集成电路芯片封装技术
第三章
1、电阻温度系数(TCR)一般来说,金属的TCR为正,非金属为负,金属中,T增大,ρ增大,TCR为正,非金属T增大,ρ减小,TCR为负。若2个电阻随着温度变化朝着相同的方向变化,虽然具有高的绝对TCR,但可能具有低的TCR跟踪值。这个参数比低的绝对TCR更为重要。
第四章
1、锡铅63Sn/37Pb,熔点185℃
LCCC无引线陶瓷芯片载体
PLCC塑料短引线芯片载体
QFP四边扁平引线封装
PQFP塑料四边扁平引线封装
BGA球珊阵列封装
CSP芯片尺寸封装
MCM多芯片组件
8、摩尔定律(填空):每3年提高一个技术代,即特征尺寸每3年缩小1/3,集成度每2年增加1倍。单位面积内晶体管集成度(单位面积上晶体管的数目)越高特征尺寸越小
无铅焊料的六种体系:1)Sn/Ag/Bi
2)Sn/Ag/Cu
3)Sn/Ag/Cu/Bi
4)Sn/Ag/Bi/In
5)Sn/Ag/Cu/In
6)Sn/Cu/In/Ga
第五章
1、PWB印制电路板:覆盖有单层或多层布线的高分子复合材料基板,它的主要功能为提供第一层次封装完成的元器件与电容,电阻等电子电路元器件的承载与连接,用以组成具有特定功能的模块和产品。
4、墓碑现象:回流焊接后,片式元件的一端离开焊盘表面,整个元件呈斜立或直立,状如石碑的缺陷。
5、①桥接过程:元器件断头之间,元器件的引脚之间以及元器件断头或引脚与邻近的导线,过孔等电器上不该连接的部位被焊锡连接。
②发生情况:焊盘涉及不正,模板厚度及开口尺寸不正确,焊膏质量有问题,印刷和贴装质量不高。
T/C和T/S四大参数:热腔温度,冷腔温度,循环次数,芯片单次单腔停留时间。
第十二章
1、HTS测试:(Hightemperaturestorage)测试封装体长时间暴露在高温环境下的耐久性试验。HTS测试是把封装产品长时间放置在高温氮气炉中,然后测试它的电路通断情况。
HTS测试重点:因为在高温条件,半导体构成物质的活化性增强,会有物质间的扩散,从而导致电器的不良发生,两外因为高温,机械性较弱的物质也容易损坏。
第十章
1、气密性封装材料主要有哪些?那种最好?
材料有金属,陶瓷,玻璃,金属材料气密性封装密封速度,合格率,可靠率最佳。
第十一章
1、浴盆曲线:
早夭区是指短时间内就会被损坏的产品,也是生产厂商需要淘汰的,客户不能就受的产品;正常使用寿命区代表客户可以接受的产品;耐用区指性能特别好,特别耐用的产品。由图上的浴缸曲线可见,在早夭区和耐用区,产品的不良率一般比较高。在正常使用区,才有比较稳定的优良率。大部分产品都是在正常使用区的。可靠性测试就是为了分辨产品是否属于正常使用区的测试,解决早期开发中产品不稳定,优良率低等问题,提高技术,使封装生产线达到优良率,稳定运行的目的。在现代社会,高可靠性是现代封装技术的研发的重要指标。
按照密封材料——高分子材料封装陶瓷材料封装
按照器件与电路板互连方式——引脚插入型(PTH)表面贴装型(SMT)
6、DCA(名词解释):芯片直接粘贴,即舍弃有引脚架的第一层次封装,直接将IC芯片粘贴到基板上再进行电路互连
7、TSV硅通孔互连封装
HIC混合集成电路封装
DIP双列直插式引线封装
SMT表面贴装技术
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的工艺
第三层次将数个第二层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主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为一个完整电子产品的工艺过程
5、封装的分类与特点:
按照封装中组合集成电路芯片的数目——单芯片封装(SCP)多芯片封装(MCP)
易引起缺陷:Kirkendall孔洞引起电路性能不好甚至断路。
2、扫描电镜通过二次电子和背散射电子成像。
3、翘曲的机理:翘曲变形的发生,是因为材料间彼此热膨胀系数的差异及流动应力的影响再加上黏着力的限制,导致了整个封装体在封装过程中受到了外界温度变化的影响,材料间为了释放温度影响所产生的内应力,故而通过翘曲变形来达到消除内应力的目的。
已切割下来的芯片要贴装到引脚架的中间焊盘上,焊盘的尺寸要与芯片大小相匹配。若焊盘尺寸太大,则会导致引线跨度太大,在转移成型过程中会由于流动产生的应力而造成引线弯曲及芯片位移等现象
3、贴装方式:共晶粘贴法、焊接粘贴法、玻璃胶粘贴发(适合陶瓷封装)、导电胶粘贴法
4、导电胶:一般固化温度:150°C。
固化时间:1h固化前:“导电胶”不导电。固化后:溶剂挥发,银粉相互接触形成导电链。
6、下面哪些缺陷可以采用X射线检测出来?
焊料不足、焊点移位、桥接、气孔、虚焊、翘曲变形
能:桥接,焊点移位,翘曲变形
不能:焊料不足,气孔,虚焊(断面X-ray可查这些)
7、扩散引起的缺陷:铝钉,电荷迁移,金属间化合物。
分别解释这些现象。提出解决方案。
焊接粘贴技术与共晶粘贴技术,都是利用合金反应形成贴装。焊接粘贴使用的材料区分。
6、芯片互连常见的方法:打线键合(WB)倒装芯片键合(FCB)载带自动键合(TAB)
7、打线键合缺陷:金属间化合物IMC,比如紫斑和白斑,还会产生Kirkendall空洞。
电镀时会产生“狗骨头”现象。
【影响可靠度的因素:应力变化、封胶、芯片粘贴材料与线材的反应、金属间化合物形成、晶粒成长引起的疲劳等】可能不要
2、可靠性: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。
3、T/C测试(Temperature cycling)测试,即温度循环测试。主要目的是测试半导体封装体热胀冷缩的耐久性。
T/S测试(Thermal shock)测试,即测试封装体抗热冲击的能力。测试炉与T/C测试相近,但T/S测试环境是在高温液体中转换,液体的导热比空气快,故具有较强热冲击力。
5、共晶粘贴:
利用金-硅合金,363℃时的共晶熔合反应使IC芯片粘贴固定。一般的工艺方法是将硅芯片置于已镀金膜的陶瓷基板芯片座上,再加热至约425℃,借助金-硅共晶反应液面的移动使硅逐渐扩散至金中而形成的紧密接合。在共晶粘贴之前,封装基板与芯片通常有交互摩擦的动作用以除去芯片背面的硅氧化层,使共晶溶液获得最佳润湿。
8、TAB技术(载带自动键合)(简答)
TAB技术就是将芯片焊区与电子封装外壳I/O或基板上的金属布线焊区用具有引线图形金属箔丝连接的技术工艺
9、TAB内引线焊接技术(简答)
当芯片凸点仍是上述金属,而载带Cu箔引线镀层为Pb/Sn时,或者芯片凸点具有Pb/Sn,而载带Cu箔引线是上述硬金属层是,就要使用热压再流焊。显然,完全使用热压焊的焊接温度高,压力大,而热压再流焊相应的温度较低,压力也较小
第2章
1、前段(塑料封装)中段(成型)后端(选择)
净化级别:前段高,芯片制造阶段高,净化级别数字小。
2、芯片贴装(填空)
●硅片的厚度一般为600um,上面电路有效层厚度一般300um,这样芯片厚度至少900um。
●为便于划片和减少体硅电阻,并有利于散热和适合封装外形外形逐渐薄型化的需要的需要,必须将圆片背面研磨到相应厚度,厚度一般为200um-350um,特殊薄型封装在150um-180um。
3、芯片封装实现的功能:传递电能传递电路信号提供散热途径结构保护与支持
4、封装工程的技术层次(论述题):P4图
晶圆Wafer ->第零层次Die/Chip ->第一层次Module ->第二层次Card
->第三层次Board ->第四层次Gate
第一层次该层次又称芯片层次的封装,是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定、电路连线与封装保护的工艺,使之成为易于取放输送,并可与下一层组装进行链接的模块
集成电路芯片封装技术(书)
第1章
1、封装定义:(狭义)利用膜技术及细微加工技术,将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘帖固定及连接,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
(广义)将封装体与基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确保整个系统综合性能的工程
2、集成电路的工艺流程:芯片设计(上)芯片制造(中)封装测试(占50%)(下)(填空)
10、C4(可控塌陷芯片连接Controlled-Collapse Chip Connection)它的凸缘制备只要是通过电子束蒸发,溅射等工艺,将UBM或BLM沉积在芯片的铝焊盘上。
UBM(Under bumpmetallurgy)一般有3层,分别为铬/铬-铜/铜,这个结构可以保证ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ缘于铝焊盘的粘贴性并防止金属间的互扩散。
载带(Carrier Tape)是指在一种应用于电子包装领域的带状产品,它具有特定的厚度,在其长度方向上等距分布着用于承放电子元器件的孔穴(亦称口袋)和用于进行索引定位的定位孔。(与PWB区别)
第七章
1、封胶技术是在哪一工艺步骤之后完成的?它的作用是什么?
IC芯片完成与印刷电路板的模块封装后完成的,用于提供成品表面保护,避免收到外来环境因素及后续封装工艺的损害。
●在研磨wafer背面时需保护Wafer正面避免产品功能失效,因此必须贴具有保护功能角色的蓝带(英文:Blue Tape)。
●划片的前置作业为芯片粘贴(Wafer Mount),将晶圆背面贴在蓝带上,并置于不锈钢制之框架内,并避免芯片和胶带间有气泡产生;之后再将其送到晶圆切割机进行切割,对准芯片正面的切割槽(英文:scribe line)进行切割,切割后的晶粒仍会排列粘贴于引线框架上,框架的支撑可避免胶带产生皱折而导致晶粒相互碰撞。
第九章
1、解释塑料封装中转移铸模的工艺方法:
转移铸模是塑料封装中最常见的密封工艺技术,已经完成芯片黏结及打线接合的IC芯片与引脚置于可加热的铸孔中,利用铸模机的挤制杆将预热软化的铸模材料经闸口与流道压入模具腔体的铸孔中,在温度约175℃,1~3min的热处理使铸模材料产生硬化成型反应。封装元器件自铸模中推出后,通常需要再施予4~16h,175℃的热处理使铸模材料完全硬化。