电子微组装可靠性设计：基础篇

第1章 绪论 （1）
1．1 电子微组装与可靠性要求 （1）
1．1．1 什么是电子微组装 （1）
1．1．2 电子微组装技术发展历程及特点 （3）
1．1．3 电子微组装可靠性要求 （7）
1．2 可靠性设计技术发展与现状 （24）
1．2．1 可靠性设计基本概念 （24）
1．2．2 可靠性设计技术发展进程 （30）
1．3 电子微组装可靠性设计的挑战 （59）
1．3．1 高密度组装的失效与控制 （59）
1．3．2 微组装可靠性的系统性设计 （64）
1．4 电子微组装可靠性设计方法 （76）
1．4．1 失效物理（PoF）方法的发展 （76）
1．4．2 基于PoF可靠性设计的基本原理 （78）
1．4．3 基于PoF的可靠性设计解决方案及核心技术链 （79）
1．4．4 失效物理模型的应用 （81）
参考文献 （82）
英文缩略词及术语 （89）
主要符号表 （90）
第2章 电子微组装封装技术 （92）
2．1 电子微组装与封装概念 （92）
2．1．1 电子微组装封装的功能 （92）
2．1．2 微电子封装的分级 （93）
2．2 电子微组装关键技术及材料 （96）
2．2．1 典型微电子封装与结构 （96）
2．2．2 芯片微组装技术 （100）
2．2．3 通孔微互连技术 （102）
2．3 组件封装技术及材料 （105）
2．3．1 模塑封装技术及材料 （105）
2．3．2 陶瓷封装技术及材料 （107）
2．3．3 金属气密封装技术及材料 （110）
2．3．4 陶瓷基、模塑基和金属基封装材料比较 （112）
2．4 典型电子微组装组件 （112）
2．4．1 混合集成电路（HIC） （112）
2．4．2 多芯片组件（MCM） （114）
2．4．3 微波真空电子组件 （117）
参考文献 （121）
英文缩略词及术语 （122）
第3章 电子组件可靠性要求 （124）
3．1 可靠性定义 （124）
3．2 可靠性指标 （126）
3．2．1 失效分布函数 （126）
3．2．2 失效率 （127）
3．2．3 可靠度与不可靠度 （132）
3．2．4 寿命 （133）
3．2．5 电子组件可靠性指标要求 （138）
3．3 环境适应性 （139）
3．3．1 环境适应性定义 （139）
3．3．2 环境条件对电子产品的影响 （140）
3．3．3 环境适应性要求 （141）
3．3．4 环境适应性与可靠性的关系 （149）
3．3．5 电子组件环境适应性要求 （150）
3．4 质量等级 （151）
3．4．1 质量等级划分 （151）
3．4．2 元器件质量等级要求 （153）
3．4．3 电子组件的质量等级要求 （156）
参考文献 （159）
英文缩略词及术语 （161）
主要符号表 （161）
第4章　电子微组装失效模式和失效机理 （163）
4．1 导致失效的环境应力 （163）
4．1．1 温度应力 （164）
4．1．2 机械应力 （165）
4．1．3 潮湿应力 （166）
4．1．4 盐雾应力 （166）
4．1．5 电磁应力 （167）
4．2 HIC失效模式和失效机理 （167）
4．2．1 HIC的失效类型 （167）
4．2．2 厚膜、薄膜基板及互连失效 （169）
4．2．3 厚膜、薄膜基板与元器件的焊接/黏结失效 （171）
4．2．4 键合互连失效 （172）
4．2．5 布线基板与外壳焊接失效 （172）
4．2．6 功率器件过热失效 （173）
4．2．7 气密封装失效 （173）
4．3 MCM失效模式和失效机理 （174）
4．3．1 MCM的失效类型 （174）
4．3．2 MCM-C失效模式和机理 （175）
4．3．3 MCM-D失效模式和机理 （176）
4．3．4 MCM-D/C失效模式和机理 （177）
4．3．5 MCM-L失效模式和机理 （178）
4．4 SiP失效模式和失效机理 （179）
4．4．1 TSV失效模式和机理 （179）
4．4．2 芯片堆叠失效模式和机理 （181）
4．4．3 PoP封装堆叠失效模式和机理 （182）
4．5 TWT的失效模式和机理 （184）
4．5．1 热丝短路和断路 （185）
4．5．2 管内放电打火 （186）
4．5．3 收集极击穿 （187）
4．5．4 输出窗炸裂漏气/烧毁 （187）
4．5．5 栅极失效 （188）
参考文献 （188）
英文缩略词及术语 （189）
第5章　基于失效物理的可靠性设计方法 （190）
5．1 可靠性设计的基本原则 （191）
5．2 可靠性设计指标 （191）
5．3 可靠性设计方法 （195）
5．3．1 基于失效物理的可靠性设计程序 （195）
5．3．2 热设计方法 （197）
5．3．3 热降额设计方法 （199）
5．3．4 振动可靠性设计方法 （200）
5．4 可靠性设计关键技术 （205）
5．4．1 可靠性指标分配技术 （205）
5．4．2 仿真分析技术 （209）
5．4．3 设计验证技术 （220）
参考文献 （230）
英文缩略词及术语 （232）
主要符号表 （232）
第6章　温度应力失效与可靠性设计 （233）
6．1 温度应力类型 （233）
6．1．1 极限高温 （233）
6．1．2 稳态温度 （234）
6．1．3 温度冲击 （234）
6．1．4 温度循环 （235）
6．2 温度应力失效物理模型 （235）
6．2．1 高温过应力失效模型 （235）
6．2．2 稳态温度退化模型 （236）
6．2．3 温冲过应力失效模型 （237）
6．2．4 温循热疲劳损伤模型 （238）
6．3 温度应力可靠性设计指标 （241）
6．3．1 热性能表征参数和标准要求 （241）
6．3．2 失效率、寿命设计指标 （243）
6．3．3 极限温度、极限温冲设计指标 （244）
6．3．4 应控制的主要失效机理 （244）
6．4 基于失效物理的可靠性设计方法（温度应力） （245）
6．4．1 可靠性设计与分析方法 （245）
6．4．2 可靠性设计方法要素 （245）
6．5 高温过应力失效控制设计 （246）
6．5．1 元器件过热失效控制 （247）
6．5．2 器件安全工作区控制 （253）
6．5．3 结温设计极限控制与元器件优选 （254）
6．6 稳态温度退化控制设计 （256）
6．6．1 微组装互连退化控制 （256）
6．6．2 表贴焊点界面退化失效控制 （272）
6．6．3 元器件和互连点失效率控制与热降额 （274）
6．7 温度冲击过应力损伤控制设计 （276）
6．7．1 表贴焊点热失配开裂控制 （277）
6．7．2 表贴元件端电极开裂控制 （278）
6．7．3 气密封装绝缘子热失配开裂控制 （280）
6．8 温度循环热疲劳控制设计 （281）
6．8．1 微组装互连热疲劳控制 （282）
6．8．2 基板内互连热疲劳控制 （291）
6．8．3 表贴焊点热疲劳控制 （294）
6．8．4 板级焊点系统失效率控制 （304）
6．9 温度应力下锡须生长规律及控制 （306）
6．9．1 锡须问题分析 （306）
6．9．2 锡须生长机理 （307）
6．9．3 温循应力下锡须生长规律 （309）
6．9．4 温度应力下锡须生长规律 （312）
6．9．5 锡须生长控制方法 （314）
参考文献 （315）
英文缩略词及术语 （319）
主要符号表 （319）
第7章 机械应力失效与可靠性设计 （320）
7．1 机械应力类型 （320）
7．1．1 机械振动 （320）
7．1．2 机械冲击 （321）
7．1．3 恒定加速度 （321）
7．2 机械应力失效物理模型 （321）
7．2．1 振动疲劳损伤模型 （321）
7．2．2 谐振损伤模型 （322）
7．2．3 机械冲击损伤模型 （323）
7．2．4 恒定加速度（离心）损伤模型 （323）
7．3 机械应力可靠性设计指标 （324）
7．3．1 机械特性表征参数和标准要求 （324）
7．3．2 振动疲劳寿命设计指标 （325）
7．3．3 机械冲击、谐振控制设计指标 （325）
7．3．4 应控制的主要失效机理 （326）
7．4 基于失效物理的可靠性设计方法（机械应力） （326）
7．4．1 可靠性设计与分析方法 （326）
7．4．2 可靠性设计方法要素 （326）
7．5 振动疲劳控制设计 （328）
7．5．1 表贴引脚焊点振动疲劳控制 （328）
7．5．2 封装外壳振动疲劳控制 （330）
7．5．3 综合应力疲劳寿命控制 （331）
7．6 谐振损伤控制设计 （333）
7．6．1 键合丝谐振损伤控制 （333）
7．6．2 板级组件谐振损伤控制 （336）
7．6．3 外壳封装谐振损伤控制 （339）
7．6．4 元器件安装谐振损伤控制 （341）
7．6．5 TWT电子枪谐振打火控制 （345）
7．7 机械冲击开裂控制设计 （348）
7．7．1 微组装互连开裂控制 （348）
7．7．2 元器件损伤控制 （350）
7．7．3 气密封装开裂控制 （352）
7．8 恒定加速度失效控制设计 （353）
7．8．1 厚膜混合集成电路恒定加速度失效控制 （353）
7．8．2 大尺寸封装结构缺陷筛选控制 （354）
参考文献 （354）
英文缩略词及术语 （355）
主要符号表 （355）
第8章 潮湿应力失效与可靠性设计 （356）
8．1 潮湿应力类型 （357）
8．1．1 潮气 （357）
8．1．2 湿气 （357）
8．1．3 湿度-温度-偏压 （358）
8．2 潮湿应力失效物理模型 （358）
8．2．1 液膜电化学腐蚀模型 （358）
8．2．2 电化学迁移失效模型 （362）
8．2．3 单分子层液态水临界点模型 （364）
8．2．4 水汽相变及腐蚀模型 （367）
8．2．5 露点失效模型 （369）
8．2．6 湿度-温度腐蚀失效模型 （371）
8．2．7 水汽渗入失效模型 （372）
8．3 潮湿应力可靠性设计指标 （376）
8．3．1 潮湿特性表征参数和标准要求 （376）
8．3．2 腐蚀、迁移、渗入寿命设计指标 （378）
8．3．3 极限潮湿控制指标 （380）
8．3．4 应控制的主要失效机理 （381）
8．4 基于失效物理的可靠性设计方法（潮湿应力） （382）
8．4．1 可靠性设计与分析方法 （382）
8．4．2 可靠性设计方法要素 （383）
8．5 内部水汽及湿度控制设计 （384）
8．5．1 气密封装内部水汽控制 （384）
8．5．2 塑封器件水汽渗入控制 （392）
8．6 湿度-温度腐蚀控制设计 （394）
8．6．1 内装芯片腐蚀控制 （394）
8．6．2 气密封装内部露点失效控制 （398）
8．7 湿度-温度-偏压离子迁移控制设计 （400）
8．7．1 引出端之间金属离子迁移控制 （400）
8．7．2 PCB电路板布线间金属离子迁移控制 （402）
8．7．3 元器件内部电极间金属离子迁移控制 （406）
8．8 气密封装HIC金属-玻璃界面间歇渗漏模型 （408）
8．8．1 界面间歇泄漏敏感结构参数提取 （408）
8．8．2 界面间歇泄漏试验分析 （411）
8．8．3 间歇泄漏机理和模型 （412）
附表 （416）
参考文献 （421）
英文缩略词及术语 （424）
主要符号表 （424）
第9章 电磁场分析与电磁兼容设计 （425）
9．1 电磁场 （425）
9．2 电磁兼容设计指标 （426）
9．2．1 相关标准要求 （426）
9．2．2 电磁兼容指标 （428）
9．3 可视化电磁场分析 （428）
9．3．1 电场探头 （429）
9．3．2 磁场探头 （429）
9．3．3 探头的校准 （429）
9．3．4 两种扫描方式 （430）
9．4 基于电磁场分析的耦合分析技术 （430）
9．4．1 容性耦合与感性耦合 （430）
9．4．2 容性耦合与感性耦合抑制设计 （432）
9．4．3 容性耦合与感性耦合测试和分析方法 （433）
9．4．4 另一种耦合―自感 （433）
9．5 应用案例：DC/DC电源变压器输出引线布局设计与纹波分析 （433）
9．5．1 DC/DC中的飞线与纹波 （435）
9．5．2 基于电磁场扫描的电磁干扰源以及传播路径定位 （437）
9．5．3 DC/DC的纹波噪声与电磁场扫描的协同分析 （439）
9．6 混合集成电路的电磁兼容设计建议 （442）
9．6．1 工艺和元器件的选取 （443）
9．6．2 电路的布局 （443）
9．6．3 导线的布局 （444）
参考文献 （446）
主要符号表 （447）
第10章 混装焊料Anand参数及焊点热疲劳模型 （448）
10．1 Anand模型概述 （448）
10．2 Anand本构模型参数拟合方法 （450）
10．3 混装焊料高低温拉伸试验 （452）
10．4 混装焊料Anand模型参数推导 （454）
10．5 混装焊点热疲劳模型 （463）
参考文献 （468）
主要符号表 （469）