玻璃气密性封装
集成电路芯片封装第十五讲
可靠性测试项目
不同企业间的的可靠性测试类型不完全相同， 不同企业间的的可靠性测试类型不完全相同，但所包 含的测试项目基本一致。 含的测试项目基本一致。
可靠性测试项目
各测试项目均有一定的针对性和具体操作方法， 各测试项目均有一定的针对性和具体操作方法，测试 有一定的顺序。各试验均采用随机抽样进行测试， 有一定的顺序。各试验均采用随机抽样进行测试，不同的 随机抽样进行测试 企业采用的标准不尽相同：不同水准的标准。 企业采用的标准不尽相同：不同水准的标准。
可靠性测试结果应如实反馈回封装设计工艺 端，从而有助于通过调整材料和工艺来改善产 品的可靠性：正反馈与负反馈
预处理测试流程
产品抽样 检查电气性能和内部结构 T/C测试： T/C测试：模拟实际运输过程 测试 水分干燥处理： 水分干燥处理：模拟实际真空包装 恒温放置吸湿 模拟焊接： 模拟焊接：电气特性和内部结构测试
越接近实际状况，测试结果越有指导意义
预处理模拟环境等级
加速试验—不改变失效机理前提下, 加速试验 不改变失效机理前提下,通过强化试验条件使受试产品加 不改变失效机理前提下 速失效, 速失效,便于较短时间内获得必要信息评估产品在正常条件下的可靠性指 加速试验有助于产品尽早投放市场， 标。加速试验有助于产品尽早投放市场，但不能引入正常使用中不发生 的故障模式。在加速试验中要单独或者综合使用加速因子， 的故障模式。在加速试验中要单独或者综合使用加速因子，包括更高频 率功率循环、更高的振动水平、高温高湿、更严酷的温度循环。 率功率循环、更高的振动水平、高温高湿、更严酷的温度循环。
高温下， 高温下，由于元器件吸收过多潮气产生的塑封体开裂现象
T/C测试 T/C测试
T/C测试即温度循环 T/C测试即温度循环 测试， 测试，测试进行时需要 控制测试设备四个参数 ：热腔温度、冷腔温度 热腔温度、 、循环次数和芯片停留 时间。 时间。
集成电路封装考试答案
集成电路封装考试答案名词解释：1.集成电路芯片封装：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，引用接线端子并通过可塑性绝缘介质灌装固定，构成整体立体结构的工艺。
2.芯片贴装：是将IC芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。
3.芯片互联：将芯片与电子封装外壳的I/O引线或基板上的金属布线焊区相连接。
4.可焊接性:指动态加热过程中，在基体表面得到一个洁净金属表面，从而使熔融焊料在基体表面形成良好润湿能力。
5.可润湿性：指在焊盘的表面形成一个平坦、均匀和连续的焊料涂敷层。
6.印制电路板：为覆盖有单层或多层布线的高分子复合材料基板。
7.气密性封装：是指完全能够防止污染物（液体或固体）的侵入和腐蚀的封装。
8.可靠性封装：是对封装的可靠性相关参数的测试。
9.T/C测试：即温度循环测试。
10.T/S 测试：测试封装体抗热冲击的能力。
11.TH测试：是测试封装在高温潮湿环境下的耐久性的实验。
12.PC测试：是对封装体抵抗抗潮湿环境能力的测试。
13.HTS测试：是测试封装体长时间暴露在高温环境下的耐久性实验。
封装产品长时间放置在高温氮气炉中，然后测试它的电路通断情况。
14.Precon测试：模拟包装、运输等过程，测试产品的可靠性。
15.金线偏移：集成电路元器件常常因为金线偏移量过大造成相邻的金线相互接触从而产生短路，造成元器件的缺陷。
16.再流焊：先将微量的铅锡焊膏印刷或滴涂到印制板的焊盘上，再将片式元器件贴放在印制板表面规定的位置上，最后将贴装好元器件分印制板放在再流焊设备的传送带上。
简答：1.芯片封装实现了那些功能？传递电能、传递电路信号、提供散热途径、结构保护与支持2．芯片封装的层次五个层次：零级层次:在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺第一层次：芯片层次的封装第二层次：将第一个层次完成的封装与其他电子元器件组成的一个电路卡的工艺第三层次：将第一个层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板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一个完整电子产品的工艺过程3.简述封装技术的工艺流程硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、芯片互联、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码4.芯片互联技术有哪几种?分别解释说明打线健合技术（WB）：将细金属线或金属按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上形成电路互联。
集成电路封装和测试复习题答案
一、填空题1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装;在次根基之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。
2、芯片封装所实现的功能有传递电能;传递电路信号;提供散热途径；构造保护与支持。
3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。
4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。
5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。
6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。
7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做煤斜；；用于去除焊盘外表氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡直。
8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、陶瓷气密性封装、玻璃气密性封装。
9、薄膜工艺主要有遮射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、光刻工艺。
10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（MOdUIe）、⅛路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。
11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。
12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。
13、DBG切割方法进展芯片处理时，首先进展在硅片正面切割一定深度切口再进展反面磨削。
14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料枯燥烧结的方法O15、芯片的外表组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、丝网印刷、钢模板印刷三种。
16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。
二、名词解释1、芯片的引线键合技术（3种）是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上而形成电路互连，包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。
集成电路与微封装技术课后作业
1. 什么是 HTCC 和 LTCC？并简述 LTCC 的基本工艺流程和在封装中的优劣。 HTCC： 高温共烧陶瓷，即将钨、钼、钼/锰等高熔点金属发热电阻浆料按照发热 电路设计的要求印刷于 92-96％的氧化铝流延陶瓷生坯上，4-8％的烧结助剂， 然后多层叠合，在 1500-1600℃下高温下共烧成一体。 LTCC： 低温共烧陶瓷，即将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带， 在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要 的电路图形，并将多个被动组件（如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换 器、耦合器等）埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分别使 用银、铜、金等金属，在 900℃下烧结，制成三维空间互不干扰的高密度电 路。 基本工艺流程： 流延->裁片->冲孔->填孔及印刷->叠片->静压->切割->烧结 优势： 1. 具有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性； 2. 适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通 PCB 电路基板更优 良的热传导性；
2. 简述超声引线键合的基本工艺流程。 1. 利用超声振动提供的能量使金属丝在金属焊区表面迅速摩擦； 2. 使金属丝和金属膜表面产生塑性形变； 3. 破坏金属层界面的氧化层，使两个纯净金属面紧密接触，达到原子间 “键合”，形成牢固的焊接。
3. 简述芯片互连的几种常用方法和各自的基本流程与特点。 常用方法： 引线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。 基本流程与特点： 1. 引线键合技术 流程： 1. 提供能量破坏被焊表面的氧化层和污染物； 2. 使焊区金属产生塑性变形，从而让引线与被焊面紧密接触； 3. 达到原子间引力范围并导致界面间原子扩散而形成焊合点。 特点： 引线过长引起短路，压焊过重使引线损伤、芯片断裂，压焊过 轻或芯片表面脏，导致虚焊等。 2. 载带自动键合技术 流程： 1. 引脚及载带制作； 2. 载带与 IC 晶片进行内引脚接合； 3. 封胶保护； 4. 电性测试； 5. 外引脚接合； 6. 测试完成。 特点： 1. 结构轻、薄、短、小，封装高度低于 1mm 2. 电极尺寸、电极与焊区的间距比 WB 大为减少 3. 引脚数更高：10mm 的芯片，WB300 个，TAB500 个 4. 引线电阻、电容、电感均比 WB 小，高速、高频性能好 5. 采用 TAB 互连可对 IC 芯片进行电老化、筛选和测试 6. TAB 采用 Cu 箔引线，导热、导电好、机械强度高 7. 键合力比 WB 高 3-10 倍 8. 可实现标准化（载带的尺寸）和自动化，同时多个焊接
玻璃微电子封装考核试卷
17.以下哪些因素可能导致玻璃微电子封装的信号干扰？（）
A.封装材料的选择
B.封装结构的设计
C.环境电磁干扰
D.芯片与封装材料间的界面
18.以下哪些方法可以提升玻璃微电子封装的散热性能？（）
A.增加散热片
B.使用高热导率填充材料
C.优化封装结构
D.增大芯片表面积
19.以下哪些是玻璃微电子封装中常见的设计考虑因素？（）
A.玻璃粉
B.金属粉末
C.纤维素
D.橡胶颗粒
17.在玻璃微电子封装中，以下哪个因素可能导致焊点脱落？（）
A.过高的焊接温度
B.过低的焊接温度
C.过长的焊接时间
D.焊接速度过快
18.下列哪种玻璃具有较好的耐热冲击性能？（）
A.硼硅玻璃
B.铝硅玻璃
C.镁铝硅玻璃
D.硅酸锂玻璃
19.下列哪种方法可以检测玻璃微电子封装的气密性？（")
A.液体浸渍法
B.气体泄漏法
C.高压水射法
D.红外热成像法
20.在玻璃微电子封装领域，以下哪个公司是全球知名的企业？（）
A.索尼
B.三星
C.高通
D.英特尔
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.玻璃微电子封装具有以下哪些优点？（）
A.玻璃熔化
B.芯片粘接
C.封接固化
D.清洗表面
14.下列哪种现象表示玻璃微电子封装的粘接效果良好？（）
A.表面光滑
B.无气泡
C.无分层
D.以上都是
15.下列哪种因素会影响玻璃微电子封装的导热性能？（）
A.玻璃的热导率
气密性封装技术_十三所资料2
10/25/2006
CETC 13TH
气密性封装技术
在给定几何形状中，不同密封材料的渗水时间
10/25/2006
CETC 13TH
气密性封装技术
气密封装类型 目前广泛使用的气密封装有三种 基本类型：
¾ 陶瓷封装 ¾ 金属封装 ¾ 金属-陶瓷封装
¾ 容许的气密性漏率（MIL-STD-883和GJB548A方法1014.4)
内腔 体积 cm3
压力 KPa
加压条件
加压时间 h
最长停 留时间
h
拒收极限 值
Pa.m3/s
(He)
v<0.4 413±1 2 +0.2
1
5×10-9
v≥0.4 413±1 2 +0.2
1
2 ×10-8
v≥0.4 206 ±1
钎焊工艺
Au80Sn20合金焊料，由于它优良的 物理性能，而成为高可靠电子器件 封装中最好的焊料。
优点：具有高耐腐蚀性，高抗蠕变 性，高强度，良好的浸润性，无需 助焊剂。
10/25/2006
CETC 13TH
气密性封装技术
Au80Sn20合金在20 ℃时的物理性能
参数
单位
数值
密度
g.cm3
14.7
10/25/2006
CETC 13TH
气密性封装技术
各种尺寸长方形焊料框
10/25/2006
CETC 13TH
气密性封装技术
焊料环定位到盖板上
10/25/2006
CETC 13TH
气密性封装技术
钎焊封帽工艺对盖板的要求 1. 可选用金属、陶瓷和玻璃盖板。盖板的热
第八、九、十章 气密性及塑料封装
具有电热性能好、可靠性高等优点
有带热沉和不带热沉两种
陶瓷焊球阵列外壳（CBGA）
金属气密性封装
金属材料具有最优良的水分子渗透阻绝能力，
故金属封装具有相当良好的可靠度，在分立
式芯片元器件（Discrete Components）的
封装中，金属封装仍然占有相当大的市场，
）
平行缝焊
焊料环
电极熔焊
激光焊接
1热传导焊
激光照射表面后热量以热传导的方式进行焊接
2激光深熔焊
先用激光刻坑，液体回流进入坑中时形成焊接
封。
陶瓷封装工艺流程
陶瓷封装工艺
以氧化铝为基材的陶
瓷封装工艺如图8.2所示
，主要的步骤包括生胚
片的制作（Tape Casting
）、冲片（Blanking）
、与导孔成型（Via
Punching）、厚膜导线
成型、叠压（
Lamination）、烧结（
Burnout/Firing/Sintering
）、表层电镀（Plating
上有着大的接触电阻，从而发热完成焊接。平行缝焊
是一种最受欢迎、采用广泛的金属气密封装熔焊
工艺。在平行缝焊机中的载片台上使四周边沿对
齐的可伐合金体和盖板对位于一对同轴相对的切
顶圆锥铜合金电极下，两电极在盖板顶面的两个
平行外缘上滚动的同时，一电极送出来自于缝焊
机电源的连续大电流脉冲，并形成回路。（1500度
阴极处的导体则产生镀着或所谓的树枝状成长（
Dendrite Growth）。这些效应都将造成IC芯片的短路
、断路与破坏。
各种主要的封装密封材料的
水渗透率
集成电路封装与测试复习题 - 问题详解
一、填空题1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装;在次基础之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。
2、芯片封装所实现的功能有传递电能；传递电路信号；提供散热途径；结构保护与支持。
3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。
4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。
5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。
6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。
7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做焊料；用于去除焊盘表面氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡膏。
8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、瓷气密性封装、玻璃气密性封装。
9、薄膜工艺主要有溅射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、光刻工艺。
10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（Module）、电路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。
11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。
12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。
13、DBG切割方法进行芯片处理时，首先进行在硅片正面切割一定深度切口再进行背面磨削。
14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料干燥烧结的方法。
15、芯片的表面组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、丝网印刷、钢模板印刷三种。
16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。
二、名词解释1、芯片的引线键合技术(3种)是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上而形成电路互连，包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。
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学习目标
熟悉玻璃气密性封装作用
玻璃气密性封装
玻璃的特性
具有良好的化学稳定性、抗氧化性、电绝缘性 与致密性。
玻璃在金属密封封装中的作用 在金属密封封装中，玻璃用来固定自金属圆罐 或基台的钻孔伸出的引脚，它除了提供电绝缘的 功能之外，还能形成金属与玻璃间的密封。
玻璃封装热敏电阻
玻璃气密性封装
玻璃密封材料的选择
1.与金属材料的热膨胀系数相近甚至保持一致 2. 金属与其氧化物之间必须有相当致密的键结
玻璃密封的缺点
主要缺点为材料本身的强度低、脆源自高知识回顾玻璃气密性封装