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SMT

3.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。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

3.TAB三层带：Cu箔与PI粘接性好，可制作高精度图形，可卷绕，适与批量生产，能筛选和测试芯片，制作工艺较复杂，成本较高。

4.TAB双金属带：用于高频器件，可改善信号特性。

9.固态工艺涂点制作的结构图 P44 2-14B 2-15

10.芯片凸点的制作工艺

蒸发/建设法、电镀法、化学镀法、机械打球法、激光法、置球和模板印刷法、移置法、叠层制作法和柔性凸点制作法。

11.电镀凸点制作法

1.Si3N4钝化，检测并标记Si圆片IC

2.蒸发/溅射Ti-W-Au

3.光刻出电极窗口多层金属化

4.闪溅金属层

5.涂（贴）厚光刻胶（膜）

6.光刻电镀凸点窗口

7.电镀Au凸点8.去除胶膜，腐蚀闪溅Au（或Cu）

倒装焊后，在芯片与基板间填充环氧树脂，不但可以保护芯片免受环境如湿气、离子等污染，利于芯片在恶劣的环境下正常工作，而且可以使芯片耐受机械振动和冲级。特别是填充树脂后可以减少芯片与基板（尤其PWB）间热膨胀失配的影响，即可见小芯片凸点连接处的应力和应变。此外，由于填充使应力和应变再分配，从而可避免远离芯片中心和四角的凸点连接处的应力和应变过于集中。这些最终可使填充芯片的可靠性比无填充芯片的可靠性提高10~100倍。

14.插装元器件的分类

圆柱形外壳封装（TO）矩形单列直插式封装（SIP）

双列直插式封装（DIP）针栅阵列封装（PGA）

15.封帽工艺见P92 93

16塑料封装吸潮开裂的机理

塑封开裂过程分为水汽吸收聚蓄期、水汽蒸发膨胀期和开裂萌生扩张期

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。

塑料封装吸潮开裂的对策

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

a)高温烘烤法

125℃相对湿度＜50% 24小时优缺点：周期短，引脚可焊性下降

b)低温烘烤法

40~50℃相对湿度＜5% 196小时优缺点：安全可靠，时间长

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

17.BGA的封装类型和结构

主要有PBGA（塑封BGA）、CBGA（陶瓷BGA）、CCGA（陶瓷焊柱阵列）、TBGA（载带BGA）、MBGA（金属BGA）、FCGBA（倒装BGA）、EBGA（带散热BGA）

CBGA的优点

可靠性高，电性能优良

共面性好，焊点形成容易。对湿气不敏感封装密度高

和MCM工艺相容

连接芯片和元件返修性好

CBGA的缺点

1.由于基板和环氧树脂印制电路板的热膨胀系数不同，因此热匹配性差。CBGA-FR4基板组装时，热疲劳寿命短。

2.封装成本高

CCGA采用10%Sn-90%Pb焊柱代替焊球。焊柱较之焊球可降低封装部件和PWB连接时的应力。这种封装清洗容易，耐热性能好喝可靠性较高的特点。

18.X射线断层检测

X射线断层工艺过程检测系统不仅能探测严重的焊点连接缺陷，而且能精确地检测BGA 焊点的形状和关键尺寸。详细阅读P130

19.CSP封装技术

JEDEC规定LSI芯片封装面积小于或等于LSI芯片面积的120%的产品成为CSP。日本松下将LSI芯片封装每边的宽度比其芯片打1mm以内的产品成为CSP

CSP特点有

1.体积小

2.可容纳的引脚最多

3.电性能良好

4.散热性能优良

20.焊球连接缺陷

图见P146

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

21.PBGA安装件的焊点可靠性试验