广工微电子封装期末考试复习

微电子封装

晶圆：由普通硅砂熔炼提纯拉制成硅柱后切成的单晶硅薄片微电子封装技术特点： 1：向高密度及高I/O引脚数发展，引脚由四边引出趋向面阵引出发展 2：向表面组装示封装(SMP)发展,以适应表面贴装（SMT）技术及生产要求 3：向高频率及大功率封装发展 4：从陶瓷封装向塑料封装发展 5：从单芯片封装（SCP）向多芯片封装（MCP）发展 6：从只注重发展IC芯片到先发展封装技术再发展IC芯片技术技术微电子封装的定义：是指用某种材料座位外壳安防、固定和密封半导体继承电路芯片，并用导体做引脚将芯片上的接点引出外壳狭义的电子封装技术定义：是指利用膜技术及微细连接技术，将半导体元器件及其他构成要素在框架或基板上布置、固定及连接，引出接线端子，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺技术。（最基本的）广义的电子封装技术定义：是指将半导体和电子元器件所具有的电子的、物理的功能，转变为能适用于设备或系统的形式，并使之为人类社会服务的科学与技术。（功能性的）微电子封装的功能： 1：提供机械支撑及环境保护； 2：提供电流通路； 3：提供信号的输入和输出通路； 4：提供热通路。微电子封装的要点： 1：电源分配； 2：信号分配; 3：机械支撑； 4：散热通道； 5：环境保护。零级封装：是指半导体基片上的集成电路元件、器件、线路；更确切地应该叫未加封装的裸芯片。一级封装：是指采用合适的材料（金属、陶瓷或塑料）将一个或多个集成电路芯片及它们的组合进行封装，同时在芯片的焊区与封装的外引脚间用引线键合（wire bonding,WB）、载带自动焊（tape automated bonding,TAB）、倒装片键合（flip chip bonding，FCB）三种互联技术连接，使其成为具有实际功能的电子元器件或组件。二级封装技术：实际上是一种多芯片和多元件的组装，即各种以及封装后的集成电路芯片、微电子产品、以及何种类型元器件一同安装在印刷电路板或其他基板上。

微电子封装必备答案

微电子封装答案微电子封装第一章绪论 1、微电子封装技术的发展特点是什么？发展趋势怎样？（P8、9页）答：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发展，以适合表面安装技术。（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。发展趋势：（1）微电子封装具有的I/O引脚数将更多。（2）微电子封装应具有更高的电性能和热性能。（3）微电子封装将更轻、更薄、更小。（4）微电子封装将更便于安装、使用和返修。（5）微电子封装的可靠性会更高。（6）微电子封装的性能价格比会更高，而成本却更低，达到物美价廉。 2、微电子封装可以分为哪三个层次（级别）？并简单说明其内容。（P15～18页）答：（1）一级微电子封装技术把IC芯片封装起来，同时用芯片互连技术连接起来，成为电子元器件或组件。（2）二级微电子封装技术这一级封装技术实际上是组装。将上一级各种类型的电子元器件安装到基板上。（3）三级微电子封装技术由二级组装的各个插板安装在一个更大的母板上构成，是一种立体组装技术。 3、微电子封装有哪些功能？（P19页）答：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 4、芯片粘接方法分为哪几类？粘接的介质有何不同（成分）？。（P12页）答：(1)Au-Si合金共熔法(共晶型) 成分：芯片背面淀积Au层,基板上也要有金属化层(一般为Au或Pd-Ag)。（2）Pb-Sn合金片焊接法(点锡型) 成分：芯片背面用Au层或Ni层均可，基板导体除Au、Pd-Ag外，也可用Cu (3)导电胶粘接法(点浆型) 成分：导电胶（含银而具有良好导热、导电性能的环氧树脂。） (4)有机树脂基粘接法(点胶型) 成分：有机树脂基（低应力且要必须去除α粒子） 5、简述共晶型芯片固晶机（粘片机）主要组成部分及其功能。答：系统组成部分： 1 机械传动系统 2 运动控制系统 3 图像识别（PR）系统 4 气动/真空系统 5 温控系统 6、和共晶型相比，点浆型芯片固晶机（粘片机）在各组成部分及其功能的主要不同在哪里？答：名词解释：取晶、固晶、焊线、塑封、冲筋、点胶

封装与微组装

摘要：近年来，封装与微组装技术进入了超高速发展时期,新的封装和组装形式不断涌现,而其标准化工作已经严重滞后，导致概念上的模糊，这必然会对该技术的发展造成影响。力求将具有电子行业特点的封装与微组装技术的内涵和特点加以诠释,并对其发展提出见解和建议，以促进该技术的发展。关键字:封装、微组装、发展、BGA、SOP、FC、CSP、MCM、集成电路、系统级封装正文：一、电子产品技术概述第一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。随着电子元器件向小型化、复合化、轻量化、多功能、高可靠、长寿命的方向变革，从而相继出现了各种类型的片式电子元器件（SMC/SMD），导致了第四代组装技术即表面组装技术（SMT）的出现，在世界上引发了一场电子组装技术的新革命。在国际上，片式电子元器件应用于电子整机，始于用年代，当时美国ＩＢＭ公司首先把片式电子元器件用于微机。目前世界上发达国家已广泛采用表面贴装技术，片式元器件已成为电子元器件的主体，其中片式电容、片式电阻、片式电感以及片式敏感元件的需求量约占片式元件的90%，世界上发达国家电子元器件片式化率己高达80%以上，全世界平均亦在40%，而我国仅为约30%，可以预见，加入WTO后,片式元件产业的市场竞争将更趋激烈。实现了批量生产全系列片式电容器、片式电阻器、片式电感器，开始摆脱一代代重复引进的被动局面，并逐步走上自主发展的道路。2001年片式电容器、片式电阻器、片式电感器等片式元件市场低迷,价格普遍下调15%～20%，对国内元件生产企业造成了一定的影响。二、集成电路与微电子封装技术集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于硅的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于锗的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

物理化学期末考试大题及答案

三、计算 1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa。求（1）该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度；（2）该溶液的凝固点降低值；（3）在大气压力下，该溶液的沸点升高值已知Kf =1.86K mol–1Kg–1 , Kb =0.513K mol–1Kg–1 ，△vapH0m=40662J mol–1 2、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K时，已知K0=1.55×107

1、计算H2 和O2分压各为1.00×10 4 Pa, 水蒸气分压为1.00×105 Pa的混合气体中，进行上述反应的△rGm，并判断反应自发进行的方向。 2、当H2和O2分压仍然分别为1.00×10 4 Pa 时。欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分压最少需多大？ △rGm=-1.6﹡105Jmol–1；正向自发；P （H2O）=1.24﹡107Pa。装订线

在真空的容器中放入固态的NH4HS，于250C 下分解为NH3（g）与H2S（g），平衡时容器内的压力为66.6kPa 。（1）当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa 的 H2S（g），求平衡时容器内的压力；（2）容器中已有6.666kPa的NH3（g），问需加多大压力的H2S（g），才能形成NH4HS 固体。 1）77.7kPa 2）P（H2S）大于166kPa。

4、已知250C时φ0(Fe3+/ Fe) =-0.036V，φ0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V 求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势φ0(Fe2+/ Fe)。答案: φ0(Fe2+/ Fe)= -0.439V 5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.62×10-3S m2 mol–1，无限稀释时的摩尔电导率为39.07×10-3S m2 mol–1 计算（1）醋酸水溶液在250C，0.01mol dm-3

微电子封装复习题

电子封装是指将具有一定功能的集成电路芯片，放置在一个与之相适应的外壳容器中，为芯片提供一个稳定可靠的工作环境；同时，封装也是芯片各个输出、输入端的向外过渡的连接手段，以及起将器件工作所产生的热量向外扩散的作用，从而形成一个完整的整体，并通过一系列的性能测试、筛选和各种环境、气候、机械的试验，来确保器件的质量，使之具有稳定、正常的功能。从整个封装结构讲，电子封装包括一级封装、二级封装和三级封装。芯片在引线框架上固定并与引线框架上的管脚或引脚的连接为一级封装；管脚或引脚与印刷电路板或卡的连接为二级封装；印刷电路板或卡组装在系统的母板上并保证封装各组件相对位置的固定、密封、以及与外部环境的隔离等为三级封装。前工程：从整块硅圆片入手，经过多次重复的制膜、氧化、扩散，包括照相制版和光刻等工序，制成三极管、集成电路等半导体组件卫电极等，开发材料的电子功能，以实现所要求的元器件特性。后工程：从由硅圆片切分好的一个一个的芯片入手，进行装片、固定、键合连接、塑料灌封、引出接线端子、按印检查等工序，完成作为器件、部件的封装体，以确保元器件的可靠性并便于与外电路连接。 ?环保和健康的要求 ?国内外立法的要求 ?全球无铅化的强制要求 1、无铅钎料的熔点较高。比Sn37Pb提高34~44 oC。高的钎焊温度使固/液界面反应加剧。 2 、无铅钎料中Sn含量较高。（SnAg中96.5% Sn ，SnPb中63%Sn），因为Pb不参与固/液和固/固界面反应，高Sn含量使固/液、固/固界面反应均加速。 3 小尺寸钎料在大电流密度的作用下会导致电迁移的问题。

(1) 无毒化，无铅钎料中不含有毒、有害及易挥发性的元素 (2) 低熔点，无铅钎料的熔点应尽量接近传统的Sn-Pb 共晶钎料的熔点(183℃)，熔化温度间隔愈小愈好。 (3) 润湿性，无铅钎料的润湿铺展性能应达到Sn-Pb 共晶钎料的润湿性，从而易于形成良好的接头。 (4) 力学性能，无铅钎料应具有良好的力学性能，焊点在微电子连接中一个主要作用是机械连接。 (5) 物理性能，作为微电子器件连接用的无铅钎料，应具有良好的导电性、导热性、延伸率，以免电子组件上的焊点部位因过热而造成损伤，从而提高微电子器件的可靠性。 (6) 成本，从Sn-Pb 钎料向无铅钎料转化，必须把成本的增加控制在最低限度。因此应尽量减少稀有金属和贵重金属的含量，以降低成本。电子元器件封装集成度的迅速提高，芯片尺寸的不断减小以及功率密度的持续增加，使得电子封装过程中的散热、冷却问题越来越不容忽视。而且，芯片功率密度的分布不均会产生所谓的局部热点，采用传统的散热技术已不能满足现有先进电子封装的热设计、管理与控制需求，它不仅限制了芯片功率的增加，还会因过度冷却而带来不必要的能源浪。电子封装热管理是指对电子设备的耗热元件以及整机或系统采用合理的冷-~IJl 散热技术和结构设计优化，对其温度进行控制，从而保证电子设备或系统正常、可靠地工作。热阻由于热导方程与欧姆定律形式上的相似性，可以用类似于电阻的表达式来定义热阻式中，?T 是温差，q 为芯片产生的热量。该式适用于各种热传递形式的计算。 1、具有极高耐热性 2、具有极高吸湿性 3、具有低热膨胀性 4、具有低介电常数特性电解铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)制造的重要的材料。电解铜箔生产工序简单，主要工序有三道：溶液生箔、表面处理和产品分切。 q T R th ?=

电子封装和组织技术复习详细版

百度文库 1、名词术语翻译 2、填空 3、画图 4、问答题 5、计算题 6、综合题 1、微电子封装技术中常用封装术语英文缩写的中文名称： DIP：双列直插式封装double in-line package QFP(J)：四边引脚扁平封装quad flat package PGA：针栅阵列封装pin grid array PLCC：塑料有引脚片式载体plastic leaded chip carrier SOP(J)：IC小外形封装small outline package SOT：小外形晶体管封装small outline transistor package SMC/D：表面安装元器件surface mount component/device BGA：焊球阵列封装ball grid array CCGA：陶瓷焊柱阵列封装C eramic Column Grid Array KGD：优质芯片（已知合格芯片）Known Good Die CSP：芯片级封装chip size package MCM(P):多芯片组件Multi chip Module WLP：晶圆片级封装Wafer Level Packaging WB：引线键合wire bonding TAB：载带自动焊tape automated bonding FCB：倒装焊flip chip bonding OLB：外引线焊接 ILB：内引线焊接 C4：可控塌陷芯片连接Controlled Collapse Chip Connection UBM：凸点下金属化Under Bump Metalization SMT：表面贴装技术 THT：通孔插装技术Through Hole Technology COB：板上芯片 COG：玻璃上芯片 C：陶瓷封装 P：塑料封装

微电子笔试(笔试和面试题)有答案

第一部分：基础篇（该部分共有试题8题,为必答题，每位应聘者按自己对问题的理解去回答，尽可能多回答你所知道的内容。若不清楚就写不清楚）。 1、我们公司的产品是集成电路，请描述一下你对集成电路的认识，列举一些与集成电路相关的内容（如讲清楚模拟、数字、双极型、CMOS、MCU、RISC、CISC、DSP、ASIC、FPGA等的概念）。数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。例如，人对着话筒讲话，话筒输出的音频电信号就是模拟信号，收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号，也是模拟信号。数字信号，是指在时间上和幅度上离散取值的信号，例如，电报电码信号，按一下电键，产生一个电信号，而产生的电信号是不连续的。这种不连续的电信号，一般叫做电脉冲或脉冲信号，计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。在电子技术中，通常又把模拟信号以外的非连续变化的信号，统称为数字信号。 FPGA是英文Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 2、你认为你从事研发工作有哪些特点？ 3、基尔霍夫定理的内容是什么？基尔霍夫电流定律:流入一个节点的电流总和等于流出节点的电流总和。基尔霍夫电压定律:环路电压的总和为零。
欧姆定律: 电阻两端的电压等于电阻阻值和流过电阻的电流的乘积。 4、描述你对集成电路设计流程的认识。模拟集成电路设计的一般过程： 1.电路设计依据电路功能完成电路的设计。 2.前仿真电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真。 3.版图设计（Layout）依据所设计的电路画版图。一般使用Cadence软件。 4.后仿真对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图。 5.后续处理将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。正向设计与反向设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 自顶向下和自底向上设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计 –Top-Down流程在EDA工具支持下逐步成为 IC主要的设计方法 –从确定电路系统的性能指标开始，自系统级、寄存器传输级、逻辑级直到物理级逐级细化并逐级验证其功能和性能 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计关键技术 . 需要开发系统级模型及建立模型库，这些行为模型与实现工艺无关，仅用于系统级和RTL 级模拟。

微电子封装技术作业(一)

第一次作业 1 写出下列缩写的英文全称和中文名称 DIP: Double In-line Package, 双列直插式组装 BGA: ball grid array, 球状矩阵排列 QFP: Quad flat Pack, 四方扁平排列 WLP: Wafer Level Package, 晶圆级封装 CSP: Chip Scale Package, 芯片级封装 LGA: Land grid array, 焊盘网格阵列 PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier, 塑料芯片载体 SOP: Standard Operation Procedure, 标准操作程序 PGA: pin grid array, 引脚阵列封装 MCM: multiple chip module, 多片模块 SIP: System in a Package, 系统封装 COB: Chip on Board, 板上芯片 DCA: Direct Chip Attach, 芯片直接贴装，同COB MEMS: Micro-electromechanical Systems, 微电子机械系统 2 简述芯片封装实现的四种主要功能，除此之外LED封装功能。芯片功能（1）信号分配;(2)电源分配；（3）热耗散：使结温处于控制范围之内；（4）防护：对器件的芯片和互连进行机械、电磁、化学等方面的防护 LED器件（2）LED器件：光转化、取光和一次配光。 3 微电子封装技术的划分层次和各层次得到的相应封装产品类别。微电子封装技术的技术层次第一层次：零级封装-芯片互连级（CLP）第二层次：一级封装SCM 与MCM（Single/Multi Chip Module）第三层次：二级封装组装成SubsystemCOB（Chip on Board）和元器件安装在基板上第三层次：三级微电子封装，电子整机系统构建相对应的产品如图（1）所示：

(完整word版)微电子技术概论期末试题

《微电子技术概论》期末复习题试卷结构：填空题40分，40个空，每空1分，选择题30分，15道题，每题2分，问答题30分，5道题，每题6分填空题 1.微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。 2.微电子学中实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统，是微小化的。 3.集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。 4.材料按其导电性能的差异可以分为三类：导体、半导体和绝缘体。 5. 迁移率是载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。 6.PN 结的最基本性质之一就是其具有单向导电性。 7.根据不同的击穿机理，PN 结击穿主要分为雪崩击穿和隧道击穿这两种电击穿。 8.隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场。 9. PN结电容效应是PN结的一个基本特性。 10.PN结总的电容应该包括势垒电容和扩散电容之和。 11.在正常使用条件下，晶体管的发射结加正向小电压，称为正向偏置，集电结加反向大电压，称为反向偏置。 12.晶体管的直流特性曲线是指晶体管的输入和输出电流-电压关系曲线， 13.晶体管的直流特性曲线可以分为三个区域：放大区，饱和区，截止区。 14.晶体管在满足一定条件时，它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。 15.双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用，在电路中得到了大量的应用。 16. 一般情况下开关管的工作电压为 5V ，放大管的工作电压为 20V 。 17. 在N 型半导体中电子是多子，空穴是少子； 18. 在P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。 19. 所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。 20. 收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号是模拟信号。 21. 所谓数字信号，指在时间上和幅度上离散取值的信号。 22. 计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。 23. 半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、二极

先进微电子封装工艺技术

先进微电子封装工艺技术培训培训目的： 1、详细分析集成电路封装产业发展趋势； 2、整合工程师把握最先进的IC封装工艺技术； 3、详细讲述微电子封装工艺流程及先进封装形式； 4、讲述微电子封装可靠性测试技术； 5、微电子封装与制造企业以及设计公司的关系； 6、实际案例分析。参加对象： 1、大中专院校微电子专业教师、研究生；； 2、集成电路制造企业工程师，整机制造企业工程师； 3、微电子封装测试、失效分析、质量控制、相关软件研发、市场销售人员； 4、微电子封装工艺设计、制程和研发人员； 5、微电子封装材料和设备销售工程师及其应用的所有人员； 6、微电子封装科研机构和电子信息园区等从业人员【主办单位】中国电子标准协会培训中心【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司课程提纲（内容）： Flip Chip Technology and Low Cost Bumping Method l What is Flip Chip l Why Use Flip Chip

l Flip Chip Trend l Flip Chip Boding Technology l Why Underfill l No Flow Underfill l Other Key Issues Wafer Level Packaging l What is IC packaging? l Trend of IC packaging l Definition and Classification of CSP l What is wafer level packaging? l Overview Technology Options —Wafer level High Density Interconnections —Wafer level Integration —Wafer Level towards 3D l WLP toward 3D l Wafer level Challenges l Conclusion 讲师简介：罗乐（Le Luo）教授罗教授1982年于南京大学获物理学学士学位，1988年于中科院上海微系统与信息技术研究所获工学博士学位。1990年在超导研究中取得重大突破被破格晋升为副研究员，1991—199

微电子学概论复习题及答案(详细版)

第一章绪论 1．画出集成电路设计与制造的主要流程框架。 2．集成电路分类情况如何？ ?????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路B iCMOS B iMOS 型B iMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路 3．微电子学的特点是什么？微电子学：电子学的一门分支学科微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。微电子学中的空间尺度通常是以微米(m, 1m ＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。微电子学是信息领域的重要基础学科微电子学是一门综合性很强的边缘学科涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微

电子学发展的方向微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等 4．列举出你见到的、想到的不同类型的集成电路及其主要作用。集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑（微机）用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。 5．用你自己的话解释微电子学、集成电路的概念。集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。 6．简单叙述微电子学对人类社会的作用。可以毫不夸张地说，没有微电子技术的进步，就不可能有今天信息技术的蓬勃发展，微电子已经成为整个信息社会发展的基石。随着微电子的发展，器件的特征尺寸越来越小第二章半导体物理和器件物理基础 1．什么是半导体？特点、常用半导体材料什么是半导体？金属：电导率106～104(W?cm-1)，不含禁带；半导体：电导率104~10-10(W?cm-1)，含禁带；绝缘体：电导率<10-10(W?cm-1)，禁带较宽；半导体的特点：（1）电导率随温度上升而指数上升；（2）杂质的种类和数量决定其电导率；（3）可以实现非均匀掺杂；（4）光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率；硅：地球上含量最丰富的元素之一，微电子产业用量最大、也是最重要的半导体材料。硅(原子序数14)的物理化学性质主要由最外层四个电子（称为价电子）决定。每个硅原子近邻有四个硅原子，每两个相邻原子之间有一对电子，它们与两个原子核都有吸引作用，称为共价键。化合物半导体：III族元素和V族构成的III-V族化合物，如，GaAs(砷化镓)，InSb(锑化铟)，GaP(磷化镓)，InP(磷化铟)等，广泛用于光电器件、半导体激光器和微波器件。2.掺杂、施主/受主、P型/N型半导体（课件）掺杂：电子摆脱共价键所需的能量，在一般情况下，是靠晶体内部原子本身的热运动提供的。常温下，硅里面由于热运动激发价健上电子而产生的电子和空穴很少，它们对硅的导电性的影响是十分微小的。室温下半导体的导电性主要由掺入半导体中的微量的杂质（简称掺杂）来决定，这是半导体能够制造各种器件的重要原因。施主：Donor，掺入半导体的杂质原子向半导体中提供导电的电子，并成为带正电的离子。如 Si中掺的P 和As（最外层有5个价电子）受主：Acceptor，掺入半导体的杂质原子向半导体中提供导电的空穴，并成为带负电的离子。如 Si中掺的B(硼）（最外层只有3个价电子）

微电子封装技术

第一章绪论 1、封装技术发展特点、趋势。（P8）发展特点：①、微电子封装向高密度和高I/O引脚数发展，引脚由四边引出向引出向面阵列排列发展；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。发展趋势：①、微电子封装具有的I/O引脚数将更多；②、应具有更高的电性能和热性能；③、将更轻、更薄、更小；④、将更便于安装、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。 2、封装的功能（P19）电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑和环境保护。 3、封装技术的分级（P12）零级封装：芯片互连级。一级封装：将一个或多个IC芯片用适宜的材料（金属、陶瓷、塑料或它们的组合）封装起来，同时在芯片的焊区与封装的外引脚间用如上三种芯片互连方法（WB、TAB、FCB）连接起来使之成为有实用功能的电子元器件或组件。二级封转：组装。将上一级各种微电子封装产品、各种类型的元器件及板上芯片（COB）一同安装到PWB或其它基板上。三级封装：由二级组装的各个插板或插卡再共同插装在一个更大的母板上构成的，立体组装。4、芯片粘接的方法（P12）只将IC芯片固定安装在基板上：Au-Si合金共熔法、Pb-Sn合金片焊接法、导电胶粘接法、有机树脂基粘接法。芯片互连技术：主要三种是引线键合（WB）、载带自动焊（TAB）和倒装焊（FCB）。早期有梁式引线结构焊接，另外还有埋置芯片互连技术。第二章芯片互连技术（超级重点章节） 1、芯片互连技术各自特点及应用引线键合：①、热压焊：通过加热加压力是焊区金属发生塑性形变，同时破坏压焊界面上的氧化层使压焊的金属丝和焊区金属接触面的原子间达到原子引力范围，从而使原子间产生引力达到键合。两金属界面不平整，加热加压可使上下金属相互镶嵌；加热温度高，容易使焊丝和焊区形成氧化层，容易损坏芯片并形成异质金属间化合物影响期间可靠性和寿命；由于这种焊头焊接时金属丝因变形过大而受损，焊点键合拉力小（＜0.05N/点），使用越来越少。②、超声焊：利用超声波发生器产生的能量和施加在劈刀上的压力两者结合使劈刀带动Al丝在被焊区的金属化层表明迅速摩擦，使Al丝和Al膜表面产生塑性形变来实现原子间键合。与热压焊相比能充分去除焊接界面的金属氧化层，可提高焊接质量，焊接强度高于热压焊；不需要加热，在常温下进行，因此对芯片性能无损害；可根据不同需要随时调节键合能量，改变键合条件来焊接粗细不等的Al 丝或宽的Al带；AL-AL超声键合不产生任何化合物，有利于器件的可靠性和长期使用寿命。③、金丝球焊：球焊时，衬底加热，压焊时加超声。操作方便、灵活、焊点牢固，压点面积大，又无方向性，故可实现微机控制下的高速自动化焊接；现代的金丝球焊机还带有超声功能，从而具有超声焊的优点；由于是Au-Al接触超声焊，尽管加热温度低，仍有Au-Al中间化合物生成。球焊用于各类温度较低、功率较小的IC和中、小功率晶体管的焊接。载带自动焊：TAB结构轻、薄、短、小，封装高度不足1mm；TAB的电极尺寸、电极与焊区节距均比WB大为减小；相应可容纳更高的I/O引脚数，提高了TAB的安装密度；TAB的引线电阻、电容和电感均比WB小得多，这使TAB互连的LSI、VLSI 具有更优良的高速高频电性能；采用TAB互连可对各类IC芯片进行筛选和测试，确保器件是优质芯片，大大提高电子组装的成品率，降低电子产品成本；TAB采用Cu箔引线，导热导电性能好，机械强度高；TAB的键合拉力比WB高3~10倍，可提高芯片互连的可靠性；TAB使用标准化的卷轴长度，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实现自动化，可进行工业化规模生产，提高电子产品的生产效率，降低产品成本。TAB广泛应用于电子领域，主要应用与低成本、大规模生产的电子产品，在先进封装BGA、 CSP和3D封装中,TAB也广泛应用。倒装焊：FCB芯片面朝下，芯片上的焊区直接与基板上的焊区互连，因此FCB的互连线非常短，互连产生的杂散电容、互连电阻和电感均比WB 和TAB小的多，适于高频高速的电子产品应用； FCB的芯片焊区可面阵布局，更适于搞I/O数的 LSI、VLSI芯片使用；芯片的安装互连同时进行，大大简化了安装互连工艺，快速省时，适于使用先进的SMT进行工业化大批量生产；不足之处如芯片面朝下安装互连给工艺操作带来一定难度，焊点检查困难；在芯片焊区一般要制作凸点增加了芯片的制作工艺流程和成本；此外FCB同各材料间的匹配产生的应力问题也需要很好地解决等。 2、WB特点、类型、工作原理（略）、金丝球焊主要工艺、材料（P24）金丝球焊主要工艺数据：直径25μm的金丝焊接强度一般为0.07~0.09N/点，压点面积为金丝直径的2.5~3倍，焊接速度可达14点/秒以上，加热温度一般为100℃，压焊压力一般为0.5N/点。材料：热压焊、金丝球焊主要选用金丝，超声焊主要用铝丝和Si-Al丝，还有少量Cu-Al丝和 Cu-Si-Al丝等。 3、TAB关键材料与技术（P29）关键材料：基带材料、Cu箔引线材料和芯片凸点金属材料。关键技术：①芯片凸点制作技术②TAB载带制作技术③载带引线与芯片凸点的内引线焊接技术和载带外引线的焊接技术。 4、TAB内外引线焊接技术（P37） ①内引线焊接（与芯片焊区的金属互连）：芯片凸点为Au或Ni-Au、Cu-Au等金属，载带Cu箔引线也镀这类金属时用热压焊（焊接温度高压力大）；载带Cu箔引线镀0.5μm厚的Pb-Sn或者芯片凸点具有Pb-Sn时用热压再流焊（温度较低压力较小）。焊接过程：对位→焊接→抬起→芯片传送焊接条件：主要由焊接温度（T）、压力（P）、时间（t）确定，其它包括焊头平整度、平行度、焊接时的倾斜度及界面的侵润性，凸点高度的一致性和载带内引线厚度的一致性也影响。 T=450~500℃，P≈0.5N/点，t=0.5~1s 焊接后焊点和芯片的保护：涂覆薄薄的一层环氧树脂。环氧树脂要求粘度低、流动性好、应力小切Cl离子和α粒子含量小，涂覆后需经固化。筛选测试：加热筛选在设定温度的烘箱或在具有 N2保护的设备中进行；电老化测试。 ②外引线焊接（与封装外壳引线及各类基板的金属化层互连）：供片→冲压和焊接→回位。 5、FCB特点、优缺点（略，同1） 6、UBM含义概念、结构、相关材料（P46） UBM（凸点下金属化）：粘附层-阻挡层-导电层。粘附层一般为数十纳米厚度的Cr、Ti、Ni等；阻挡层为数十至数百纳米厚度的Pt、W、Pd、Mo、 Cu、Ni等；导电层金属Au、Cu、Ni、In、Pb-Sn 等。 7、凸点主要制作方法（P47—P58）蒸发/溅射凸点制作法、电镀凸点制作法、化学镀凸点制作法、打球（钉头）凸点制作法、置球及模板印刷制作焊料凸点、激光凸点制作法、移置凸点制作法、柔性凸点制作法、叠层凸点制作法、喷射Pb-Sn焊料凸点制作法。 8、FCB技术及可靠性（P70—P75）热压FCB可靠性、C4技术可靠性、环氧树脂光固化FCB可靠性、各向异性导电胶FCB可靠性、柔性凸点FCB可靠性 9、C4焊接技术特点（P61） C4技术，再流FCB法即可控塌陷芯片连接特点： ①、C4除具有一般凸点芯片FCB优点外还可整个芯片面阵分布，再流时能弥补基板的凹凸不平或扭曲等；②、C4芯片凸点采用高熔点焊料，倒装再流焊时C4凸点不变形，只有低熔点的焊料熔化，这就可以弥补PWB基板的缺陷产生的焊接不均匀问题；③、倒装焊时Pb-Sn焊料熔化再流时较高的表面张力会产生“自对准”效果，这使对 C4芯片倒装焊时的对准精度要求大为宽松。 10、底封胶作用（P67）保护芯片免受环境如湿气、离子等污染，利于芯

封装复习

1、微电子封装技术中常用封装术语英文缩写的中文名称： DIP：双列直插式封装QFP(J)：四边引脚扁平封装 PGA：针栅阵列封装PLCC：塑料有引脚片式载体 SOP(J)：IC小外形封装SOT：小外形晶体管封装 SMC/D：表面安装元器件BGA：焊球阵列封装 CCGA：陶瓷焊柱阵列封装KGD：优质芯片（已知合格芯片）CSP：芯片级封装 WB：引线键合TAB：载带自动焊 FCB：倒装焊OLB：外引线焊接 ILB：内引线焊接C4：可控塌陷芯片连接UBM：凸点下金属化SMT：表面贴装技术 THT：通孔插装技术COB：板上芯片 COG：玻璃上芯片WLP：晶圆片级封装 C：陶瓷封装P：塑料封装 T：薄型F：窄节距 B：带保护垫 2、微电子封装的分级：零级封装：芯片的连接，即芯片互连级一级封装：用封装外壳将芯片封装成单芯片组件和多芯片组件二级封装：将一级封装和其他组件一同组装到印刷电路板（或其他基板）上三级封装：将二级封装插装到母板上 3、微电子封装的功能： 1）电源分配：保证电源分配恰当，减少不必要的电源消耗，注意接地线分配问题。 2）信号分配：使信号延迟尽可能减小，使信号线与芯片的互连路径及通过封装的I/O引出的路径达到最短。 3）散热通道：保证系统在使用温度要求的范围内能正常工作。 4）机械支撑：为芯片和其他部件提供牢固可靠的机械支撑，能适应各种工作环境和条件的变化。 5）环境保护：保护芯片不被周围环境的影响。 4、微电子封装技术中的主要工艺方法：（1）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（2）互连工艺： WB：主要的WB工艺方法；热压超声焊主要工艺参数、材料：

封装工艺试题及答案

1.集成电路芯片封装狭义：是指利用膜技术及微加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺。 2.封装的分类：依引脚分布，封装元件有单边引脚、双边引脚、四边引脚与底部引脚四种。 3.芯片封装所用材料包括：金属、陶瓷、玻璃、高分子等(金属最具气密性) 4.为了获得最佳的共晶贴装，IC芯片背面通常先镀上一层金的薄膜或在基板的芯片承载座上先植入预型片。 5.芯片互连方法：打线键合、载带自动键合、倒装芯片键合。 6.TAB技术分为以下三方面：一芯片凸点制作技术，二TAB载带制作技术，三载带引线与芯片凸点的内引线焊接和载带外引线焊接技术。 7.厚膜浆料的两个共性：（2）由两种不同的多组分相组成，一个是功能相，提供最终膜的电学和力学性能，另一个是载体相，提供合适的流变能力。 8.三个参数表征厚膜浆料：①颗粒、②固体粉末百分比含量、③粘度 9.厚膜电阻：把金属氧化物颗粒与玻璃颗粒混合，在足够的温度\时间进行烧结，以使玻璃熔化并把氧化物颗粒烧结在一起。 10.薄膜技术方法：真空蒸镀、溅射镀膜、电镀、光刻工艺 11.常见电路板有硬式印制电路板、软式印制电路板、金属夹层电路板、射出成型电路板 12.污染种类：非极性/非离子性污染、极性/非离子性污染、离子性污染、不溶解/ 粒状污染 13.氧化铝为陶瓷封装最常用的材料，浆料的准备为陶瓷封装工艺的首要步骤 14.无机材料中添加玻璃粉末的目的：调整纯氧化铝的热膨胀系数、介电系数等特性；降低烧结温度 15.芯片封装完成之后，要进行质量和可靠性两方面的检测 16.塑料封装的成型技术：转移成型技术、喷射成型、预成型技术，最主要的转移成型 17.球栅阵列式BGA技术四种主要形式：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1.厚膜技术：厚膜技术按不同的方式进行分类：聚合物厚膜、难熔材料厚膜和金属陶瓷厚膜；金属陶瓷厚膜浆料具有四种主要成分：1有效物质，确立膜的功能，2粘贴成分，提供与基板的粘贴以及使有效物质颗粒保持悬浮状态的基体，3有机粘贴剂，提供丝网印制的合适流动性能，4溶剂或稀释剂，它决定运载剂的粘度。 2.芯片封装基本过程：封装工艺流程：硅片减薄—硅片切割—芯片贴装—芯片互连—成型技术—去飞毛刺—切筋成型—上焊锡—打码划片减薄DBG和减薄划片DBT的解释和区别：DBG即在背面磨削之前将硅片的正面切割出一定深度的切口，然后再进行背面的磨削；DBT即在减薄之前先用机械或化学的方式切割出切口，然后用磨削方法到一定厚度以后，采用ADPE腐蚀技术去掉剩余加工量，实现裸芯片的自动分离。优点：这两种方法都有效的避免或减少了减薄引起的硅片翘曲及划片引起的芯片边缘损害，特别是对于DBT技术，各向同性的Si刻蚀剂不仅能去除硅片背面研磨损伤，而且能除去芯片引起的微裂和凹槽，大大增强了芯片的抗碎裂能力。 3.封装过程中的缺陷：封装过程中的缺陷：金线偏移、翘曲、锡珠、墓碑现象、空洞；；产生金线偏移的原因： ⑴树脂流动而产生的拖拽力，这是最主要也是最常见的原因；⑵导线架变形；⑶气泡的移动；⑷过保压/迟滞保压；⑸填充物的碰撞。 4.封装技术层次：：第一层又称芯片层次的封装，是把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的黏贴固定、电路连线与封装保护的工艺。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成一个电路卡工艺。第三层次，将数个第二层次完成的电路卡组合在一个电路板上，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 5.PCB基板制作工艺：论述： 1.封装发展方向、要求：集成电路的发展主要表现在：（1）芯片的尺寸越来越大（2）工作频率越来越高（3）发热量日趋增大（4）引脚越来越多对封装的要求：随着微电子产业的迅速发展，芯片封装技术朝着小型化，适应高发热方向发展，集成度高，同时适应大芯片要求，高密度化、适应多引脚，高温度环境，高可靠性，考虑环保要求 2.再流焊工艺特点；影响再流焊质量的原因：再流焊工艺先将微量铅锡焊膏印刷或滴涂到印制板焊盘上，再将片式元器件贴放在印制板表面规定位置上，最后将贴装好元器件的印制板放在再流焊设备传送带上，进行再流焊。如果PCB焊盘设计不正确或元器件断头与印制焊盘可焊性不好，即使贴装位置十分精确，再流焊时由于表面张力不平衡，焊接后也会出现元器件位置偏离、吊桥、桥连、润湿不良等焊接缺陷，这是再流焊工艺最大的特点。由于再流焊具有“再流动”及“自定位效应”的特点，使再流焊工艺对贴装精度要求比较宽松，易实现高速自动化与高速度。