微电子封装考纲-打死不改版2.0

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？ ? 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。

（1）一级微电子封装技术：用封装外壳将芯片封装成单芯片组件（SCM）和多芯片组件（MCM）。 （2）二级微电子封装技术：一级封装和其他组件一同装到印刷电路板（PWB）或其他基板上。 （3）三级微电子封装技术：将二级封装插装到母板上。 3、微电子封装有哪些功能？

(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）？ (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

5、简述共晶型芯片固晶机（粘片机）主要组成部分及其功能 。 主要组成部分及功能：

(1) 机械系统：原料供给、取晶固晶

（包括：焊头机构、送料机构、晶圆供送机构、点胶/蘸胶机构等） (2) 电控系统：运动控制、温度控制、开关动作 （包括：运控部分、温控部分、检测部分等） (3) 机器视觉系统：位置检测（用于定位控制）、缺陷检测 （包括：图像获取、光源控制、图像识别等）

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？ 点浆工序，进烤箱

7、名词解释：取晶、固晶、焊线、塑封、冲筋、点胶

取晶：以化学腐蚀的方法将晶粒从封装中取出，以利下一步拍照评估，层次去除或其他分析的进行。

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；（引脚与金属壳的隔离：玻璃）。

焊线：在芯片的焊区与接线柱间用热压焊机或超声焊机用Au丝或Al丝连接起来；接着将焊好内引线的底

座移至干燥箱中操作，并通以惰性气体或N2保护芯片。

塑封：是由涂有热熔胶的聚脂膜, 通过过胶机的加工将被封物品粘合在塑料膜之内；

点胶：是把电子胶水、油或者其他液体涂抹、灌封、点滴到产品上，让产品起到黏贴、灌封、绝缘、

固定、表面光滑等作用；

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？ ? 分类：WB引线键合；TAB载带自动焊；FCB倒装焊 ? 特点：

(1) WB：最传统，最常用的，也是最成熟的芯片互连技术，焊接灵活方便，焊点强度高，通常能满足

70um以上芯片焊区尺寸和结局的要求。

(2) TAB：封装薄，节距小，引脚多，电性好，可测性，导热好，机械强度高，成本高，耗时多，修理

要求苛刻。

(3) FCB：连线短，安装密度高，适用于大批量生产，但检测困难，成本高，材料之间的应力问题也需

解决。

2、WB的分类及特点如何？ （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。 ? 工艺过程：

(1)打火烧球（EFO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。 ? 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？

(1)基带材料 (2)TAB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？ (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？ 热压焊法和热压再流焊法 8、说明倒装焊的特点和优点

? 特点：芯片面朝下，芯片上的焊区直接与基板上的焊区互连。 ? 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？ （1）粘附层: 粘附作用；数十纳米厚的Cr、Ti、Ni层。

（2）阻挡层: 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）导电层: 导电作用；如：Au、Cu、Ni、Pb-Sn、In等。 10、芯片凸点的制作方法主要有哪些？ 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. 打球凸点制作法 5. 置球和模板印刷法 6. 放球法

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。

玻璃上芯片（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。

含义：俗称再流焊接法，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）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，这就使对C4芯片倒焊时的对准精度大为宽松。

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？

（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？ 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）、针栅阵列封装（PGA） 3、画框图表示PDIP的制造和封装工艺流程

划片－扩晶—粘片－焊线－塑封－测试—上锡－冲筋成型－成品分选 4、说明陶瓷熔封CDIP的主要工艺过程

5、比较PGA和BGA的关键不同点

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？ (1) 熔焊封接法：平行焊缝、激光焊、点焊 (2) 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 划片－扩晶—粘片－焊线－塑封－测试—上锡－冲筋成型－成品分选 主要设备：光刻机，固晶机，焊线机。

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？ ? 优点：

(1) SMD的体积小，重量轻，所占基板的面积小，因而组装密度高 (2) SOP、PLCC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 ? 缺点：

(1) 元器件安装密度高，PWB上功率密度高，散热问题显得重要 (2) 引起的裂纹和开裂问题 (3) 塑料件的吸潮问题

2、比较SOT、SOP、QFP、PLCC的引脚布局的差别？ (1) SOT：主要封装二极管、三极管，有2 ∽4个引脚； (2) SOP：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

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