电子科学与技术-微电子封装技术-芯片互连——第二讲
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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。
UESTC-Ning Ning1Chapter 2Chip Level Interconnection宁宁芯片互连技术集成电路封装测试与可靠性UESTC-Ning Ning2Wafer InWafer Grinding (WG 研磨)Wafer Saw (WS 切割)Die Attach (DA 黏晶)Epoxy Curing (EC 银胶烘烤)Wire Bond (WB 引线键合)Die Coating (DC 晶粒封胶/涂覆)Molding (MD 塑封)Post Mold Cure (PMC 模塑后烘烤)Dejunk/Trim (DT 去胶去纬)Solder Plating (SP 锡铅电镀)Top Mark (TM 正面印码)Forming/Singular (FS 去框/成型)Lead Scan (LS 检测)Packing (PK 包装)典型的IC 封装工艺流程集成电路封装测试与可靠性UESTC-Ning Ning3⏹电子级硅所含的硅的纯度很高,可达99.9999 99999 %⏹中德电子材料公司制作的晶棒(长度达一公尺,重量超过一百公斤)UESTC-Ning Ning4Wafer Back Grinding⏹PurposeThe wafer backgrind process reduces the thickness of the wafer produced by silicon fabrication (FAB) plant. The wash station integrated into the same machine is used to wash away debris left over from the grinding process.⏹Process Methods:1) Coarse grinding by mechanical.(粗磨)2) Fine polishing by mechanical or plasma etching. (细磨抛光)UESTC-Ning Ning5旋转及振荡轴在旋转平盘上之晶圆下压力工作台仅在指示有晶圆期间才旋转Method:The wafer is first mounted on a backgrind tape and is then loaded to the backgrind machine coarse wheel . As the coarse grinding is completed, the wafer is transferred to a fine wheel for polishing .。
1.引言任何一个电子元件,不论是一个三极管还是一个集成电路(Integrated Circuit, IC),想要使用它,都需要把它连入电路里。
一个三极管,只需要在源极、漏极、栅极引出三根线就可以了,然而对于拥有上百或上千个引脚的超大规模集成电路(Very Large Scale Integration Circuit, VLSI)来说,靠这种类似于手动把连线插到面包板的过程是不可能的。
直接把IC连接到(未经封装的集成电路本体,裸片,Die)电路中也是不可能实现的,因为裸片极容易收到外界的温度、杂质和外力的影响,非常容易遭到破坏而失效。
所以电子封装的主要目的就是提供芯片与其他电子元器件的互连以实现电信号的传输,同时提供保护,以便于将芯片安装在电路系统中。
一般的半导体封装都类似于下面的结构,将裸片安装到某个基板上,裸片的引脚通过内部连接路径与基板相连,通过塑封将内部封装好后,基板再通过封装提供的外部连接路径与外部电路相连,实现内部芯片与外界的连接,就像上面两个图一样,裸Die和封装内部复杂的连接等都埋在里面,封装好后就是对外就是一些规整的引脚了。
不论是多复杂的封装,从黑盒的角度来看其实现的基本功能都是一样的,最简单的就是封装一个分立器件,给出几个引脚;复杂一点想要封装具有多个I/O 接口的IC,以及多个IC一起封装,在封装的发展过程中也发展出了很多封装类型和很多技术,比如扇出技术、扇入技术这些。
这些概念和缩写非常多,尤其是当谈到先进封装(Advanced Packaging)的时候,为了实现高密度集成以及快速信号传输这些需求,不得不在每一个地方都发展一些新的技术,很多情况下会把它们都并入到先进封装技术里来介绍,这有时候会引起一些困惑,这里主要整理一下IC封装里的互连技术。
在IC封装种几种典型的互连技术包括引线键合(Wire Bonding,WB)、载带自动焊(Tape-automated Bonding,TAB)、倒装芯片(Flip Chip,FC)、晶圆级封装(Wafer-Level Packaging,WLP)、以及硅通孔(Through Silicon Via,TSV)。