广工微电子封装期末考试复习
微电子器件期末试题知识分享
一、填空题1.PN 结中P 区和N 区的掺杂浓度分别为A N 和D N ,本征载流子浓度为i n ，则PN 结内建电势bi V 的表达式2ln iD A bi n N N q kT V =。
2.对于单边突变结N P +结，耗尽区主要分布在N 区，该区浓度越低，则耗尽区宽度值越大，内建电场的最大值越小；随着正向偏压的增加，耗尽区宽度值降低，耗尽区内的电场降低，扩散电流提高；为了提高N P +结二极管的雪崩击穿电压，应降低N 区的浓度，这将提高反向饱和电流S I 。
)()(I ])()ln(2[)2(||||12||)(21||1||)11(||||||||2212210max 2max 0max max 0max max max max max A n n D p p i p n n n p p S D A s i D A D A s bi s p n x x bi s A D s A s Ds d A s p Ds n N L D N L D qn n L qD p L qD N N n N N N kTN V qN E E N q E x x Edx V E N q E N N q qN E qN E x qN E x qN E x n p +=+=+===+=-==+=+===⎰-反向饱和电流崩击穿电压。
使势垒区拉宽来提高雪的掺杂浓度，过适当降低轻掺杂一侧对于单边突变结，可通解析：εεεεεεεεε3.在设计和制造晶体管时，为提高晶体管的电流放大系数，应当增加发射区和基区的掺杂浓度的比值BE N N ，降低基区宽度。
解析：)1)(1()1]()(211[2*BE B b E E B B B E B B R R N W D N W D L W 口口--=--==ττγβα 4.对于硅PN 结，当V<0.3V 时，电流密度J 满足关系式kT V J 2q ln ∝，此时以势垒区复合电流为主；当V>0.45V 时，电流密度J 满足关系式kTV J q ln ∝，此时以正向扩散电流为主；在室温下，反向电流以势垒区产生电流为主，该电流与i n 存在i n ∝关系。
微电子封装 考试重点解析
术语解释ACA 各向异性到点胶BGA 焊球阵列C4 可控塌陷芯片连接CBGA 陶瓷焊球阵列CCGA 陶瓷焊柱阵列CSP 芯片尺寸封装Dip 双列直插式封装FCB 倒装焊FPBGA 窄节距焊球阵列KGD 优质芯片LCC 无引脚片式载体LCCC 无引脚陶瓷片式载体LCCP 有引脚片式载体封装MCM 多芯片组件MCP 多芯片封装PGA 针栅阵列PQFP 塑料四边引脚扁平封装SIP 单列直插式封装/系统级封装SMP 表面安装封装SOP 小外形封装/系统级封装（system on/in a package）TAB 载带自动焊THT 通孔插装技术UBM 凸点下金属化WB 引线键合WLP 圆片级封装1.微电子封装技术的发展特点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SMP发展，以适合表面安装技术SMT3.以陶瓷封装向塑料封装发展4.以注重发展IC芯片向先发展后道封装再发展芯片转移2.微电子封装的发展趋势1.I/O引脚数将更多2.更高的电性能和热性能3.更轻、更薄、更小4.更便于安装、使用和返修5.可靠性会更高6.性价比会更高，而成本却更低，达到物美价廉3.芯片粘接1.Au-Si 合金共熔法2.Pb-Sn合金片焊接法3.导电胶粘接法4.有机树脂基粘接法4.芯片互联技术1.WB引线键合2.TAB载带自动焊3.FCB倒装焊5.微电子封装的功能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6.WB的分类与特点1.热压焊2.超声焊3.金丝球焊7.Au-Al焊接的问题及其对策金铝接触加热到300℃会生成紫色的金属间化合物，接触电阻更大，更具脆性，因为呈白色俗称白斑。
由于这类化合物各项参数的不同，反应时会产生物质移动，从而在交界层形成可见的“柯肯德尔空洞”，引起器件焊点脱开而失效。
对策：避免在高温下长时间焊压，器件的使用温度也应尽可能低一些。
8.TAB的分类和标准1.TAB单层带：成本低，制作工艺简单，耐热性能好，不能筛选和测试芯片2.TAB双层袋：可弯曲，成本较低。
微电子封装复习详细版(DOC)
1、微电子封装技术中常用封装术语英文缩写的中文名称：DIP：双列直插式封装double in-line packageQFP(J)：四边引脚扁平封装quad flat packagePGA：针栅阵列封装pin grid arrayPLCC：塑料有引脚片式载体plastic leaded chip carrierSOP(J)：IC小外形封装small outline packageSOT：小外形晶体管封装small outline transistor packageSMC/D：表面安装元器件surface mount component/deviceBGA：焊球阵列封装ball grid arrayCCGA：陶瓷焊柱阵列封装C eramic Column Grid ArrayKGD：优质芯片（已知合格芯片）Known Good DieCSP：芯片级封装chip size packageWB：引线键合wire bondingTAB：载带自动焊tape automated bondingFCB：倒装焊flip chip bondingOLB：外引线焊接Outer Lead BondingILB：内引线焊接C4：可控塌陷芯片连接Controlled Collapse Chip ConnectionUBM：凸点下金属化Under Bump MetalizationSMT：表面贴装技术THT：通孔插装技术Through Hole TechnologyCOB：板上芯片COG：玻璃上芯片WLP：晶圆片级封装Wafer Level PackagingC：陶瓷封装P：塑料封装T：薄型F：窄节距B：带保护垫2、微电子封装的分级：零级封装：芯片的连接，即芯片互连级一级封装：用封装外壳将芯片封装成单芯片组件和多芯片组件二级封装：将一级封装和其他组件一同组装到印刷电路板（或其他基板）上三级封装：将二级封装插装到母板上3、微电子封装的功能：1）电源分配：保证电源分配恰当，减少不必要的电源消耗，注意接地线分配问题。
封装技术复习提纲及答案(最新本)概论
第一章绪论1、封装技术发展特点、趋势发展特点：①、微电子封装向高密度和高I/O引脚数发展，引脚由四边引出向引出向面阵列排列发展；②、微电子封装向表面安装式封装（SMP）发展，以适合表面安装技术（SMT）；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、应具有更高的电性能和热性能；③、将更轻、更薄、更小；④、将更便于安装、使用和返修；⑤、可靠性会更高；⑥、性价比会更高，而成本却更低，达到物美价廉。
2、封装的功能：电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑和环境保护。
3、封装技术的分级零级封装：芯片互连级。
一级封装：将一个或多个IC芯片用适宜的材料（金属、陶瓷、塑料或它们的组合）封装起来，同时在芯片的焊区与封装的外引脚间用如上三种芯片互连方法（WB、TAB、FCB）连接起来使之成为有实用功能的电子元器件或组件。
二级封转：组装。
将上一级各种微电子封装产品、各种类型的元器件及板上芯片（COB）一同安装到PWB 或其它基板上。
三级封装：由二级组装的各个插板或插卡再共同插装在一个更大的母板上构成的，立体组装。
4、芯片粘接的方法只将IC芯片固定安装在基板上：Au-Si合金共熔法、Pb-Sn合金片焊接法、导电胶粘接法、有机树脂基粘接法。
芯片互连技术：主要三种是引线键合（WB）、载带自动焊（TAB）和倒装焊（FCB）。
早期有梁式引线结构焊接，另外还有埋置芯片互连技术。
第二章芯片互连技术1、芯片互连技术各自特点及应用引线键合：①、热压焊：通过加热加压力是焊区金属发生塑性形变，同时破坏压焊界面上的氧化层使压焊的金属丝和焊区金属接触面的原子间达到原子引力范围，从而使原子间产生引力达到键合。
加热温度高，容易使焊丝和焊区形成氧化层，容易损坏芯片并形成异质金属间化合物影响期间可靠性和寿命；由于这种焊头焊接时金属丝因变形过大而受损，焊点键合拉力小（＜0.05N/点），使用越来越少。
微电子封装材料进展考核试卷
19. C
20. A
二、多选题
1. ABD
2. ABC
3. AB
4. AB
5. AB
6. ABCD
7. ABC
8. ABCD
9. ABC
10. ABC
11. ABCD
12. ABCD
13. ABD
14. ABCD
15. ABC
16. ABCD
17. ABC
18. ABCD
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.电气
2.锡铅焊料
3.焊接
4. BGA
5.高密度
6.高热导率
7.材料老化
8. SMT
9.无铅
10.热膨胀系数
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. √
5. ×
6. ×
7. √
8. ×
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
1.微电子封装主要保护芯片免受外界环境影响，提供电气连接和机械保护，对电子器件的可靠性和性能至关重要。
C. SOP
D. DIP
5.微电子封装技术的发展趋势不包括以下哪一项？（）
A.高密度封装
B.高可靠性能
C.大尺寸封装
D.环保节能
6.下列哪种材料在微电子封装中用于填充芯片与封装体之间的空隙？（）
A.环氧树脂
B.锡铅焊料
C.硅胶
D.红胶
7.下列关于微电子封装材料性能的描述，错误的是：（）
A.热膨胀系数小
微电子封装材料进展考核试卷
考生姓名：__________答题日期：_______年__月__日得分：_____________判卷人：___________
微电子器件期末复习题含答案
（复合损失使小于 1β0*
小于 1）、
（时间延迟使相位滞后）和（渡越时间的分散使|βω*|减小）
。
53、基区渡越时间 b 是指（从发射结渡越到集电结所需要的平均时间）
。当基区宽度加
倍时，基区渡越时间增大到原来的（2）倍。
54、晶体管的共基极电流放大系数 随频率的（增加）而下降。当晶体管的 下
比例增大，使注入效率下降。
微电子器件（第三版）陈星弼
电子科技大学中山学院/——4
陈卉/题目 王嘉达/答案
答案为个人整理，如有错误请 仔细甄别 ！ 厚德 博学 求是 创新
34、发射区重掺杂效应是指当发射区掺杂浓度太高时，不但不能提高（注入效率）
，反
而会使其（下降）
。造成发射区重掺杂效应的原因是（发射区禁带变窄）和（俄歇
（提高）基区掺
杂浓度。[P90]
47、比较各击穿电压的大小时可知，BVCBO（大于）BVCEO ，BVCBO（远大于）BVEBO。
48、要降低基极电阻 rbb ，应当（提高）基区掺杂浓度，
（提高）基区宽度。
49、无源基区重掺杂的目的是（为了降低体电阻）
。
微电子器件（第三版）陈星弼
电子科技大学中山学院/——5
降到（
0
）时的频率，称为 的截止频率，记为（
2
f
）。
55、晶体管的共发射极电流放大系数 随频率的（增加）而下降。当晶体管的 下
降到
1
0 时的频率，称为 的（截止频率），记为（ f ）。
2
56、当 f f 时，频率每加倍，晶体管的 降到原来的（½）
微电子封装技术-模拟题2及答案
微电子封装技术-模拟题2及答案
微电子封装技术习题练习2及答案
一．填空题
1、TAB按其结构和形状分为、、、四种。
2、芯片凸点下多层金属化是指在Al焊区上形成的多层金属化系统。
3、封装是气密性封装，是非气密性封装。
4、常用铅－锡焊丝作为焊料，其含铅量越高，焊丝的熔点温度也就越，片式元器件最常用的焊接方法是。
5、金刚石是一种理想的基板材料，是具有、、
、、、、的材料。
6、BGA的焊球分布有和两种方法。
7、IC小外形封装结构的引脚有两种不同的形式，分别是型和型。
二、名词解释
1、PGA：
2、QFP：
3、C4技术：
4、WB：
三、简答题
1、焊球连接缺陷有哪几种？分别由什么原因引起的？
2、2、简述SMD元器件与通孔元器件相比，有哪些优势？
3、BGA封装的特点有哪些？
4、CSP封装的特点有哪些？
5、AlN陶瓷材料具有哪些特点?
四、综合题
1、画出PQFP封装工艺流程
2、根据器件外形写出其相应封装类型。
微电子器件 简答题 答案更正
微电子器件
期末考试复习题答案更正及补充
（简答题部分）
主？
答：当 V 比较小时，以 J r 为主； 当 V 比较大时，以 J d 为主。
E G 越大，则过渡电压值就越高。
补：7 、 什么是小注入条件？什么是大注入条件？写出小注入条件和大注入条件下的结定律，并讨论两种情况下中性区边界上载流子浓度随外加电压的变化规律。
大注入，就是注入到半导体中的非平衡少数载流子浓度接近或者超过原来的平衡多数载流子浓度时的一种情况。
改：14、提高基区掺杂浓度会对晶体管的各种特性，如 γ、α、β、
TE C 、EBO BV 、pt V 、A V 、bb r '等
产生什么影响？
改：16、①双极晶体管的理想的共发射极输出特性曲线图，并在图中标出饱和区与放大区的分界线，
②厄尔利效应③击穿现象的共发射极输出特性曲线图。
【重点题】
某突变结的雪崩击穿临界电场为 E C = 4.4 ×105 V/cm ，雪崩击穿电压为 220V ，试求发生击穿时
的耗尽区宽度 x dB 。
解：当 N A >> N D 时， J dn << J dp
降低
虚线代表 V BC = 0 ，或 V CE = V BE ，即放大区与饱和区的分界线。
在虚线右侧，V BC < 0 ，或 V CE >V BE ，为放大区；
在虚线左侧，V BC > 0 ，或 V CE < V BE ，为饱和区。
B dB
C 3B dB 5C 12
2222010cm 10μm 4.410V x E V x E -=⨯====⨯。
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3
QFP 型：
PLCC 型：
TO 型： 金丝引线
粘结剂
引脚
DB 型：
CBGA 型：
TAB 型:
5
MCM 型：
6、封装可靠性分析： （1）铝焊区上采用 Au 丝键合，对键合可靠性的影响及解决对策。 1.对于 Al-Au 金属系统， 焊接处可能生成的金属间化合物就有 Au2Al、 AuAl、 AuAl2、 Au4Al、 Au5Al 等——脆性，导电率较低，长期使用或遇高温后，可能出现压焊强度降低及接触电阻 变大等情况，导致开路或电性能退化； 2.Au-Al 压焊还存在所谓的“柯肯德尔效应”——接触面上造成空洞：在高温下，Au 向 Al 迅速扩散而形成 Au2Al（白斑） 。 防止方法：尽可能避免在高温下长时间压焊，器件使用温度尽可能低。 （2）塑料封装器件吸潮引起的可靠性问题。 由于塑封器件吸潮，会使器件的寿命降低。显然,吸湿量越多,水汽压就会越高,器件寿命 就越短。由于塑封器件是非气密性封装，还会受到生产环境中的污染物(如 Na+)、塑封料残 存的离子性杂质(如 Cl-等)的影响。特别是 Cl-及湿气浸入器件后,将会对芯片的 Al 电极产生 局部腐蚀,形成疏松、脆性的 Al 化合物。湿气和 Cl-对 Al 的不断腐蚀作用，使 Al 电极不断 恶化，导致电参数变得越来越差，最终会导致器件开路而失效。 （3）塑料封装器件吸潮引起的开裂问题：开裂机理、防止措施。 开裂机理： 1. 开裂机理描述 塑封开裂过程分为（1）水汽吸收聚蓄期、 （2）水汽蒸发膨胀期和（3）开裂萌生扩张期三个 阶段， 2. 引起开裂的多种因素 水汽是引起塑封器件开裂的外部因素， 而塑封器件结构所形成的热失配才是引起塑封器件开 裂的根本性内在因素。 3. 封装的水汽吸收与相对湿度密切相关 封装的水汽吸收与环境相对湿度密切相关， 封装贮存期吸收的水汽也与贮存环境的湿度有关 防止措施： 1. 从封装结构的改进上增强抗开裂的能力 2. 对塑封器件进行适宜的烘烤是防止焊接时开裂的有效措施 3. 合适的包装和良好的贮存条件是控制塑封器件吸潮的必要手段 （4）波峰焊焊接表面贴装式元器件产生问题及解决方法。 1. 于 A 处，钎料波峰与元件端面形成封闭的空间，于是接头内形成气孔； 2. 于 B 处，元件脱离时对钎料波峰面形成阴影，造成钎料不足； 3. 元件也受到与接头同样温度的加热，造成破裂或损坏。 解决方法：使用双波峰焊。即增加一个湍波，改单波峰为双波峰。
1
FCB：工艺方法，各工艺方法的关键技术： FCB 工艺方法： 1、热压 FCB 法 2、再流 FCB 法 3、环氧树脂光固化 FCB 法 4、各向异性导电胶 FCB 法 各工艺方法的关键技术： 1.热压 FCB 法： 高精度热压 FCB 机,调平芯片与基板平行度； 2.再流 FCB 法： 控制焊料量及再流焊的温度； 3.环氧树脂光固化 FCB 法： 光敏树脂的收缩力及 UV 光固化； 4.各向异性导电胶 FCB 法： 避免横向导电短路 UV 光固化。 （3）常用芯片凸点制作方法；电镀法制作芯片凸点有关计算：公式、公式中各参数的含义、 单位、电镀时间的计算。 常用芯片凸点制作方法： （1）蒸发/溅射法； （2）电镀法； （3）化学镀法； （4）打球法； （5）激光凸点法； （6）置球和模板印刷法； （7）移植凸点法； （8）叠层法； （9）柔性凸点法； （10）喷射法 电镀法制作芯片凸点有关计算：公式、公式中各参数的含义、单位、电镀时间的计算：根据 对凸点高度的要求不同，电镀时间也不同。根据电解定律，镀层厚度δ为：
6
1、微电子封装技术中常用封装术语英文缩写的中文名称： DIP： 双列直插式封装 QFP(J)：四边引脚扁平封装 PGA： 针栅阵列封装 PLCC： 塑料有引脚片式载体 SOP(J)：IC 小外形封装 SOT： 小外形晶体管封装 SMC/D：表面安装元器件 BGA： 焊球阵列封装 CCGA：陶瓷焊柱阵列封装 KGD： 优质芯片（已知合格芯片） CSP： 芯片级封装 WB： 引线键合 TAB： 载带自动焊 FCB： 倒装焊 OLB： 外引线焊接 ILB： 内引线焊接 C4： 可控塌陷芯片连接 UBM： 凸点下金属化 SMT： 表面贴装技术 THT： 通孔插装技术 COB： 板上芯片 COG： 玻璃上芯片 WLP： 晶圆片级封装 C： 陶瓷封装 P： 塑料封装 T： 薄型 F： 窄节距 B： 带保护垫 2、微电子封装的分级： 零级封装：芯片的连接，即芯片互连级 一级封装：用封装外壳将芯片封装成单芯片组件和多芯片组件 二级封装：将一级封装和其他组件一同组装到印刷电路板（或其他基板）上 三级封装：将二级封装插装到母板上 3、微电子封装的功能： 1） 电源分配：保证电源分配恰当，减少不必要的电源消耗，注意接地线分配问题。 2） 信号分配：使信号延迟尽可能减小，使信号线与芯片的互连路径及通过封装的 I/O 引出 的路径达到最短。 3） 散热通道：保证系统在使用温度要求的范围内能正常工作。 4） 机械支撑：为芯片和其他部件提供牢固可靠的机械支撑，能适应各种工作环境和条件的 变化。 5） 环境保护：保护芯片不被周围环境的影响。 4、微电子封装技术中的主要工艺方法： （1）芯片粘接。 1) Au-Si 合金共熔法 2) Pb-Sn 合金片焊接法 3) 导电胶粘接法 4） 有机树脂基粘接法 （2）互连工艺： WB：主要的 WB 工艺方法；热压超声焊主要工艺参数、材料： WB 工艺方法：热压焊、超声焊和热压超声焊（也叫金丝球焊） 热压超声焊主要工艺参数： 1.热压焊的焊头形状----楔形，针形，锥形 2.焊接温度 3.焊接压力---0.5 到 1.5N/点。4.超声波频率 材料：Au 丝（主要） ，Al 丝，Cu 丝 TAB：内、外引线焊接主要工艺参数、载带的分类： TAB 内、外引线焊接主要工艺参数：焊接温度（T） ；焊接压力(P)；焊接时间(t)； 载带的分类：单层带、双层带、三层带和双金属带
Dk t k d
式中：Dk: 电流密度(A/dm2); t: 电镀时间(h); η: 电流效率; k: 电化当量(g/A.h)； d: 电镀金属密度(g/cm3)。
若δ用 um 作单位，则η的取值应去除百分号 （4）芯片凸点的组成及各部分的作用。 1.Al 膜： 作为芯片焊区 2.粘附层金属： 使 Al 膜和芯片钝化层粘附牢固 3.阻挡层金属： 防止最上层的凸点金属与 Al 互扩散，生成金属间化合物 4.凸点金属： 导电作用 （6）组装工艺： 波峰焊工艺： ①波峰焊工艺步骤； 装板→涂覆焊剂→预热→焊接→热风刀→冷却→卸板 ②波峰焊设备的组成； 传送装置、涂助焊剂装置、预热器、锡波喷嘴、锡缸、冷却风扇等 ③波峰焊接中常见的焊接缺陷； 1.拉尖，2.桥连，3.虚焊，4.锡薄，5.漏焊（局部焊开孔） ，6.印制板变形大， 7.浸润性差，8.焊脚提升 ④波峰焊单班生产产量的计算。 波峰焊机的几项工艺参数:带速、预热温度、焊接时间、倾斜角度之间需要互相协调、反复 调节，其中带速影响到生产量。
2
在大生产中希望有较高的生产能力， 通常各种参数协调的原则是以焊接时间为基础， 协调倾 角与带速，焊接时间一般为 2～3s，它可以通过波峰面的宽度与带速来计算。反复调节带速 与倾角以及预热温度，就可以得到满意的波峰焊接温度曲线。 设 PCB 的长度为 L(与边轨平行边的长度)，PCB 之间间隔为 L1，传递速度为 V，停留时间 为 t，每小时产量为 N，波宽为 W，则传动速度为： V = W/t N = 60V/(L+L1) 例：一台波峰焊机波峰面宽度为 50mm，停留时间为 3s，现焊接 400mm×400mm，PCB 间 距 100mm，求单班(工作时间 7h)产量。 先计算带速： 带速 = 0.05/(1/20) = 1m/min 则：单班产量 = 7×60×1/(0.4+0.1)= 840 块 再流焊工艺： ①再流焊工艺步骤； 滴注/印制钎料膏 → 放置表面贴装元件 → 加热再流 ②再流焊炉加热方式类别； (1)红外再流焊 (2)气相再流焊 (3)激光再流焊 (4)红外/热风再流焊 ③单面采用贴片式元器件的工艺流程； 印刷焊膏-----贴装元件（QFP 片状元件）-----再流焊------清洗 ④单面混装(插装式和贴片式元器件混装)的工艺流程； 涂敷粘结剂-----表面安装元件------固化---------翻转-------插通孔元件------波峰焊------清洗 ⑤双面混装(插装式和贴片式元器件混装)的工艺流程； 先做 A 面： 印刷焊膏-----贴装元件（QFP 片状元件）-----再流焊------翻转 再做 B 面： 点贴片胶-----表面贴装元件-----加热固化-------翻转 补插通孔元件后再波峰焊-------插带通孔元件（DIP 等）------波峰焊------清洗 ⑥双面都采用贴片式元器件的工艺流程； 通常先做 B 面： 印刷焊膏-----贴装元件（QFP 片状元件）-----再流焊------翻转 再做 A 面： 印刷焊膏-----贴装元件（QFP 片状元件）-----再流焊-----检查-----清洗 ⑦表贴式元器件在安装过程中形成的焊接不良和缺陷； 偏移（侧立）和立碑，吸嘴干涉到其它元件 锡球，立碑，吹孔，空洞，元器件移位及偏斜，焊点灰暗，浸润性差，焊后断开，焊料不足， 焊料过量。 ⑧BGA 在安装焊接时焊球与基板焊接过程中常见缺陷。 1）桥连 2）连接不充分 3）空洞 4）断开 5）浸润性差 6）形成焊料小球 7）误对准 5、典型封装的内部结构图和各组成部分名称： TO 型、DIP 型、SOP(J)、QFP(J)、(C)BGA、WB、TAB、FCB、MCM、PLCC 等。 FCB 型：