微电子器件测试与封装-第四章
(完整)半导体集成电路芯片封装技术复习资料_
半导体集成电路封装技术复习大纲第一章集成电路芯片封装技术1.（P1）封装概念：狭义：集成电路芯片封装是利用（膜技术)及（微细加工技术），将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体结构的工艺.广义：将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备,并确保整个系统综合性能的工程。
2。
集成电路封装的目的：在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使集成电路具有稳定、正常的功能.3.芯片封装所实现的功能：①传递电能，②传递电路信号，③提供散热途径,④结构保护与支持.4．在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数：性能，尺寸，重量,可靠性和成本目标。
5.封装工程的技术的技术层次？第一层次，又称为芯片层次的封装，是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定电路连线与封装保护的工艺，使之成为易于取放输送,并可与下一层次的组装进行连接的模块元件.第二层次，将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电子卡的工艺。
第三层次，将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版上使之成为一个部件或子系统的工艺。
第四层次,将数个子系统组装成为一个完整电子厂品的工艺过程。
6.封装的分类？按照封装中组合集成电路芯片的数目，芯片封装可分为：单芯片封装与多芯片封装两大类，按照密封的材料区分,可分为高分子材料和陶瓷为主的种类,按照器件与电路板互连方式，封装可区分为引脚插入型和表面贴装型两大类。
依据引脚分布形态区分，封装元器件有单边引脚，双边引脚，四边引脚,底部引脚四种。
常见的单边引脚有单列式封装与交叉引脚式封装，双边引脚元器件有双列式封装小型化封装，四边引脚有四边扁平封装，底部引脚有金属罐式与点阵列式封装。
7。
芯片封装所使用的材料有金属陶瓷玻璃高分子8.集成电路的发展主要表现在以下几个方面？1芯片尺寸变得越来越大2工作频率越来越高3发热量日趋增大4引脚越来越多对封装的要求：1小型化2适应高发热3集成度提高，同时适应大芯片要求4高密度化5适应多引脚6适应高温环境7适应高可靠性9。
微电子封装技术知到章节答案智慧树2023年潍坊学院
微电子封装技术知到章节测试答案智慧树2023年最新潍坊学院第一章测试1.封装会使芯片包裹的更加紧实，因此提供散热途径不是芯片封装要实现的功能。
（）参考答案:错2.按照封装中组合使用的集成电路芯片的数目，芯片封装可以分为单芯片封装和多芯片封装两类。
（）参考答案:对3.按照针脚排列方式的不同，针栅排列可以提供较高的封装密度，其引脚形式为（）。
参考答案:底部引脚形态4.针栅阵列式封装的引脚分布形态属于（）。
参考答案:底部引脚5.集成电路的零级封装，主要是实现（）。
参考答案:芯片内部器件的互连;芯片内部不同功能电路的连接第二章测试1.硅晶圆可以直接用来制造IC芯片而无需经过减薄处理工艺。
（）参考答案:错2.当金-硅的质量分数为69%和31%时能够实现共熔，且共熔温度最低。
（）参考答案:对3.玻璃胶粘贴法仅适用于（）。
参考答案:陶瓷封装4.以下芯片互连方式，具有最小的封装引线电容的是（）。
参考答案:FC焊接5.集成电路芯片封装的工序一般可分为（）。
参考答案:前道工序;后道工序第三章测试1.轴向喷洒涂胶工艺的缺点为成品易受到水气侵袭。
（）参考答案:对2.碳化硅是半导体，因此它不能作为陶瓷封装的材料。
（）参考答案:错3.陶瓷封装工艺首要的步骤是浆料的制备，浆料成分包含了无机材料和（）。
参考答案:有机材料4.金属封装所使用的的材料除了可达到良好的密封性之外，还可提供良好的热传导及（）。
参考答案:电屏蔽5.降低密封腔体内部水分的主要途径有以下几种（）。
参考答案:采取合理的预烘工艺;尽量降低保护气体的湿度;避免烘烤后管壳重新接触室内大气环境第四章测试1.双列直插封装的引脚数可达1000以上。
（）参考答案:错2.球栅阵列封装形式的芯片无法返修。
（）参考答案:错3.以下封装方式中，具有工业自动化程度高、工艺简单、容易实现量产的封装形式为（）。
参考答案:塑料双列直插式封装4.载带球栅阵列封装所用的焊球，其成分为（）。
参考答案:90%Pb-10%Sn5.陶瓷熔封双列直插式封装结构简单，其三个基本零部件为（）。
微电子器件授课教案
微电子器件授课教案第一章：微电子器件概述1.1 微电子器件的定义与分类1.2 微电子器件的发展历程1.3 微电子器件的应用领域1.4 学习目标与内容安排第二章：半导体物理基础2.1 半导体材料的性质2.2 半导体器件的基本物理过程2.3 PN结的形成与特性2.4 学习目标与内容安排第三章：二极管3.1 二极管的结构与工作原理3.2 二极管的伏安特性3.3 二极管的主要参数3.4 二极管的应用实例3.5 学习目标与内容安排第四章：晶体三极管4.1 晶体三极管的结构与分类4.2 晶体三极管的工作原理4.3 晶体三极管的伏安特性4.4 晶体三极管的主要参数4.5 晶体三极管的应用实例4.6 学习目标与内容安排第五章：场效应晶体管5.1 场效应晶体管的结构与分类5.2 场效应晶体管的工作原理5.3 场效应晶体管的伏安特性5.4 场效应晶体管的主要参数5.5 场效应晶体管的应用实例5.6 学习目标与内容安排第六章：集成电路概述6.1 集成电路的定义与分类6.2 集成电路的制造过程6.3 集成电路的封装与测试6.4 学习目标与内容安排第七章：数字集成电路7.1 数字集成电路的基本组成7.2 逻辑门与逻辑函数7.3 数字集成电路的常用器件7.4 数字集成电路的设计与仿真7.5 学习目标与内容安排第八章：模拟集成电路8.1 模拟集成电路的基本组成8.2 放大器电路8.3 滤波器电路8.4 模拟集成电路的设计与仿真8.5 学习目标与内容安排第九章：电源集成电路9.1 电源集成电路的分类与原理9.2 开关电源集成电路9.3 线性电源集成电路9.4 电源集成电路的应用实例9.5 学习目标与内容安排第十章：微电子器件的应用与前景10.1 微电子器件在电子设备中的应用10.2 微电子器件在现代科技领域的应用10.3 微电子器件的发展趋势与挑战10.4 学习目标与内容安排第十一章：传感器与微电子器件11.1 传感器的定义与作用11.2 常见传感器的原理与特性11.3 传感器与微电子器件的集成11.4 学习目标与内容安排第十二章：微波器件与射频集成电路12.1 微波器件的基本原理12.2 微波二极管与晶体三极管12.3 射频集成电路的设计与应用12.4 学习目标与内容安排第十三章：光电子器件13.1 光电子器件的原理与结构13.2 激光器与光检测器13.3 光电子器件的应用领域13.4 学习目标与内容安排第十四章：功率集成电路14.1 功率集成电路的基本原理14.2 功率MOSFET与IGBT14.3 功率集成电路的设计与仿真14.4 学习目标与内容安排第十五章：微电子器件的未来与发展15.1 微电子器件技术的创新点15.2 纳米电子器件的发展15.3 微电子器件在新型领域的应用15.4 学习目标与内容安排重点和难点解析重点：1. 微电子器件的定义、分类和应用领域。
微电子封装必备答案
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。
《微电子与集成电路设计导论》第四章 半导体集成电路制造工艺
4.4.2 离子注入
图4.4.6 离子注入系统的原理示意图
图4.4.7 离子注入的高斯分布示意图
4.5 制技术 4.5.1 氧化
1. 二氧化硅的结构、性质和用途
图4.5.1 二氧化硅原子结构示意图
氧化物的主要作用： ➢ 器件介质层 ➢ 电学隔离层 ➢ 器件和栅氧的保护层 ➢ 表面钝化层 ➢ 掺杂阻挡层
F D C x
C为单位体积掺杂浓度，
C x
为x方向上的浓度梯度。
比例常数D为扩散系数，它是描述杂质在半导体中运动快慢的物理量， 它与扩散温度、杂质类型、衬底材料等有关；x为深度。
左下图所示如果硅片表面的杂质浓 度CS在整个扩散过程中始终不变， 这种方式称为恒定表面源扩散。
图4.4.1 扩散的方式
自然界中硅的含量 极为丰富，但不能 直接拿来用。因为 硅在自然界中都是 以化合物的形式存 在的。
图4.1.2 拉晶仪结构示意图
左图为在一个可抽真空的腔室内 置放一个由熔融石英制成的坩埚 ，调节好坩埚的位置，腔室回充 保护性气氛，将坩埚加热至 1500°C左右。化学方法蚀刻的籽 晶置于熔硅上方，然后降下来与 多晶熔料相接触。籽晶必须是严 格定向生长形成硅锭。
涂胶工艺的目的就是在晶圆表面建立薄的、均匀的、并且没有缺陷的光刻胶膜。
图4.2.4 动态旋转喷洒光刻胶示意图
3. 前烘
前烘是将光刻胶中的一部分溶剂蒸发掉。使光刻胶中溶剂缓慢、充分地挥发掉， 保持光刻胶干燥。
4. 对准和曝光
对准和曝光是把掩膜版上的图形转移到光刻胶上的关键步骤。
图4.2.5 光刻技术的示意图
图4.2.7 制版工艺流程
4.3 刻蚀
（1）湿法腐蚀
（2）干法腐蚀 ➢ 等离子体腐蚀 ➢ 溅射刻蚀 ➢ 反应离子刻蚀
第四章 Rapid Thermal Process
获得并维持均匀温度。早期的RTP设备多采用反射腔设
计。腔壁的漫反射使光路随机化，从而使辐射在整个硅
片上均匀分布。
硅片的放置：在石英材料的支架上，
石英的化学性质稳定且热导率低。
Hale Waihona Puke （三）RTP设备的关键问题
2、硅片的热不均匀问题(硅片边缘温度比中心低)：
部被降温并导致工艺不均匀。
■ RTP设备中的温度测量方法
RTP设备中的所有温度测量都是间接进行的。 最常用的测温技术是电热测温计和光学高温计：
(1)
热电堆是RTP设备最常用的电热测温计，其工作原理是 塞贝克效应，即加热后的金属结会产生电压，且与温差
成正比。
(2) 光学高温计的工作原理：对某一波长范围内的辐射能量 进行测量，然后用Stefan-Boltzman关系式将能量值转 换为辐射源的温度。 注意：光学高温计测温时必须确保完全过滤掉灯泡在工作波长
（一）RTP 设备与传统高温炉管的区别
4、传统炉管是热壁工艺，容易淀积杂质；RTP设备则
是冷壁工艺，减少了硅片沾污。
5、生产方式：RTP设备为单片工艺，而传统炉管为批
处理工艺。
6、传统炉管的致命缺点是热预算大，无法适应深亚微
米工艺的需要；而RTP设备能大幅降低热预算。
（二）RTP 设备的快速加热能力
1、加热灯管光源波长在0.3-4微米之间， 石英管壁无法有效吸收这一波段的辐射，而硅片则正好相反。 因此，硅片可以吸收辐射能量快速加热， 而此时石英管壁仍维持低温，即所谓冷壁工艺。 2、实际硅片的升温速度取决于以下因素
硅片本身的吸热效率 加热灯管辐射的波长及强度
RTP反应腔壁的反射率
集成电路封装与测试(一)
三人获得了1956年 诺贝尔物理学奖
William B. Shockley
John Bardeen
Walter H. Brattain
1958年9月10日美国的基尔比发明了集成电 路集成电路是美国物理学家基尔比(Jack Kilby)和诺伊斯两人各自独立发明的，都拥有 发明的专利权。 1958年9月10日，基尔比的第一个安置在半 导体锗片上的电路取得了成 功，被称为“相 移振荡器”。 1957年，诺伊斯(Robort Noyce)成立了仙童 半导体公司，成为硅谷的第一家专门研制硅 晶体管的公司。 1959年2月，基尔比申请了专利。不久，得 克萨斯仪器公司宣布，他们已生产出一种比 火柴头还小的半导体固体 电路。诺伊斯虽然 此前已制造出半导体硅片集成电路，但直到 1959年7月才申请专利，比基尔比晚了半年。 法庭后来裁决，集成电路的发明专利属于基 尔比，而 有关集成电路的内部连接技术专利 权属于诺伊斯。两人都因此成为微电子学的 创始人，获得美国的“巴伦坦奖章”。
双边 引脚
SOP (小型化封装 小型化封装) 小型化封装
单边 引脚
SIP 单列引脚式封装） （单列引脚式封装） ZIP 交叉引脚式封装） （交叉引脚式封装）
四边 引脚
QFP PLCC (四侧引脚扁平封装 （无引线塑料封装载体 ） 四侧引脚扁平封装) 四侧引脚扁平封装
双边 引脚
DIP （双列式封装） 双列式封装）
4.2 技术发展趋势
芯片封装工艺： △ 芯片封装工艺： 从逐个管芯封装到出现了圆片级封装， 从逐个管芯封装到出现了圆片级封装，即先将圆片 划片成小管芯。 划片成小管芯。 再逐个封装成器件，到在圆片上完成封装划片后 再逐个封装成器件， 就成器件。 就成器件。 芯片与封装的互连：从引线键合（ △ 芯片与封装的互连：从引线键合（WB）向倒装焊 ） （FC）转变。 ）转变。 微电子封装和PCB板之间的互连： 板之间的互连： △ 微电子封装和 板之间的互连 已由通孔插装(PTH)为主转为表面贴装（SMT）为主。 为主转为表面贴装（ 已由通孔插装 为主转为表面贴装 ）为主。
微电子器件的封装与封装技术
微电子器件的封装与封装技术微电子器件的封装是指将微电子器件通过一系列工艺及材料封装在某种外部介质中，以保护器件本身并方便其连接到外部环境的过程。
封装技术在微电子领域中具有重要的地位，它直接影响着器件的性能、可靠性和应用范围。
本文将对微电子器件的封装和封装技术进行探讨。
一、封装的意义及要求1. 保护器件：封装能够起到保护微电子器件的作用，对器件进行物理、化学及环境的保护，防止外界的机械损伤、湿度、温度、辐射等因素对器件产生不良影响。
2. 提供电子连接：封装器件提供了电子连接的接口，使得微电子器件能够方便地与外部电路连接起来，实现信号传输和电力供应。
3. 散热：现如今，微电子器件的集成度越来越高，功耗也相应增加。
封装应能有效散热，防止过热对器件性能的影响，确保其稳定运行。
4. 体积小、重量轻：微电子器件的封装应尽量减小其体积和重量，以满足现代电子设备对紧凑和便携性的要求。
5. 成本低：封装的制造成本应尽量低，以便推广应用。
二、封装技术封装技术是实现上述要求的关键。
根据封装方式的不同，可以将封装技术分为传统封装技术和先进封装技术。
1. 传统封装技术传统封装技术包括包装封装和基板封装。
（1）包装封装：包装封装即将芯片封装在芯片封装物中，如QFN （无引脚压焊封装）、BGA（球栅阵列封装）等。
这种封装技术适用于小尺寸器件，并具有良好的散热性能和低成本的优点。
（2）基板封装：基板封装主要是通过将芯片封装在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）上来实现。
它有着较高的可靠性和良好的电气连接性，适用于信号速度较慢、功耗较低的器件。
2. 先进封装技术随着微电子技术的发展，需要更加先进的封装技术来满足器件的高集成度、大功率以及快速信号传输等需求。
（1）3D封装技术：3D封装技术是指将多个芯片通过堆叠、缠绕、插口等方式进行组合，以实现更高的器件集成度和性能。
常见的3D封装技术包括TSV（Through-Silicon-Via，通过硅通孔）和芯片堆积技术。
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•双极晶体管的测试
• Page 20
•内容|半导体器件测试
•双极晶体管的测试
•hFE－共发射极低频小信号输出交流短路电流放大系数 •β－当集电极电压与电流为规定值时，Ic与Ib之比，即β ＝IC/IB 。 • 一般数值上hFE＝ β，测试条件VCE= IC=
• 芯片测试（中测） • 成品测试（成测）
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• Page 7
•内容|半导体器件测试
ห้องสมุดไป่ตู้
•器件的符号
•D
•G •S
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• Page 8
•内容|半导体器件测试
•器件的测试
•内容|半导体器件测试
•BVEBO－C极开路时 EB的反向击穿电压
•双极晶体管的测试
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• Page 19
•内容|半导体器件测试
•1、VBESAT:三极 管在饱和状态时输 入的正向压降 •2、VCESAT:三极 管在饱和状态时集 电极－发射极间的 压降，也叫饱和压 降
•二极管的参数
•内容|半导体器件测试
•器件的测试
• 半导体器件测试的目的 ：
• 检验产品能否符合技术指标的要求 • 剔除不良品 • 根据参数进行分选 • 可靠性筛选
• 测试内容：
• 静态电参数 • 动态电参数 • 热阻 • 可靠性测试
•根据不同环境，可分为：
•常温测试 •高温测试 •低温测试
• 按阶段分
•内容|半导体器件测试
•BVCEO –B极开路时CE的反 向击穿电压 •BVCBO－E极开路时CB的反 向击穿电压
•双极晶体管的测试
•作用：测试器件能承受的反 向电压，反向击穿电压越高说 明器件能承受的电压越高
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•双极晶体管的参数
•内容|半导体器件的测试
•MOSFET的参数
• 1.IGSS:栅源漏电
• 2.IDSS：漏源漏电
•D
• 3.BVDSS：漏源反向击穿电压
• 4.VTH： 开启电压
• 5.RDSON： 导通电阻
•G
• 6.VFSD：源漏正向电压
• 7.GMP：跨导
•S
• 8.VP: 夹断电压
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•MOSFET动态参数测试
•ITC5900测试系统 •觉龙 T342栅极等效电阻测试系统
•内容|基础知识
•质量及其单位
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• Page 14
•内容|半导体器件测试
•双极晶体管的测试
•VFBE:BE正向通电流IB，测试BE之间的压降
• Page 4
•内容|半导体器件测试
• 1、ICEO,ICBO,IGE • 2、BVCEO,BVCBO,BVEBO • 3、VCESAT、VBESAT • 4、VTH • 5、VFBE 、VFBC 、VFEC • 7、GMP：GFS • 6、热阻
•IGBT的参数
•内容|半导体器件测试
• VF • VR • IR
•DTS-1000分立器件测试系统 •TESEC 881测试系统 •JCT-200测试系统 •联动科技分立器件测试系统
•静态参数测试设备介绍
•内容|半导体器件测试
•热阻测试仪
•TESEC KT-9614热阻测试仪 •TESEC KT-9414热阻测试仪
•EAS测试系统
•ITC5500 EAS测试系统 •TESEC 3702LV测试系统 •觉龙 T331A EAS测试系统
微电子器件测试与封装第四章
2020年7月12日星期日
•内容|半导体器件测试
• 半导体器件 • 一、集成电路
• ASIC • 存储器 • FPGA
• 二、分立器件
• 双极晶体管——Transistor • 场效应晶体管 ——MOSFET • 可控硅 —— SCR • 二极管 —— Diode • IGBT
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•内容|半导体器件测试
•1、ICEO ：集电极开路 CE之间加电压VCE，测 试CE之间的反向电流 •2、ICBO ：发射极开路 CB之间加电压VCB，测 试CB之间的反向电流 •O－表示OPEN，即开 路的意思，不是0（零） • 由于这些反向电流通 常是不希望它发生的， 因此也叫漏电流
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•SOA
•TESEC SOA测试仪
•其他
•DY-2993晶体管筛选仪
•可靠性测试设备介绍
•内容|半导体器件测试
•动态参数测试设备介绍
•双极晶体管开关参数测试仪：
•伏达UI9600 UI9602晶体管测试仪 •KF-2晶体管测试仪 •觉龙（绍兴宏邦）晶体管开关参数测试系统 •肯艺晶体管开关参数测试系统 •DTS-1000分立器件测试系统
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•双极晶体管的测试
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•内容|半导体器件测试
•双极晶体管的测试
•3、IEBO： C极开路时，EB之间加电压， 测试EB之间的反向电流
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•器件的分类
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•内容|半导体器件测试
• 1、ICEO,ICBO,IEBO • 2、BVCEO,BVCBO,BVEBO • 3、VCESAT、VBESAT • 4、hFE • 5、VFBE 、VFBC 、VFEC • 6、开关时间：TS、TF • 7、热阻
•测试系统
自动分选机
• 主显示器
•（显示参数 、调用程序）
•测试站（测头 ）
• 计数显示器
• 报警灯 • 震盘与导轨
• 气枪
•常规测试系统
•（JUNO DTS-1000）
• TS测试系统
• 自动分选机
•内容|半导体器件测试
•图示仪：
•QT2晶体管特性图示仪 •370B图示仪 •576图示仪
•静态参数测试系统：