淀积技术53

3.1.1 气体分子运动的基本理论53

3.1.2 真空蒸发淀积技术56

3.1.3 溅射技术63

3.2 化学汽相淀积技术68

3.2.1 氢还原汽相淀积技术69

3.2.2 热分解汽相淀积技术69

3.2.3 化学汽相淀积实例70

3.3 金属硅化物淀积技术71

3.3.1 淀积方法71

3.3.2 金属硅化物膜的性质72

3.3.3 金属硅化物的应用73

3.4 器件芯片金属化中的问题74

3.4.1 台阶覆盖问题74

3.4.3 p-n结尖峰问题76

3.4.2 淀积膜的合金成份控制问题76

3.4.4 杂质沾污问题78

3.4.5 铝层腐蚀问题79

3.4.6 金属电迁移问题79

3.5 丝网漏印技术81

3.5.1 基片的材料81

3.5.2 掩摸原版的制备82

3.5.3 漏印板的制备和安装84

3.5.4 印浆的配制85

3.5.5 焙烧工艺85

3.5.6 应用87

3.6 陶瓷金属化技术87

3.6.1 钼锰粉末烧结法87

3.6.2 钛粉末烧结法88

3.7 电镀技术89

3.7.1 镀铜技术91

3.7.2 镀镍技术93

3.7.3 镀铬技术95

3.7.4 镀银技术99

3.7.5 镀金技术102

3.7.6 光亮SnPb电镀技术107

3.7.7 电镀层质置检测108

3.8 淀积膜厚度的测量方法109

3.8.1 石英晶体振荡法109

3.8.4 光干涉法110

3.8.3 探针法110

3.8.2 微量天平法110

3.8.5 电阻法及涡流法111

第四章 钎焊技术112

4.1 钎焊的基本原理112

4.1.1 钎焊接头的形成过程112

4.1.2 钎焊接头的金属学性质115

4.2 钎料116

4.2.1 钎料的基本要求及熔化特性116

4.2.2 软钎料117

4.2.3 硬钎料120

4.3 钎剂121

4.3.1 钎剂的作用和要求121

4.3.2 软钎剂122

4.3.3 硬钎剂125

4.3.4 钎焊后钎剂的去除127

4.4 电子级焊膏127

4.4.1 电子级焊膏的成分和性能128

4.4.3 应用130

4.4.2 金属存留量的计算130

4.4.4 焊膏使用的注意事项131

4.5 钎焊的方法132

4.5.1 钎焊前零件表面的准备132

4.5.2 电烙铁钎焊法133

4.5.3 机械热脉冲劈刀钎焊法134

4.5.4 电阻钎焊法134

4.5.6 气体保护炉式钎焊法135

4.5.5 光学及激光钎焊法135

4.5.7 真空钎焊法139

4.5.8 感应钎焊法142

4.5.9 超声波钎焊法144

4.5.10 扩散钎焊法144

4.5.11 各种钎焊方法的比较和选择144

4.6 影响钎焊强度的因素145

4.6.1 钎焊温度和加热时间的影响145

4.6.2 母材强度及间隙的影响146

4.6.3 钎缝缺陷及表面粗糙度的影响147

4.7 钎焊的质量分析及检验方法147

4.7.1 钎焊接头的缺陷和钎透率147

4.7.2 钎焊缺陷的检查方法149

4.7.3 钎焊接头的腐蚀和防护150

4.8 钎焊的可焊性评价152

4.8.1 可焊性的试验方法及试验标准152

4.8.3 可焊性试验设备155

4.8.2 可焊性评价的基准规定155

4.8.4 可焊性试验结果和分析156

第五章 熔焊技术160

5.1 熔焊的冶金过程160

5.1.1 金属的结晶组织160

5.1.2 焊区的金相组织161

5.1.3 熔焊的局部冶金过程162

5.2 电子束焊接技术162

5.2.1 电子束的产生机理163

5.2.2 电子束焊接的基本方法163

5.2.3 电子束焊接的特点和应用166

5.3 激光焊接技术166

5.3.1 激光的特性和激光焊的特点166

5.3.2 激光焊接机的工作原理167

5.3.3 激光焊接的工艺参数169

5.3.5 激光焊接热稳定的建立及参数选择172

5.3.4 激光脉冲波形测量的方法172

5.3.6 激光封焊器件外壳的强度和密封性能174

5.3.7 激光封焊可伐外壳的缺陷175

5.4 钨极脉冲微氩弧焊技术176

5.4.1 氩弧焊及钨极脉冲微氩孤焊176

5.4.2 钨极脉冲微氩弧焊的设备177

5.4.3 钨电极及焊接参数的选择180

5.5 微等离子焊接技术181

5.5.2 等离子弧的产生182

5.5.1 等离子体的特性182

5.5.3 等离子发生器——等离子枪183

5.5.5 脉冲微等离子焊接183

5.5.4 微等离子焊接184

5.6 高频熔焊技术186

5.6.1 高频电流的趋肤效应和邻近效应186

5.6.2 高频熔焊基本的方法187

6.1 压焊的理论基础190

6.1.1 压焊接头的形成机理190

第六章 压焊技术190

6.1.2 压焊过程的特证和机理191

6.2 接触焊技术193

6.2.1 接触焊的基本原理及特征193

6.2.2 点焊和滚焊的焊点电阻分析194

6.2.3 点焊.滚焊时的热平衡197

6.2.4 点焊、滚焊的形成过程及影响焊接的因素198

6.2.5 不同厚度、不同材料的点焊和滚焊200

6.2.6 焊点的缺陷及产生原因202

6.2.7 焊点质量的检查方法205

6.2.8 点焊、滚焊的设备207

62.9 平行缝焊212

6.2.10 平行微隙焊接217

6.3 冷压焊技术221

6.3.1 冷压焊的基本原理及影响冷压焊的因素221

6.3.2 冷压焊应用例举222

6.4.1 热压焊的基本原理223

6.4 热压焊技术223

6.4.2 热压焊的基本方法224

6.4.3 其它热压焊方法227

6.4.4 影响焊接的因素229

6.4.5 “紫斑”现象的分析230

6.4.6 半自动金丝球焊设备232

6.5 超声波焊接技术234

6.5.1 超声波焊的物理过程235

6.5.2 超声波焊接设备236

6.5.3 超声波焊接的几种方法245

6.5.4 影响超声波焊的因素247

6.5.5 引线键合的质量控制249

6.6 真空扩散焊技术250

6.6.1 扩散焊接头的物理过程251

6.6.2 真空扩散焊的设备251

6.6.3 真空扩散焊的主要工艺参数253

6.6.4 不同膨胀系材料的真空扩散焊254

6.6.5 真空扩散焊的优点255

6.6.6 真空扩散焊的应用实例255

6.6.7 真空扩散焊接头的质量检验257

第七章 粘接技术259

7.1 低温银浆粘接技术259

7.1.1 银浆成份及配制259

7.1.2 银浆烧结原理及粘接工艺259

7.1.3 银浆粘接的质量控制261

7.2 共晶焊技术261

7.2.1 金－硅共晶焊原理261

7.2.2 金－硅共晶焊的基本方法262

7.2.3 金－硅共晶焊的质量控制263

7.2.5 Au-Sn-Si系共晶焊263

7.2.4 Au-Ag-Si系共晶焊265

7.2.6 Au-Sn-GaAs系共晶焊267

7.3.1 导电胶的组份及特性268

7.3 导电胶粘接技术268

7.3.2 导电胶粘接工艺271

7.4 环氧树脂粘接技术272

7.4.1 环氧树脂的合成固及化机理272

7.4.2 环氧树脂的特性274

7.4.3 环氧树脂粘接工艺276

7.5 低熔点玻璃粘接技术277

7.5.1 低熔点玻璃及重要参数277

7.5.2 低熔点玻璃材料性能280

7.5.3 低熔点玻璃粘接工艺287

7.5.4 低熔点玻璃粘接可靠性290

7.6 芯片粘接（或焊接）强度的测量方法291

7.6.1 芯片粘接（或焊接）强度分析291

7.6.2 芯片粘接（或焊接）强度的测试方法293

7.7 芯片粘接（或焊接）设备294

7.7.1 手动装片设备294

7.7.2 半自动（自动）装片设备294

第八章 梁式引线技术297

8.1 淀积焊技术298

8.2 梁式引线的冶金系统299

8.2.1 接触金属299

8.2.2 键接金属300

8.2.3 阻挡扩散金属300

8.2.4 “梁”金属301

8.3 梁式引线金属化工艺302

8.3.1 硅接触工艺303

8.3.2 钛－钼－金系统工艺303

8.3.3 铝－钛－钼－金系统工艺304

8.3.4 钛－铂－金系统工艺304

8.3.5 “梁”镀金工艺305

8.3.6 “梁”腐蚀工艺305

8.3.7 全铝系统工艺306

8.4 器件芯片表面钝化工艺307

8.4.1 二氧化硅钝化膜工艺307

8.4.2 氮化硅钝化膜工艺308

8.4.3 Al2O3介质钝化膜工艺312

8.5 梁式引线器件制造312

8.6 梁式引线焊接方法314

8.6.1 振动焊接法314

8.6.2 软压焊接法314

8.6.3 机械和电热脉冲焊接法315

8.6.4 其它焊接方法316

8.7 衬底制备317

8.7.1 衬底材料318

8.7.2 衬底金属化319

8.7.3 多层互连及保形涂层技术320

8.8 梁式引线的设计321

8.8.1 热阻321

8.8.2 尺寸的标准化322

8.9 梁式引线的结构324

8.9.1 p-n结隔离结构324

8.9.3 双层布线及迭层板结构325

8.9.2 空气隔离结构325

8.10 梁式引线的可靠性326

第九章 面键合技术329

9.1 面键合技术的基本方法329

9.1.1 铜球焊法329

9.1.2 可控塌扁法330

9.1.3 多层金属凸点法330

9.2 凸点的结构及制造332

9.1.4 单金属凸点法332

9.2.1 凸点的结构333

9.2.2 凸点的制造工艺334

9.2.3 凸点的其它结构335

9.3 软凸点最佳几何结构的分析336

9.4 面键合法的衬底338

9.5 凸点芯片的焊接339

9.6 其它组焊方法339

第十章 自动载带组焊技术341

10.1 器件大圆片加工与凸点的制造343

10.2 载带设计与制造345

10.2.1 载带的材料及结构345

10.2.2 载带的制造工艺347

10.2.3 载带引线图形设计348

10.3 载带规格及应用350

10.3.1 载带的规格350

10.3.2 载带的应用352

10.4.1 硅大圆片分割354

10.4 自动载带组焊工艺354

10.4.2 内引线焊接355

10.4.3 内封装358

10.4.4 检测与筛选358

10.4.5 引线切断与引线成型358

10.4.6 芯片安放与粘接360

10.4.7 外引线焊接及外封装360

10.5 带凸点的载带362

参考文献363