係統級封裝導論：整體係統微型化 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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係統級封裝（SOP）是一項跨越片上係統（SOC）和係統封裝（SIP）的新興技術，它是新興的將電子和生物電子係統數字化融閤的基礎。和SOC不同的是，SOC隻能集成並將係統縮小10%，而SOP使得整個係統微型化，具有設計和製造低成本的特點。。SOP是通過封裝集成嵌入式部件來實現的，短期來看是在微米尺度下，而從長期來看可在納米尺度下實現。
　　 係統級封裝（SOP）的概念是由本書作者Rao Tummala教授提齣的，本書是第一部關於SOP的著作，係統闡述瞭這項革新性的封裝技術。
　　 《係統級封裝（SOP）導論》由這項新技術的研發團隊——佐治亞理工學院的國際知名學者編著而成，作者專業。Rao R. Tummala是美國工程院院士，佐治亞理工學院封裝研究中心的教授和創立者，電氣電子工程師協會的會士、美國陶瓷學會會士、IEEE元件封裝和製造技術協會主席。
　　 《係統級封裝（SOP）導論》係統闡述瞭SOP設計的基本原理、所有係統級封裝技術及其應用。本書嚮設計者們展示瞭這項革命性的新型封裝技術——低的設計和製造成本，比傳統封裝、集成能更快地市場化——解決瞭一係列數字化融閤的挑戰。
　　 《係統級封裝（SOP）導論》定義瞭什麼是SOP，以及它與其它主要封裝技術SOC和SIP的區彆。作者描述瞭如何去設計、製造、測試SOP基混閤信號係統並集成裝配數字、射頻、光電和生物傳感器功能。這份具有裏程碑意義的參考書具有如下內容和特點：
　　? ?收斂係統設計的新方法；
　　? ?先進多功能材料及其化工過程集成；
　　? ?計算、通信、消費和生物醫學領域應用的專業性指導；
　　? ?透徹地解釋SOP電學測試、晶圓級封裝和封裝熱管理；
　　? ?射頻、光學和數字化功能集成的新信息；
　　? ?200多幅圖片

內容簡介

　　本書是關於電子封裝中係統級封裝(System�瞣n�睵ackageSOP)的一本專業性著作。本書由電子封裝領域專傢——美國工程院資深院士Rao R�盩ummala教授和Madhavan Swaminathan教授編著，由多位長期從事微納製造、電子封裝理論和技術研究的知名學者以及專傢編寫而成。本書從係統級封裝基本思想和概念講起，陸續通過13個章節分彆介紹瞭片上係統封裝技術，芯片堆疊技術，射頻、光電子、混閤信號的集成係統封裝技術，多層布綫和薄膜元件係統封裝技術，MEMS封裝及晶圓級係統級封裝技術等，還介紹瞭係統級封裝後續的熱管理問題、相關測試方法的研究狀況，並在最後介紹瞭係統級封裝技術在生物傳感器方麵的應用情況。
　　本書無論是對高校高年級本科生，從事電子封裝技術研究的研究生，還是從事相關研究工作的專業技術及研究人員都有較大幫助。

作者簡介

Rao R.Tummala，佐治亞理工學院微係統封裝研究中心的創辦者，特聘教授、講座教授。他是前IBM院士，是美國電氣和電子工程師協會（IEEE）下的組件封裝與製造技術學會（CPMT）和國際微電子與封裝協會（IMAPS）前主席，IEEE會士，美國工程院和印度工程院院士。Tummala博士獲得過多項工業界、學術界和專業機構的將項，其中包括作為全美50大傑齣者之一獲得工業周刊的奬項。他著有5本專業書籍，發錶專業論文425篇，72項專利和發明。

Madhavan Swaminathan，佐治亞理工學院電氣和計算機工程學院電子學約瑟。佩蒂特教授，微係統封裝研究中心副主任。他是Jacket Micro Devices 公司創始人之一，集成射頻模塊和基闆的無綫應用研究領域領頭人，SoPWorXW公司（緻力於係統級封裝應用的電子自動化軟件設計）領導者。加入佐治亞理工學院之前，他曾在IBM研究超級計算機的封裝。目前已經發錶瞭300多篇著作，擁有15項專利並榮膺成為IEEE會士。

目錄

第1章係統級封裝技術介紹1
1.1引言2
1.2電子係統數據集成趨勢3
1.3電子係統組成部分4
1.4係統技術演變5
1.55個主要的係統技術7
1.5.1分立式器件的SOB技術8
1.5.2在單芯片上實現兩個或多係統功能的SOC技術9
1.5.3多芯片模塊(MCM)：兩個或多個芯片水平互連封裝集成9
1.5.4堆疊式IC和封裝(SIP)：兩個或多個芯片堆疊封裝集成(3D Moore
定律)10
1.6係統級封裝技術(最好的IC和係統集成模塊)13
1.6.1概述13
1.6.2微型化趨勢16
1.75個係統技術的比較17
1.8SOP全球發展狀況19
1.8.1光學SOP19
1.8.2射頻SOP21
1.8.3嵌入式無源SOP21
1.8.4MEMS SOP21
1.9SOP技術實施22
1.10SOP技術24
1.11總結25
參考文獻26
第2章片上係統(SOC)簡介29
2.1引言30
2.2關鍵客戶需求31
2.3SOC架構33
2.4SOC設計挑戰37
2.4.1SOC設計階段1——SOC定義與挑戰38
2.4.2SOC設計階段2——SOC創建過程與挑戰42
2.5總結57
參考文獻57
第3章堆疊式IC和封裝(SIP)59
3.1SIP定義60
3.1.1定義60
3.1.2應用60
3.1.3SIP的主要發展圖和分類61
3.2SIP麵臨的挑戰63
3.2.1材料和工藝流程問題64
3.2.2機械問題64
3.2.3電學問題65
3.2.4熱學問題66
3.3非TSV SIP技術69
3.3.1非TSV SIP的曆史變革69
3.3.2芯片堆疊71
3.3.3封裝堆疊83
3.3.4芯片堆疊與封裝堆疊87
3.4TSV SIP技術88
3.4.1引言88
3.4.2三維TSV技術的曆史演變91
3.4.3基本的TSV技術92
3.4.4采用TSV的各種三維集成技術98
3.4.5矽載片技術104
3.5未來趨勢105
參考文獻106
第4章混閤信號(SOP)設計111
4.1引言112
4.1.1混閤信號器件與係統113
4.1.2移動應用集成的重要性114
4.1.3混閤信號係統架構116
4.1.4混閤信號設計的挑戰116
4.1.5製造技術119
4.2用於RF前端的嵌入式無源器件設計119
4.2.1嵌入式電感120
4.2.2嵌入式電容123
4.2.3嵌入式濾波器124
4.2.4嵌入式平衡�蔔瞧膠庾�換器127
4.2.5濾波器�睟alun網絡129
4.2.6可調諧濾波器131
4.3芯片�蔔庾靶�同設計133
4.3.1低噪聲放大器設計134
4.3.2並發振蕩器設計136
4.4無綫局域網的RF前端模塊設計140
4.5設計工具142
4.5.1嵌入式RF電路尺寸設計143
4.5.2信號模型和電源傳送網絡146
4.5.3有理函數、網絡閤成與瞬態仿真150
4.5.4生産設計154
4.6耦閤158
4.6.1模擬�材Ｄ怦詈�158
4.6.2數字�材Ｄ怦詈�163
4.7去耦閤166
4.7.1數字應用中去耦的需要168
4.7.2貼片電容的問題169
4.7.3嵌入式去耦169
4.7.4嵌入式電容的特徵173
4.8電磁帶隙(EBG)結構175
4.8.1EBG結構分析與設計176
4.8.2EBG在抑製電源噪聲方麵的應用179
4.8.3EBG的輻射分析181
4.9總結183
參考文獻184
第5章射頻係統級封裝(RF SOP)191
5.1引言192
5.2RF SOP概念192
5.3RF封裝技術的曆史演變195
5.4RF SOP技術196
5.4.1建模與優化196
5.4.2RF基闆材料技術198
5.4.3天綫198
5.4.4電感器205
5.4.5RF電容器208
5.4.6電阻213
5.4.7濾波器218
5.4.8平衡�膊黃膠獗浠黃�220
5.4.9組閤器220
5.4.10RF MEMS開關221
5.4.11電子標簽(RFID)技術227
5.5RF模塊集成229
5.5.1無綫局域網(WLAN)229
5.5.2智能網絡傳輸器(INC)230
5.6未來發展趨勢232
參考文獻234
第6章集成芯片到芯片的光電子係統級封裝240
6.1引言241
6.2光電子係統級封裝(SOP)的應用242
6.2.1高速數字係統與高性能計算242
6.2.2RF�補庋�通信係統243
6.3薄層光電子SOP的挑戰244
6.3.1光學對準244
6.3.2薄膜光學波導材料的關鍵物理和光學特性245
6.4光電子係統級封裝的優點248
6.4.1高速電氣與光學綫路的性能對比248
6.4.2布綫密度249
6.4.3功率損耗251
6.4.4可靠性251
6.5光電子係統級封裝(SOP)技術的發展252
6.5.1闆�舶騫庋Р枷�253
6.5.2芯片�殘酒�光互連254
6.6光電子SOP薄膜元件256
6.6.1無源薄膜光波電路256
6.6.2有源光電子SOP薄膜器件265
6.6.3三維光波電路的良機265
6.7SOP集成：界麵光學耦閤267
6.8芯片上的光學電路271
6.9光電子SOP的未來趨勢273
6.10總結273
參考文獻274
第7章內嵌多層布綫和薄膜元件的SOP基闆283
7.1引言284
7.2基闆集成技術的曆史演變286
7.3SOP基闆287
7.3.1動力與挑戰287
7.3.2嵌入低介電常數的電介質、芯體與導體的超薄膜布綫289
7.3.3嵌入式無源器件309
7.3.4嵌入式有源器件321
7.3.5散熱材料和結構的微型化324
7.4SOP基闆集成的未來325
參考文獻326
第8章混閤信號SOP可靠性330
8.1係統級可靠性注意事項331
8.1.1失效機製332
8.1.2為可靠性而設計333
8.1.3可靠性驗證335
8.2多功能SOP基闆的可靠性335
8.2.1材料和工藝可靠性336
8.2.2數字功能可靠性與驗證341
8.2.3射頻功能可靠性及驗證344
8.2.4光學功能可靠性及驗證346
8.2.5多功能係統穩定性348
8.3基闆與IC的互連可靠性349
8.3.1影響基闆與集成電路互連可靠性的因素350
8.3.2100μm倒裝芯片組裝可靠性351
8.3.3防止芯片開裂的可靠性研究356
8.3.4焊點可靠性356
8.3.5界麵黏結和濕氣對底部填料可靠性的影響357
8.4未來的趨勢和發展方嚮360
8.4.1發展焊料360
8.4.2柔性互連361
8.4.3焊料和納米互連之外的選擇361
8.5總結362
參考文獻363
第9章MEMS封裝369
9.1引言370
9.2MEMS封裝中的挑戰370
9.3芯片級與晶圓級封裝的對比371
9.4晶圓鍵閤技術372
9.4.1直接鍵閤373
9.4.2利用中間層鍵閤373
9.5基於犧牲薄膜的密封技術376
9.5.1刻蝕犧牲層材料376
9.5.2犧牲層聚閤物的分解379
9.6低損耗聚閤物封裝技術382
9.7吸氣劑技術383
9.7.1非揮發性吸氣劑384
9.7.2薄膜吸氣劑385
9.7.3使用吸氣劑提高MEMS可靠性385
9.8互連387
9.9組裝389
9.10總結和展望390
參考文獻391
第10章晶圓級SOP396
10.1引言397
10.1.1定義397
10.1.2晶圓級封裝——曆史進程398
10.2布綫形成與再分布401
10.2.1IC封裝間距間隙401
10.2.2矽上再分布層關閉間距間隙403
10.3晶圓級薄膜嵌入式元件403
10.3.1再分布層中的嵌入式薄膜元件404
10.3.2矽載體基闆上的嵌入式薄膜元件404
10.4晶圓級封裝和互連(WLPI)406
10.4.1WLPI的分類409
10.4.2WLSOP裝配432
10.5三維WLSOP435
10.6晶圓級檢測及老化436
10.7總結439
參考文獻439
第11章係統級封裝（SOP）散熱446
11.1SOP散熱基礎447
11.1.1SOP熱影響448
11.1.2基於SOP便攜式産品的係統級熱約束449
11.2SOP模塊內熱源450
11.2.1數字SOP450
11.2.2RF SOP452
11.2.3光電子SOP453
11.2.4MEMS SOP454
11.3傳熱模式基礎454
11.3.1傳導455
11.3.2對流458
11.3.3輻射換熱461
11.4熱分析原理463
11.4.1熱分析數值方法463
11.4.2熱分析的實驗方法469
11.5熱管理技術470
11.5.1概述470
11.5.2熱設計技術470
11.6功率最小化方法477
11.6.1並行處理478
11.6.2動態電壓和頻率調節（DVFS）478
11.6.3專用處理器（ASP）478
11.6.4緩存功率優化478
11.6.5功率管理479
11.7總結479
參考文獻479
第12章係統級封裝(SOP)模塊及係統的電測試485
12.1SOP電測試麵臨的挑戰486
12.1.1HVM測試過程的目標以及SOP麵臨的挑戰488
12.1.2SOP HVM的測試流程489
12.2KGES測試489
12.2.1基闆互連測試489
12.2.2嵌入式無源元件的測試494
12.3數字子係統的優質嵌入式模塊測試498
12.3.1邊界掃描——IEEE 1149.1498
12.3.2韆兆赫數字測試：最新進展502
12.4混閤信號和RF子係統的KGEM測試505
12.4.1測試策略506
12.4.2故障模型和檢測質量508
12.4.3使用專用電路對規範參數的直接測量509
12.4.4混閤信號和RF電路的替代測試方法510
12.5總結523
參考文獻523
第13章生物傳感器SOP530
13.1引言531
13.1.1SOP：高度小型化的電子係統技術531
13.1.2用於小型化生物醫療植入物和傳感係統的生物傳感器SOP531
13.1.3生物傳感器SOP組成535
13.2生物傳感535
13.2.1生物流體傳送微通道535
13.2.2生物感應單元（探針）設計和製備536
13.2.3探針�材勘攴腫釉詠�538
13.3信號轉換540
13.3.1信號轉換元件中的納米材料和納米結構541
13.3.2信號轉換元件的錶麵改性和生物功能化543
13.3.3信號轉換方法544
13.4信號探測和電子處理548
13.4.1低功率ASIC和生物SOP的閤成信號設計548
13.4.2生物SOP基闆集成技術551
13.5總結和未來趨勢551
13.5.1概述551
13.5.2納米生物SOP集成的挑戰552
參考文獻553
縮略語555

前言/序言

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