微电子封装技术-课后习题答案

第
3.1简述包封技术的特点。
答：
包封通过将有源器件和环境隔离来实现保护元器件的功能，同时芯片和封装材料形成一体，以达到机械保护的目的。包封一般采用有机材料，成本相对较低，在民用集成电路封装中占主导地位。但其耐湿性不佳，影响了产品可靠性。
3.2简述包封技术常用的材料。
答：
从基质材料的综合特性来看，最常用的包封材料分为四种类型：环氧类、氰酸酯类、聚硅酮类和氨基甲酸乙酯类，目前IC封装使用邻甲酚甲醛型环氧树脂体系的较多。具有耐湿、耐燃、易保存、流动充填性好、电绝缘性高、应力低、强度大和可靠性好等特点。
硅片的背面减薄技术主要有磨削、研磨、干式抛光（Dry Polishing）、化学机械平坦工艺（CMP）、电化学腐蚀（Electrochemical Etching）、湿法腐蚀（Wet Etching）、等离子增强化学腐蚀Plasma Enhanced Chemical Etching，PECE）、常压等离子腐蚀（Atmosphere Downstream Plasma Etching，ADPE）等。
3.5简述模注成形技术的常见问题。
答：
有塑封产品无论是采用先进的传递模注封装还是采用传统的单注塑模封装，塑封成形缺陷总是普遍存在的，而且无法完全消除。1.未填充；2.冲丝；3.气泡或气孔；4.麻点；5.开裂；6.溢料；7.其他缺陷，在塑封中还有粘污、偏芯等缺陷。
3.6简述模注成形技术常见问题的解决对策。
2.4简述芯片贴装的常用工艺技术。
答：
贴装的方式主要共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴法和玻璃胶粘贴法。共晶粘贴法是利用金-硅合金（一般是69%的金和31%的Si），在363℃时的共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。焊接粘贴法是将芯片背面淀积一定厚度的Au或Ni，同时在焊盘上淀积Au-Pd-Ag和Cu的金属层。这样就可以使用Pb-Sn合金制作的合金焊料将芯片焊接在焊盘上。导电胶进行芯片贴装的工艺用针筒或注射器将黏着剂涂布在芯片焊盘上，然后将芯片精确地放置到焊盘的黏着剂上面。玻璃胶粘贴芯片先以盖印、网印、点胶等技术将玻璃胶原料涂布在基板的芯片座上，将IC芯片放置在玻璃胶上后，再将封装基板加热至玻璃熔融温度以上即可完成粘贴。
1.3简述微电子封装的主要功能。
答：
微电子封装通常有四种功能：传递电能、信号传输、散热通道、机械支撑。1.传递电能，主要是指电源电压的分配和导通。2.信号传输，主要是将电信号的延迟尽可能地减小，在布线时应尽可能使信号线与芯片的互连路径及通过封装I/O引出的路径达到最短。3.散热通道，主要是指各种微电子封装都要考虑器件、部件长期工作时如何将聚集的热量散出的问题。4.机械支撑，主要是指微电子封装可以为芯片和其他部件提供牢固可靠的机械支撑，并能适应各种工作环境和条件的变化。
2.5简述打线键合的常用工艺技术。
答：
主要的打线键合方式有热压键合（Thermocompression Bonding，也称为T/C Bonding）、超声波键合（Ultrasonic Bonding，也称为U/S Bonding）和热超声波键合（Thermosonic Bonding，也称为T/S Bonding）三种。热压键合技术是利用加热和加压力，使金属丝与Al或Au的金属焊区压焊在一起。超声波键合又称超声焊，它是利用超声波发生器产生的能量，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，使劈刀相应振动；同时，在劈刀上施加一定压力。于是，劈刀就在这两种力的共同作用下，带动金属丝在被焊区的金属化层表面迅速摩擦，使金属丝和金属表面产生塑性形变。热超声波键合技术为热压键合技术与超声波键合技术的混合技术。热超声波键合必须首先在金属线末端成球，再使用超声波脉冲进行金属线与金属焊区的键合。
2.9简述微电子封装中常用的成形技术。
答：
常见的成形技术主要有金属封装、塑料封装、陶瓷封装等。塑料封装是最常用的封装方式，塑料封装的成形技术有多种，主要包括转移成形技术（Transfer Molding）、喷射成形技术（Inject Molding）和预成形技术（Premolding）等。
2.10简述常用的去飞边毛刺技术及其主要特点。
3.3简述包封技术的工艺过程。
答：
常用的包封封装法，一般是将树脂覆盖在半导体芯片上，使其与外界环境隔绝。覆盖树脂的方法有以下五种。1.涂布法，用笔或毛刷等蘸取树脂，在半导体芯片上涂布，然后加热固化完成封装。涂布法要求树脂黏度适中略低。2.浸渍法，将芯片浸入装满环氧树脂或酚树脂液体的浴槽中，浸渍一定时间后向上提拉，然后加热固化完成封装。3.滴灌法，又叫滴下法，用注射器及布液器将液态树脂滴灌在半导体芯片上，然后加热固化完成封装。4.流动浸渍法，又叫粉体涂装法。将芯片置于预加热的状态，浸入装满环氧树脂与氧化硅粉末的混合粉体，并置于流动状态的流动浴槽中，浸渍一定时间，待粉体附着达到一定厚度后，经加热固化完成封装。5.模注法，将芯片放入比其尺寸略大的模具或树脂盒中，构成模块，向模块间隙中注入液体树脂，然后加热固化完成封装，这是最常见的一种包封形式。
TAB三层带的Cu箔与PI粘结性好，可制作高精度图形，可卷绕，适于批量生产，能筛选和测试芯片，制作工艺较复杂，成本较高。
2.8简述倒装焊技术中的凸点的制作技术。
答：
制作凸点的工艺技术多种多样，归结起来，主要有蒸发/溅射法、电镀法、化学镀法、机械打球法、激光法、置球和模板印刷法、移植法、叠层制作法和柔性凸点制作法等。
1.4简述微电子封装技术的主要类型。
答：
按照封装中所组合的集成电路芯片的数目区分，芯片封装可分为单芯片封装（Single Chip Packages，SCP）和多芯片封装（Multichip Packages，MCP）两大类，多芯片封装也包括多芯片组件（模块）封装（Multichip Module，MCM）。通常MCP指层次较低的多芯片封装，而MCM指层次较高的多芯片封装。
3.4简述传递模注封装技术的优点和缺点。
答：
传递模注具有以下优点：①制品废边少，可减少后加工量；②能加工带有精细或易碎嵌件和穿孔的制品，并能保持嵌件和孔眼位置的正确；③制品性能均匀，尺寸准确，质量高；④模具的磨损较小。
传递模注具有以下缺点：①模具的制造成本较高；②塑料损耗大；③纤维增强塑料因纤维定向而产生各向异性；④围绕在嵌件四周的塑料，有时会因熔按不牢而使制品的强度降低。
第一层次又称为芯片层次的封装即用封装外壳将芯片封装成单芯片组件singlechipmodulescm和多芯片组件的一级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组装进行连接的模块元器件
第
1.1简述微电子封装技术的主要特点。
答：
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（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。
1.2简述微电子封装的四个技术层次。
答：
从由硅圆片制作出各类芯片开始，微电子封装可以分为四个层次：①第一层次，又称为芯片层次的封装，即用封装外壳将芯片封装成单芯片组件（Single Chip Module，SCM）和多芯片组件的一级封装，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，并可与下一层次组装进行连接的模块元器件；②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合成一个电路卡的工艺；③第三层次，将数个第二层次完成的封装组装成的电路卡组装在一个主电路板上，使之成为一个部件或子系统的工艺；④第四层次，将数个第三层次组装好的子系统再组装成一个完整电子产品的工艺过程。
答：
去除飞边毛刺的工艺主要有：介质去飞边毛刺、溶剂去飞边毛刺和水去飞边毛刺等。另外，当溢出塑封料发生在引线架堤坝背后时，可用所谓的切除工艺。
用介质去飞边毛刺时，是将研磨料如粒状塑料球和高压空气一起冲洗模块。在去飞边毛刺的过程中，介质会将引线架引脚的表面轻微擦磨，这将有助于焊料和金属引线架的连接。
用水去飞边毛刺工艺是利用高压的水流来冲击模块，有时也会将研磨料和高压水流一起使用。用溶剂去飞边毛刺通常只适用于很薄的毛刺。溶剂包括N-甲基吡咯烷酮（NMP）或双甲基呋喃（DMF）。
按照器件与电路板互连方式区分，封装可以分为引脚插入型（Pin-Through-Hole，PTH）和表面贴装型（Surface Mount Technology，SMT）两大类。PTH器件的引脚为细针状或薄板状金属，以供插入底座或电路板的导孔中进行焊接固定。SMT器件则先粘贴于电路板上再进行焊接，它具有海鸥翅型、钩型、直柄型的金属引脚或电极凸块引脚。
2.7简述载带自动焊技术的类别。
答：
TAB按其结构和形状可以分为Cu箔单层带、PI双层带、Cu-粘接剂-PI三层带和Cu-PI-Cu双金属带四种，以三层带和双层带使用居多。
TAB单层带成本低，制作工艺简单，耐热性能好，但是不可以进行老化筛选和测试芯片。
TAB双层带可弯曲，成本较低，设计自由灵活，可制作高精度图形，能筛选和测试芯片，带宽为35mm时尺寸稳定性差。
2.3简述芯片切割的常用工艺技术。
答：
切割的方式可以分为刀片切割和激光切割两个大类。刀片切割是较为传统的切割方式，通过采用金刚石磨轮刀片高速转动来实现切割。激光切割工艺就是利用激光聚焦产生的能量来完成切割，可以分为激光半切割方式和激光全切割方式。激光半切割方式既需要进行激光切割又需要进行刀片切割，而激光全切割方式则完全用激光来进行切割。
6）TAB采用Cu箔引线，导热和导电性能好，机械强度高；
7）一般的WB键合拉力为0.05~0.1N/点，而TAB比WB可高3~10倍，达到0.3~0.5N/点，从而可提高芯片互连的可靠性；
8）TAB使用标准化的卷轴长带（长100m），对芯片实行自动化多点一次焊接；同时，安装及外引线焊接可以实现自动化，可进行工业化规模生产，从而提高电子产品的生产效率，降低产品成本。