电子封装材料与工艺

一、填空（10）1、软钎焊材料的三个力学性能：应力应变行为、抗蠕变性能和抗疲劳性。2、除橡胶外，所有聚合物都可以分成两类：热塑性塑料和热固性塑料。3、材料根据它上面施加电压后的导电情况可以分为：导体、半导体、绝缘体。4、一般电子生产所有金属可分为：铸造金属、锻造金属。一、单选1、有四种基本方法可以合成聚合物，以下选项不是CA本体聚合B溶液聚合C固液聚合D悬浮聚合2、聚合物可以通过加聚和缩聚的方法获得，以下不是典型加聚物CA聚烯烃B聚苯乙烯C聚酯 D丙烯醇树酯3、厚膜浆料一般分三种类型，以下不是DA聚合物厚膜B难溶材料厚膜 C金属陶瓷厚膜D低熔点厚膜4、根据钎剂的活性和化学性质，可将它们分为三种类型，以下不是BA松香基钎剂 B挥发性钎剂C水溶性钎剂 D免清洗钎剂5、金属材料的强化机理有多种，以下不是：CA加工硬化B沉淀硬化 C低温硬化D相变硬化6、聚合物的固化机理有多种，对高密度电子器件组装所用的粘接剂体系材料，以下不是常用 的方式是：AA红外线固化B热固化C紫外线固化D室温固化7、常用组焊剂由其固化机理不同分为三种，不正确的DA热固性树酯B紫外线固化树酯C光成像树酯D常温挥发性树酯8、软钎焊材料的固有性能可分为三类，不正确的BA物理性能B化学性能C力学性能D冶金9、以下关于薄膜电阻材料与厚膜电阻材料比较的特点中，描述不正确的DA更好的稳定性B更小的噪音C更低的TCR D更高的TCR10、一般印刷电路用层压板分两大类：AA单面覆铜箔层压板和双面覆铜箔层压板三、多选1、软钎焊合金中经常用到的元素有：ABCDEA锡B铅C银D铋E铟2、对电子应用来说，基板所需性能包括ACDA高电阻率B低热导率 C耐高温 D耐化学腐蚀E高TCR3、根据不同固化机理，常用三种阻焊剂有：ABCA热固性树酯B紫外线固化树酯C光成像树酯D可见光树酯E常温树酯4、浆料技术中，应用的科学技术包括：ABCEA冶金和粉末技术B化学与物理C流变学D材料纳米技术E配方技术5、锡焊主要通过三个步骤来完成，分别是：BDEA涂覆焊料B润湿C挥发溶剂D扩散E冶金结合6、刚性印制电路层压板通常包括三个主要部分、分别是：ACEA增强层B接地层 C树酯 D电流层 E导体7、金属陶瓷厚膜材料可分为三大类，分别是：ACDA导体B绝缘体 C电阻 D介质 E电容8、厚膜浆料通常分为三种类型，分别是ACDA聚合物浆料B低熔点浆料 C难溶材料厚膜 D金属陶瓷厚膜E低熔点厚膜9、根据聚合物的结构，一般可分为6种形态，分别是：ACDA线型、支化形B网络型、交联型C交换型、非晶体型D结晶型、液晶型E液晶型、薄膜型10、ROHS 一共列出六种有害物质，以下列出有哪些被包含：ABCDFA铝B镉 C汞 D六价铬E分漠三苯醚F多漠联苯G三价铬四、简答（5道）1、软钎料合金的选择基于哪些原则（P226）答：总的来说软钎料合金的选择是基于以下原则：合金熔化范围，这与使用温度有关。合金力学性能，这与使用条件有关。冶金相容性，这要考虑浸出现象和有可能生成金属间化合物。使用环境相容性，这主要考虑银的迁移。在特定基板上的润湿能力。成分是共晶还是非共晶。2、厚膜浆料通常具有的共同特性是什么？（P413）传统金属陶瓷厚膜浆料具有的四种成分主 要是什么（P415）?答：所有厚膜浆料通常都有两个共同特性： 他们是适于丝网印刷的具有非牛顿流变能力的黏性液体。 他们由两种不同的多组分相组成，一个是功能相，提供最终膜的电和里力学性能，另一个是 载体相（运载剂），提供合适的流变能力。传统的金属陶瓷厚膜浆料具有四种主要成分：有效物质，确立膜的功能；粘接成分，提供与 基板的粘接以及使有效物质颗粒保持悬浮状态的基体；有机粘接剂，提供丝网印刷的合适流 动性能；溶剂或稀释剂，他决定运载剂的黏度。3、一种金属或合金可焊性评价差的主要原因是哪些？答：（1）焊接过程中有开裂倾向。（2）焊缝耐腐蚀性差。（3）焊接接头脆性。4、表面贴片元件优良焊点的条件有哪些？答：分为外观条件和内部条件。外部条件：（1）焊点润湿性好。（2）焊料量适中。（3）焊点 表面完整。（4）无针孔和空洞。（5）元器件焊端或引脚在焊盘上的位置偏差应符合规定要求。（6）、焊接后贴片元件无损坏，端头电极无脱落。内部条件：优良的焊点必须形成合适的IMC， 金属间化合物（结合层）没有开裂和破损。5、无铅焊带来的主要问题有哪些？答：元件：要求元件呐高温，焊端无铅化。PCB:PCB基板耐更高温度，不变形，表面镀层无铅化。助焊剂：更好的润湿性，要与预热温度和焊接温度相匹配，并满足环保要求。焊接设备：要适应新的焊接温度要求，抑制焊料的高温氧化。工艺：印刷、贴片、焊接、清洗、检测都要适应无铅要求。可靠性问题：机锡强度高，锡须，分层Lift-offo废料回收再利用：从含Ag的Sn基无铅焊料中回收Bi和Cu是十分困难的，回收Ag、Sn将 是一个新的挑战。五：分析比较题1、描述厚膜电路制作的三个基本工艺和薄膜电路的三层结构，并分析指出薄膜电路没有厚膜 电路应用广泛的制约因素。答:厚膜：丝网印刷、干燥和烧结。丝网印刷工艺把浆料涂布到基板上。干燥工艺是在烧结前 从浆料中除去挥发性的溶剂，烧结工艺使粘接机构发生作用，使印刷图形粘接到基板上。丝 网印刷包括接触式和非接触式两种工艺，它将产生电路图形。薄膜技术是一种减成技术，整个基板用几种金属化学沉积，再采用一系列的光刻技术把不需 要的材料蚀刻掉。与厚膜相比，使用光刻技术可以获得更窄、边缘更清晰的图形，典型的薄 膜电路是由淀积在一个基板上的三层材料组成，底层的电阻材料提供对基板的粘接作用；中 间的组当层，通过改善导体的粘接或是通过防止电阻材料扩散到导体中而起着电阻层与导体 层之间的界面作用；顶层起着导体层的作用。制约薄膜电路广泛应用的因素：薄膜工艺成本高，只有单块基板上制作大量薄膜电路时价格 才有竞争力。多层结构制作极为困难，尽管可以通过多次淀积和蚀刻工艺，但是成本增加太 多。在大多数情况下，设计者受限于单一的方块电阻率，需要大的面积去制作高阻值和低阻 值得两种电阻。2、写出键合可能出现的五种失效情况，以及较常见的键合问题及可能原因分析。答：一般失效的五种情况：a在器件上的球（或楔形）键合可能失效。b 在元器件端部楔形 焊点上方断丝。c在引线的中间断开。d在基板段楔形焊点上方断丝。e 楔形焊点脱开了 基板。常见键合问题及其可能原因：过多键合点脱开器件，这个问题可能有三个原因：键合规范 设置不当；器件表面存在污染；器件表面玻璃钝化没有被完全蚀刻掉。器件正上方过多键 合丝断开，这可能是由于键合工具陈旧或者是键合压力过高造成的，它们都会是丝打摺，而 造成一个缺憾点。在基板的正上方过多的键合丝断开，这可能是由于键合的压力过高造成 的，也可能是由于键合规范设置不当造成的，陈旧的键合工具可能导致键合丝出现缺口，造 成一个潜在的失效点。过多的楔形焊点脱开基板，这可能是由于陈旧的键合工具，键合机 参数设置不当或者器件金属化质量不高。3、应用于表面组装技术（SMT）上的粘结剂需要满足的条件有哪些？其涂覆到PCB板的方 法有哪些？答：应用于满足的条件有：填充的粘结剂必须无污染无气泡；必须有很长的保存期限；粘接 剂必须能快速涂覆，胶点轮廓要高但不要拉丝，颜色可视且能自动检测；必须有高的附着强 度，再固化周期（加热）不塌陷；必须有高的强度，同时具有柔韧性以抗热冲击（波峰焊） 当粘接固化后需要很好的电学性能。表面组装粘接剂有三种方法涂覆到PCB板上，分别是（二）一、填空1、软钎焊材料的固有性能可分为三类：物理性能、冶金性能、力学性能。2、金属材料强化机理有三种：加工硬化、沉淀硬化（时效硬化）、相变硬化。3、刚性印刷电路层压板三个部分：增强层、树脂和导体层、催化层。4、厚膜浆料按材料组成不同分三类：聚合物厚膜、难溶材料厚膜、金属陶瓷厚膜。二、单项选择1、按材料的性质用途分类，高聚物分三种，不属于此类CA塑料B橡胶C环氧树脂D纤维2、聚合物可通过加聚缩聚的方法获得，不是典型缩聚物的BA聚酰胺 B聚苯乙烯 C聚酯 D聚酰亚胺3、以下不是热塑性高聚物CA尼龙B丙烯酸树脂C环氧树脂D聚酰亚胺4、积层板构造有两种类型，分别是：AA芯板+积层和金属积层B单面板和多面板C覆铜板和积层板D通孔积层和盲孔积层5、以下哪种材料是热固性材料CA尼龙B液晶聚合C双马来酰亚胺D氟塑料6、以下不是软钎材料具有的三个主要力学性能？ DA应力-应变性能B抗蠕变性能C抗疲劳性能D抗氧化性能7、6种体系的无铅合金体系可作为锡铅合金的代替，不正确的是BA Sn/Ag/Cu B Sn/Ag/Cu /Ga C Sn/Ag/Bi D Sn/Ag/Cu/Bi8、典型薄膜材料由淀积在一个基板上的三层物质组成，不是的BA电阻层B接地层C导体层D阻挡层9、电子产品中使用金属可分为两种形式CA 单体和合成B矩形和圆形C锻造和铸造 D金属矿石和纯金属10、厚膜浆料可用三个参数来表征，以下不是AA剪切速率B粒度C固体粉末百分比含量D黏度三、多选1、钎焊过程，影响产品成品率的和焊点完整的关键工艺参数ABCDEA预热速度B峰值速度C预热时间D冷却速率E在峰值停留时间2、层压板制备所需的两种基本面原料：ADA半固化片B树脂C增强材料D铜箔E浆料3、金属材料三种强化机理ABCA加工硬化B沉淀硬化C相变硬化D冷却硬化E高温硬化4、多芯片组件三种类型：ABDA MCM-D B MCM-L C MCM-M D MCM-M E MCM-X5、按钎剂活性和化学成分，可分三类：ABCA松香基钎剂B水溶性钎剂C免清洗钎剂D油溶性钎剂E挥发性钎剂6、制备聚合物四种基本方法ABDEA本体聚合B乳液聚合C催化聚合D悬浮聚合E溶液聚合7、对高密度电子组装所使用的粘接剂常用固化方法ABDEA热固化B低温固化C紫外线固化D室温固化E催化固化8、三种导电胶可对电子组件提供所需电互联BCDA金属颗粒导电胶B各项同性导电胶C导电硅橡胶D各项异性聚合物E合金颗粒导电胶9、有两种主要方法可以在绝缘基体材料上制备金属垫路图形，分别是ACA加成法B薄膜法C减成法D铣加工法E磨加工法10、就功能上来说，焊膏主要由三种成分组成ACDA钎料合金粉末B表面镀层合金粉末C载体材料D焊剂材料四、简答1焊膏基本定义？就功能一种焊膏主要的三种成分及其功能分别是？答：焊膏基本定义是：焊膏是一种钎料合金粉末粉末，钎剂和载体的均匀的动态稳定的混合 物。它能够在一系列软钎焊条件下形成冶金结合并适应自动化生产已得到可靠和一致性焊点。 三种组成成分：钎料合金粉末，形成冶金连接的唯一功能组分；载体：承载合金粉末和待焊 基底，以得到可靠的金属连续性和形成良好的润湿性。2、从广义上说可焊性的定义，反润湿指什么（P262）答：广义上可焊性是指动态加热过程中，在待连接表面得带一个洁净金属表面，从而使熔融 钎料在基体表面形成良好润湿的能力。反润湿：熔融钎料在表面铺展后又发生收缩，形成一个粗糙和不规则的表面，其表面上存在 与薄钎料层相连的厚钎料隆起的现象。3、为了适合丝网印刷，流体必须具备哪些特性？答：特性：流体必须具有一个屈服点，即产生流动所需的最小压力，这个压力必须显著高 于重力。流体应该具备某种触变性，随着剪切速度增加浆料变得非常稀薄，有更好的流动 性。流体应具备某种程度的滞后作用，使得在给定的压力上黏度取决于压力是否增加或降 低，最好的是黏度随压力的降低而增加。4、影响焊接质量的主要因素答：PCB的设计焊料的质量：合金成分及其氧化程度助焊剂的质量被焊接金属表 面的氧化程度（元件焊端、PCB焊盘）工艺：印贴焊（正确的温度曲线）设备管理5、无铅焊点的特点答：浸润性差扩展性差。无铅焊外观粗糙，传统的检验标准与AOI需升级无铅焊点中气孔比较多，尤其有铅焊端 与无铅焊料混合时，焊端上有铅焊端先榕，覆盖焊盘，助焊剂拍不出去，形成气孔，气孔不 影响机械强度。缺陷多：由于浸润性差，使自定位效益减弱。浸润性差，要求助焊剂活 性高。五、分析1论述厚膜导体在混合电路中必须实现的各种功能，列出厚膜材料的三种基本类型及其主要金 属材料。答：厚膜导体在混合电路中必须实现的各种功能:主要功能是为电路的节点之间提供导电布 线；提供安装区域，以便通过钎料，环氧树脂或直接共晶键合来安装元器件；提供元器 件与膜布线以及更高一级组装的电互联；提供桥接区以链接厚膜电阻；提供多层电路导 体层之间的电互联。三种基本类型：可空气烧结的：主要由不容易形成氧化的贵金属制成，主要有金和银；可氮 气烧结：主要包括铜镍铝等，最常用的是同；必须在还原气氛中烧结的：主要是难溶材料钼 锰钨等。2、焊膏的化学与物理参数可以有哪些参数来描述助焊剂活性取决于什么条件包括哪些因 素？答：物理形貌、稳定性与保存期、黏度、冷塌落通过针头可滴涂性、丝网印刷性、模板印刷 性、粘附时间、黏度、暴露寿命、质量与一致性、与待焊表面的相容性、熔融前的流动性。 润湿性：反润湿现象、焊珠现象、桥接现象、毛细现象、浸出现象、残留物的质量与数量、 残留物的腐蚀性、残留物的可清洗性、焊点的外观、焊点空洞、助焊剂的活性取决于钎剂会钎剂体系的固有属性与外部条件，包含以下因素：钎剂的官能团 和分子结构；钎剂的化学物质的熔点和沸点；在钎焊条件下的而稳定性；在钎焊条件下的化 学活性，钎剂周围的介质，待助焊的基板；环境稳定性（温度、湿度）；钎焊条件（温度随时 间的变化率、气氛）；3、低温共烧陶瓷（LTCC）制造工艺中的核心工艺步骤，导电胶的三种主要配方及所有导电 胶的共同点。答：核心工艺步骤：下料通孔成型，通孔填充、电路印刷、形成腔体、叠片、层压、烧结及 后加工。三种主要配方：各项同性材料导电硅橡胶，它能有助于保护器件免受环境的危害如水汽， 而且可以屏蔽电磁和频射干扰各项异性导电聚合物，他只允许电流朝一个方向流动，提供 倒芯片的电联接和消除应变，所有导电胶的共同特点：在两个表面间形成化学结合和导电。