2025年高職集成電路技術(shù)(芯片封裝)期末測試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，錯(cuò)選、多選均不得分）1.在FCBGA封裝流程中，完成芯片與基板互連后，下一步必須進(jìn)行的工藝是A.底部填充B.激光打標(biāo)C.植球D.等離子清洗答案：A解析：FCBGA采用倒裝焊接，焊點(diǎn)脆弱，必須通過底部填充（Underfill）緩解熱失配應(yīng)力，否則后續(xù)溫度循環(huán)易失效。激光打標(biāo)、植球均在此之后，等離子清洗則在倒裝前完成。2.下列哪一項(xiàng)不是QFN封裝“側(cè)爬”現(xiàn)象的主要誘因A.引線框架銅材粗糙度過高B.塑封料彎曲模量過低C.芯片粘接膠溢出至芯片頂部D.回流焊峰值溫度高于260℃答案：C解析：側(cè)爬（PackageSidewallCreep）是塑封料在回流時(shí)沿引線框架側(cè)面爬升，與芯片頂部溢膠無關(guān)。A、B、D均會(huì)加劇樹脂流動(dòng)。3.2.5D封裝中，TSV通常采用“先通孔”工藝，其主要優(yōu)勢是A.可在高溫下完成銅退火B(yǎng).避免后續(xù)FEOL工藝對(duì)Cu污染C.降低Viamiddle工藝對(duì)器件熱預(yù)算D.省去背面研磨步驟答案：B解析：先通孔（Viafirst）在CMOS制造前完成，Cu被后續(xù)FEOL高溫工藝覆蓋，避免Cu擴(kuò)散污染器件。Viamiddle則需控制熱預(yù)算，先通孔反而增加研磨量。4.在Cupillar+SnAg微凸塊電鍍中，增加光刻膠厚度對(duì)凸塊形貌的影響是A.高徑比增大，易形成“蘑菇頭”B.高徑比減小，易形成“倒梯形”C.高徑比不變，側(cè)壁垂直度提高D.高徑比增大，側(cè)壁垂直度提高答案：D解析：厚膠可承受更高電鍍電流密度，抑制橫向擴(kuò)散，獲得高且直的Cupillar，減少后續(xù)倒裝橋連風(fēng)險(xiǎn)。5.封裝可靠性測試“uHAST”條件為130℃/85%RH/96h，其加速因子（AF）計(jì)算時(shí)，活化能Ea通常取A.0.3eVB.0.7eVC.1.0eVD.1.2eV答案：B解析：塑封料吸濕失效機(jī)制以界面分層為主，JEDECJESD22A110推薦Ea=0.7eV；1.0eV用于金鋁鍵合腐蝕，1.2eV用于電遷移。6.下列關(guān)于FanoutRDL線寬/間距（L/S）的說法，正確的是A.采用SAP工藝可實(shí)現(xiàn)2μm/2μm，但銅厚需≤3μmB.采用mSAP工藝可實(shí)現(xiàn)5μm/5μm，銅厚可≥8μmC.采用半加成法（SAP）時(shí)，電鍍銅前需先濺射Ti/Cu種子層D.采用圖形電鍍時(shí)，干膜厚度越薄，越易獲得精細(xì)L/S答案：C解析：SAP核心步驟為“鉆孔→Desmear→濺射種子層→光刻→電鍍→去膜→蝕刻”，種子層必不可少。mSAP用于≤8μmL/S，銅厚可≥10μm；干膜過薄易破孔，反而不利。7.在FCBGA基板中，ABF材料CTE（50260℃）典型值為A.3ppm/℃B.9ppm/℃C.15ppm/℃D.25ppm/℃答案：B解析：ABF（AjinomotoBuildupFilm）為環(huán)氧+SiO2填料體系，CTE約9ppm/℃，與銅（17ppm/℃）接近，可緩解熱失配。8.封裝體翹曲仿真中，采用“粘彈塑性”本構(gòu)模型比純彈性模型更能準(zhǔn)確預(yù)測A.室溫下翹曲量B.回流焊峰值溫度瞬態(tài)翹曲C.室溫存儲(chǔ)72h后翹曲恢復(fù)D.芯片破裂風(fēng)險(xiǎn)答案：C解析：塑封料在Tg以上呈橡膠態(tài)，卸載后存在永久變形，粘彈塑性模型可捕捉應(yīng)力松弛與永久應(yīng)變，預(yù)測翹曲恢復(fù)量。9.在系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）中，采用“嵌入式橋接”（EmbeddedBridge）技術(shù)的主要目的是A.替代TSV，降低晶圓成本B.實(shí)現(xiàn)芯片間<50μm超短互連C.提高封裝體機(jī)械強(qiáng)度D.省去底部填充步驟答案：B解析：EmbeddedBridge在基板內(nèi)嵌硅橋芯片，局部L/S可達(dá)2/2μm，實(shí)現(xiàn)芯片間超短互連，帶寬遠(yuǎn)高于基板走線。10.下列關(guān)于銀線鍵合的說法，錯(cuò)誤的是A.銀線電阻率低于金線，適合高頻B.銀線易硫化，需采用抗硫化涂層C.銀線球焊工藝窗口比銅線寬D.銀線硬度低于金線，可降低鋁墊裂紋風(fēng)險(xiǎn)答案：D解析：銀線硬度（HV60）高于金線（HV30），若超聲能量過大反而易損傷鋁墊；其余選項(xiàng)均正確。11.在晶圓級(jí)芯片尺寸封裝（WLCSP）中，重布線層（RDL）采用PI介質(zhì)而非BCB，其主要考慮是A.PI介電常數(shù)更低B.PI與銅熱膨脹匹配更好C.PI吸濕率更低D.PI可承受后續(xù)260℃回流答案：D解析：PI玻璃化轉(zhuǎn)變溫度>300℃，可承受無鉛回流；BCB僅250℃，易起泡。PI介電常數(shù)3.4，高于BCB的2.7。12.封裝失效分析中，SAM（CmodeSAM）掃描發(fā)現(xiàn)“白色區(qū)域”通常對(duì)應(yīng)A.塑封料空洞B.芯片裂紋C.界面分層D.銅柱斷裂答案：C解析：SAM中超聲波遇到空氣界面全反射，呈白色，指示分層；空洞亦呈白色，但形狀規(guī)則，裂紋與銅柱斷裂需Xray或SAT確認(rèn)。13.在倒裝焊回流曲線中，決定焊點(diǎn)最終顯微組織的關(guān)鍵區(qū)段是A.預(yù)熱區(qū)（25150℃）B.保溫區(qū)（150183℃）C.回流區(qū)>217℃D.冷卻區(qū)>4℃/s答案：C解析：回流區(qū)溫度高于焊料熔點(diǎn)，SnAgCu形成Cu6Sn5+Ag3Sn金屬間化合物，決定剪切強(qiáng)度；冷卻速率影響晶粒尺寸，但組織類型已定型。14.下列關(guān)于塑封料螺旋流動(dòng)長度（SPIRALFLOW）測試的說法，正確的是A.模具溫度越高，流動(dòng)長度越短B.同一材料，顆粒料比粉料流動(dòng)長度長C.流動(dòng)長度與凝膠時(shí)間無關(guān)D.流動(dòng)長度越長，越易形成沖絲（WireSweep）答案：B解析：顆粒料熔融后粘度低，流動(dòng)長度長；模具溫度升高降低粘度，流動(dòng)長度增加；凝膠時(shí)間越短，流動(dòng)長度越短；流動(dòng)長度過長易沖絲。15.在封裝熱阻測試中，JEDEC定義ΘJA測試板為A.1S0P，2層，35μm銅B.2S2P，4層，70μm銅C.1S1P，2層，70μm銅D.2S0P，2層，35μm銅答案：A解析：JESD512定義ΘJA采用1S0P（Singlelayer,Singleside,Onesignal,nopowerplane），銅厚1oz（35μm），保證數(shù)據(jù)可比性。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）16.下列哪些措施可有效降低QFN封裝“爆米花”失效風(fēng)險(xiǎn)A.封裝前125℃烘烤24hB.提高塑封料填料含量至90wt%C.采用低吸水率環(huán)氧樹脂D.回流焊峰值溫度降至220℃E.在MSL3條件下車間壽命延長至72h答案：A、C、D解析：爆米花為內(nèi)部水汽汽化，烘烤、低吸水率樹脂、降低峰值溫度均有效；填料過高（>88%）脆性增大，MSL3車間壽命僅24h，延長反而增加風(fēng)險(xiǎn)。17.在2.5DTSV中介層（Interposer）設(shè)計(jì)中，影響最大布線密度的因素包括A.RDL層數(shù)B.TSV深寬比C.光刻機(jī)分辨率D.銅電鍍均勻性E.ABF介質(zhì)厚度答案：A、B、C、D解析：RDL層數(shù)、TSV深寬比、光刻分辨率、電鍍均勻性均限制線寬/間距；ABF厚度影響電容，但對(duì)布線密度無直接限制。18.下列關(guān)于Cuwirebond的“FABfreeairball”缺陷，描述正確的有A.EFO電流過高易形成“高爾夫球”B.保護(hù)氣體氧含量>50ppm易形成“草莓球”C.銅線純度不足易形成“偏心球”D.銅線表面氧化易形成“小尾巴”E.EFO時(shí)間過短易形成“球過大”答案：A、B、D解析：電流高→球表面粗糙（高爾夫球）；氧高→氧化銅顆粒（草莓球）；氧化→EFO能量不足，拉絲形成小尾巴；純度不足影響球硬度，非偏心；時(shí)間過短球過小。19.在Fanout封裝中，導(dǎo)致“Chipshift”現(xiàn)象的原因有A.臨時(shí)鍵合膠熱滑移B.壓縮成型壓力不均C.重布線層應(yīng)力拉扯D.芯片厚度差異E.激光解鍵合能量過高答案：A、B、D解析：臨時(shí)鍵合膠Tg以上模量下降，芯片在壓縮成型壓力下移位；厚度差異導(dǎo)致受力不均；RDL在芯片移位之后，激光解鍵合為后續(xù)步驟。20.下列關(guān)于封裝熱界面材料（TIM）性能指標(biāo)，屬于JEDECJESD141規(guī)范要求的有A.熱阻抗（Rth）B.體積電阻率C.出油率（Bleed）D.熱導(dǎo)率E.觸變指數(shù)（ThixotropicIndex）答案：A、C解析：JESD141僅規(guī)定Rth與Bleed；體積電阻率、熱導(dǎo)率、觸變指數(shù)由供應(yīng)商提供，非強(qiáng)制。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）21.在FCBGA封裝中，采用低α粒子塑封料可有效降低軟錯(cuò)誤率（SER）。答案：√解析：低α粒子（<0.001cph/cm2）減少鈾釷衰變，降低DRAM位翻轉(zhuǎn)。22.WLCSP焊球合金SAC305的“305”代表Sn3.0wt%、Ag0.5wt%、Cu余量。答案：×解析：305為Sn96.5%、Ag3.0%、Cu0.5%，Sn為余量。23.封裝翹曲仿真時(shí)，忽略塑封料化學(xué)收縮將導(dǎo)致室溫翹曲預(yù)測值偏小。答案：×解析：化學(xué)收縮（ChemicalShrinkage）使塑封料收縮，忽略后預(yù)測翹曲偏?。ń^對(duì)值），但實(shí)際翹曲更大，故預(yù)測值偏大（絕對(duì)值）。24.在Cupillar電鍍中，添加PEG+Cl可抑制銅柱頂部“蘑菇”生長。答案：√解析：PEG+Cl形成吸附層，抑制頂部高電流區(qū)銅沉積，實(shí)現(xiàn)均勻柱形。25.銀線鍵合第二焊點(diǎn)采用“SecurityBond”可提高抗硫化能力。答案：√解析：SecurityBond增加魚尾寬度，降低硫化通道，提高可靠性。26.TSV深寬比越大，銅電鍍所需添加劑濃度越低。答案：×解析：深寬比大，傳質(zhì)困難，需更高濃度整平劑、抑制劑，否則易空洞。27.在QFN切割中，采用“階梯式”刀片可減小金屬毛刺。答案：√解析：階梯刀片先切樹脂后切銅，減少銅撕裂毛刺。28.封裝體表面激光打標(biāo)采用1064nmNd:YAG激光，對(duì)黑色塑封料對(duì)比度最佳。答案：√解析：1064nm被炭黑填料吸收，局部碳化形成白色標(biāo)記，對(duì)比度高。29.在Fanout中，芯片移位量與臨時(shí)鍵合膠玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg呈正相關(guān)。答案：×解析：Tg越高，高溫模量越高，移位量越小，呈負(fù)相關(guān)。30.封裝可靠性“TC”條件55←→125℃，1000cycles，對(duì)應(yīng)車載Grade0要求。答案：×解析：Grade0要求40←→150℃，1000cycles；55←→125℃為Grade1。四、填空題（每空2分，共20分）31.在FCBGA無鉛回流焊中，SAC305焊點(diǎn)最薄弱金屬間化合物為________，其典型厚度超過________μm時(shí)剪切強(qiáng)度急劇下降。答案：Cu6Sn5，5解析：Cu基板側(cè)生成Cu6Sn5，厚度>5μm脆性顯著增加。32.塑封料螺旋流動(dòng)長度測試標(biāo)準(zhǔn)模具型腔截面尺寸為________mm×________mm。答案：5，0.8解析：ASTMD3123/JISK6911規(guī)定半圓形型腔半徑5mm，高度0.8mm。33.在2.5DTSV中，深寬比10:1、孔徑10μm，則電鍍銅所需最小厚度為________μm，以滿足電流承載________A（假設(shè)Jmax=2×10?A/cm2）。答案：5，1.57解析：截面積A=π×(5μm)2=78.5μm2，J=I/A，I=2×10?A/cm2×78.5×10??cm2=1.57A；電鍍銅厚=孔徑/2=5μm即可填滿。34.封裝熱阻ΘJA單位換算：1℃/W=________K/W。答案：1解析：溫差1℃=1K，單位數(shù)值相同。35.銀線鍵合FAB直徑d=35μm，線徑25μm，則FAB比值為________，JEDEC推薦范圍為________。答案：1.4，1.21.6解析：FAB比值=d/線徑，35/25=1.4，在推薦范圍內(nèi)。36.在Fanout中，芯片移位允許最大值通常為________μm，對(duì)應(yīng)光刻對(duì)準(zhǔn)余量________μm。答案：10，±5解析：RDL對(duì)準(zhǔn)余量±5μm，故移位≤10μm。五、簡答題（每題8分，共24分）37.簡述FCBGA封裝“NonconductivePaste（NCP）”底部填充與傳統(tǒng)毛細(xì)流動(dòng)型Underfill的工藝差異及優(yōu)缺點(diǎn)。答案：工藝差異：①NCP在倒裝前涂布于基板，芯片下壓時(shí)膠被擠出并固化，無需毛細(xì)流動(dòng)；傳統(tǒng)Underfill在倒裝后通過毛細(xì)作用滲入芯片底部。②NCP需低溫快速固化（<150℃，<5min），而傳統(tǒng)Underfill需高溫長時(shí)間（150℃，3060min）。③NCP為無填料體系，粘度低；傳統(tǒng)Underfill含SiO?填料，粘度高。優(yōu)缺點(diǎn)：NCP優(yōu)點(diǎn)：省去毛細(xì)等待，適合窄間隙（<20μm）；無填料避免堵塞；固化快，提高產(chǎn)能。缺點(diǎn)：膠量控制嚴(yán)格，易溢膠污染焊盤；無填料CTE高，熱失配大；成本高于傳統(tǒng)Underfill。傳統(tǒng)Underfill優(yōu)點(diǎn)：填料降低CTE，可靠性高；工藝窗口寬；成本低。缺點(diǎn)：毛細(xì)流動(dòng)慢，窄間隙難滲透；需高溫固化，熱預(yù)算高；易產(chǎn)生空洞。38.說明車載封裝“Grade0”與“Grade3”在溫度循環(huán)、高溫高濕、高溫存儲(chǔ)三項(xiàng)可靠性測試條件的差異，并給出典型失效機(jī)理。答案：Grade0：TC40←→150℃，1000cycles；uHAST130℃/85%RH，96h；HTSL150℃，1000h。Grade3：TC40←→125℃，1000cycles；uHAST110℃/85%RH，264h；HTSL125℃，1000h。失效機(jī)理：Grade0高溫端150℃，塑封料氧化、鍵合界面IMC過度生長（Cu6Sn5>10μm），鋁墊裂紋；uHAST130℃加速塑封料水解，界面分層；HTSL150℃銀遷移、金鋁鍵合柯肯達(dá)爾空洞。Grade3溫度較低，主要失效為TC低溫端40℃塑封料脆化裂紋，uHAST110℃吸濕分層，HTSL125℃金鋁鍵合空洞速率降低。39.解釋“WarpageBalanceDesign”在Fanout封裝中的實(shí)施步驟，并給出量化指標(biāo)。答案：步驟：①建立多層材料數(shù)據(jù)庫：芯片、臨時(shí)鍵合膠、塑封料、PI、RDL銅的E、CTE、Tg、化學(xué)收縮。②采用ANSYS或Abaqus建立3D對(duì)稱模型，施加溫度載荷25→260→25℃。③以室溫翹曲<20μm、回流峰值翹曲<50μm為目標(biāo)，進(jìn)行DOE篩選：塑封料CTE、填料含量、厚度、芯片厚度、RDL銅厚。④引入“應(yīng)力平衡層”：在芯片背面涂布高Tg低CTE背膠，或在RDL層增加銅網(wǎng)格，調(diào)節(jié)中性面位置。⑤驗(yàn)證：ShadowMoiré實(shí)測，室溫與250℃翹曲誤差<10%。量化指標(biāo)：室溫翹曲<20μm（4mm×4mm封裝）；回流峰值翹曲<50μm；芯片邊緣拉伸應(yīng)力<100MPa；塑封料最大主應(yīng)變<0.3%。六、計(jì)算題（共21分）40.某FCBGA封裝需承受1000cycles55←→125℃溫度循環(huán)，采用SAC305焊點(diǎn)，直徑80μm，高度60μm。已知焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度初始值60MPa，熱循環(huán)后下降至50MPa即失效。假設(shè)疲勞壽命遵循CoffinManson關(guān)系：Nf=?(Δγpl/εf)^(1/c)，其中εf=0.325，c=0.58；Δγpl為塑性剪切應(yīng)變幅。（1）采用有限元計(jì)算得Δγ