《集成电路测试》期末复习题库附答案.docx

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《集成电路测试》期末复习题库附答案

《集成电路测试》期末复习题库【附答案】

（试题按章节分类）

【填空】

1、切筋成型其实是两道工序：

切筋和打弯，通常同时完成。

2、对SMT装配来讲，尤其是高引脚数目框架和微细间距框架器件，一个突出的问题是引脚的非共面性。

3、打码方法有多种，其中最常用的是印码：

包括油墨印码（inkmarking）和激光印码（LaserMarking）两种。

4、在完成打码工序后，所有器件都要100％进行测试。

这些测试包括一般的目检、老化试验和最终的产品测试。

5、对于连续生产流程，元件的包装形式应该方便拾取，且不需作调整就能够应用到自动贴片机上。

【选择】

1、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形式，通常用作芯片封装的材料中，能达到所谓气密性封装的只有：

金属、陶瓷和玻璃

2、金属封装现有的封装形式一般包括平台插入式金属封装、腔体插入式金属封装、扁平式金属封装和圆形金属封装等。

3、根据所使用材料的不同，元器件封装主要分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装三种类型。

4、金属封装由于在最严酷的使用条件下具有杰出的可靠性而被广泛用于军事和民用领域。

【讨论】

1、各向异性材料、各向同性材料的区别是什么？

所有物理性质在不同方向是一样的是各向同性材料，大部分物理性质在不同方向是不一样的是各向异性材料。

2、除氧化铝外，其他陶瓷封装材料有哪些？

氮化铝、碳化硅、氧化铍、玻璃陶瓷、钻石等材料。

【填空】

6、金属与玻璃之间一般黏着性不佳。

7、控制玻璃在金属表面的湿润能力是形成稳定粘结最重要的技术。

8、玻璃密封材料的选择应与金属材料的种类配合。

9、酚醛树脂、硅胶等热硬化型塑胶为塑料封装最主要的材料。

【选择】

5、塑料封装具有低成本、薄型化、工艺较为简单、适合自动化生产等优点。

6、玻璃密封的主要缺点是：

强度低、脆性高。

7、通孔插装式安装器件又分为以下几种：

（1）塑料双列直插式封装：

（2）单列直插式封装

（3）塑料针栅封装

8、去溢料方法：

机械喷沙、碱性电解法、化学浸泡+高压水喷法。

【讨论】

1、按塑料封装元器件的横截面结构类型，有哪三种形式？

塑胶晶粒承载器、双列式封装、四方扁平封装。

2、气密性封装的概念是什么？

所谓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。

【填空】

1.双列直插式封装有塑料和陶瓷两种封装材料。

2.封装用塑料材料分为热固性和热塑性两类。

3.注模材料制备常采用自动填料工艺进行。

【选择】

1.塑料封装基本流程：

裸芯片制作→芯片贴装→打线键合→铸模成型→烘烤成型→引脚镀锡→引脚切割成型。

2.塑料封装注模工艺：

转移成型技术，喷射成型技术，预成型技术。

3.双列直插式封装（DIP）

4.双列直插式封装应用范围：

标准逻辑IC、存储器LSI、微机电路等。

【讨论】

1.气密性封装材料主要有哪些?

哪种最好？

没有一种材料能永远阻绝水汽的渗透。

以高分子树脂密封的塑料封装时，水分子通常在几个小时内就能侵入。

能达到所谓气密性封装的材料通常指金属、陶瓷及玻璃，因此金属封装、陶瓷封装及玻璃封装被归类于高可靠度封装，也称为气密性封装或封装的密封。

塑料封装则为非气密性封装。

2.DIP和SMT分别是什么？

DIP技术也称双列直插式封装技术，SMT是表面贴装封装技术。

【填空】

1.BGA根据焊料球的排列方式分为：

周边型、交错型、全阵列型。

2.PBGA采用塑料材料和塑封工艺制作，是最常用的BGA封装形式。

【选择】

5.下图中哪个是四边扁平封装（B）

6.四边扁平封装英文简称是：

A

A.QFP

B.OIP

C.BGA

D.DIP

7.球栅阵列封装英文简称是：

C

A.QFP

B.OIP

C.BGA

D.DIP

【知识点】

PBGA特点：

1.制作成本低，性价比高

2.焊球参与再流焊点形成，共面度要求宽松

3.与环氧树脂基板热匹配性好、装配至PCB时质量高、性能好

4.对潮气敏感，PoPCorneffect严重，可靠性存在隐患，且封装高度之QFP高也是一技术挑战。

QFP特点：

1.四边扁平封装适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。

2.四边扁平封装适合高频使用。

3.四边扁平封装操作方便，可靠性高。

4.四边扁平封装芯片面积与封装面积之间的比值较小。

TBGA技术特点：

1.与环氧树脂PCB基板热匹配性好

2.最薄型BGA封装形式，有利于芯片薄型化

3.成本较之CBGA低

4.对热和湿较为敏感

5.芯片轻、小，自校准偏差较之其他BGA类型大

【讨论】

1.BGA的分类是？

BGA的四种主要形式为：

塑料球栅阵列、陶瓷球栅阵列、陶瓷圆柱栅格阵列和载带球栅阵列。

2.QFP有什么优势？

（1）适用于SMD（SurfaceMountedDevices，表面贴装器件）表面安装技术在PCB电路板上安装布线。

（2）适合高频使用。

（3）操作方便，可靠性高。

（4）芯片面积与封装面积之间的比值较小。

【填空】

1.BGA的可返修性是其一大特点，但尽管如此，BGA的返修成本很高，通常只要有一个焊球出现缺陷，均需要卸下整个部件进行返修：

更换或重新植球。

2.为了精确分析各个焊点内部区域质量，需采用X射线检测技术-可分为透射检测和断层检测两种。

3.焊接完成的BGA焊点全部位于芯片下面，尤其是焊点较多的BGA，目检和传统检测设备检测难以进行，常采用X射线检测明显的对位误差和桥连。

4.薄膜型CSP封装主要结构是LSI芯片、模塑树脂和焊料凸点。

【选择】

1.返修工艺步骤是：

（B）

A.电路板和芯片预热→涂助焊剂、焊锡膏→拆除芯片→清洁焊盘→贴片、焊接

B.电路板和芯片预热→拆除芯片→清洁焊盘→涂助焊剂、焊锡膏→贴片、焊接

C.电路板和芯片预热→清洁焊盘→涂助焊剂、焊锡膏→拆除芯片→贴片、焊接

D.电路板和芯片预热→涂助焊剂、焊锡膏→贴片、焊接→拆除芯片→清洁焊盘

2.JEDEC给出的标准规定：

LSI芯片封装面积小于或等于LSI裸芯片面积__C__的产品称为CSP，制备CSP芯片的技术称CSP技术。

A.150%

B.100%

C.120%

D.80%

3.下列属于CSP技术特点的有：

ACDE

A.体积小、单位面积容纳引脚数多

B.电性能差

C.测试、筛选、老化容易

D.散热性能优良

E.无需内填料

4.CSP封装具有轻薄短小的特点，在便携式、低引脚数和低功率产品中应用广泛，主要用于______ACD__________等产品中。

A.闪存

B.优盘

C.RAM

D.DRAM

【判断】

1.系统可靠性要求高，可返修性及返修成本高。

（正确）

【讨论】

1.简述BGA的返修工艺流程。

确认缺陷BGA组件→拆卸BGA→BGA焊盘预处理→检测焊膏涂敷→重新安放组件并再流→检测。

2.CSP特点有哪些？

（1）满足了LSI芯片引脚不断增加的需要。

（2）解决了集成电路裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题。

（3）封装面积缩小到BGA（BallGridArray，球栅阵列封装）的1/4至1/10，延迟时间缩小到极短。

【填空】

1.倒装芯片技术（FCT）是直接通过芯片上呈阵列分布的凸点来实现芯片与封装衬底（基板）或PCB的互连的技术：

裸芯片面朝下安装。

2.DCA技术也是一种超微细间距BGA形式，是将C4技术得到的裸芯片直接贴装在各类基板（PCB）上进行直接安装，且与SMT工艺相兼容。

3.晶圆级封装以BGA技术为基础，是一种特殊类型的CSP封装型式，又称为圆片级芯片尺寸封装。

4.WLP芯片的制作工艺是在传统圆片制作工艺基础上增加薄膜再布线工艺和凸点制作工艺：

采用两层BCB作为保护层和介质层，生产成本大幅降低

【选择】

1.用于裸芯片连接在基板上的FCT称为______，采用FC互连技术的芯片封装型式称为______。

（C）

A.FCB，FCT

B.FCP，FCT

C.FCB，FCP

D.FCP，FCB

2.WLP结构中的焊料凸点通常为球形，制备球栅阵列的方法一般有哪三种：

ABC

A.预制焊料球

B.丝网印刷或模板印刷

C.电化学淀积（电镀）

D.光学手段

3.下列属于凸点质量要求的有：

ABD

A.焊球共面度好

B.焊球合金成分均匀，回流特性一致性好

C.焊球直径可不随间距变化

D.焊球直径随间距变化

4.下列属于WLP优点的是：

ABCD

A.封装效率高：

适应大直径晶圆片

B.具有FCP和CSP的技术特点：

轻薄短小

C.引脚短，电、热性能好

D.符合当今的SMT技术潮流，适用SMT焊接工艺

【判断】

1.倒装芯片技术FC采用阵列凸点结构，互连长度更短，互连电性能较之WB和TAB得到明显改善。

（正确）

2.倒装芯片技术FC将焊料凸点转移至芯片上面，具有更高的I/O引脚数。

（错误）

3.FC组装工艺与BGA类似，关键在于芯片凸点的对位，凸点越小、间距越密，对位越困难。

（正确）

4.FC既可用于一种裸芯片键合方式又是一种芯片封装互连方式，BGA和CSP是芯片封装类型。

（正确）

5.WLP裸芯片焊盘不能引出，引脚数目无限制。

（错误）

【讨论】

1.倒装芯片有几种连接方式？

控制塌陷芯片连接（ControlledCollapseChipConnection，C4）、直接芯片连接（DirectChipAttach，DCA）和胶粘剂连接倒装芯片。

2.列举3D封装垂直互连技术的种类。

（1）叠加带载体法。

（2）焊接边缘导带法（3）立方体表面上的薄膜导带法。

（4）立方体表面的互连线基板法。

（5）折叠式柔性电路法。

（6）丝焊叠层芯片法。

【填空】

1.封装材料的性能可以分为4类：

工艺性能、湿-热机械性能、电学性能和化学性能。

2.制造性能主要包括螺旋流动长度、渗透和填充、凝胶时间、聚合速率、热硬化以及后固化时间和温度。

3.凝胶时间是指塑封料由液相转变为凝胶所需的时间，凝胶态封装材料属于高黏度材料，本身不再具有流动性，无法涂覆成为薄层。

4.树脂的流淌和溢料是成型中的问题，塑封料从腔体挤出到达注塑模具边缘的引线框。

5.在给定时间内通过单位面积聚合物膜的潮气量随时间的变化曲线称为渗透曲线。

6.单一的聚合物体系通常表现为菲克湿度扩散行为。

【选择】

1.测量凝胶时间时，少量塑封料粉末软化在可精确控制的热板上，温度通常设定为__B___，形成黏稠的流动状态，定时用探针探测是否凝胶。

A.280℃

B.170℃

C.100℃

D.45℃

2.大部分环氧塑封料需要在170～175℃之间进行__A___的后固化工艺以实现完全固化。

A.1～4h

B.4～8h

C.8～12h

D.12～24h

3.下列属于测量Tg的技术的有：

ABCD

A.热机械分析（TMA）

B.差示扫描量热法（DSC）

C.动态机械分析（DMA）

D.介电方法

【判断】

1.制造和封装工艺过程中的材料性能是决定材料应用的关键。

（正确）

2.固化和变硬是液态聚合物树脂转变为凝胶状并最终变硬的过程。

（正确）

3.不适当的成型和二次固化条件都不会影响热膨胀系数和玻璃化转变温度。

（错误）

4.测量Tg的常用方法是TMA。

（正确）

5.本质上，聚合物中有两种主要的潮气扩散类型：

菲克扩散和非菲克扩散。

（正确）

【讨论】

1.封装材料的性能分为哪几类？

封装材料通常针对特定的应用和工艺选用一组性能参数来表征，封装材料的性能可以分为4类：

工艺性能、湿-热机械性能、电学性能和化学性能。

2.封装材料的湿-热机械性能包括那些？

湿-热机械性能指的是塑封料的吸湿、热和热机械性能，塑封料的湿-热机械性能通常由热膨胀系数（CTE）、Tg、热导率、弯曲强度和模量、拉伸强度、弹性模量、伸长率、黏附强度、潮气吸收、潮气扩散系数、吸湿膨胀、潮气透过和放气作用来表征。

【填空】

1.封装材料的化学性能包括反应化学元素（或离子）或涉及化学反应（可燃性）的性能，包括离子杂质、离子扩散和易燃性。

2.塑封料的污染程度最终决定了其制成品在恶劣使用环境下的长期可靠性。

3.ASTMD_3123或SEMIG11_88试验是让流动的塑封料穿过横截面为半圆形的螺旋管直到停止流动。

4.封装缺陷是在制造和组装过程中产生的，具有难以预料和随机发生的特征。

【选择】

1.塑封料中包含离子污染物，包括来自用于树脂环氧化过程中的环氧氯丙烷中的___________、作为阻燃剂添加入树脂的___________。

（B）

A.碘离子，氯离子

B.氯离子，溴离子

C.溴离子，氯离子

D.铁离子，碘离子

2.灌封微电子封装器件的缺陷可能发生在制造和组装工艺的任何阶段，譬如：

（ABCD）

A.芯片钝化

B.引线框架制作

C.芯片粘接、引线键合

D.灌封和引脚成型

3.下列潜在原因可能导致芯片破裂的是：

（ABD）

A.非均匀的芯片黏结层

B.键合装置不良

C.塑封料黏度太高和非正常固化

D.晶圆成型时的应力

【判断】

1.为了获得好的性能，塑封料的电学性能必须得到控制。

（正确）

2.较高的黏度及较短的凝胶化时间能相互补偿以获得理想的螺旋流动长度。

（错误）

3.封装缺陷不可以通过控制工艺参数、优化封装设计和改进封装材料来减少或消除。

（错误）

4.塑料封装的微电子器件或组件易受各种缺陷和失效影响。

（正确）

5.失效机理的综合影响并一定就是个体影响的总和。

（正确）

【讨论】

1.封装材料的电学性能包括哪些？

电学性能包括介电常数和损耗因子、体积电阻率以及介电强度。

2.什么是封装缺陷和封装失效？

封装缺陷就是封装体中出现不合要求的情况。

封装体中任何发生失效的部位，称之为失效位置；导致失效发生的不同类型的机理，被称为失效机理。

【填空】

1.底座偏移指的是支撑芯片的载体（芯片底座）出现变形或位移。

2.分层或粘接不牢是指在塑封料和其相邻材料界面之间的分离，也称为芯片开裂。

3.潮气能加速塑封微电子器件的分层、裂缝和腐蚀失效。

4.残余应力的大小取决于封装设计，包括芯片底座和引线框架。

【选择】

1.影响翘曲的参数有：

（ABCD）

A.焊膏印刷

B.放置精度

C.印刷的清晰度

D.精确度

2.翘曲是因为双极元器件两端受力的不平衡造成的，而其受力则依赖于焊接及衬垫的表面特性，焊接材料和印制电路板最终会对翘曲有一些影响，主要包括：

（ABCD）

A.焊接合金

B.焊膏粘贴特性

C.焊膏量

D.热传递效率

3.潮气能改变塑封材料的特性，比如：

（ABC）

A.玻璃化转变温度

B.弹性模量

C.体积电阻率

【判断】

1.封装工艺生产的封装缺陷具有随机特性，会直接封装材料的质量。

（正确）

2.集成电路的裸芯片一般由单晶硅制成，单晶硅具有金刚石结构，晶体硬而脆。

（正确）

3.温度不属于塑封微电子器件另一个关键的失效加速因子。

（错误）

4.污染物为失效机理的萌生和扩展提供了场所。

（错误）

5.一个封装体的最佳配置需要各种参数相互匹配。

（正确）

【讨论】

1.什么是爆米花现象？

在塑封器件组装到印制电路板上的过程中，回流焊接温度产生的水汽压力和内部应力会导致封装裂缝（爆米花）的发生。

水汽破裂包括两个主要阶段：

水汽诱导的分层和裂缝。

当封装体内部的水汽通过裂缝逃逸时，会产生爆炸声，和做爆米花时的声音类似，故水汽诱导的裂缝又被称为爆米花。

2.加速失效的影响因素有哪些？

环境和材料的载荷和应力，例如湿气、温度和污染，会塑封器件的失效。

受这些加速因子影响的失效率极大地取决于材料属性、工艺缺陷和封装设计。

【填空】

1.缺陷和失效的分析技术的使用顺序是非常重要的，非破坏性分析必须在破坏性分析之前进行。

2.电学测试一般用于核定待测系统或元件整体电学性能是否满足要求。

3.阿贝成像原理可以简单地描述为两次干涉作用：

平行光束受到有周期性特征物体的散射作用形成衍射谱，各级衍射波通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征的像。

4.在塑料封装的集成电路或其他封装电子器件中，与装配相关的封装缺陷是可靠性问题的一个主要来源。

【选择】

1.____A______是会破坏部分或全部封装的密封微电子封装的缺陷和失效分析方法。

A.非破坏性评价

B.破坏性评价

C.两者均可

D.两者都不是

2.在显微镜的发展史中，贡献最为卓著的是德国的物理学家、数学家和光学大师___B___。

A.沃尔夫冈·泡利

B.恩斯特·阿贝

C.尼古拉·特斯拉

D.理查德·费曼

【判断】

1.微电子封装的失效分析技术大致分为两种类型：

破坏性的和非破坏性的。

（正确）

2.非破坏性技术（如目检、扫描声学显微技术和X射线检测）会影响器件的各项功能。

（错误）

3.破坏性技术（如开封）会物理地、永久地改变封装，它们会改变现有的缺陷。

（正确）

4.电学测试一般用于核定待测系统或元件整体电学性能是否满足要求。

（正确）

5.光学显微技术（OM）在不同等级的封装失效分析中是一个常用的方法，是最基本的检测技术之一。

（正确）

6.光学显微镜昂贵、方便、并且易于使用。

（错误）

7.在塑料封装的集成电路或其他封装电子器件中，与装配相关的封装缺陷是可靠性问题的一个主要来源。

（正确）

【讨论】

1.如何进行芯片的电学测试？

电学测试一般用于核定待测系统或元件整体电学性能是否满足要求，有时也对局部电学参数进行检测，检测项目包括电压、电流、阻抗、电场、磁场、EDM、相应时间等。

具体到微电子器件，电学测试包括探测芯片上、芯片与互连之间、芯片与电路板互连之间的短路、开路、参数漂移、电阻变化或其他不正常的电学行为。

电学测试的类型包括集成电路功能和参数测试、阻抗、连接性、表面电阻、接触电阻和电容等。

2.芯片检测可以采用那些显微技术？

光学显微技术、扫描声光显微技术、X射线显微技术、X射线荧光光谱显微技术、电子显微技术、原子力显微技术、红外显微技术。

【填空】

1.SAM技术基于超声波在各种材料中的反射和传输特性而成像，基于SAM技术的显微镜称扫描声学显微镜。

2.XRF分光计可以在两种模式下工作：

材料分析模式和厚度测量模式。

3.原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。

4.半导体衬底上的氧化层厚度通常小于1um（几个到几百纳米），所以用这些分析技术能较好地探测到氧化层失效。

【选择】

1.XRF分光计的穿透深度是根据所使用的材料而变化的，但是能超过___B___um。

A.70

B.50

C.30

D.20

2.下列不属于扫描电子显微技术优点的是：

C

A.有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调

B.有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构

C.试样制备复杂

D.试样制备简单

3.红外光显微镜是一种利用波长在______nm到_____μm范围内的红外光作为像的形成者，用来观察某些不透明物体的显微镜。

（D）

A.800；40

B.800；80

C.20；800

D.800；20

4.与分析工具性能相关的因素不包括：

（B）

A.分辨率

B.材料颜色

C.穿透率

D.方法（破坏性的或非破坏性的）

【判断】

1.用X射线显微镜（XM）进行失效分析的主要优点在于，样品对基本X射线的微分吸收所产生的图像对比度提供了样品的本征信息。

（正确）

2.XRF光谱显微技术是一种快速、准确和破坏性技术，用于确定和坦诚材料组成。

（错误）

3.错误的运用失效分析技术会影响分析并可能导致错误的分析结论。

（正确）

4.对所分析封装的状态和失效分析设备性能的双重考虑，在很大程度上会影响失效分析技术的选择。

（正确）

【讨论】

1.芯片检测可以采用哪些显微技术？

光学显微技术、扫描声光显微技术、X射线显微技术、X射线荧光光谱显微技术、电子显微技术、原子力显微技术、红外显微技术。

2.与封装或者元器件条件及构成相关的因素包括哪些？

（1）历史（工艺、应用、环境）；

（2）材料；

（3）结构尺寸；

（4）几何结构；

（5）可能的失效模式；

（6）可能的失效位置；

【填空】

1.企业通常在芯片封装完成后会进行两方面检测：

质量测试和可靠性测试。

2.鉴定过程与产品的失效率特征相关，包括早期失效、随机失效和耗损失效。

3.先进的可靠性模型和预计方法将带来更全面和更有效的鉴定过程。

【选择】

1.下列哪个不属于鉴定过程？

（B）

A.虚拟鉴定

B.实物鉴定

C.产品鉴定

D.量产鉴定

2.下列不属于鉴定试验的目的是：

（C）

A.评价产品的质量，判断其是否符合设计要求；

B.获得器件及其结构完整性的信息；

C.估计其预期工作寿命和有效性；

D.评价材料、工艺和设计的效能。

【判断】

1.鉴定必须包括适当的可靠性预计方法，以识别失效模式、失效机理、产品特征、寿命周期环境应力。

（正确）

2.鉴定过程与产品的失效率特征相关，包括早期失效、随机失效和耗损失效。

（正确）

3.成功的微电子封装抽样鉴定，能保证相同制造商根据相同规格生产的封装都会满足鉴定要求。

（错误）

4.虚拟鉴定是整个鉴定过程中的第一个阶段，它是应用基于失效物理的可靠性评估确定被试验产品是否能经受住其预期的寿命周期。

（正确）

5.良好设计的电子封装不要求必须能经受储存、处理、运输和工作中施加的载荷。

（错误）

6.产品设计的特性量如封装尺寸、材料、类型、结构应纳入虚拟鉴定过程中。

（正确）

7.应用要求直接影响到工作载荷和产品的特征。

（正确）

【讨论】

1.与元器件条件及构成相关的重要因素有哪些？

材料、几何尺寸、寿命周期剖面的敏感度、负载条件。

2.质量鉴定的流程是什么？

鉴定过程由三个阶段组成：

虚拟鉴定、产品鉴定、量产鉴定。