集成電路封裝與測試復習題-答案.doc

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可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定的過程為 狹義封裝 ;在次基礎之上，將封裝體與裝配成完整的系統(tǒng)或者設備，這個過程稱之為 廣義封裝 。2、芯片封裝所實現(xiàn)的功能有 傳遞電能 ； 傳遞電路信號 ； 提供散熱途徑 ； 結構保護與支持 。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 、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 、 導電膠粘貼發(fā) 、 玻璃膠粘貼法 。5、金屬凸點制作工藝中，多金屬分層為 黏著層 、 擴散阻擋層 、 表層金保護層 。6、成型技術有多種，包括了 轉移成型技術 、 噴射成型技術 、 預成型技術 、其中最主要的是 轉移成型技術 。7、在焊接材料中，形成焊點完成電路電氣連接的物質(zhì)叫做 焊料 ；用于去除焊盤表面氧化物，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、在芯片的減薄過程中，主要方法有磨削、研磨、 干式拋光 、 化學機械平坦工藝 、 電化學腐蝕 、 濕法腐蝕 、等離子增強化學腐蝕等。12、芯片的互連技術可以分為 打線鍵合技術 、 載帶自動鍵合技術 、 倒裝芯片鍵合技術 。13、DBG切割方法進行芯片處理時，首先進行 在硅片正面切割一定深度切口 再 進行背面磨削 。14、膜技術包括了 薄膜技術 和 厚膜技術 ，制作較厚薄膜時常采用 絲網(wǎng)印刷 和 漿料干燥燒結 的方法。15、芯片的表面組裝過程中，焊料的涂覆方法有 點涂 、 絲網(wǎng)印刷 、 鋼模板印刷 三種。16、涂封技術一般包括了 順形涂封 和 封膠涂封 。二、名詞解釋1、芯片的引線鍵合技術(3種) 是將細金屬線或金屬帶按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)過塑性階段，是一個液態(tài)同時生成兩個固態(tài)的平衡反應。4、封裝的層次集成電路封裝的層次分為四級分別為模塊元件（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封裝的可靠性相關參數(shù)的測試。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)品使用時是否容易出故障，產(chǎn)品使用壽命是否合理等。6、再流焊接技術再流焊接是預先在PCB焊接部位(焊盤)施放適量和適當形式的焊料，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達到焊接目的的一種成組或逐點焊接工藝。 7、3D封裝是指在不改變封裝體尺寸的前提下，在同一個封裝體內(nèi)于垂直方向疊放兩個以上芯片的封裝技術，它起源于快閃存儲器(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脂，將組裝完成的印制電路板表面清洗干凈后，以噴灑或沉浸的方法將樹脂原料均勻地涂上，再經(jīng)適當?shù)暮婵緹崽幚砘蜃贤馓幚砗蠹闯蔀楸Ｗo涂層。11、封裝可靠性工程 芯片封裝流程完成后，封裝廠會對產(chǎn)品進行可靠性的測試，可靠性檢測是檢測產(chǎn)品“未來”的質(zhì)量，包括預處理、溫度循環(huán)測試、熱沖擊、高溫儲藏、溫度和濕度、高壓蒸煮。12、生胚片將各種無機和有機材料混合后，經(jīng)一定時間的球磨后即稱為漿料。也稱為生胚片載體系統(tǒng)，陶瓷管殼的基板是有多層生胚片采用低溫共燒技術連接在一起的。13、柯肯達爾空洞是指線材、鍵合點金屬與金屬間化合物之間的兩種擴散速率不同的金屬在擴散過程中會形成缺陷，產(chǎn)生空洞。14、墓碑效應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致焊錫的固化速率不同。經(jīng)過紅外線或熱風熔焊后，偶爾會出現(xiàn)一端焊牢而另一端被拉起的浮開現(xiàn)象，特稱為墓碑效應。15、轉移成型技術將將芯片與引線框放在模具中，加熱塑封預成型塊并放入轉移罐，將其壓入澆道通過澆口進入模腔，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。16、應力消除芯片切割之前需要對芯片進行減薄處理，并且經(jīng)過減薄以后的芯片其后表面的裂紋會在此步驟中去除掉，芯片的強度也會增加（應力消除），可用干式拋光、化學研磨液、濕式刻蝕發(fā)、干式刻蝕發(fā)。三、問答題1、詳細描述狹義芯片封裝的工藝流程及其每一步所實現(xiàn)的作用。工藝流程：為硅片減薄與切割、芯片貼裝、芯片互連、成型技術、去飛邊毛刺、切筋成形、上焊錫、打碼。作用：為IC芯片提供機械支撐和環(huán)境保護、接通半導體芯片的電流通路、提供信號的輸入和輸出通路、提供熱通路，散逸半導體芯片產(chǎn)生的熱。2、在芯片的組裝過程中，常常運用到各種不同的焊接技術，詳細敘述波峰焊技術和再波峰焊技術的工藝流程并比較其應用范圍。工藝流程：波峰焊技術：準備，元件插裝，噴涂釬劑，預熱，波峰焊，冷卻，清洗 再波峰焊技術：印刷焊錫膏與pcb通孔焊盤，放置插裝件，再流焊接。應用范圍：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、在芯片的制造過程中首先需要對芯片進行減薄與切割，詳細敘述芯片切割的幾種方式與以及他們的工藝流程。芯片切割方式：機械式切割，激光式切割，隱形式切割工藝流程：機械式切割:用機械的方式對晶圓進行切割以DBG為例，DBG切割方法進行芯片處理時，首先進行切割再減薄 激光式切割：以激光全切割為例，將DBG加工后的晶片轉放到框架上，剝離掉表面保護膠帶后，從晶片表面一側對DAF進行全切割。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，通過擴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？試描述它的結構以及它的制造工藝流程。WLP是晶圓級封裝以BGA技術為基礎，直接在晶圓上進行大多數(shù)或是全部的封裝測試程序，之后再進行切割制成單顆組件包括兩個基本工藝：1.薄膜再分布技術工藝流程：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線和所連接的凸點焊區(qū) c.在凸點焊區(qū)淀積UBM d.在UBM上制作凸點 2.凸點的制作可以通過應用預測焊球、絲網(wǎng)印刷或電化學淀積的方法制作。5、簡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、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)過程中常用到表面貼裝技術，是簡述表面貼裝技術的組裝方式有哪些。1、單面混合組裝：先貼法、后貼法 2、雙面混合組裝：SMC/SMD和THC同側方式、SMC/SMD和THC不同側方式 3、全表面組裝：單面表面組裝、雙面表面組裝。7、集成電路封裝中，經(jīng)常會用到金屬凸點的制作工藝，如倒裝芯片封裝、微小模塑封封裝等，試描述金屬凸點的工藝流程及其所實現(xiàn)的功能（包括了多金屬層的制作以及凸點的制作）。凸點形成辦法：蒸鍍焊料凸點,電鍍焊料凸點,印刷焊料凸點,釘頭焊料凸點放球凸點 焊料轉移凸, 蒸鍍凸點。以蒸鍍凸點為例，蒸鍍凸點工藝流程：1、現(xiàn)場對硅片濺射清洗（a）在沉積金屬前去除氧化物或者照相掩膜。同時使得硅片鈍化層以及焊盤表面粗糙以提高對UBM的結合力2、金屬掩膜：常常用帶圖樣的鉬金屬掩膜來覆蓋硅片以利于UBM以及凸點金屬的沉積。金屬掩膜組件一般由背板、彈簧、金屬模板以及夾子等構成。硅片被夾在背板與金屬模板之間，然后通過手動對位，對位公差可控制在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。形成一個圓錐臺形狀。8、CSP（Chip Size Package）封裝的幾種實現(xiàn)形式與其制造工藝流程是什么？試對其進行簡要的描述。CSP是芯片尺寸封裝，是封裝外殼的尺寸不超過裸芯片尺寸1.2倍的一種先進封裝形式（特點：封裝尺寸小，可滿足高密封裝；電學性能優(yōu)良；測試、篩選、老化容易；散熱性能優(yōu)良；內(nèi)無需填料；制造工藝、設備的兼容性好）實現(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CSP封裝、薄膜型CSP封裝。工藝流程：芯片制造、芯片測試、金屬化、光刻、腐蝕、除抗蝕劑、聚酰亞胺保護層、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、詳細描述芯片切割的方法和種類，如激光切割、DAF等技術。芯片切割方式：機械式切割，激光式切割，隱形式切割工藝流程：機械式切割:用機械的方式對晶圓進行切割以DBG為例，DBG切割方法進行芯片處理時，首先進行切割再減薄 激光式切割：以激光全切割為例，將DBG加工后的晶片轉放到框架上，剝離掉表面保護膠帶后，從晶片表面一側對DAF進行全切割。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，通過擴展膠膜等方法將工件分割成芯片的切割方法10、詳細敘述SMT貼片機的構成，和每個組件的作用。 11、什么是氣密性封裝，常見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的氣密性封裝形式：金屬封裝、陶瓷封裝、 玻璃封裝 以