2022年微电子封装必备答案

1、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

2、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。（p1518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

3、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 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

4、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、点胶精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - -第二章芯片互连技术1、芯片互连的方法主要分为哪几类？各有什么特点？（p13页）答： （1）引线键合（ wb） 特点：焊接灵活方便，焊点强度高，通常能满足70um 以上芯片悍区尺寸和节距的焊接需要。（2）载带自动焊（t

5、ab ） 特点：综合性能比wb 优越（3）倒装焊（ fcb） 特点：芯片面朝下，将芯片焊区与基板悍区直接相连。2、wb 的分类及特点如何？（p23页）答： （1）热压焊特点：易氧化易压伤键合力小（2）超声焊 (超声键合 ) 特点： 与热压焊相比， 可提高焊接质量，接头强度也较高；无加热，所以对芯片无影响；可根据不同需求调节能量，焊不同粗细的al 丝；不产生化合物。（3）金丝球焊特点：最具代表性的引线键合焊接技术。压点面积大，又无方向性,可实现微机控制下的高速自动化焊接,往往带超声功能,具有超声焊优点。3、说明金丝球焊的主要工艺过程及其工作原理。（p24页）答：工艺过程：(1)打火烧球（ efo

6、 负电子烧球）(2)、一焊（热压超声球焊）(3)拉弧（焊头xyz 协调动作）(4)二焊（热压超声焊）(5)留尾丝(6)回打火位、送丝等，开始下一个循环工作原理： 将键合引线垂直插入毛细管劈刀的工具中，引线在电火花作用下受热成液态，由于表面张力作用而形成球状,在摄像和精密控制下,劈刀下降使球接触晶片键合区,对球加压 ,使球和焊盘金属形成冶金结合完成第一点焊接过程,然后劈刀提起 ,沿着预定的轨道移动，称作弧形走线 ,到达第二个键合点时，利用压力和超声能量形成月牙式第二个焊点,劈刀垂直运动截断丝尾部。这样完成两次焊接和一个弧线循环。4、说明铝丝焊（超声焊）的主要工艺过程及其工作原理。（p24页）答：

7、工艺过程： （1）楔运动到待键合位置（2）施加超声波，键合第一个焊点（3）键合第一个焊点后，楔头抬起（4）准备键合第二个焊点（5）键合第二个焊点（6）去除尾丝工作原理：在常温下，利用超声波（us）发生器产生的能量，通过磁致伸缩换能器，在超高频磁场感应下，迅速伸缩而产生弹性振动，经变幅杆传给劈刀；同时在劈刀上施加一定压力，劈刀在两种力作用下带动al 丝在被焊焊区的金属化层（如al 膜）上迅速摩擦，使al和 al 膜表面产生塑性变形，同时破坏氧化层，使al 丝和 al 膜达到原子间的“ 键合 ” ，形成牢固焊接。5、tab 技术的关键材料包括哪三部分材料？（p29页）答： (1)基带材料(2)ta

8、b 的金属材料(3)芯片凸点的金属材料6、tab 的关键技术包括哪三部分技术？（p30页）答： (1)芯片凸点的制作技术；(2)tab 载带的制作技术；(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。7、ilb 或 olb 的方法主要有哪两种？精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - -答：热压焊法和热压再流焊法8、说明倒装焊的特点和

9、优点（p44页）答：特点： fcb 是芯片与基板直接安装互连的一种方法，芯片面朝下。优点： 1）芯片面朝下，连线短，互连产生的杂散电容、互连电阻和电感均比wb 和 tab小得多，因此适于高频、高速的电子产品应用。2） fcb 芯片安装互连占的基板面积小，因而芯片安装密度高。fcb 的芯片焊区可面阵布局,更适于高i/o 数的芯片使用。3）芯片的安装、互连同时完成，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。9、芯片凸点的多层金属化系统有哪三层，各层的主要作用是什么？（p46页）答： （1）粘附层金属: 粘附作用；数十纳米厚的cr、ti、ni 层。（2）阻挡层金属:

10、防止凸点金属越过粘附层与al 焊区形成脆性中间金属化合物;数十至数百纳米厚的pt、w、pd、mo 、cu、ni 层。（3）凸点金属 : 导电； au、cu、ni、pb-sn、in 等。10、芯片凸点的制作方法主要有哪些？（p46页）答： 1. 蒸发 /溅射凸点制作法2. 电镀凸点制作法3. 化学镀凸点制作法4. 打球（钉头）凸点制作法5. 置球及模板印刷制作焊料凸点的工艺方法6. 放球法制作焊料凸点的工艺方法7. 激光凸点制作法8. 移置凸点制作法9. 柔性凸点制作法10. 叠层凸点制作法11. 喷射 pb-sn 焊料凸点制作法11、说明各向异性导电胶的焊区互连原理，并画图示意。答：玻璃上芯片

11、（cog）技术的原理为：先在基板上涂覆各向异性导电胶薄膜（acaf ） ，将带有凸点的ic 芯片与基板上的金属焊区对位后，在芯片上加压并进行aca 固化，导电粒子挤压在凸点与焊区之间，上下接触而导电。原理如图所示。12、解释 c4的含义及主要优点。 （p61页）答：俗称再流焊接发，专对各类pn-sn 焊料凸点进行再流焊接。优点： （1）具有一般凸点芯片fcb 的优点，另外它的凸点还可整个芯片面阵分布，再流时能够弥补基板的凹凸不平或扭曲等。因此， 不但可与光滑平整的陶瓷/si 基板金属焊区互连，还能与 pwb 上的金属焊区互连。（2）c4的芯片凸点使用高熔点的焊料，而pwb 上的焊区使用低熔点的

12、常规焊料，倒装焊再流时， 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）可使光电器件封装中的波导和光纤连接自对准精度达到预定要求。第三章插装元器件的封装技术1、插装元器件按封装材料分为哪些类？（p80页）答： （1）金属封装（2）陶瓷封装（3）塑料封装2、插装元器件按外形结构分为哪些类？（p80页）答：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） 、针栅阵精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - -精品学习

13、资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - -列封装（ pga）3、画框图表示pdip 的制造和封装工艺流程（p85页）装架 引线焊接 塑封 开模 去毛刺 切筋 打弯 成形 固化 检验 分色包装4、说明陶瓷熔封cdip 的主要工艺过程（p84页）5、比较 pga 和 bga 的关键不同点（p86页）答： pga 是面阵引脚结构，而bga 是焊球阵列结构6、金属外壳封装的常用封帽工艺有哪两种？（p92页）答：熔焊封接法、焊料封接法7、画框图表示led 的制造和封装工艺流程，并说明所采用的主要设备答： 芯片

14、检验 扩片 点胶 备胶 手工刺片 自动焊装 烧结 压焊 点胶封装 灌胶封装 压膜封装 固化 后固化 切筋和划片 测试 包装第四章表面安装元器件的封装技术1、与通孔安装（ tht ）元器件相比，表面安装元器件（smd）有何优缺点？（p97页） 答：(1)smd 体积小、重量轻,所占基板面积小,因而组装密度高(2)与 dip 相比，具有优异的电性能(3)适合自动化生产(4)降低生产成本(5)能提高可靠性(6)更有利于环境保护2、比较 sot、sop、qfp、plcc 的引脚布局的差别？（p99页）答： （1） (几个引脚 ) 芝麻管形、圆柱形、sot 形：主要封装二极管、三极管，有2 4个引脚；（

15、2） (几十个引脚，两边引脚) sop（soj）形：引脚两边引出,封装数十个i/o 引脚的中、小规模ic 及少数lsi 芯片，节距多为 1.27mm 和0.65mm 等；（3） (几百个引脚，四边引脚) pqfp 形：四边引脚，主要封装i/o 数为 40304的 lsi 和 vlsi ，节距 1.27、0.8、0.65、0.5、0.4、0.3mm；plcc 形：为四边引脚， 塑封， j引脚， 封装 i/o 数为 16124的 ic，节距： 1.27mm； lccc形：为四边引脚，陶瓷封，无引脚，封装i/o 数为 16256的 ic，节距： 1.0、0.8、0.65mm；（4） (几千个引脚，底

16、面引脚) bga/csp ：基底底面面阵凸点引脚，封装数百乃至数千i/o 引脚数的ic ，节距 1.27、1.0、0.8、0.5mm；（5） 裸芯片直接芯片安装（dca ） ：如 cob、tab、 fcb 等，节距可小于0.2mm。3、和表面安装元器件相比，为什么塑封插装件的封装过程没有开裂问题？（p116页）答：塑料封装尽管存在普遍的吸潮问题，但并不会引起塑封外壳的开裂问题，因为湿汽压很低，产生的机械应力不足以破坏外壳。对于表面安装器件(smd) 则不然 ,由于 smd 的焊接无论是再流焊(大都采用 )还是波峰焊 ,所有的 smd 整体都要经历215240的高温过程。若这时塑封壳体充满湿气,

17、焊接时 ,水汽就会急剧膨胀，聚集形成较大的水汽压,从而可能出现塑封开裂现象。4、塑料封装吸潮的危害及解决办法？（p115页）精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - -答：吸潮实效；解决方法：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开裂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第五章bga 和

18、 csp 的封装技术1、什么是bga ？bga 有何特点？（ p121页）答： bga(ball grid array) 即 “ 焊球阵列 ” 。它是在基板的下面按阵列方式引出球形引脚,在基板上面装配lsi 芯片 (有的 bga 引脚端与芯片在基板同一面),是 lsi 芯片用的一种表面安装型封装。特点： (1)失效少(2)节距大(3)封装密(4)共面性好(5)引脚牢(6)电性好(7)自对准(8)散热好(9)bga 也适合 mcm 的封装 ,有利于实现mcm 的高密度、高性能2、 按照基板可将bga 分为哪几类？其中裸芯片与基板之间各采用什么主要的微互连方法？（p121页）答： 1） pbga(

19、 塑封 bga) 方法：焊球做在pwb 基板上，在芯片粘接和wb 后模塑。采用的焊球材料为共晶或准共晶pb-sn 合金。焊球的封装体的连接不需要另外的焊料。2） cbga( 陶瓷 bga) 方法：采用双焊料结构,用10%sn-90%pb 高温焊料制作芯片上的焊球,用低熔点共晶焊料63%sn-37%pb 制作封装体的焊球。此方法也称为焊球连接(sbc) 工艺。3） ccga( 陶瓷焊柱阵列) 方法： ccga 是 cbga 的扩展。它采用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。4） tbga( 载带 bga) 方法： tbga 封装是载带自动焊接技

20、术的延伸，利用tab 实现芯片的连接。 ilb 与 tab 一样， olb 改为 bga 。5） fcbga( 倒装芯片bga) 方法： fcbga 通过 fc 实现芯片与bga 基板的连接。6） ebga( 带散热器 bga) 方法：ebga 与 pbga 相比较，pbga 一般是芯片正装， 而 ebga是芯片倒装，芯片背面连接散热器，因此耗散功率大。采用多层封装基板、三维立体布线、布线短，电性能好。7） mbga( 金属 bga) 特点：多芯片、层叠式、封装体积小3、csp 有何特点？（p131页）答：体积小、可容纳的引脚多、电性能良好、散热性能优良4、bga 、csp 与 pwb 进行焊球连接的主要缺陷有哪些？（p146页）答：桥连、连接不充分、空洞、断开、浸润性差、形成焊料小球、误对准实验部分了解金丝球焊机的工作原理、组成部分、主要操作步骤理解名词：烧球、超声焊接，一焊和二焊、一线和二线、焊接准备位、焊接位、 线夹、 劈刀、焊接压力、超声时间和功率、换能器、送丝、过片。1、固晶：将芯片固定在外壳底座中心，常用au-sb 合金（对 pnp 管）共熔或者导电胶粘接固化法使晶体管的接地极与底座间形成良好的欧姆接触；对ic 芯片，还可以采用环氧树脂粘接固化法； （引