微电子封装必备答案

微电子封装答案

微电子封装

第一章绪论

1、微电子封装技术的发展特点是什么？发展趋势怎样？（P8、9页）

答：特点：

（1）微电子封装向高密度和高I/O引脚数发展，引脚由四边引出向面阵排列发展。

（2）微电子封装向表面安装式封装发展，以适合表面安装技术。

（3）从陶瓷封装向塑料封装发展。

（4）从注重发展IC芯片向先发展后道封装再发展芯片转移。

发展趋势：

（1）微电子封装具有的I/O引脚数将更多。

（2）微电子封装应具有更高的电性能和热性能。

（3）微电子封装将更轻、更薄、更小。

（4）微电子封装将更便于安装、使用和返修。

（5）微电子封装的可靠性会更高。

（6）微电子封装的性能价格比会更高，而成本却更低，达到物美价廉。

2、微电子封装可以分为哪三个层次（级别）？并简单说明其内容。（P15～18页）答：（1）一级微电子封装技术

把IC芯片封装起来，同时用芯片互连技术连接起来，成为电子元器件或组件。

（2）二级微电子封装技术

这一级封装技术实际上是组装。将上一级各种类型的电子元器件安装到基板上。

（3）三级微电子封装技术

由二级组装的各个插板安装在一个更大的母板上构成，是一种立体组装技术。

3、微电子封装有哪些功能？（P19页）

答：1、电源分配2、信号分配3、散热通道4、机械支撑5、环境保护

4、芯片粘接方法分为哪几类？粘接的介质有何不同（成分）？。（P12页）

答：(1)Au-Si合金共熔法(共晶型) 成分：芯片背面淀积Au层,基板上也要有金属化层(一般为Au或Pd-Ag)。

（2）Pb-Sn合金片焊接法(点锡型) 成分：芯片背面用Au层或Ni层均可，基板导体除Au、Pd-Ag外，也可用Cu

(3)导电胶粘接法(点浆型) 成分：导电胶（含银而具有良好导热、导电性能的环氧树脂。）

(4)有机树脂基粘接法(点胶型) 成分：有机树脂基（低应力且要必须去除α粒子）

5、简述共晶型芯片固晶机（粘片机）主要组成部分及其功能。

答：系统组成部分：

1 机械传动系统

2 运动控制系统

3 图像识别（PR）系统

4 气动/真空系统

5 温控系统

6、和共晶型相比，点浆型芯片固晶机（粘片机）在各组成部分及其功能的主要不同在哪里？答：

名词解释：取晶、固晶、焊线、塑封、冲筋、点胶

第二章芯片互连技术

1、芯片互连的方法主要分为哪几类？各有什么特点？（P13页）

答：（1）引线键合（WB）特点：焊接灵活方便，焊点强度高，通常能满足70um以上芯片悍区尺寸和节距的焊接需要。

（2）载带自动焊（TAB）特点：综合性能比WB优越

（3）倒装焊（FCB）特点：芯片面朝下，将芯片焊区与基板悍区直接相连。

2、WB的分类及特点如何？（P23页）

答：（1）热压焊特点：易氧化易压伤键合力小

（2）超声焊(超声键合) 特点：与热压焊相比，可提高焊接质量，接头强度也较高；无加热，所以对芯片无影响；可根据不同需求调节能量，焊不同粗细的Al丝；不产生化合物。（3）金丝球焊特点：最具代表性的引线键合焊接技术。压点面积大，又无方向性,可实现微机控制下的高速自动化焊接,往往带超声功能,具有超声焊优点。

3、说明金丝球焊的主要工艺过程及其工作原理。（P24页）

答：工艺过程：

(1)打火烧球（EFO负电子烧球）

(2)、一焊（热压超声球焊）

(3)拉弧（焊头XYZ协调动作）

(4)二焊（热压超声焊）

(5)留尾丝

(6)回打火位、送丝等，开始下一个循环

工作原理：将键合引线垂直插入毛细管劈刀的工具中，引线在电火花作用下受热成液态，由于表面张力作用而形成球状,在摄像和精密控制下,劈刀下降使球接触晶片键合区,对球加压,使球和焊盘金属形成冶金结合完成第一点焊接过程,然后劈刀提起,沿着预定的轨道移动，称作弧形走线,到达第二个键合点时，利用压力和超声能量形成月牙式第二个焊点,劈刀垂直运动截断丝尾部。这样完成两次焊接和一个弧线循环。

4、说明铝丝焊（超声焊）的主要工艺过程及其工作原理。（P24页）

答：工艺过程：（1）楔运动到待键合位置

（2）施加超声波，键合第一个焊点

（3）键合第一个焊点后，楔头抬起

（4）准备键合第二个焊点

（5）键合第二个焊点

（6）去除尾丝

工作原理：在常温下，利用超声波（US）发生器产生的能量，通过磁致伸缩换能器，在超高频磁场感应下，迅速伸缩而产生弹性振动，经变幅杆传给劈刀；同时在劈刀上施加一定压力，劈刀在两种力作用下带动Al丝在被焊焊区的金属化层（如Al膜）上迅速摩擦，使Al 和Al膜表面产生塑性变形，同时破坏氧化层，使Al丝和Al膜达到原子间的“键合”，形成牢固焊接。

5、TAB技术的关键材料包括哪三部分材料？（P29页）

答：(1)基带材料(2)TAB的金属材料(3)芯片凸点的金属材料

6、TAB的关键技术包括哪三部分技术？（P30页）

答：(1)芯片凸点的制作技术；

(2)TAB载带的制作技术；

(3)载带引线与芯片凸点的内引线焊接技术和载带外引线的焊接技术。

7、ILB或OLB的方法主要有哪两种？

答：热压焊法和热压再流焊法

8、说明倒装焊的特点和优点（P44页）

答：特点：FCB是芯片与基板直接安装互连的一种方法，芯片面朝下。

优点：1）芯片面朝下，连线短，互连产生的杂散电容、互连电阻和电感均比WB和TAB 小得多，因此适于高频、高速的电子产品应用。

2）FCB芯片安装互连占的基板面积小，因而芯片安装密度高。FCB的芯片焊区可面阵布局,更适于高I/O数的芯片使用。

3）芯片的安装、互连同时完成，简化了安装互连工艺,快速、省时，适于使用先进的SMT 进行工业化大批量生产。

9、芯片凸点的多层金属化系统有哪三层，各层的主要作用是什么？（P46页）

答：（1）粘附层金属: 粘附作用；数十纳米厚的Cr、Ti、Ni层。

（2）阻挡层金属: 防止凸点金属越过粘附层与Al焊区形成脆性中间金属化合物;数十至数百纳米厚的Pt、W、Pd、Mo、Cu、Ni层。

（3）凸点金属: 导电；Au、Cu、Ni、Pb-Sn、In等。

10、芯片凸点的制作方法主要有哪些？（P46页）

答：1. 蒸发/溅射凸点制作法

2. 电镀凸点制作法

3. 化学镀凸点制作法

4. 打球（钉头）凸点制作法

5. 置球及模板印刷制作焊料凸点的工艺方法

6. 放球法制作焊料凸点的工艺方法

7. 激光凸点制作法

8. 移置凸点制作法

9. 柔性凸点制作法

10. 叠层凸点制作法

11. 喷射Pb-Sn焊料凸点制作法

11、说明各向异性导电胶的焊区互连原理，并画图示意。

答：玻璃上芯片（COG）技术的原理为：先在基板上涂覆各向异性导电胶薄膜（ACAF），将带有凸点的IC芯片与基板上的金属焊区对位后，在芯片上加压并进行ACA固化，导电粒子挤压在凸点与焊区之间，上下接触而导电。原理如图所示。

12、解释C4的含义及主要优点。（P61页）

答：俗称再流焊接发，专对各类Pn-Sn焊料凸点进行再流焊接。

优点：（1）具有一般凸点芯片FCB的优点，另外它的凸点还可整个芯片面阵分布，再流时能够弥补基板的凹凸不平或扭曲等。因此，不但可与光滑平整的陶瓷/Si基板金属焊区互连，还能与PWB上的金属焊区互连。

（2）C4的芯片凸点使用高熔点的焊料，而PWB上的焊区使用低熔点的常规焊料，倒装焊再流时，C4凸点不变形，只有低熔点的焊料熔化，这就可以弥补PWB基板的缺陷产生的焊接不均匀问题。

（3）可使光电器件封装中的波导和光纤连接自对准精度达到预定要求。

第三章插装元器件的封装技术

1、插装元器件按封装材料分为哪些类？（P80页）

答：（1）金属封装（2）陶瓷封装（3）塑料封装

2、插装元器件按外形结构分为哪些类？（P80页）

答：圆柱形外壳封装（TO）、矩形单列直插式封装（SIP）、双列直插式封装（DIP）、针栅阵