第五章 微电子封装技术
微电子封装技术智慧树知到答案章节测试2023年潍坊学院
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。
（）A:对B:错答案:B2.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。
（）A:错B:对答案:B3.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（）。
A:背部引脚形态B:周边引脚形态C:底部引脚形态D:中心引脚形态答案:C4.针栅阵列式封装的引脚分布形态属于（）。
A:底部引脚B:单边引脚C:四边引脚D:中心引脚答案:A5.集成电路的零级封装，主要是实现（）。
A:芯片内部器件的互连B:芯片内部不同功能电路的连接C:打码D:键合引线答案:AB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。
（）A:错B:对答案:A2.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。
（）A:错B:对答案:B3.玻璃胶粘贴法仅适用于（）。
A:塑料封装B:陶瓷封装C:金属封装D:玻璃封装答案:B4.以下芯片互连方式，具有最小的封装引线电容的是（）。
A:WB键合B:FC焊接C:Hot-WB键合D:TAB键合答案:B5.集成电路芯片封装的工序一般可分为（）。
A:前道工序B:第二工序C:第一工序D:后道工序答案:AD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。
（）A:对B:错答案:A2.碳化硅是半导体，因此它不能作为陶瓷封装的材料。
（）A:错B:对答案:A3.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（）。
A:玻璃粉末B:有机材料C:塑料颗粒D:陶瓷粉末答案:B4.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（）。
A:抗腐蚀B:保护C:电屏蔽D:支撑答案:C5.降低密封腔体内部水分的主要途径有以下几种（）。
A:采取合理的预烘工艺B:抽真空工艺C:尽量降低保护气体的湿度D:避免烘烤后管壳重新接触室内大气环境答案:ACD第四章测试1.双列直插封装的引脚数可达1000以上。
微电子封装的技术ppt
后段封装流程
划片
装片
将制造好的半导体芯片从晶圆上分离出来， 成为独立的个体。
将独立的半导体芯片按照一定的顺序和方式 装入封装壳内。
引线键合
打胶
通过金属引线将半导体芯片的电极与封装壳 的引脚相连，实现电路连接。
用环氧树脂等材料将半导体芯片和引线进行 固定和密封，以保护内部的电路。
封装测试流程
功能测试
信号完整性
高速信号传输过程中需要考虑信号完整性，包括 信号幅度、时间、相位等因素。
时序优化
高速信号传输需要优化时序关系，确保信号传输 的稳定性和可靠性。
高性能化趋势
多核处理器
采用多核处理器技术，提高计 算速度和性能。
GPU加速
采用GPU加速技术，提高图像处 理、人工智能等应用的性能。
存储器集成
将存储器与处理器集成在同一封装 内，提高数据处理速度和性能。
陶瓷材料
具有高导热、高绝缘、高强度和化学稳定性等特点，是微电子封装中应用最广泛 的材料之一，包括氧化铝、氮化硅和碳化硅等。
塑料材料
具有成本低、易加工和重量轻等特点，是微电子封装中应用最广泛的材料之一， 包括环氧树脂、聚酰亚胺和聚醚醚酮等。
最新封装设备
自动测试设备
用于检测芯片的性能和质量，包括ATE(Automatic Test Equipment)和ETE(Electronic Test Equipment)等。
其他领域
医疗设备
微电子封装技术可以实现医疗设备的信号传输和处理，提高医 疗设备的性能和稳定性。
航空航天
微电子封装技术可以实现航空航天设备的信号传输和处理，提高 航空航天的性能和稳定性。
智能家居
微电子封装技术可以实现智能家居设备的信号传输和处理，提高 智能家居的性能和稳定性。
微电子封装技术
微电子封装技术第一章绪论1、封装技术发展特点、趋势。
（P8）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（P19）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（P12）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（P12）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（超级重点章节）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。
两金属界面不平整，加热加压可使上下金属相互镶嵌；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。
微电子封装技术讲义06.07[1]
![微电子封装技术讲义06.07[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8423da2c5acfa1c7aa00ccc4.png)
二、集成电路(IC)
集成电路: 半导体晶片经过平面工艺加工制造成
元件、器件和互连线、并集成在基片表面、 内部或之上的微小型化电路或系统。
通常所说的“芯片”是指封装好的集 成电路。 如果不能生产芯片， 就好像我 们盖房子的水平已经不错了,但是，盖房子 所用的砖瓦还不能生产一样，要命的是， 这个“砖瓦”还很贵。一般来说，“芯片” 成本最能影响电子产品整机的成本。
5、环境保护：半导体器件和电路的许多参数， 以及器件的稳定性、可靠性都直接与半导体表面的状 态密切相关。半导体器件和电路制造过程中的许多工 艺措施也是针对半导体表面问题的。半导体芯片制造 出来后，在没有将其封装之前，始终都处于周围环境 的威胁之中。在使用中，有的环境条件极为恶劣，必 须将芯片严加密封和包封。所以，微电子封装对芯片 的环境保护作用显得尤为重要。
用墨点标注的芯 片（随机和无功 能的芯片）
光刻对 准标记
用墨点标注的芯 片（边缘芯片和 无功能的芯片）
测试芯片
分离芯片 的划片线
边缘芯片 （100mm直径晶 圆片留6mm）
硅圆片的规格
直径小于150MM的圆片，要在晶锭的整个长度上沿 一定的晶向磨出平边，以指示晶向和掺杂类型：直径更 大的圆片，在边缘磨出缺口。
（2） 锯片法：厚晶片的出现使得锯片法的发展成 为划片工艺的首选方法。此工艺使用了两种技术， 并且每种技术开始都用钻石锯片从芯片划线上经过。 对于薄的晶片，锯片降低到晶片的表面划出一条深 入1/3晶片厚度的浅槽。芯片分离的方法仍沿用划片 法中所述的圆柱滚轴加压法。第二种划片的方法是 用锯片将晶片完全锯开成单个芯片。
三、 光刻
光刻：指用光技术在晶圆上刻蚀电路，IC生产 的主要工艺手段。
四、 前道工序
微电子封装技术
微电子封装技术1. 引言微电子封装技术是在微电子器件制造过程中不可或缺的环节。
封装技术的主要目的是保护芯片免受机械和环境的损害，并提供与外部环境的良好电学和热学连接。
本文将介绍微电子封装技术的发展历程、常见封装类型以及未来的发展趋势。
2. 微电子封装技术的发展历程微电子封装技术起源于二十世纪五十年代的集成电路行业。
当时，集成电路芯片的封装主要采用插入式封装（TO封装）。
随着集成度的提高和尺寸的缩小，TO封装逐渐无法满足发展需求。
在六十年代末，贴片式封装逐渐兴起，为微电子封装技术带来了发展的机遇。
到了二十一世纪初，球栅阵列（BGA）和无线芯片封装技术成为主流。
近年来，微电子封装技术的发展方向逐渐向着三维封装和追求更高性能、更小尺寸的目标发展。
3. 常见的微电子封装类型3.1 插入式封装插入式封装是最早使用的微电子封装技术之一。
它的主要特点是通过将芯片引线插入封装底座中进行连接。
插入式封装一开始使用的是TO封装，后来发展出了DIP（双列直插式封装）、SIP（单列直插式封装）等多种封装类型。
插入式封装的优点是可维修性高，缺点是不适合高密度封装和小尺寸芯片。
3.2 表面贴装封装表面贴装封装是二十世纪六十年代末期兴起的一种封装技术。
它的主要原理是将芯片连接到封装底座上，再将整个芯片-底座组件焊接到印刷电路板（PCB）上。
表面贴装封装可以实现高密度封装和小尺寸芯片，适用于各种类型的集成电路芯片。
常见的表面贴装封装类型有SOIC、QFN、BGA等。
3.3 三维封装三维封装是近年来兴起的一种封装技术。
它的主要原理是在垂直方向上堆叠多个芯片，通过微弧焊接技术进行连接。
三维封装可以实现更高的集成度和更小的尺寸，同时减少芯片间的延迟。
目前，三维封装技术仍在不断研究和改进中，对于未来微电子封装的发展具有重要意义。
4. 微电子封装技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，微电子封装技术也在不断发展。
未来，微电子封装技术的发展趋势可以总结为以下几点：1.高集成度：随着芯片制造工艺的不断进步，集成度将继续提高，将有更多的晶体管集成在一个芯片上，这将对封装技术提出更高的要求。
微电子封装技术范文
微电子封装技术范文
一、简介
微电子封装技术是指用于将微电子元件和集成电路封装在一起，作为
一个完整的系统的技术。
它主要用于控制电子元件、模块的显示、操作、
维护、安装等。
该技术的实现，一般是通过把封装后的微电子元件或集成
电路组装成一个模块，并安装到一个安装面板上，使其与外部连接成为一
个完整的系统。
二、特点
1、电子性能好：微电子封装技术一般采用材料的灵活性，能够有效
地改善电子产品的性能，从而满足用户对性能要求。
2、可靠性高：由于微电子封装技术能够改善电子器件的可靠性，因
此可以使得产品的可靠性得到很大的提高。
3、易于操作：由于封装技术能够把电子元件或集成电路组装成完整
的模块，并且这些模块能够很容易地安装在一个安装面板上，使得电子设
备的操作变得非常简单方便，而且能够减少维护和检修的工作量。
4、减少占地面积：由于所有的电子元件可以放在一个封装模块上，
因此减少了电子设备的占地面积，从而能够减少电子设备的安装空间。
三、流程
1、封装结构设计：在这一步中，先根据电路的功能需求，确定封装
的结构形状，包括封装件的结构、位置和定位方式等。
2、封装制造：根据设计的封装结构，使用压力铸造机、电子焊接机、注塑机等机械。
微电子封装的技术
微电子封装的技术
一、微电子封装技术
微电子封装技术是一种具有重要意义的组装技术，指的是将电子元器
件以及各种电路片，封装在一块小型的基板上，以满足电子系统的整体功
能要求。
它包括电路打孔、抹焊、封装层、精细测试和安装等组装工序，
也是电子设备中主要的结构技术之一
1、电路打孔
在打孔前必须进行电路的布局设计，确定打孔位置和孔径，保证元件
的正确安装，以及使孔径和电路块之间的间距符合规范。
在微型电路中，
电路打孔技术主要有两种：以激光电路打孔技术为主，以电火焊技术为辅，以确保其质量和可靠性。
2、抹焊
抹焊是指在电路板上通过焊锡来固定电子元件的一种技术，具有紧密
牢固的焊接效果。
抹焊时首先要按照设计图纸上的规格，将元件安装在电
路板上，再通过焊锡等抹焊材料将元件焊接到电路板上，保证了元件之间
的连接牢固，稳定可靠。
3、封装层
封装层是把一块电路块封装在一块可拆卸的塑料外壳里，具有较好的
封装效果，还可以防护电路板免受灰尘、湿气、油渍等外界因素的侵袭。
封装层还可以减少电路板上元件之间的相互干扰，提高了元器件的工作稳
定性和可靠性
4、精细测试。
PPT微电子封装技术讲义
金属材料的可靠性较高，能够承 受较高的温度和压力，因此在高 集成度的芯片封装中广泛应用。
高分子材料
高分子材料在微电子封装中主要用于 绝缘、密封和塑形。常见的高分子材 料包括环氧树脂、聚酰亚胺、聚四氟 乙烯等，它们具有良好的绝缘性能和 化学稳定性。
高分子材料成本较低，加工方便，因 此在低端和大规模生产中应用较广。
板级封装
1
板级封装是指将多个芯片或模块安装在同一基板 上，并通过基板与其他器件连接的系统封装类型。
2
板级封装具有制造成本低、易于维修和更换等优 点，因此在消费电子产品中应用广泛。
3
常见的板级封装类型包括双列直插式封装 （DIP）、小外形封装（SOP）、薄型小外形封 装（TSOP）等。
系统级封装
系统级封装是指将多个芯片、模块和其他元器件集成在一个封装体内，形成一个完 整的系统的封装类型。
微电子封装技术的应用领域
通信
高速数字信号处理、 光通信、无线通信等。
计算机
CPU、GPU、内存条 等计算机硬件的封装 和互连。
消费电子
智能手机、平板电脑、 电视等消费电子产品 中的集成电路封装。
汽车电子
汽车控制单元、传感 器、执行器等部件的 封装和互连。
医疗电子
医疗设备中的传感器、 控制器、执行器等部 件的封装和互连。
详细描述
芯片贴装是将微小芯片放置在基板上的过程，通常使用粘合剂将芯片固定在基板 上，以确保芯片与基板之间的电气连接。这一步是封装工艺中的关键环节，因为 芯片的正确贴装直接影响到后续的引线键合和整体封装质量。
引线键合
总结词
引线键合是将芯片的电路与基板的电路连接起来的工艺过程。
详细描述
引线键合是通过物理或化学方法将芯片的电路与基板的电路连接起来的过程。这一步通常使用金属线或带状线， 通过焊接、超声波键合或热压键合等方式将芯片与基板连接起来，以实现电气信号的传输。引线键合的质量直接 影响着封装产品的性能和可靠性。
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封装技术的第二次重大变革
QFP贴装技术 20世纪90年代初中期
BGA贴装技术
4、BGA Ball Grid Array 球状栅阵电极封装
背面
焊料微球凸点
导线丝 引线架
IC芯片
基板
封装树脂
BGA
内引线
焊料微球凸点
回流焊
回流焊:通过掩膜预先将适量的焊料置于印制板上需要 钎焊的地方，然后将需要装载的元件贴装在印制板相应 的电极上，再利用各种加热方式对整个印制板进行加热， 使焊料熔化，实现元件电极与对应预涂焊点的互联
成功源于不懈0:48:27 00:48:2 700:481 1/22/2 020 12:48:27 AM
每天只看目标，别老想障碍
•
3、
。20.1 1.2200: 48:270 0:48Nov -2022-Nov-20
宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子
•
4、
。00:4 8:2700: 48:270 0:48Sunday, November 22, 2020
回流焊 树脂下填充
芯片
4、CSP发展新趋势
1、MCM组装 2、三维封装
将多个裸芯片不加封装，直接装载于同一
1、MCM组装
印制板上并封装于同一壳体内，与一般单芯片 封装的SMT相比，面积减小了3~6倍，重量减
Multi chip module 轻了3倍以上，由于减小了引线长度故可明显
改善信号延迟、降低高频损耗
引脚向内弯曲
3、QFP ：quad flat package 四周平面引线式封装
引脚向外弯曲
背面
QFP的实用水平，封装尺寸为40mm×40mm， 端子间距为0.4mm,端子数376
QFP是目前表面贴装技术的主要代表
周边端子型封装QFP的最大问题是引脚端子的变形， 难保证与印刷电路板的正常焊接，需要熟练的操作者， 日本半导体用户掌握着高超的技能，处理微细引脚的多 端子QFP得心应手
芯片 封装体
芯片
封装外壳
单芯片封装电路板 印制板 多芯片封装电路板 可大幅度减小封体积
2、三维封装 封装树脂
IC芯片
绝缘胶
内引线
印制板 焊料微球
各种封 装类型 示意图
每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成
•
1、
功的路 。20.11.2220.11.22Sunday, November 22, 2020
铝膜 金属布线
芯片
印制板
超声热压焊引线
芯片
粘胶
模塑树脂
芯片
2、倒扣组装技术 Flip ship 在裸芯片上的电极上形成焊料凸点，通过钎焊将芯片以
电极面朝下的倒状方式实装在多层布线板上，由于不需要从 芯片向四周引出I/O端子，可布置更多的端子，互联线的长度 大大缩短，减小了RC延迟，可靠性提高
芯片
芯片
• •
积极向上的心态，是成功者的最基本要素 5、
。20.1 1.2220. 11.220 0:48:27 00:48:2 7November 22, 2020
尺寸芯片封装原理 主要考虑用尽可能少的封装材料解决电极保护问题
尺寸芯片封装CSP分类
2、周边端子型CSP
1、平面栅阵端子型CSP 裸芯片
焊料微球凸点
导线丝 引线架
IC芯片
基板
封装树脂
BGA
内引线
焊料微球凸点
IC芯片 CSP
CSP芯片尺寸封装工艺
1、导电丝焊接组装技术 2、倒扣组装技术
1、导电丝焊接组装技术
美国公司的实际应用证明，BGA即使不检测焊点 的质量，也比经过检测的QFP合格率高两个数量级
BGA是目前高密度表面贴装技术的主要代表 美国康柏公司1991年率先在微机中的ASIC采用了255针脚 的PBGA，从而超过IBM公司，确保了世界第一的微机市场占 有份额。
封装技术的第三次重大变革
BGA贴装技术 20世纪90年代中期
DIP
双列直插式封装结构
PGA
Pin Grid Array 平面栅阵电极封装
背面
集成电路管脚的不断增加，可达3000个管脚， 使得只在四周边设置引脚遇到很大困难
一、微电子封装技术的发展趋势
三次重大变革
直插式
DIP
表面贴装式 SMT
芯片尺寸封装 CSP
封装技术的第一次重大变革
插装技术
20世纪70年代中期
第五章 微电子封装技术
封装的作用
电功能：传递芯片的电信号 机械化学保护功能：保护芯片与引线 散热功能：散发芯片内产生的热量
防潮 抗辐照 防电磁干扰
集成电路产业
设计、制造、封装
据估计我国集成电路的年消费将达到932亿 美圆，约占世界市场的20%，其中的30%将用于 电子封装，则年产值将达几千亿人民币，
现在每年全国大约需要180亿片集成电路， 但我们自己制造，特别是封装的不到20%
先进封装技术的发展使得日本在电子系统、 特别是日用家电消费品的小型化方面一度走在了 世界之前
塑料封装DIP工艺
导线丝
IC芯片
引线架
封装树脂
成本较低
铝膜 外引线
导电粘胶
塑料基板
引线键合 超声键合可在较低的温度下使金属丝发生塑性变形， 完成固相结合。
印制板
回流炉
球栅阵列型封装BGA的优点 A、与QFP相比，可进一步小型化、多端子化，400端子以上 不太困难。
焊料微球凸点
印制板
B、球状电极的不会变形 C、熔融焊料的表面张力作用，具有自对准效果，实 装可靠性高，返修率几乎为零 D、实装操作简单，对操作人员的要求不高
日本厂家把主要精力投向QFP端子间距精细化方面， 但是未能实现0.3mm间距的多端子QFP，因为日本厂家认 为BGA实装后，对中央部分的焊接部位不能观察。
表面贴装技术
DIP
手机、笔记本电脑、数码摄
象机的薄型化、小型化
1、 SOP小型平面引线式封装 SOP：small out-line package
引脚向外弯曲
Surface Mount technology 表面贴装（SMT）技术之一
薄型化
2、SOJ small out-line J-lead package 小型平面J 形引线式封装
芯片尺寸封装技术
CSP
chip size package
尺寸芯片封装
裸芯片封装
20世纪90年代，日本开发了一种接近于芯片尺寸的超 小型封装，这种封装被称为chip size package，将美国风 行一时的BGA推向CSP,将成为高密度电子封装技术的主 流趋势
尺寸芯片封装概念
双列直插式封装（DIP）的裸芯片面积与封装面积之比为1:80, 表面贴装技术SMT中的QFP为1:7， CSP小于1:1.2