集成電路封裝與測(cè)試復(fù)習(xí)題 - 答案

1、一、填空題1、將芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘貼固定以及連接，引出接線端子并且通過(guò)可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定的過(guò)程為 狹義封裝 ;在次基礎(chǔ)之上，將封裝體與裝配成完整的系統(tǒng)或者設(shè)備，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為 廣義封裝 。2、芯片封裝所實(shí)現(xiàn)的功能有 傳遞電能 ； 傳遞電路信號(hào) ； 提供散熱途徑 ； 結(jié)構(gòu)保護(hù)與支持 。3、芯片封裝工藝的流程為硅片減薄與切割、 芯片貼裝 、 芯片互連 、 成型技術(shù) 、去飛邊毛刺、切筋成形、上焊錫、打碼。4、芯片貼裝的主要方法有 共晶粘貼法 、 焊接粘貼法 、 導(dǎo)電膠粘貼發(fā) 、 玻璃膠粘貼法 。5、金屬凸點(diǎn)制作工藝中，多金屬分層為 黏著層 、 擴(kuò)散阻擋層 、 表層金保護(hù)層 。6

2、、成型技術(shù)有多種，包括了 轉(zhuǎn)移成型技術(shù) 、 噴射成型技術(shù) 、 預(yù)成型技術(shù) 、其中最主要的是 轉(zhuǎn)移成型技術(shù) 。7、在焊接材料中，形成焊點(diǎn)完成電路電氣連接的物質(zhì)叫做 焊料 ；用于去除焊盤(pán)表面氧化物，提高可焊性的物質(zhì)叫做 助焊劑 ；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做 錫膏 。8、氣密性封裝主要包括了 金屬氣密性封裝 、 陶瓷氣密性封裝 、 玻璃氣密性封裝 。9、薄膜工藝主要有 濺射工藝 、 蒸發(fā)工藝 、 電鍍工藝 、 光刻工藝 。10、集成電路封裝的層次分為四級(jí)分別為 模塊元件（Module） 、 電路卡工藝（Card） 、 主電路板（Board） 、 完整電子產(chǎn)品 。11、在芯片的減薄過(guò)程中，主要

3、方法有磨削、研磨、 干式拋光 、 化學(xué)機(jī)械平坦工藝 、 電化學(xué)腐蝕 、 濕法腐蝕 、等離子增強(qiáng)化學(xué)腐蝕等。12、芯片的互連技術(shù)可以分為 打線鍵合技術(shù) 、 載帶自動(dòng)鍵合技術(shù) 、 倒裝芯片鍵合技術(shù) 。13、DBG切割方法進(jìn)行芯片處理時(shí)，首先進(jìn)行 在硅片正面切割一定深度切口 再 進(jìn)行背面磨削 。14、膜技術(shù)包括了 薄膜技術(shù) 和 厚膜技術(shù) ，制作較厚薄膜時(shí)常采用 絲網(wǎng)印刷 和 漿料干燥燒結(jié) 的方法。15、芯片的表面組裝過(guò)程中，焊料的涂覆方法有 點(diǎn)涂 、 絲網(wǎng)印刷 、 鋼模板印刷 三種。16、涂封技術(shù)一般包括了 順形涂封 和 封膠涂封 。二、名詞解釋1、芯片的引線鍵合技術(shù)(3種) 是將細(xì)金屬線或金屬帶按

4、順序打在芯片與引腳架或封裝基板的焊墊上而形成電路互連，包括超聲波鍵合、熱壓鍵合、熱超聲波鍵合。2、陶瓷封裝陶瓷封裝能提供高可靠度與密封性是利用玻璃與陶瓷及Kovar或Alloy42合金引腳架材料間能形成緊密接合的特性。3、共晶是指在相對(duì)較低的溫度下共晶焊料發(fā)生共晶物熔合的現(xiàn)象，共晶合金直接從固態(tài)變到液態(tài)，而不經(jīng)過(guò)塑性階段，是一個(gè)液態(tài)同時(shí)生成兩個(gè)固態(tài)的平衡反應(yīng)。4、封裝的層次集成電路封裝的層次分為四級(jí)分別為模塊元件（Module）、電路卡工藝（Card）、主電路板（Board）、完整電子產(chǎn)品 。5、可靠性工程可靠性則是對(duì)封裝的可靠性相關(guān)參數(shù)的測(cè)試。產(chǎn)品的可靠性即產(chǎn)品可靠度的性能，具體表現(xiàn)在產(chǎn)品使

5、用時(shí)是否容易出故障，產(chǎn)品使用壽命是否合理等。6、再流焊接技術(shù)再流焊接是預(yù)先在PCB焊接部位(焊盤(pán))施放適量和適當(dāng)形式的焊料，然后貼放表面組裝元器件，經(jīng)固化后，再利用外部熱源使焊料再次流動(dòng)達(dá)到焊接目的的一種成組或逐點(diǎn)焊接工藝。 7、3D封裝是指在不改變封裝體尺寸的前提下，在同一個(gè)封裝體內(nèi)于垂直方向疊放兩個(gè)以上芯片的封裝技術(shù)，它起源于快閃存儲(chǔ)器(NOR/NAND)及SDRAM的疊層封裝。8、切筋 是指切除框架外引腳之間的堤壩及在框架帶上連在一起的地方。9、氣密性封裝是指完全能夠防止污染物（液體或固體）的侵入和腐蝕的封裝。10、順型涂封順型涂封的原料一般為液狀樹(shù)脂，將組裝完成的印制電路板表面清洗干凈

6、后，以噴灑或沉浸的方法將樹(shù)脂原料均勻地涂上，再經(jīng)適當(dāng)?shù)暮婵緹崽幚砘蜃贤馓幚砗蠹闯蔀楸Ｗo(hù)涂層。11、封裝可靠性工程 芯片封裝流程完成后，封裝廠會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性的測(cè)試，可靠性檢測(cè)是檢測(cè)產(chǎn)品“未來(lái)”的質(zhì)量，包括預(yù)處理、溫度循環(huán)測(cè)試、熱沖擊、高溫儲(chǔ)藏、溫度和濕度、高壓蒸煮。12、生胚片將各種無(wú)機(jī)和有機(jī)材料混合后，經(jīng)一定時(shí)間的球磨后即稱(chēng)為漿料。也稱(chēng)為生胚片載體系統(tǒng)，陶瓷管殼的基板是有多層生胚片采用低溫共燒技術(shù)連接在一起的。13、柯肯達(dá)爾空洞是指線材、鍵合點(diǎn)金屬與金屬間化合物之間的兩種擴(kuò)散速率不同的金屬在擴(kuò)散過(guò)程中會(huì)形成缺陷，產(chǎn)生空洞。14、墓碑效應(yīng)小型片狀之表面黏裝零件，因其兩端之金屬封頭與板面焊墊之

7、間，在焊錫性上可能有差異存在或者是兩端散熱的速率不同導(dǎo)致焊錫的固化速率不同。經(jīng)過(guò)紅外線或熱風(fēng)熔焊后，偶爾會(huì)出現(xiàn)一端焊牢而另一端被拉起的浮開(kāi)現(xiàn)象，特稱(chēng)為墓碑效應(yīng)。15、轉(zhuǎn)移成型技術(shù)將將芯片與引線框放在模具中，加熱塑封預(yù)成型塊并放入轉(zhuǎn)移罐，將其壓入澆道通過(guò)澆口進(jìn)入模腔，然后快速固化到一定硬度，用塑料將芯片與引線框架包裝起來(lái)。16、應(yīng)力消除芯片切割之前需要對(duì)芯片進(jìn)行減薄處理，并且經(jīng)過(guò)減薄以后的芯片其后表面的裂紋會(huì)在此步驟中去除掉，芯片的強(qiáng)度也會(huì)增加（應(yīng)力消除），可用干式拋光、化學(xué)研磨液、濕式刻蝕發(fā)、干式刻蝕發(fā)。三、問(wèn)答題1、詳細(xì)描述狹義芯片封裝的工藝流程及其每一步所實(shí)現(xiàn)的作用。工藝流程：為硅片減薄與

8、切割、芯片貼裝、芯片互連、成型技術(shù)、去飛邊毛刺、切筋成形、上焊錫、打碼。作用：為IC芯片提供機(jī)械支撐和環(huán)境保護(hù)、接通半導(dǎo)體芯片的電流通路、提供信號(hào)的輸入和輸出通路、提供熱通路，散逸半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的熱。2、在芯片的組裝過(guò)程中，常常運(yùn)用到各種不同的焊接技術(shù)，詳細(xì)敘述波峰焊技術(shù)和再波峰焊技術(shù)的工藝流程并比較其應(yīng)用范圍。工藝流程：波峰焊技術(shù)：準(zhǔn)備，元件插裝，噴涂釬劑，預(yù)熱，波峰焊，冷卻，清洗 再波峰焊技術(shù)：印刷焊錫膏與pcb通孔焊盤(pán)，放置插裝件，再流焊接。應(yīng)用范圍：一般情況下，波峰焊用于混合組裝方式，再流焊用于全表面貼裝方式 3、在芯片的制造過(guò)程中首先需要對(duì)芯片進(jìn)行減薄與切割，詳細(xì)敘述芯片切割的幾種方

9、式與以及他們的工藝流程。芯片切割方式：機(jī)械式切割，激光式切割，隱形式切割工藝流程：機(jī)械式切割:用機(jī)械的方式對(duì)晶圓進(jìn)行切割以DBG為例，DBG切割方法進(jìn)行芯片處理時(shí)，首先進(jìn)行切割再減薄 激光式切割：以激光全切割為例，將DBG加工后的晶片轉(zhuǎn)放到框架上，剝離掉表面保護(hù)膠帶后，從晶片表面一側(cè)對(duì)DAF進(jìn)行全切割。晶片已經(jīng)分離成了芯片，所以就可以從芯片間照射激光，只將DAF切割 隱形式切割：是將激光聚光與工件內(nèi)部，在工件內(nèi)部形成改質(zhì)層，通過(guò)擴(kuò)展膠膜等方法將工件分割成芯片的切割方法4、WLP（Wafer Level Package）封裝的定義是什么？試描述它的結(jié)構(gòu)以及它的制造工藝流程。WLP是晶圓級(jí)封裝以B

10、GA技術(shù)為基礎(chǔ)，直接在晶圓上進(jìn)行大多數(shù)或是全部的封裝測(cè)試程序，之后再進(jìn)行切割制成單顆組件包括兩個(gè)基本工藝：1.薄膜再分布技術(shù)工藝流程：a.在IC芯片上涂覆金屬布線層介質(zhì)材料 b.淀積金屬薄膜并用光刻方法制備金屬導(dǎo)線和所連接的凸點(diǎn)焊區(qū) c.在凸點(diǎn)焊區(qū)淀積UBM d.在UBM上制作凸點(diǎn) 2.凸點(diǎn)的制作可以通過(guò)應(yīng)用預(yù)測(cè)焊球、絲網(wǎng)印刷或電化學(xué)淀積的方法制作。5、簡(jiǎn)述集成電路狹義封裝的流程。工藝流程：為硅片減薄與切割、芯片貼裝、芯片互連、成型技術(shù)、去飛邊毛刺、切筋成形、上焊錫、打碼6、在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中常用到表面貼裝技術(shù)，是簡(jiǎn)述表面貼裝技術(shù)的組裝方式有哪些。1、單面混合組裝：先貼法、后貼法 2、雙面

11、混合組裝：SMC/SMD和THC同側(cè)方式、SMC/SMD和THC不同側(cè)方式 3、全表面組裝：?jiǎn)蚊姹砻娼M裝、雙面表面組裝。7、集成電路封裝中，經(jīng)常會(huì)用到金屬凸點(diǎn)的制作工藝，如倒裝芯片封裝、微小模塑封封裝等，試描述金屬凸點(diǎn)的工藝流程及其所實(shí)現(xiàn)的功能（包括了多金屬層的制作以及凸點(diǎn)的制作）。凸點(diǎn)形成辦法：蒸鍍焊料凸點(diǎn),電鍍焊料凸點(diǎn),印刷焊料凸點(diǎn),釘頭焊料凸點(diǎn)放球凸點(diǎn) 焊料轉(zhuǎn)移凸, 蒸鍍凸點(diǎn)。以蒸鍍凸點(diǎn)為例，蒸鍍凸點(diǎn)工藝流程：1、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)硅片濺射清洗（a）在沉積金屬前去除氧化物或者照相掩膜。同時(shí)使得硅片鈍化層以及焊盤(pán)表面粗糙以提高對(duì)UBM的結(jié)合力2、金屬掩膜：常常用帶圖樣的鉬金屬掩膜來(lái)覆蓋硅片以利于UBM

12、以及凸點(diǎn)金屬的沉積。金屬掩膜組件一般由背板、彈簧、金屬模板以及夾子等構(gòu)成。硅片被夾在背板與金屬模板之間，然后通過(guò)手動(dòng)對(duì)位，對(duì)位公差可控制在25nm 3、UBM蒸鍍（b）然后按順序蒸鍍Cr層、CrCu層、Cu層以及Au層 4、焊料蒸鍍（c）在UBM表面蒸鍍一層97Pb/Sn或95Pb/Sn。厚度約為100-125nm。形成一個(gè)圓錐臺(tái)形狀。8、CSP（Chip Size Package）封裝的幾種實(shí)現(xiàn)形式與其制造工藝流程是什么？試對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述。CSP是芯片尺寸封裝，是封裝外殼的尺寸不超過(guò)裸芯片尺寸1.2倍的一種先進(jìn)封裝形式（特點(diǎn)：封裝尺寸小，可滿(mǎn)足高密封裝；電學(xué)性能優(yōu)良；測(cè)試、篩選、老化容易

13、；散熱性能優(yōu)良；內(nèi)無(wú)需填料；制造工藝、設(shè)備的兼容性好）實(shí)現(xiàn)形式：剛性基板封裝、柔性基板封裝、引線框架CSP封裝、晶圓級(jí)CSP封裝、薄膜型CSP封裝。工藝流程：芯片制造、芯片測(cè)試、金屬化、光刻、腐蝕、除抗蝕劑、聚酰亞胺保護(hù)層、光刻、聚酰亞胺圖形、除抗蝕劑、聚酰亞胺固化、切割、安裝焊球。9、詳細(xì)描述芯片切割的方法和種類(lèi)，如激光切割、DAF等技術(shù)。芯片切割方式：機(jī)械式切割，激光式切割，隱形式切割工藝流程：機(jī)械式切割:用機(jī)械的方式對(duì)晶圓進(jìn)行切割以DBG為例，DBG切割方法進(jìn)行芯片處理時(shí)，首先進(jìn)行切割再減薄 激光式切割：以激光全切割為例，將DBG加工后的晶片轉(zhuǎn)放到框架上，剝離掉表面保護(hù)膠帶后，從晶片表面一側(cè)對(duì)DAF進(jìn)行全切割。晶片已經(jīng)分離成了芯片，所以就可以從芯片間照射激光，只將DAF切割 隱形式切割：是將激光聚光與工件內(nèi)部，在工件內(nèi)部形成改質(zhì)層，通過(guò)擴(kuò)展膠膜等方法將工件分割成芯片的切割方法10、詳細(xì)敘述SMT貼片機(jī)的構(gòu)成，和每個(gè)組件的作用。 11、什么是氣密性封裝，常見(jiàn)的氣密性封裝形式有哪些，工藝流程是怎樣的。氣密性封裝：是指完全能夠防止污染物（液體或固體）的侵入和腐蝕的封裝常見(jiàn)的氣密性封裝形式：金屬封裝、陶瓷封裝、 玻璃封裝 以