集成电路封装与测试微课版韩振花课后参考答案

PAGEPAGE1项目一1.简述集成电路封装的概念。答：集成电路封装,简称封装。狭义的封装是指安装集成电路芯片外壳的过程。广义的封装是指封装工程,即首先将芯片和其他元器件装配到载体上,然后采用适当的连接技术形成电气连接并安装外壳,最后装配成完整的系统或电子设备。2.简述封装实现的5个功能。答：(1)电压分配。即实现集成电路与电源的接通、集成电路与外部电路连通、封装结构内部不同位置的电压分配，以及接地线的分配等。(2)信号分配。即使电信号的延迟尽可能小。对于高频信号,还要考虑信号间的串扰,合理地对信号线和接地线进行布局优化。(3)散热通道。是指集成电路封装时要考虑如何将元器件、部件长时间工作时聚集的热量散发出去的问题。(4)机械支撑。封装要为集成电路和其他连接部件提供牢固、可靠的机械支撑,并能适应各种环境和条件的变化。(5)环境保护。对集成电路严加密封和包封，实现对集成电路的保护。3.画出简图说明封装层次的区分。答：4.封装使用的材料主要有哪几类?答：按照封装的材料区分,封装主要可以分为陶瓷封装和高分子材料(塑料)封装两大类。陶瓷封装的热性质稳定,热传导性能优良,对水分子渗透有良好的阻隔作用,因此它是主要的高可靠性封装方法;塑料封装的热性质与可靠性都低于陶瓷封装,但它具有工艺自动化、成本低、可薄型化封装等优点,而且随着工艺技术与材料的更新,塑料封装的可靠性已相当完善,因此塑料封装是目前市场常采用的封装技术。值得一提的是,很多高强度工作状态下的电路,如军工和宇航级别电路,均大量采用金属封装技术。5.简述集成电路测试的主要环节。答：测试贯穿集成电路生产过程,分为设计验证、检测筛选、质量控制等。图1-3所示为集成电路产业链中主要的测试环节和工序节点。从图1-3中可以看出,设计阶段的可测性设计和设计验证,制造阶段的晶圆接受测试和晶圆测试,以及封装阶段的成品测试、特征化测试、可靠性测试、质量保证测试、入检测试、失效分析等,都属于测试技术领域。6.简述数字集成电路测试的主要内容。答：数字集成电路测试主要包括接触测试、功能测试、直流参数测试、交流参数测试等。首先进行的是接触测试,要在测试开始时验证被测电路与测试系统的连接是否良好,消除由接触不良造成的影响;其次进行功能测试,验证被测电路是否具有预期的逻辑功能;再次进行直流参数测试,在被测电路引脚上进行电压或电流测试;最后进行交流参数测试,测量电路转换状态的时序关系,确保电路在正确的时间点发生状态转换。项目二一、填空题：1.在晶圆切割过程中，使用磨片机来减薄晶圆以便后续处理。2.贴片是将晶圆粘贴到支撑材料上，以防在切割过程中破裂。3.共晶粘贴法是一种利用金属层与硅片直接形成共晶结合的贴装方法。4.在芯片贴装过程中，使用玻璃胶粘贴法可提供优异的热稳定性。5.划片操作后，需要进行抛光以去除晶圆表面可能产生的损伤。6.在芯片贴装中，高分子胶粘贴是一种采用高分子材料来粘接芯片与基板的方法。7.引线键合技术中使用的金线一般由金或铝材料制成。8.焊接粘贴法常在芯片和载体（或基板、底板）之间形成机械和电气连接。9.电性（或功能）测试是用来检验封装后芯片电气功能正确性的过程。10.封装成型技术中，常用的保护材料是环氧树脂。二、判断题1.磨片过程不会改变晶圆的厚度。(错误)2.高分子胶粘贴法适用于需要高绝缘性的封装。(正确)3.焊接粘贴法是一种无需加热的贴装方法。(错误)4.引线键合技术不适用于微型封装。(错误)5.在剪切成型过程中，不需要考虑材料的弹性回复。(错误)6.贴片工艺不需要考虑材料的热膨胀系数。(错误)7.引线键合技术适用于所有类型的集成电路封装。(错误)8.剪切成型操作可以在没有任何外部支持的情况下手动完成。(错误)9.封装成型技术中，使用的环氧树脂必须具有良好的电气绝缘性。(正确)10.所有的封装技术都需要在无尘室环境下进行。(正确)三、选择题1.玻璃胶粘贴法的主要优点是什么？CA)低成本B)高强度C)高热稳定性D)简易操作2.哪种键合技术适用于大规模生产？BA)手工键合B)带式自动键合C)焊接键合D)螺钉键合3.封装成型技术的目的是什么？CA)减轻重量B)增加亮度C)提供物理保护D)增加电容4.去飞边毛刺操作主要用于：DA)提升美观度B)提高精度C)增加硬度D)删除多余材料5.上焊锡过程中最重要的质量控制参数是：CA)焊锡的色泽B)焊锡的形状C)焊锡的温度D)焊锡的数量6.划片工艺的主要目的是：CA)减少晶圆厚度B)增加晶圆面积C)分割晶圆成单个芯片D)清洁晶圆表面7.玻璃胶粘贴法适用于：CA)低温封装B)超高频封装C)高温封装D)光电封装8.在封装过程中，去飞边毛刺的步骤通常发生在：CA)磨片之前B)贴片之后C)划片之后D)测试之前9.哪种材料不适合用于共晶粘贴法？CA)金B)锡C)铜D)铅10.下列哪项不是剪切成型操作中需要考虑的因素？CA)材料的弹性回复B)成型刀具的锐利度C)材料的颜色D)切割速度四、简述题1.简述共晶粘贴法的基本原理。答：共晶粘贴法的基本原理是利用金属层（如锡铅合金）在一定温度下与硅片直接形成共晶结合，从而实现芯片到基板的粘贴。2.描述去飞边毛刺操作的重要性。答：去飞边毛刺操作对于提高集成电路封装的整体质量非常重要，它能够去除成型过程中产生的额外材料，防止锐边和毛刺对装配后续过程产生负面影响，如电路短路、机械故障或装配不良。此外，它还有助于提高封装的可靠性和耐用性，确保符合安全和功能要求。3.简述上焊锡的温度控制为什么重要。答：上焊锡的温度控制非常重要，因为温度直接影响到焊接接头的可靠性和强度。温度过低，焊锡可能不会完全熔化，导致冷焊或焊接不良；温度过高，则可能损伤芯片或周围的电路，导致焊点脆化或形成焊接应力。适当的温度控制确保了焊点的良好形成和长期的可靠连接。4.说明贴片工艺中热膨胀系数匹配的重要性。答：贴片工艺中，如果材料间的热膨胀系数不匹配，在温度变化时可能导致机械应力增大，从而引起芯片破裂或脱落，影响产品的可靠性和寿命。5.描述在封装成型技术中使用环氧树脂的目的。答：在封装成型技术中使用环氧树脂主要是为了封装保护芯片，防止物理损伤和化学腐蚀，同时提供良好的电气绝缘性和增强机械强度。6.简述去飞边毛刺对提高集成电路封装质量的作用。答：去飞边毛刺是用来移除封装过程中产生的额外材料，这些额外材料如果不去除，可能会引起电路短路或机械故障，降低了产品的外观质量和性能可靠性。7.解释上焊锡过程中温度控制对于焊点质量的影响。答：上焊锡过程中的温度控制对焊点质量至关重要。温度必须足够高以确保焊锡完全熔化，形成良好的焊点，但同时不能过高以避免焊点和周围材料的过热损伤。正确的温度可以确保焊点有良好的电气连接和机械强度。五、分析计算题1.假设在焊接粘贴法中，每个焊点的理想体积应为0.08mm3。若使用的焊锡密度为8.4g/cm3，计算焊接1000个焊点所需焊锡的质量。（7分）解：质量=体积×密度×焊点数量=0.08×10−3cm3×8.4g/cm3×1000=0.672g2.如果一个晶圆的直径为200毫米，厚度为750微米，在一个划片操作中，深度控制失误导致深度增加了5%。请计算因深度控制失误额外产生的晶圆材料损耗量。（8分）解：额外深度为0.05×750=37.5μm，额外体积为圆柱体积V=πr2h，其中r=100mm，h=37.5×10−3mm，V=π×(100)2×37.5×10−3≈11781mm3。项目三1.什么是陶瓷封装?它的优点和缺点包括哪些?陶瓷封装是一种使用陶瓷材料作为外壳的封装方式，常用于半导体器件的封装。陶瓷材料具有优良的电性能、机械性能、热稳定性和化学稳定性，因此陶瓷封装能够提供较高的可靠性，特别适用于有高可靠性需求的产品。陶瓷封装的优点主要包括：1.气密性好：陶瓷封装能够提供出色的气密性，有效防止外界气体和湿气侵入，保护内部芯片免受环境影响。2.绝缘性能优良：陶瓷材料本身具有较高的绝缘电阻，因此陶瓷封装对于保证器件的电气性能稳定具有重要意义。3.耐高温：陶瓷材料能够承受较高的温度，因此陶瓷封装适用于在高温环境下工作的器件。4.机械强度高：陶瓷封装具有较高的机械强度，能够承受一定的外部冲击和振动。然而，陶瓷封装也存在一些缺点：1.成本高：陶瓷材料的制造成本较高，导致陶瓷封装的整体成本也相对较高。2.加工难度大：陶瓷材料的硬度高，加工过程中需要使用特殊的工具和设备，增加了加工难度和成本。3.易碎：尽管陶瓷封装具有较高的机械强度，但陶瓷材料本身相对易碎，因此在运输和使用过程中需要特别小心。2.画出陶瓷封装的工艺流程框图。EMBEDUnknown3.说明氧化铝陶瓷封装的步骤。4.除氧化铝外,其他陶瓷封装材料有哪些?除了氧化铝（Al2O3）之外，还有许多其他陶瓷封装材料被广泛应用于电子封装领域。以下是一些主要的陶瓷封装材料：氮化铝（AlN）：氮化铝陶瓷具有高热导率、低介电常数和优良的机械性能。它通常用于高频、高功率和高温电子器件的封装，以确保良好的散热性能和稳定性。氮化硅（Si3N4）：氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、优良的抗热震性和化学稳定性。它适用于高温、高压和腐蚀性环境下的电子器件封装。氧化铍（BeO）：氧化铍陶瓷具有高热导率、低密度和良好的绝缘性能。然而，由于铍元素的毒性，其应用受到一定的限制，但在某些特殊领域仍被使用。碳化硅（SiC）：碳化硅陶瓷具有极高的硬度、高强度和良好的热稳定性。它常用于高温、高辐射环境下的电子器件封装。玻璃陶瓷：玻璃陶瓷结合了玻璃和陶瓷的优点，具有优良的热稳定性、电性能和机械性能。它常用于微电子封装领域，如芯片封装和基板制造。复合陶瓷：复合陶瓷由两种或多种陶瓷材料组成，通过特定的制备工艺实现性能的优化。复合陶瓷可以根据具体需求调整其热导率、机械性能和电性能等。这些陶瓷封装材料各具特点，适用于不同的应用场景和需求。在选择陶瓷封装材料时，需要根据电子器件的工作环境、性能要求和成本等因素进行综合考虑。5.画出生胚片刮刀成型的工艺草图,并解释其工艺过程。刮刀成型机在浆料容器的出口处置有可调整高度的刮刀，生胚片的表面同时吹过与输送带运动方向相反的滤净热空气是齐缓慢干燥然后再卷起，并切成适当宽度的薄带。6.什么是塑料封装?简述塑料封装的优缺点。塑料封装是一种常见的电子元器件封装技术，它使用塑料材料作为封装的外壳，将内部的电子元件封装在塑料壳体内，以提供保护、机械支撑和电气连接。这种封装方式主要利用特制模具，在一定的压力和温度条件下，用如环氧树脂等模塑料将键合后的半成品封装保护起来。塑料封装的优点主要包括：重量轻且耐用：塑料封装材料轻便，可以大幅度减轻整个产品的重量，提高物流效率。同时，它也具有很好的耐用性，包括防水、耐摔等特点，能够很好地保护被封装物。成本低：相比于其他封装材料，如金属、陶瓷和玻璃，塑料封装的生产成本更低，可以实现大规模生产，进一步降低生产成本。加工方便：塑料封装材料易于加工成型，可塑性强，能够适应各种复杂的封装需求。然而，塑料封装也存在一些缺点：环境污染：塑料封装材料难以降解，处理不当可能会对环境造成污染。特别是当废弃的塑料封装物大量积累时，会产生严重的环境问题。回收困难：由于塑料封装材料的特殊性，废弃后难以回收再利用，增加了垃圾处理的难度。健康影响：一些塑料封装材料中可能添加了防腐剂、塑化剂等助剂，长期使用可能会对人体健康产生潜在影响。综上所述，塑料封装在电子元器件领域具有广泛的应用，其优点在于轻便、耐用、成本低和加工方便，但同时也存在环境污染、回收困难和健康影响等缺点。因此，在选择封装方式时，需要综合考虑产品的性能需求、成本和环境影响等因素。7.画出塑料封装的工艺流程框图,并进行说明。8.塑料封装元器件的横截面结构类型有哪3种形式?塑料封装元器件的横截面结构类型主要有以下几种形式：SOP/SOIC封装：这是一种小外形封装形式，由菲利浦公司开发成功。SOP封装技术逐渐派生出SOJ（J型引脚小外形封装）、TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、SSOP（缩小型SOP）、TSSOP（薄的缩小型SOP）等。引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。塑料QFP封装：四侧引脚扁平封装（QFP，quadflatpackage），引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。基材有陶瓷、金属和塑料三种。塑料QFP是最普及的多引脚LSI封装，不仅用于微处理器，门陈列等数字逻辑LSI电路，也用于VTR信号处理、音响信号处理等模拟LSI电路。PLCC封装：带引线的塑料芯片载体，表面贴装型封装之一。请注意，塑料封装元器件的横截面结构类型可能随着技术的进步和市场的变化而有所发展，新的封装形式可能会不断出现。因此，上述三种形式仅为当前常见的类型，如需了解更多相关信息，建议查阅最新的电子封装技术资料或咨询相关领域的专家。9.简述塑料封装中转移铸膜的工艺方法。塑料封装中的转移铸膜工艺方法是一种重要的封装技术，主要用于在电子元器件上形成一层保护性的塑料薄膜。这种工艺方法主要涉及到塑料薄膜的制备、转移和固化等步骤，下面是对其的简要描述：塑料薄膜制备：首先，根据封装需求，选择合适的塑料材料，如环氧树脂等。这些材料通过特定的配方混合后，经过加热和搅拌等处理，形成均匀且流动性良好的塑料浆料。随后，通过模具或特定的成型设备，将浆料制备成薄膜状，这一步骤需要精确控制温度、压力和时间等参数，以确保薄膜的质量和性能。薄膜转移：制备好的塑料薄膜通过特定的转移工艺，被精确地放置在电子元器件的表面。这一步骤通常需要使用专用的转移设备，如真空吸附装置或机械臂等，以确保薄膜能够准确、无气泡地贴合在元器件上。在转移过程中，还需要注意控制温度和环境条件，避免薄膜变形或污染。薄膜固化：转移完成后，塑料薄膜需要经过固化处理，以增强其机械强度、耐化学腐蚀性和绝缘性能等。固化过程通常是通过加热、紫外线照射或红外线辐射等方式实现的，这些方法可以使塑料材料中的交联剂发生反应，形成稳定的网络结构，从而提高薄膜的性能。在整个转移铸膜工艺过程中，还需要注意控制各个步骤的工艺参数和质量要求，以确保最终封装的元器件具有良好的性能和可靠性。同时，随着技术的进步和市场的需求变化，转移铸膜工艺也在不断优化和改进，以适应更复杂的封装需求和提高生产效率。10.轴向喷洒涂胶封装工艺的优缺点是什么?轴向喷洒涂胶封装工艺是一种在电子元器件封装过程中常用的技术，其主要涉及使用特定的喷胶设备，以轴向方式将胶水均匀地喷洒在待封装元件的表面上。这种工艺具有以下优点和缺点：优点：涂胶均匀性高：轴向喷洒方式能够确保胶水均匀地覆盖在元件表面，有助于形成均匀且稳定的封装层，从而提高封装质量和可靠性。适应性强：该工艺适用于不同形状和尺寸的元器件，灵活性较高。通过调整喷胶设备的参数，可以适应不同封装需求。生产效率高：喷洒式涂胶可以实现自动化和连续化生产，提高生产效率，降低人工成本。缺点：设备成本较高：轴向喷洒涂胶工艺需要专用的喷胶设备，这些设备通常具有较高的成本，增加了企业的初始投资。胶水用量难以精确控制：虽然喷洒方式可以实现较为均匀的涂胶，但胶水的用量难以精确控制，可能会导致浪费或不足。对胶水性能要求高：由于喷洒过程中胶水需要形成稳定的薄膜，因此对胶水的性能要求较高，需要选择适合的胶水类型和配方。综上所述，轴向喷洒涂胶封装工艺在涂胶均匀性、适应性和生产效率方面具有优势，但设备成本较高且胶水用量难以精确控制。在选择是否采用这种工艺时，需要根据具体的封装需求、成本预算和胶水性能要求等因素进行综合考虑。11.反应式射出成型封装工艺的优缺点是什么?反应式射出成型封装工艺，也称为反应注射成型（RIM）工艺，是一种将两种或多种低粘度液体原料高速混合后，立即注入模具中，并在模具内快速反应固化成型的工艺方法。这种工艺在塑料、橡胶以及聚氨酯等材料的封装领域有着广泛的应用。以下是其主要的优缺点分析：优点：加工能耗低：反应式射出成型工艺中的原料在混合后立即发生聚合反应，不需要传统塑料加工中的高温熔化过程，因此能耗相对较低。模具要求低：由于原料在模具内快速反应固化，对模具的强度和精度要求相对较低，降低了模具的制造成本。生产效率高：原料注入模具后快速固化，成型周期短，大大提高了生产效率。原料种类广泛：该工艺可使用多种原料体系，包括聚氨酯、环氧树脂等，为产品设计提供了更大的灵活性。产品性能优良：制品表面质量好，花纹图案清晰，重现性好，且具有较高的强度和耐久性。缺点：设备投资较高：虽然单个制品的生产成本较低，但反应式射出成型工艺需要专用的混合头、原料贮罐和模具等设备，初期设备投资可能较高。原料储存和运输困难：由于原料多为低粘度液体，储存和运输过程中需要特别注意防止泄漏和挥发。工艺控制要求高：原料一经混合即需快速反应，对原料的配比、混合均匀性、模具温度等因素的控制要求较高，否则可能影响产品质量。综上所述，反应式射出成型封装工艺具有能耗低、模具要求低、生产效率高和产品性能优良等优点，但设备投资较高且工艺控制要求较高。在选择是否采用该工艺时，需要根据具体的生产需求、成本预算和技术能力等因素进行综合考虑。12.气密性封装的概念是什么?气密性封装是指利用封装材料将器件敏感部分与外界环境隔离出来，使其免受水汽以及其他气体的侵入，从而达到保护内部器件、维持其性能和延长使用寿命的目的。它通常用于对器件工作环境要求较高的场合，如军用航天等高可靠性领域。气密性封装材料主要包括金属、陶瓷和玻璃等。这些材料具有优良的水分子渗透阻绝能力，能够有效地防止外界污染物和腐蚀物质的侵入。气密性封装技术的应用使得封装器件能够更好地适应复杂和严苛的工作环境。请注意，根据器件工况对外界环境气密性的要求，封装可分为气密性封装和非气密性封装。气密性封装主要用于需要高度保护的场合，而非气密性封装则可能用于对外部气体侵入容忍度较高的应用。因此，在选择封装方式时，需根据具体的应用需求和工作环境来做出决策。13.气密性封装的作用和必要性有哪些?气密性封装的作用和必要性主要体现在以下几个方面：首先，气密性封装的主要作用是保护内部电子元器件免受外部环境的影响。通过有效地隔离电子元器件和外界环境，防止湿气、尘埃、化学物质等对电子设备的侵害，气密性封装能够提高设备的可靠性和寿命。特别是在恶劣环境下，如高温、高湿、高腐蚀性等条件下，气密性封装能够为电子元器件提供稳定的运行环境。其次，气密性封装对于某些特殊应用至关重要。例如，在航天及军事领域，由于设备需要在极端环境下工作，因此对其气密性要求极高。在这些领域中，气密性封装能够有效地保护内部元器件免受外界环境的侵害，确保设备的正常工作和稳定运行。此外，气密性封装还广泛应用于半导体封装、激光器封装和滤波器等领域。在半导体封装中，气密性封装能够阻止制造、运输、存储和运行过程中水蒸气、有机化学品和其他污染物的进入，保护半导体器件的稳定性和寿命。在激光器封装中，气密性封装可以保证光学腔体内气压的稳定性，从而保证激光器产生的光束的时空特性的长期稳定性。在滤波器制造中，气密性封装可以将其封闭在无尘、无水和无氧的环境中，保证产品的性能稳定性和长期可靠性。综上所述，气密性封装的作用和必要性在于保护电子元器件免受外部环境影响，提高设备的可靠性和寿命，确保设备在恶劣环境下能够正常工作，以及满足特殊应用对气密性的高要求。14.气密性封装材料主要有哪些?哪种最好?气密性封装材料主要有金属、陶瓷和玻璃等几种。金属封装材料，如铝、铜、银等，具有轻质、高热导、低膨胀等优异的热物性能，易于实现高真空封装，因此其可靠性等级非常高，通常可达100年甚至更长。然而，金属封装的处理过程可能会使封装的气体成分增加，例如电镀过程可能会有一些氢气俘获在金属中，因此需要在金属管壳内部放置吸气剂。陶瓷封装材料则以其气密性好、绝缘性好、可靠性高、热稳定性好、化学性能稳定等优点成为气密型中、低成本封装的首选材料。陶瓷封装能基本满足密集、轻薄、快速和散热快的特点，适用于高级微电子器件的封装。然而，陶瓷材料的脆性、抗裂纹能力不足以及制造加工难度较大、成本较高等问题限制了其广泛应用。玻璃封装材料具有良好的阻隔气体和防潮功效，且来源广泛，易于加工。但玻璃封装对于需要大量引出线的应用并不十分合适。至于哪种材料最好，这实际上取决于具体的应用场景和需求。金属封装在需要高真空和高可靠性的场合表现最佳，而陶瓷封装在气密性和成本效益方面有着优势，玻璃封装则适用于某些特定的封装需求。因此，在选择气密性封装材料时，应综合考虑产品的性能要求、工作环境、成本预算等因素，选择最适合的封装材料。15.简述玻璃气密性封装的应用途径和使用范围。玻璃气密性封装是一种重要的封装技术，其应用途径和使用范围相当广泛。首先，玻璃气密性封装在半导体器件、光学器件、传感器等领域有广泛的应用。通过玻璃封装，这些器件可以得到更好的保护和更高的性能。例如，玻璃封装可以防止湿气、尘埃、化学物质等对电子设备的侵害，提高设备的可靠性和寿命。同时，玻璃封装还具有良好的光学性能，可以满足光学器件的特殊需求。此外，玻璃金属气密密封技术也是玻璃气密性封装的一种重要应用形式。通过将金属和玻璃相结合，形成真空密封的电气连接器、封装件、馈通件或电子元件中的光学窗口/透镜。这种技术能满足恶劣环境和高性能的严格要求，具有无与伦比的可靠性。玻璃金属气密密封件能有效防止水分和气体侵入，保护敏感电子元件，避免封装内部的电气元件/系统、半导体、电镀化学品等损坏或发生故障。然而，玻璃气密性封装也面临着一些挑战，如制造工艺复杂、成本较高等。润湿问题和热膨胀系数的匹配是玻璃气密性封装中的两大难点。为了解决这些问题，需要选择合适的材料和工艺参数，确保玻璃与金属之间有良好的气密性，并控制外壳、玻璃和金属引线之间的热膨胀系数差异。总的来说，玻璃气密性封装在电子元器件的保护和性能提升方面发挥着重要作用。随着技术的进步和成本的降低，它的应用范围和前景将更加广阔。项目四双列直插封装和表面安装技术分别是什么?双列直插封装（英语：dualin-linepackage）也称为DIP封装或DIP包装，简称为DIP或DIL，是一种集成电路的封装方式，集成电路的外形为长方形，在其两侧则有两排平行的金属引脚，称为排针。DIP包装的元件可以焊接在印刷电路板电镀的贯穿孔中，或是插入在DIP插座（socket）上。表面安装技术（又称为SMT,Surface-mounttechnology），是一种电子装联技术，起源于60年代，最初由美国IBM公司进行技术研发，之后于80年代后期渐趋成熟。此技术是将电子元件，如电阻、电容、晶体管、集成电路等等安装到印刷电路板上，并通过钎焊形成电气联结。其使用之元件又被简称为表面安装元件（SMD，surface-mountdevices）。陶瓷双列直插封装和塑料双列直插封装各自的特点是什么?陶瓷双列直插封装无须在陶瓷上金属化,烧结温度低(一般低于500℃),因此成本很低。但其电性能和可靠性不易提高,体积也大。塑料双列直插封装具有工业自动化程度高、产量大、工艺简单、成本低廉等特点,虽然这种封装有吸潮的缺点,是非密封性的塑封外壳,不能完全隔断芯片与周围的环境,但在大量民用产品的使用环境中,在一定时期内这种封装是能够保证元器件可靠工作。四面扁平封装是什么,它有什么优势?四面扁平封装使CPU芯片引脚的距离很小,引脚很细,一般应用在大规模集成电路或超大规模集成电路中,引脚数一般在100以上。由于四面扁平封装一般为正方形,其引脚分布于封装体四周,因此非常容易识别。特点：适用于SMD在PCB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的比值较小。球阵列封装有哪些分类,各种类别的优点是什么?球阵列封装的4种主要形式为塑料球阵列、陶瓷球阵列、陶瓷圆柱栅格阵列和载带球阵列,塑料球阵列元器件的优点如下：(1)制造商完全可以利用现有的装配技术和廉价的材料,确保封装元器件具有较低廉的价格。(2)与四面扁平封装元器件相比,球阵列封装元器件很少会产生机械损伤现象。(3)装配到PCB上可以具有非常高的质量。采用塑料球阵列技术所面临的挑战是保持封装元器件平面化或扁平化,将对潮湿气体的吸收降到最低,防止“爆玉米花”现象的产生,以及解决涉及较大管芯尺寸的可靠性问题。这些问题对于具有大量I/O引脚的封装元器件更加严重。在装配好以后关于焊点的可靠性问题很少,这和绝大多数的表面安装元器件不同。另外,增加的一项挑战是要求持续降低塑料球阵列的成本价格。经过不断努力,塑料球阵列元器件将会成为具有良好性价比的替换四面扁平封装元器件的选择,甚至在I/O引脚数量少于200时也是如此。陶瓷球阵列的优点主要有如下3点：拥有优良的热性能和电性能。(2)与QFP相比,很少会受到机械损坏的影响。(3)当陶瓷球阵列元器件被装配到具有大量I/O引脚(高于250)的PCB上时,可以具有非常高的封装效率。另外,这种封装可以利用管芯连接到倒装芯片上,相较于引线键合技术形式具有更高密度的互连配置。在许多场合,具有特殊应用的集成电路的管芯尺寸会受到焊盘的限制,尤其是在具有大量I/O引脚的应用场合。通过使用高密度的管芯互连配置,管芯的尺寸可以被缩小,而不会对功能产生任何影响。陶瓷圆柱栅格阵列元器件上的焊柱能够承受由于电路板和陶瓷封装之间的热膨胀系数不匹配而产生的应力作用。载带球阵列具有下述优点。(1)载带球阵列元器件比绝大多数的球阵列封装元器件(特别是具有大量I/O引脚的)要轻、要小;(2)比四面扁平封装和绝大多数其他球阵列封装形式的电性能要好;(3)载带球阵列元器件被装配到PCB上时具有非常高的封装效率。另外,这种封装利用比引线键合密度高的管芯互连方案,具有与陶瓷球阵列相同的其他优点。5.简述球阵列封装的返修工艺流程。球阵列封装的返工是人们普遍关心的问题,也是球阵列封装技术中相对复杂的问题。国外通用的球阵列封装返工工艺流程如下。确认缺陷球阵列封装组件→拆卸球阵列封装→焊盘预处理→检测钎焊膏涂敷→重新安放组件并进行再流焊→检测。芯片尺寸封装的定义是什么?其特点有哪些?1994年,日本三菱电机公司研究出一种芯片面积∶封装面积=1∶1.1的封装结构,其封装外形尺寸只比裸芯片大一点儿。也就是说,单个集成电路芯片有多大,封装尺寸就有多大,从而诞生了一种新的封装形式,命名为芯片尺寸封装。芯片尺寸封装的特点(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)封装面积缩小到球阵列封装的1/10～1/4,延迟时间极短。芯片尺寸封装是一种封装外形尺寸非常接近晶粒尺寸的小型封装,它有多种封装形式,减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的集成电路芯片边长不大于裸芯片的1.2倍。集成电路面积只比晶粒大一点儿,不超过晶粒面积的1.4倍。芯片尺寸封装适用于引脚数少的集成电路,如内存条和便携电子产品。倒装芯片有几种连接方式?FC芯片的凸点结构是怎样的?倒装芯片有3种主要的连接形式:控制塌陷芯片连接(ControlledCollapseChipConnection,C4)、直接芯片连接(DirectChipAttach,DCA)和黏结剂连接。黏结剂连接的倒装芯片(FlipChipAdhesiveAttachment,FCAA)可以具有很多形式,它用黏结剂来代替焊料,将管芯与下面的有源电路连接在一起。黏结剂可以采用各向同性导电材料、各向异性导电材料,或者采用根据贴装情况使用非导电材料。另外,采用黏结剂可以贴装陶瓷、PCB基板、柔性电路板和玻璃材料等,这项技术的应用非常广泛。WLP芯片的两种基本工艺是什么?WLP有什么优缺点?晶圆级封装(WLP)以BGA技术为基础,是一种经过改进和提高的CSP。有人又将WLP称为圆片级芯片尺寸封装(WLP-CSP)。圆片级封装技术以圆片为加工对象,在圆片上同时对众多芯片进行封装、老化、测试,最后切割成单个器件,可以直接贴装。与传统的封装方法相比，WLP技术能够显著减少封装后的芯片尺寸，提高电性能和散热性能，同时降低成本。WLP封装不需要封装基板，因此具有很高的性价比，特别适用于对尺寸和成本敏感的可携式电子产品。列举3D封装垂直互连技术的种类和特点。3D封装模块是指芯片在z方向的垂直互连结构。(1)叠层集成电路间的外围互连①叠加带载体法。叠加带载体法是一种采用带式自动键合技术互连IC芯片的方法,这种方法可进一步分为PCB上的叠层和带式自动键合两种方法。②焊接边缘导带法。焊接边缘导带法是一种通过焊接边缘导带来实现IC间垂直互连的工艺,这种方法有3种形式。边缘上形成垂直导带的焊料浸渍叠层法。b.芯片载体和垫片上的焊料填充通孔法。c.镀通孔之间的焊料连接法。d.镀通孔之间的焊料连接法。③边缘球阵列法。边缘球阵列法。这种方法将焊球沿芯片边缘分布,通过再流焊将芯片装在基板的边缘。④立方体表面上的薄膜导带法。立方体表面的薄膜导带法是一种在立方体表面形成垂直互连的方法。⑤立方体表面的互连线基板法。这种方法将一块分离的基板焊接在立方体的表面。⑥折叠式柔性电路法。在折叠式柔性电路中,先将裸芯片安装并互连到柔性材料上,再将裸芯片折叠起来以形成3D叠层。⑦丝焊叠层芯片法。a.将芯片直接丝焊到MCM基板上,采用丝焊技术将叠层芯片焊接到一块平面MCM基板上。b.通过集成电路将芯片丝焊到基板上,母芯片充当子芯片的基板,互连由子芯片接到母芯片基板表面的焊盘上。(2)叠层集成电路间的区域互连叠层集成电路间的区域互连主要有下面3种形式。①倒装芯片焊接叠层芯片法(不带有垫片)。这种方法用焊接凸点技术将叠层集成电路倒装并互连到基板或另一片芯片上。②倒装芯片焊接叠层芯片法(带有垫片)。这种方法与倒装芯片焊接叠层芯片法(不带有垫片)相似,它只是用垫片来控制叠层芯片间的距离。③微桥弹簧和热迁移通孔法。微桥弹簧法使用微型弹簧以实现叠层IC间的垂直互连。叠层MCM间的外围互连①焊接边缘导带法。②立方体表面的薄膜导带法。③齿形盲孔互连法。④弹性连接器法(4)叠层MCM间的区域互连①塑料垫片上的模糊按钮和基板上的填充通孔法。②带有电气馈通线的弹性连接器法。③柔性各向异性导电材料法。④基板层上下部分球阵列法。项目五一、填空题1.集成电路后道工序的划片、键合、封装及老化过程都可能损坏部分电路,所以在封装工艺完成后,要按照测试规范对成品芯片进行全面性电测试,如测试消耗功率、运行速度、耐压度等。2.平移式分选机是在水平面上完成芯片的转移、测试与分选的设备。3.转塔式分选机的上料机构是一种能够将芯片全自动、整齐排列并输送至指定位置的机构,它主要由振动料斗和气轨组成。4.平移式分选机的上料机构主要由上料架、料盘传输装置和吸嘴组成。5.进行芯片检测,首先需要确定产品等级消费级、工业级还是汽车级,等级不同,测试需求不同。二、思考题1.开短路测试的原理是什么?开短路测试的本质是基于产品本身引脚防静电保护(ESD)二极管的正向导通电压降的原理进行测试。通常可以进行开短路测试的元器件引脚及