李琰
李琰（Yan Li）博士是英特尔公司位于美国亚利桑那州钱德勒“组装测试与技术开发失效分析实验室”的高级主任研究员。她在北京大学获得物理学学士和硕士学位，并于2006年获得美国西北大学材料科学与工程博士学位。作为英特尔三维封装技术开发项目的首席封装失效分析工程师，李博士参与了英特尔众多封装相关的技术解决方案，并专注于电子封装的质量和可靠性，对失效模式和失效机理有深入的研究，开发了用于三维封装故障隔离和失效分析的新工具及技术。李博士是矿物金属和材料学会（TMS）、美国金属学会（AMS）和电子器件失效分析协会（EDFAS）等多个国际专业学会的资深会员及撰稿人。自2011年以来李博士担任了TMS、测试与失效分析国际会议（ISTFA）的年会组织者。李博士2018年进入集成电路物理与失效分析国际会议技术委员会（IPFA），她还获得了2014年TMS EMPMD青年领袖专业发展奖。李博士在微电子封装领域发表了20余篇论文及多项专利，并联合编撰了受到业界高度认可的著作《3D Microelectronic Packaging》。

迪帕克?戈亚尔
迪帕克?戈亚尔（Deepak Goyal）博士目前是英特尔ATTD/ATM封装FA和LYA实验室的主任，毕业于纽约州立大学石溪分校并获得材料科学与工程博士学位。他负责为英特尔下一代微电子封装开发新的分析工具，缺陷表征，故障隔离，失效和材料分析技术。协助开发了英特尔整套封装技术，包括FCxGA，FCCSP，TSV，EMIB和Foveros等等。他作为失效分析方面的专家，在国际电子元件与技术会议（ECTC）上教授了有关封装FA/FI方法及失效机理的专业课程。他曾获得了两项英特尔成就奖和25项部门奖。Goyal博士已撰写或合著了50多篇论文，并拥有11项美国专利。他是IEEE的高级会员，曾担任由半导体制造技术战略联盟（Sematech）举办的封装与互连故障分析论坛主席，以及ECTC应用可靠性委员会主席。

第1章 三维微电子封装概论
1.1 导言
1.2 为什么采用三维封装
1.2.1 摩尔定律
1.2.2小型化需要三维封装
1.2.3 降低功耗提高系统性能
1.3 三维微电子封装架构
1.3.1 芯片-芯片三维集成
1.3.2 封装-封装三维集成
1.3.3 三维异构集成
1.4 三维微电子封装的挑战
1.4.1 组装工艺、良率、测试及成本的挑战
1.4.2 热管理、封装设计及建模的挑战
1.4.3 材料和基板的挑战
1.4.4 质量、可靠性及失效分析的挑战
1.5 小结
参考文献

第2章 三维封装架构和组装流程设计
2.1 导言
2.2基于硅通孔（TSV）的三维架构：优势与劣势
2.3 TSV的制造方法及其他特性
2.4 组装工艺流程
2.5 制造良率及测试的作用
2.6 TSV三维架构的挑战
2.7 小结
参考文献

第3章 硅通孔（TSV）的材料与工艺
3.1 导言
3.2 TSV的材料与工艺概览
3.3 TSV的制作与组装
3.3.1 在硅晶圆上形成孔或沟槽
3.3.2 循序填充硅通孔
3.3.3 平坦化和芯片减薄
3.4 TSV制作与芯片集成的工艺流程
3.4.1流程顺序
3.4.2 包含TSV的芯片集成
3.5 小结
参考文献

第4章 TSV的微结构与力学可靠性
4.1 导言
4.2微观结构表征及应力测量
4.2.1 微观结构表征
4.2.2 应力状态测量
4.3 TSV相关的可靠性问题
4.3.1 TSV中的应力
4.3.2 电迁移有关的效应
4.4面向原子信息的TSV可靠性建模
4.4.1 CPFE法
4.4.2 PFC法
4.5 小结
参考文献

第5章 晶体相场（PFC）模型:一种在TSV中探测原子的工具
5.1引言
5.2 PFC模型基础
5.2.1经典密度泛函理论
5.2.2近似模型
5.2.4 控制方程
5.2.5 多组分多相系统的应用
5.2.6 物理场耦合
5.3 TSV的PFC模型
5.3.1 三角晶格
5.3.2 方晶格
5.3.3 基于石墨烯的TSV
5.4 总结
参考文献

第6章 TSV挤出效应的原子尺度动力学
6.1 导言
6.2 模型设置和TSV挤出的实例
6.3 不同机械载荷条件下的挤出
6.3.1 剪切应变γyx
6.3.2 法向应变εx和剪切应变γxy
6.3.3 法向应变εy
6.3.4 载荷分布
6.4 晶粒结构的影响
6.4.1 晶粒分布
6.4.2 晶粒尺寸
6.4.3 晶粒取向
6.5 温度的影响
6.6 几何形状的影响
6.6.1 TSV的形状
6.6.2 侧壁粗糙度
6.7 TSV挤出效应的一般观点
6.7.1 原子机制
6.7.2 挤出的轮廓预测准则
6.7.3 塑性流动观点
6.8 展望
参考文献

第7章 三维封装芯片准备的原理及失效
7.1 导言
7.2 TSV晶圆制造工艺概述
7.3 临时晶圆键合
7.4 晶圆解键合及清洁
7.5 晶圆激光划片
7.6 晶圆砂轮划片
7.7 晶圆芯片顶出
7.8 芯片贴装
7.9 底部填充
7.10 结论
参考文献

第8章 铜-铜（Cu-Cu）直接键合及三维封装的其他键合技术
8.1 导言
8.2基于焊料键合与无焊料键合：优点与缺点
8.3 堆叠和键合方案、技术与应用
8.4 热压键合（一种典型的扩散焊）：材料基础及微观结构效应
8.5 覆盖层钝化：自组装单分子膜（SAM）和金属
8.6 表面活化键合（SAB）工艺
8.7 Cu/介质混合键合
8.7.1 Cu/SiO2混合键合
8.7.2 Cu/粘合剂混合键合
8.8 另一种Cu-Cu键合技术：插入键合
8.9 Cu–Cu键合设备概览及现状
8.10 小结及后续研究建议
参考文献

第9章 微米/纳米铜在三维互连中的应用
9.1 导言
9.1.1 金属纳米颗粒键合综述
9.1.2 混合铜颗粒键合的应用动因
9.2 烧结致密度建模
9.2.1 算法设计与假设
9.2.2 3D仿真结果
9.2.3 小结
9.3铜浆配方及表征
9.3.1 铜浆配方和烧结曲线
9.3.2 热学和电学特性
9.3.3 仿真与试验结果的探讨
9.3.4 小结
9.4 芯片到晶圆键合验证
9.4.1 实验内容
9.4.2 键合剪切强度
9.4.3 小结
9.5 总结与展望
9.5.1 总结
9.5.2 展望
参考文献

第10章 2.5/3D封装键合技术与工艺材料基础
10.1 导言
10.2 背景介绍
10.2.1 三维封装结构概述
10.2.2 热压焊（TCB）技术的基本原理
10.2.3 工艺材料基础
10.3 材料配方原理
10.3.1 水溶性助焊剂
10.3.2 免清洗助焊剂
10.3.3 毛细底部填充
10.3.4 环氧助焊剂（非流动底部填充胶或非导电胶）
10.3.5 预涂环氧基材料（非导电膜及B阶材料）
10.4 组装工艺设计
10.4.1 简介
10.4.2 TCB组装工艺要素
10.4.3 TCB组装工艺要素的设计和开发
10.5专题：综合比较分析传统回流焊与TCB的Sn-Ag-Cu（SAC）焊点微观结构
10.5.1 简介
10.5.2 实验部分
10.5.3 结果和讨论
10.5.4 结论
10.6 小结与讨论
参考文献

第11章 三维封装焊料合金基础
11.1 微凸点工艺
11.2 微凸点的焊料合金
11.3 微凸点焊接中金属间化合物的形成
11.4 热力学环境下微凸点的微观结构演变
11.5 微凸点的微观结构与失效机理
11.6 小结和未来的挑战
参考文献

第12章 三维封装互连的电迁移原理
12.1 导言
12.2焊点电迁移的关键影响因素
12.2.1 锡扩散引起的典型电迁移失效
12.2.2 金属化层溶解导致的电迁移失效
12.3三维封装中焊点的电迁移
12.3.1 微凸点中锡扩散导致的电迁移损伤
12.3.2 电迁移中全金属间化合物焊点的形成
12.3.3 伴随电迁移的热迁移
12.4 三维封装中TSV的电迁移
12.4.1 大马士革Cu互联的电迁移
12.4.2 TSV的电迁移失效
12.4总结
参考文献



第13章 三维集成电路封装的散热与热设计基础
13.1导言
13.2 三维集成电路的热性能参数
13.3 三维集成电路的空气冷却
13.4 射流冲击和喷雾冷却
13.5微通道冷却
13.6三维集成电路架构中的热设计注意事项
13.6.1 TSV 布局的散热注意事项
13.6.2用于三维集成电路的热分析工具
13.6.3性能注意事项
13.6.4用于带液体冷却的三维集成电路的新兴无线互连
13.7集成微通道的液冷散热
13.7.1 变密度翅片对微通道热性能的改善
13.7.2 两相冷却
13.8 未来方向
参考文献


第14章 有机基板技术中的先进材料与工艺基础
14.1 简介
14.2 基板技术的发展概述
14.3 有机基板材料
14.3.1 有机基板生产中使用的材料
14.3.2 材料概述
14.3.3 基板和PWB的芯板
14.3.4 介质材料
14.3.5 金属化过孔和过孔填充材料
14.3.6 阻焊材料
14.3.7 表面涂覆
14.3.8 小结
14.4 有机基板制造工艺概述
14.4.1 基板原料的选择与制备
14.4.2 内层图形成像
14.4.3 积层工艺
14.4.4 阻焊、表面涂覆及一级互连形成
14.5.5 最终成型、测试、检验和出货
参考文献

第15章 三维封装中芯片和封装级热、湿-热应力：建模与特征提取
15.1 导言
15.2 热应力及其对TSV结构的影响
15.2.1 引言
15.2.2 基于半解析和数值计算的TSV应力表征方法
15.2.3 热应力的测量
15.2.4 热应力对载流子迁移率和禁区的影响
15.2.5 热应力导致的通孔挤出
15.3 封装级热应力及翘曲控制
15.3.1 引言
15.3.2 多层结构中的热应力
15.3.3 翘曲机理及控制方法
15.3.4 用于翘曲控制的芯片盖帽方法
15.3.5 翘曲特性的试验测试
15.3.6 基于数值模拟的翘曲控制设计优化
15.4 湿-热联合作用下的综合应力分析
15.4.1 引言414
15.4.2 湿气扩散理论
15.4.3 湿气诱导的应变和等效应力理论
15.4.4 蒸汽压力建模
15.4.5 综合应力分析耦合方程
15.4.6 案例分析
15.5 小结
参考文献

第16章 堆叠封装互连焊接的工艺与可靠性
16.1 导言
16.1.1 小型化和功能化趋势
16.1.2 三维封装的变体
16.1.3 应用驱动的PoP和PoPoP器件要求
16.2 焊接组装工艺
16.2.1 焊料合金
16.2.2 助焊剂与焊膏
16.2.3 组装方法
16.2.4 检测技术
16.2.5 底部填充、保形涂覆和包封材料
16.2.6 翘曲效应
16.3 焊点可靠性
16.3.1 环境
16.3.2 底部填充、保形涂覆和包封
16.3.3 可靠性研究
16.4小结及未来发展趋势
16.4.1小结
16.4.2未来发展趋势
参考文献

第17章 三维封装的互连质量与可靠性
17.1 导言
17.2 三维封装的质量挑战
17.3 微凸点的质量与可靠性
17.3.1 类型1——Cu/Sn/Cu
17.3.2 类型2-——Ni/Sn/Ni
17.3.3 类型3——Cu/Sn/Ni
17.3.4 类型4——Cu/Ni/Sn/Ni/Cu
17.3.5 小结
17.4 三维封装的现场性能预测
17.5 三维封装的电迁移可靠性
17.5.1 电迁移简介
17.5.2 铝、铜互连的电迁移实验研究
17.5.3 倒装芯片焊点的电迁移
17.5.4 三维集成电路封装的系统级电迁移研究
17.5.5 2.5维集成电路中的系统级薄弱环节失效
17.5.6 小结
17.6 三维集成电路封装中的热迁移
17.6.1 概述
17.6.2 热迁移原理
17.6.3 三维集成电路封装中的热迁移研究
17.6.4 小结
参考文献

第18章 三维封装的故障隔离与失效分析
18.1 导言
18.2 三维先进封装的故障隔离与失效分析的挑战
18.3 无损故障隔离和失效分析技术在三维微电子封装中的应用
18.3.1 三维微电子封装电气失效的无损故障隔离技术
18.3.2 三维微电子封装的高分辨率无损成像技术
18.4 面向三维微电子封装的样品制备及材料分析技术应用
18.4.1 样品制备技术
18.4.2 材料分析技术
18.5 三维封装的失效分析策略
18.5.1 理解封装组装过程、可靠性应力和失效率分布
18.5.2 识别缺陷的高效FI-FA流程
18.5.3 深入了解失效机理和根本原因，提供解决路径
18.5.4 小结
参考文献