集成电路芯片封装技术复习题.docx

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集成电路芯片封装技术复习题

集成电路芯片封装技术复习题

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、陶瓷气密性封装、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。

2、陶瓷封装

陶瓷封装能提供高可靠度与密封性是利用玻璃与陶瓷及Kovar或Alloy42合金引脚架材料间能形成紧密接合的特性。

3、共晶

是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段，是一个液态同时生成两个固态的平衡反应。

4、封装的层次

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。

5、可靠性工程

可靠性则是对封装的可靠性相关参数的测试。

产品的可靠性即产品可靠度的性能，具体表现在产品使用时是否容易出故障，产品使用寿命是否合理等。

6、再流焊接技术

再流焊接是预先在PCB焊接部位（焊盘）施放适量和适当形式的焊料，然后贴放表面组装元器件，经固化后，再利用外部热源使焊料再次流动达到焊接目的的一种成组或逐点焊接工艺。

7、3D封装

是指在不改变封装体尺寸的前提下，在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上芯片的封装技术，它起源于快闪存储器（NOR/NAND）及SDRAM的叠层封装。

8、切筋

是指切除框架外引脚之间的堤坝及在框架带上连在一起的地方。

9、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。

10、顺型涂封

顺型涂封的原料一般为液状树脂，将组装完成的印制电路板表面清洗干净后，以喷洒或沉浸的方法将树脂原料均匀地涂上，再经适当的烘烤热处理或紫外处理后即成为保护涂层。

11、封装可靠性工程

芯片封装流程完成后，封装厂会对产品进行可靠性的测试，可靠性检测是检测产品“未来”的质量，包括预处理、温度循环测试、热冲击、高温储藏、温度和湿度、高压蒸煮。

12、生胚片

将各种无机和有机材料混合后，经一定时间的球磨后即称为浆料。

也称为生胚片载体系统，陶瓷管壳的基板是有多层生胚片采用低温共烧技术连接在一起的。

13、柯肯达尔空洞

是指线材、键合点金属与金属间化合物之间的两种扩散速率不同的金属在扩散过程中会形成缺陷，产生空洞。

14、墓碑效应

小型片状之表面黏装零件，因其两端之金属封头与板面焊垫之间，在焊锡性上可能有差异存在或者是两端散热的速率不同导致焊锡的固化速率不同。

经过红外线或热风熔焊后，偶尔会出现一端焊牢而另一端被拉起的浮开现象，特称为墓碑效应。

15、转移成型技术

将将芯片与引线框放在模具中，加热塑封预成型块并放入转移罐，将其压入浇道通过浇口进入模腔，然后快速固化到一定硬度，用塑料将芯片与引线框架包装起来。

16、应力消除

芯片切割之前需要对芯片进行减薄处理，并且经过减薄以后的芯片其后表面的裂纹会在此步骤中去除掉，芯片的强度也会增加（应力消除），可用干式抛光、化学研磨液、湿式刻蚀发、干式刻蚀发。

三、问答题

1、详细描述狭义芯片封装的工艺流程及其每一步所实现的作用。

工艺流程：

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。

作用：

为IC芯片提供机械支撑和环境保护、接通半导体芯片的电流通路、提供信号的输入和输出通路、提供热通路，散逸半导体芯片产生的热。

2、在芯片的组装过程中，常常运用到各种不同的焊接技术，详细叙述波峰焊技术和再波峰焊技术的工艺流程并比较其应用范围。

工艺流程：

波峰焊技术：

准备，元件插装，喷涂钎剂，预热，波峰焊，冷却，清洗再波峰焊技术：

印刷焊锡膏与pcb通孔焊盘，放置插装件，再流焊接。

应用范围：

一般情况下，波峰焊用于混合组装方式，再流焊用于

全表面贴装方式

3、在芯片的制造过程中首先需要对芯片进行减薄与切割，详细叙述芯片切割的几种方式与以及他们的工艺流程。

芯片切割方式：

机械式切割，激光式切割，隐形式切割

工艺流程：

机械式切割:

用机械的方式对晶圆进行切割以DBG为例，DBG切割方法进行芯片处理时，首先进行切割再减薄激光式切割：

以激光全切割为例，将DBG加工后的晶片转放到框架上，剥离掉表面保护胶带后，从晶片表面一侧对DAF进行全切割。

晶片已经分离成了芯片，所以就可以从芯片间照射激光，只将DAF切割隐形式切割：

是将激光聚光与工件内部，在工件内部形成改质层，通过扩展胶膜等方法将工件分割成芯片的切割方法

4、WLP（WaferLevelPackage）封装的定义是什么？

试描述它的结构以及它的制造工艺流程。

WLP是晶圆级封装以BGA技术为基础，直接在晶圆上进行大多数或是全部的封装测试程序，之后再进行切割制成单颗组件

包括两个基本工艺：

1.薄膜再分布技术工艺流程：

a.在IC芯片上涂覆金属布线层介质材料b.淀积金属薄膜并用光刻方法制备金属导线和所连接的凸点焊区c.在凸点焊区淀积UBMd.在UBM上制作凸点2.凸点的制作可以通过应用预测焊球、丝网印刷或电化学淀积的方法制作。

5、简述集成电路狭义封装的流程。

工艺流程：

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

6、在电子产品的生产过程中常用到表面贴装技术，是简述表面贴装技术的组装方式有哪些。

1、单面混合组装：

先贴法、后贴法2、双面混合组装：

SMC/SMD和THC同侧方式、SMC/SMD和THC不同侧方式3、全表面组装：

单面表面组装、双面表面组装。

7、集成电路封装中，经常会用到金属凸点的制作工艺，如倒装芯片封装、微小模塑封封装等，试描述金属凸点的工艺流程及其所实现的功能（包括了多金属层的制作以及凸点的制作）。

凸点形成办法：

蒸镀焊料凸点,电镀焊料凸点,印刷焊料凸点,钉头焊料凸点放球凸点焊料转移凸,蒸镀凸点。

以蒸镀凸点为例，

蒸镀凸点工艺流程：

1、现场对硅片溅射清洗（a）在沉积金属前去除氧化物或者照相掩膜。

同时使得硅片钝化层以及焊盘表面粗糙以提高对UBM的结合力2、金属掩膜：

常常用带图样的钼金属掩膜来覆盖硅片以利于UBM以及凸点金属的沉积。

金属掩膜组件一般由背板、弹簧、金属模板以及夹子等构成。

硅片被夹在背板与金属模板之间，然后通过手动对位，对位公差可控制在25nm3、UBM蒸镀（b）然后按顺序蒸镀Cr层、CrCu层、Cu层以及Au层4、焊料蒸镀（c）在UBM表面蒸镀一层97Pb/Sn或95Pb/Sn。

厚度约为100-125nm。

形成一个圆锥台形状。

8、CSP（ChipSizePackage）封装的几种实现形式与其制造工艺流程是什么？

试对其进行简要的描述。

CSP是芯片尺寸封装，是封装外壳的尺寸不超过裸芯片尺寸1.2倍的一种先进封装形式（特点：

封装尺寸小，可满足高密封装；电学性能优良；测试、筛选、老化容易；散热性能优良；内无需填料；制造工艺、设备的兼容性好）

实现形式：

刚性基板封装、柔性基板封装、引线框架CSP封装、晶圆级CSP封装、薄膜型CSP封装。

工艺流程：

芯片制造、芯片测试、金属化、光刻、腐蚀、除抗蚀剂、聚酰亚胺保护层、光刻、聚酰亚胺图形、除抗蚀剂、聚酰亚胺固化、切割、安装焊球。

9、详细描述芯片切割的方法和种类，如激光切割、DAF等技术。

芯片切割方式：

机械式切割，激光式切割，隐形式切割

工艺流程：

机械式切割:

用机械的方式对晶圆进行切割以DBG为例，DBG切割方法进行芯片处理时，首先进行切割再减薄激光式切割：

以激光全切割为例，将DBG加工后的晶片转放到框架上，剥离掉表面保护胶带后，从晶片表面一侧对DAF进行全切割。

晶片已经分离成了芯片，所以就可以从芯片间照射激光，只将DAF切割隐形式切割：

是将激光聚光与工件内部，在工件内部形成改质层，通过扩展胶膜等方法将工件分割成芯片的切割方法

10、详细叙述SMT贴片机的构成，和每个组件的作用。

11、什么是气密性封装，常见的气密性封装形式有哪些，工艺流程是怎样的。

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常见的气密性封装形式：

金属封装、陶瓷封装、玻璃封装以瓷封装为例，工艺流程：

引脚/基板黏结、芯片黏结、打线键合、基板/封盖黏结、引脚镀锡、引脚切割成型。

12、3D多芯片封装的概念是什么，如何实现，封装的设计难点在哪。

3D的概念：

是指在不改变封装体尺寸的前提下，在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上芯片的封装技术，它起源于快闪存储器（NOR/NAND）及SDRAM的叠层封装。

封装两种方法实现：

封装内的裸芯片对叠；封装内的封装堆叠或称为封装堆叠

封装的设计难点：

在于芯片的减薄和芯片的堆叠