1、1、 微電子封裝定義及封裝的作用？1) 為基本的電子電路處理和存儲信息建立互連和合適的操作環境的科學和技術，是一個涉及多學科并且超越學科的制造和研究領域。2) 作用-為芯片及部件提供保護、能源、冷卻、與外部環境的電氣連接+機械連接2、 什么是電遷移？ 電遷移是指在高電流密度（105106A/cm2）下金屬中的質量遷移的現象。3、 什么是芯片尺寸封裝？ 芯片尺寸封裝（CSP）是指封裝外殼尺寸比芯片本身尺寸僅大一點（最大為芯片尺寸的1.2倍）的一類新型封裝技術。5、可作為倒裝芯片凸點的材料有哪些？高可靠性的焊凸點應該在那個工藝階段制作？凸點的典型制作方法有哪些？其中什么方法也常用于BGA器件焊球的

2、植球？1) 凸點材料：a) 釬料：單一釬料連接：高Pb (3Sn97Pb、5Sn95Pb )陶瓷芯片載體；低Pb (60Sn40Pb )有機芯片載體雙釬料連接：高熔點凸點用低熔點釬料連接到芯片載體C4-Controled Collapse Chip Connection)b) 金屬：Au、Cuc) 導電環氧樹脂:低成本、低可靠性2) 高可靠性的焊凸點制作，是在IC還處于圓片階段時制作焊凸點。3) 蒸發沉積法；模板印刷法；電鍍法；釘頭凸點法；釬料傳送法；微球法；釬料液滴噴射（印刷）法4) 微球法6、擴散焊在什么情況下會采用中間層？中間層材料應具有哪些性能？1) 結晶化學性能差別較大的兩種材料連接

3、時，極易在接觸界面生成脆性金屬間化合物。 措施：選擇中間層，使中間層金屬與兩側材料都能較好的結合，生成固溶體，則實現良好的連接。2) 兩種材料的熱膨脹系數差別大，在接頭區域極易產生很大的內應力。 措施：用軟的中間層（甚至幾個中間層）過渡,緩和接頭的內應力3) 擴散連接時，中間層材料非常主要，除了能夠無限互溶的材料以外，異種材料、陶瓷、金屬間化合物等材料多采用中間夾層的擴散連接。4) 中間層可采用多種方式添加，如薄金屬墊片、非晶態箔片、粉末（對難以制成薄片的脆性材料）和表面鍍膜（如蒸鍍、PVD、電鍍、離子鍍、化學鍍、噴鍍、離子注入等）。中間層選擇原則1）容易塑性變形，熔點比母材低。2）物理化學性

4、能與母材的差異比被連接材 料之間的差異小。3）不與母材產生不良的冶金反應，如不產 生脆性相或不希望出現的共晶相。4）不引起接頭的電化學腐蝕。7、影響擴散焊接頭質量的參數有哪些？如何影響？怎樣確定這些焊接參數？影響因素-工藝參數：1) 適當壓力：壓力增大，塑性變形增大，接觸面增加，擴散焊工件一般無宏觀塑性變形2）時間較長：由擴散速度決定，一般為幾十到幾百分鐘3）溫度：溫度升高有利于連接材料間進行原子擴散和材料軟化變形，一般0.6 至0.8倍熔點K影響因素表面氧化膜1）完全分解型：Ti、Ti合金、無氧銅在連接的初期階段，界面 氧化物分解并擴散到母材中，對連接過程和質量無影響；2）完全不分解型：Al

5、氧化物非常穩定，擴散連接條件下不能分解消失，依靠塑性變形露出清潔面，得到局部連接； 3）部分分解型：Cu、Fe 氧化膜在界面和空隙中聚集并以夾雜物的形態殘存下來-氧化膜部分分解及氧向母材中擴散使夾雜減少4）Au影響因素表面粗糙度1）不僅影響結合面的接觸，也影響擴散過程2) 表面凹凸越微細而且規則，空隙的消失越迅速，此時擴散機制起重要作用(而不是空隙總體積小的原因)； 3）當表面凹凸的寬度大時(粗糙度較大時)， 擴散的作用被減弱.8、熱壓焊與擴散焊的區別？a）大塑性變形 VS 無宏觀塑性變形：b) 蠕變不起作用 VS 蠕變起作用；c) 加熱溫度較低，時間短，擴散不充分 VS 0.6-0.8Tm，

6、時間長，擴散充分；d) 擴散+變形+機械嵌合+位錯機制 VS 擴散+變形+再結晶機制9、控制母材過度溶解（除鍍層選擇之外的）的措施有哪些？A：改善釬料合金成分；B：釬料中加入母材元素降低濃度梯度； C:溫度控制； D：加入惰性元素；（一定直徑的金屬絲全部溶解所需要時間）10、錫基釬料與銅焊盤釬焊時產生的界面結合層是？釬焊溫度過高或釬焊時間過長還會產生的結合層是？如果采用Au/Ni/Cu焊盤時接合層是？原因是？1) Cu3Sn Cu6Sn52) 先Cu6Sn5后來溫度升高變成Cu3Sn3) Ni3Sn4 金鍍層比較薄，在焊接過程中進入到釬料中11、“立碑”現象的產生原理？什么情況下易發生？墓碑現

7、象：再流焊中片式元件經常出現立起的現象，稱之為立碑，又稱之為吊橋。產生原理：1) 元件兩端出現非同步潤濕。先潤濕的一端在焊料界面張力的作用下克服元件自身重力而將元件牽引抬起。2) 元件兩端焊接面的物理狀態出現差異，如受熱不均或兩端錫膏不均等導致一端的錫膏先熔化、元件兩端焊盤的可焊性差異等-非同步潤濕3) 無鉛釬料更易立碑-因為其有更高的界面張力；氮氣保護將增大焊料/元件焊接端的界面張力元件兩端潤濕力不平衡：兩端錫膏不均等發生情況：主要出現于重量較輕的片式無源元件7、紫斑發生機理？金鋁鍵合在器件的高溫貯存后，在焊點處金和鋁迅速形成一種使導電性能不良的脆性層狀化合物，鍵合強度也下降，化合物呈紫黑色

8、斑點狀，故稱“紫斑”。8、Sn晶須的產生條件？產生條件1）鍍層內部壓應力；2）為了產生局部生長，鍍層表面要覆蓋著氧化物，即整個表面不能都是自由的表面； 而且表面氧化膜保護層不能太厚，晶須能夠穿透某些局部的薄弱部位而得到長大以釋放應力產生原因與機理：鍍Sn層的壓應力驅動晶須的形核和長大;鍍層內的壓應力能夠沿著晶粒邊界撕裂鍍層外表面的氧化錫層，Sn晶須被認為是被壓力從底部推出并生長，從而導致錫須形成。晶須的生長有利于基體中的壓應力的釋放。1、 BGA相對周邊引腳封裝的優點？PBGA、CBGA相比的優缺點？PBGA優點：a) 高互連密度；優良的熱學電學性能(芯片下鍍通孔將熱量直接通過焊球流向母板的導

9、熱通道;電感小)c) 消除了窄節距焊膏印刷困難、降低橋連缺陷d) 焊料回流過程中的自對準功能；e) 較低共面性要求，0.150.2mmf) 外形更低；PBGA：塑料外殼，非氣密性封裝，易吸潮，加熱易引起內部裂紋膨脹等現象，界面分層與基板性質相似，焊點不容易失效，可靠性高；PBGA：陶瓷外殼，氣密性好，焊點與基板性質不相似，焊點容易失效，可靠性低。2、 什么是逆壓電效應？指出電子產品制造過程中2種應用逆壓電效應的工藝或設備，描述其工藝過程及原理。當某些晶體材料（如石英晶體）做成的晶體薄片施加交變電場時，晶體內部的質點就會產生機械振動，此現象稱為逆壓電效應。發射在壓電晶片制成的探頭中，對壓電晶片施

10、以超聲頻率的交變電壓，由于逆壓電效應，晶片中就會產生超聲頻率的機械振動產生超聲波；若此機械振動與被檢測的工件較好地耦合，超聲波就會傳入工件這就是超聲波的發射。制作凸點方法之釬料液滴噴射（印刷）法，在壓電傳感器驅動及機械振動觸發下,金屬流斷開形成非常均勻一致的熔化金屬液滴偏轉電場-控制液滴運動軌跡；部分液滴噴射到焊盤上-其余進入回收器重復使用；連續噴射液滴直徑是噴嘴直徑的兩倍；噴嘴周圍同惰性氣體-一方面促進液滴的斷開噴射,同時防釬料液滴氧化；8、超聲波焊接機的換能器通常是利用什么效應來獲得超聲振動的？逆壓電效應；磁致伸縮效應3、 指出并描述電子產品封裝過程中2種應用毛細作用的工藝。波峰焊；倒裝芯

11、片組裝2、芯片表面金屬化的作用是？，芯片表面金屬化層的常用材料有哪些？常用的沉積方法有？金屬化：沉積一層或多層導電材料形成芯片表面鍵合區- 以便形成芯片與外電路之間的互連。鋁、Cu、鉑、鈦、鎢、鉬和金可用于金屬化工藝。鋁使用最廣泛:與硅以及二氧化硅的接觸電阻小，沸點低、容易 實現沉積。 a) 化學氣相沉積（CVD）：Wb) 濺射沉積（物理氣相沉積PVD）：Al4、 電子產品基板鍍層常用材料有哪些？1）Sn或Sn/Pb合金：底層材料合適時-非常好的可焊性鍍層熔化后，立即與熔融的釬料融合-轉變為熔焊2）銀良好導電率和潤濕性，-但易電遷移表面硫化時-潤濕性會降低-密封包裝并充N23）金極優良的電接觸

12、性和軟釬焊性，-價格昂貴極易溶解于Sn/Pb釬料中，凝固時析出IMC常采用Ni中間層，以減小金層厚度5、 Cu基底焊盤采用Au為外層鍍層時通常中間加入中間層的原因是？選擇Ni作中間層的原因是？銅金直接接觸加熱時，銅與金相互擴散，而金的擴散快，形成銅與金間的化合物，致密性不好，疏松多孔，已形成弱潤濕，所以采用中間層，以改善這種情況。鎳使其擴散慢，形成金屬間化合物層薄，可靠性好。6一級封裝中的IC封裝工藝有哪些？哪些能夠實現氣密性封裝？模塑封裝技術；層壓塑料技術；模壓陶瓷封裝（難熔玻璃密封）技術；共燒層壓陶瓷封裝技術共燒層壓陶瓷封裝技術能夠實現氣密性封裝1 芯片粘接的方法有哪些？優缺點？芯片粘接:

13、將芯片背面機械地粘接到層壓陶瓷或層壓基板腔室內的芯片粘接區方式1金屬合金鍵合：材料：AuSi共晶、AuSn共晶或軟釬料；用于陶瓷封裝；優點：良好的剪切強度、界面導熱性和防潮性；缺點：工藝溫度較高，會對芯片引入較大的熱應力。方式2有機粘接：材料：環氧樹脂、聚酰亞胺漿料；用于陶瓷和塑料封裝；優點：環氧樹脂固化溫度低，可用于粘接大芯片。方式3無機粘接：材料：填銀玻璃，即片狀填銀環氧粘接劑；特點：既可導電、降低芯片背面和基板間的電阻，又可導熱，在芯片和封裝的支撐物之間提供一條導熱通路2、對比電子器件的鷗翼型引腳、J型引腳的特點？鷗翼型引腳：1) 吸收應力，與PCB匹配性好；2）組裝面積大，共面性差，引

14、腳易損壞；3) 焊后質量檢查容易； J型引腳：1）較鷗翼型引腳減小了封裝面積；2）剛性好，引腳不易損壞，共面性好；3) 焊后質量檢查困難；3、擴散焊金屬表面氧化膜分哪幾種類型？1）完全分解型：Ti、Ti合金、無氧銅在連接的初期階段，界面 氧化物分解并擴散到母材中，對連接過程和質量無影響；2）完全不分解型：Al氧化物非常穩定，擴散連接條件下不能分解消失，依靠塑性變形露出清潔面，得到局部連接； 3）部分分解型：Cu、Fe 氧化膜在界面和空隙中聚集并以夾雜物的形態殘存下來-氧化膜部分分解及氧向母材中擴散使夾雜減少4）Au4對比熱壓焊、超聲波焊與超聲熱壓焊的特點和優勢？1）超聲波焊：超聲機械去膜，有效

15、連接面積大、溫度低，對芯片的熱影響小-但金屬之間的擴散不足；加大超聲功率可能損壞芯片；-楔焊過程有方向性，降低效率2）熱壓焊：溫度高，有利于金屬擴散去膜不充分，連接強度低球焊無方向性，提高生產效率3）超聲熱壓焊：超聲焊基礎上，襯底加熱 (一般150)，CouCoulas1970 年發現加熱可使焊點處的金屬流動性增強防止超聲焊時的應變硬化-利于接觸界面增大和焊點的快速鍵合-提高鍵合強度。超聲熱壓接的優勢：要達到規定強度，超聲熱壓接的時間和溫度都比熱壓接小得多，超聲壓接一般需要3m以上的振幅和約1s的時間，超聲熱壓接只需要其1/10的振幅和1/20的時間。1、 分析電子封裝中應用的微連接（包括固-

16、固、固-相態連接）與傳統宏觀焊接的不同特點？1）工藝限制時間在毫秒數量級-材料間不能發生充分的擴散；時間很短-蠕變變形幾乎沒有貢獻；為防止對硅片及電路的破壞，溫度要盡量低2）尺寸和表面狀態膜的厚度在微米數量級，硅片的光潔度極高；塑性變形所起的作用很??；3）表面氧化膜鋁、銅材料表面氧化膜難以去除4）措施大的變形：增加接觸，破碎氧化膜機械去膜：動態摩擦去膜 不需很大的機械強度，可以不要求過程完整膜厚度只有1微米到十幾個微米-需保證溶解控制在一個非常嚴格的范圍，才能既達到結合強度又不損壞膜與基板的附著。6、 元器件引線的釬焊性試驗方法有？接觸角法；焊球試驗法2 典型的可焊性試驗方法有哪些？描述潤濕平

17、衡法的測量原理，畫出潤濕曲線，并根據潤濕曲線描述潤濕過程。元件引線的可焊性試驗(接觸角法)；焊球試驗法；鋪展試驗；潤濕平衡法潤濕曲線如圖所示，橫軸為時間（單位為s），縱軸為合力(單位為mN)。潤濕曲線與橫軸相交時合力為零，對應的時間為零交時間。A點：試件開始放入熔融釬料之前；B點：試件同熔融釬料接觸的時刻，也是測試開始點；C點：試件浸漬到規定的深度，如果試件可焊性好、熱容量小則在C點發生潤濕；B點到C點：釬料液面呈凹形，試件受到合力阻止試件浸漬，若試件的可焊性好、熱容量小，該過程可能發生潤濕；D點；如果試件需要的熱容量大或試件涂的焊劑過多，在D點才開始濕潤；C點到D點：試件達到焊接溫度或焊劑“

18、激活”需要的時間；D點到E點：在這一時間段釬料處于潤濕和凹面回升過程中，表面張力有向上的分量，并且越來越??；F點：熔融焊料凹下去的液面這時回到水平，表面張力的方向是水平的，垂直方向的主要作用力是浮力。F點的時間定義為零交時間，作為衡量可焊性的一個指標。G點：在指定的時間所測的合力值。通常標準選擇2秒；H點：最大合力點，這時焊料“爬升”高度最高，潤濕力最大；D點到H點：“爬升”的過程。D點到H點的斜率越大，表明可焊性越好。K點；測試結束前一瞬間的合力值，通常x點的值同H點的值比較接近，表明潤濕的穩定性好。如果K點比H點低很多，表明釬料沿著焊端“回落”，凸面有所下降，即失潤現象。失澗也是衡量可焊性

19、的一個指標。8. 什么是加速壽命試驗？加速壽命試驗的設計原則是？，加速壽命試驗設計的關鍵是？加速壽命試驗的基本理論有哪些，例舉分別以熱力學溫度和應力為加速因子的加速壽命試驗。加速壽命試驗（觀察失效和預計實際工作狀態下的失效率）：在可靠性術語中，加速壽命試驗定義為“為縮短試驗時間，用比標準條件更為嚴格的條件進行的試驗；但做加速壽命試驗時，為了能有效地進行可靠性評價，原則：要求失效模式和失效機理不會因加速而發生變化。關鍵：加速因子的確定基本理論a)阿列尼烏斯模型：最適合以熱力學溫度加速因子的試驗lnL=A+E/(RT)應用：試驗T1、T2對應壽命L1、L2反應的激活能高溫下的反應加速性的大致量值b

20、) 愛倫模型：最適合以應力為加速因子的試驗lnL=AlnS應用：試驗材料疲勞時，S1、S2為交變應力，對應循環次數（壽命）為N1、N2，則ln（N1/N2）=ln（S2/S1）求出表示反應加速性的大致量值，可求任意應力下的壽命5什么是蠕變？為什么蠕變損傷是釬料焊點失效的重要機制？蠕變現象：蠕變由熱效應引起，在一定應力作用下，應變隨溫 度和時間的增加而顯著增加高溫或者相對溫度值大于0.5時，蠕變效應非常顯著相對溫度(homologous temperature，也有譯作約比溫度）為工作溫度與材料熔點的絕對溫度的比值）蠕變可以發生在任何應力范圍，可以高于或低于屈服應力值；釬料焊點的服役特點（與鋼材

21、不同）：SnPb釬料的熔點Tm456K，服役條件的工作溫度按50 至70（223K至343K)計算，工作溫度約為0.50.75Tm；Sn0.7Cu釬料的熔點Tm500K，服役條件的工作溫度按50 至70（223K至343K)計算，工作溫度約為0.450.7Tm；在這樣相對較高的溫度范圍內，釬料的蠕變和應力松弛現象顯著，與時間（速率）有關的蠕變損傷是焊點失效的重要機制7、 鑒于元器件形狀及引腳形式不同，分別采用哪些機械性能試驗方法？ 釬料接頭拉伸及剪切試驗方法（JIS Z 3198標準） QFP 引線軟釬焊接頭45°拉引試驗方法（JIS Z 3198標準）片式元器件軟釬焊接頭剪切試驗方法8、 通過數值模擬方法對封裝焊點進行壽命預測的步驟？通過有限元模擬方法對封裝進行壽命預測，主要包含三大步驟:1）試驗獲得材料熱物理性能參數及力學性能參數，包括應力應變關系方程；2）采用ANSYS或MARC有限元軟件模擬求解特定結構和載荷（如熱循環載荷）條件下的主控力學參量（應力、應變、累積的蠕變應累積的應變能密度等等；其中步驟1）的結果作為材料特性導入有限元計算中）3）選擇壽命預測模型，代入主控力學