材料作为当今社会现代文明的重要支柱之一，在科技发展的今天发挥着越来越重要作用。材料科学与工程基础类课程是各高等院校材料专业的必修课和核心专业课。本书在材料科学与工程类课程基础上，结合当今材料专业的现状和材料人才的发展需求，以集成电路材料学科中的基础理论和工程工艺问题为主线，与相关学科和学科分支交叉，应用于集成电路材料设计、制备、成型、性能和工艺等关键问题的求解。本书主要介绍材料化学方面的基础知识，包括材料的组成、材料的结构、材料的性能、材料的制备与成型加工，以及集成电路衬底、工艺和封装三大类材料与制备工艺。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 材料的定义、分类及基本性质 1
1.2.1 金属材料 2
1.2.2 无机非金属材料 2
1.2.3 高分子材料 3
1.2.4 复合材料 4
1.3 材料科学与工程的研究内容 4
1.4 集成电路材料科学与工程概述 9
习题 13
第2章 材料结构基础 14
2.1 物质的组成与状态 14
2.2 材料的原子结构 14
2.2.1 基本概念 14
2.2.2 原子中的电子 15
2.3 原子间相互作用和结合 18
2.3.1 键合力与键能 18
2.3.2 主价键 20
2.3.3 次价键 22
2.3.4 分子 25
2.4 固体中原子有序 25
2.4.1 结晶体的特点与性质 25
2.4.2 晶体学基础 26
2.4.3 晶体的类型 33
2.5 固体中原子无序 42
2.5.1 固溶体 42
2.5.2 晶体结构缺陷 46
2.5.3 非晶体 51
2.5.4 扩散 57
习题 62
第3章 材料组成与结构 63
3.1 金属材料的组成与结构 63
3.1.1 金属材料 63
3.1.2 合金材料 64
3.1.3 铁碳合金 67
3.1.4 非铁金属及合金 68
3.1.5 非晶态合金 73
3.1.6 金属材料的再结晶 74
3.2 无机非金属材料的组成与结构 74
3.2.1 无机非金属材料的组成与结合键 74
3.2.2 无机非金属材料中的简单晶体结构 75
3.2.3 硅酸盐结构 77
3.2.4 陶瓷 80
3.2.5 碳化合物 82
3.2.6 无机非金属材料的非晶体结构 85
3.3 高分子材料的组成与结构 87
3.3.1 高分子材料定义及分类 87
3.3.2 高分子化合物的一级结构 88
3.3.3 高分子化合物的二级结构 94
3.3.4 高分子化合物的三级结构 96
3.3.5 高分子化合物的四级结构 98
3.3.6 聚合物共混材料 99
3.4 复合材料的组成与结构 99
3.4.1 复合材料的定义与分类 99
3.4.2 复合材料的组成 102
3.4.3 复合材料的结构与界面 109
习题 110
第4章 材料的性能 111
4.1 固体材料的力学性能 111
4.1.1 材料的弹性变形 111
4.1.2 材料的塑性变形 113
4.2 材料的热性能 115
4.2.1 晶格热振动 115
4.2.2 材料的热容 118
4.2.3 材料热膨胀 125
4.2.4 材料的导热性 130
4.3 材料的电学性能 136
4.3.1 固体电子理论 136
4.3.2 材料电导性能 142
4.3.3 材料介电性能 149
4.3.4 材料铁电性能 154
4.4 材料的磁学性能 157
4.4.1 材料的磁性 157
4.4.2 磁性材料的分类及其特点 160
4.4.3 其他磁性材料及应用 165
4.5 材料的光学性能 166
4.5.1 材料的线性光学性能 166
4.5.2 材料的非线性光学性能 171
4.6 材料的耐腐蚀性 173
4.7 复合材料的性能 174
4.7.1 功能复合材料 174
4.7.2 功能复合效应 180
4.8 纳米材料及效应 180
4.8.1 纳米材料简介 180
4.8.2 纳米材料的特性 182
习题 183
第5章 材料的制备与成型加工 185
5.1 材料的制备原理与技术基础 185
5.2 材料的成型加工性 186
5.2.1 挤出成型 186
5.2.2 注射成型 187
5.2.3 压延成型 188
5.2.4 吹塑成型 188
5.2.5 压制成型 189
5.2.6 浇铸成型 189
5.2.7 流延成型 189
5.2.8 手糊成型 190
5.2.9 喷射成型 190
5.3 典型金属材料的制备工艺 190
5.3.1 火法冶金 190
5.3.2 湿法冶金 191
5.3.3 电冶金 192
5.4 无机非金属材料的制备 193
5.5 高分子材料的制备与聚合物成型加工 195
5.5.1 本体聚合 195
5.5.2 溶液聚合 195
5.5.3 悬浮聚合 195
5.5.4 乳液聚合 196
5.5.5 聚合物的成型加工方式 196
习题 198
第6章 集成电路材料与制备工艺 199
6.1 集成电路制造工艺 199
6.2 集成电路衬底材料与工艺 201
6.2.1 半导体材料基础 201
6.2.2 衬底材料的种类 205
6.2.3 衬底材料的制备原理与加工工艺 212
6.3 集成电路工艺材料与制备工艺 215
6.3.1 光刻胶 215
6.3.2 掩模版 217
6.3.3 工艺化学品 218
6.3.4 电子气体 221
6.3.5 抛光材料 223
6.3.6 靶材 224
6.4 集成电路封装材料与工艺 226
6.4.1 集成电路封装概念与分类 226
6.4.2 集成电路封装工艺流程 233
6.4.3 厚膜与薄膜 238
6.4.4 焊接材料与工艺 247
6.4.5 封胶材料与技术 254
6.4.6 陶瓷封装 256
6.4.7 塑料封装材料与工艺 260
习题 264
参考文献 265
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