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CSP封裝定義

在WLP（Wafer Level Package）晶圓級(jí)封裝技術(shù)出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)封裝工藝步驟是先對(duì)晶圓（Wafer）進(jìn)行切割分片（Dicing），然后再封裝（Packaging）成各種形式。

WLP晶圓級(jí)封裝技術(shù)于2000年左右問(wèn)世，有Fan-in（扇入式）和Fan-Out（扇出式）兩種類型，在封裝過(guò)程中大部分工藝都是對(duì)晶圓進(jìn)行操作，即直接在晶圓上進(jìn)行整體封裝，封裝完成后再進(jìn)行切割分片。

因?yàn)榉庋b完成后再進(jìn)行切割分片，所以，封裝后的芯片尺寸和裸芯片幾乎一致，因此也被稱為CSP（Chip Scale Package）封裝技術(shù)或者WLCSP（Wafer Level Chip Scale Packaging）封裝技術(shù)。CSP封裝技術(shù)和PCB印刷電路板的連接都是采用倒裝芯片形式，芯片有源面朝下對(duì)著印刷電路板，可以實(shí)現(xiàn)最短的電路徑，這也保證了更高的傳輸速度和更少的寄生效應(yīng)。另一方面，由于采用批量封裝，整個(gè)晶圓能夠?qū)崿F(xiàn)一次全部封裝，制造成本極大程度的降低也是晶圓級(jí)封裝的另一個(gè)推動(dòng)力量。

作為新一代的芯片封裝技術(shù)，在BGA、TSOP的基礎(chǔ)上，CSP封裝的性能有了革命性的提升。CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過(guò)1:1.14，已經(jīng)相當(dāng)接近1:1的理想情況，絕對(duì)尺寸也僅有32平方毫米，約為普通BGA的1/3，僅僅相當(dāng)于TSOP內(nèi)存芯片面積的1/6。與BGA封裝相比，同等空間下CSP封裝可以將存儲(chǔ)容量提高三倍。CSP封裝符合消費(fèi)類電子產(chǎn)品輕、小、短、薄化的市場(chǎng)趨勢(shì)，寄生電容、電感都比較小，并具有低成本、散熱佳等優(yōu)點(diǎn)。

CSP封裝特點(diǎn)

1.CSP封裝內(nèi)存不但體積小，同時(shí)也更薄，其金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅有0.2毫米，大大提高了內(nèi)存芯片長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程的可靠性，線路阻抗顯著減小，芯片速度也隨之得到大幅度提高。

2.CSP封裝的電氣性能和可靠性相比BGA、TOSP也有相當(dāng)大的提高。在相同的芯片面積下CSP所能達(dá)到的引腳數(shù)明顯的要比TSOP、BGA引腳數(shù)多的多（TSOP最多304根，BGA以600根為限,CSP原則上可以制造1000根），這樣它可支持I/O端口的數(shù)目就增加了很多。此外，CSP封裝內(nèi)存芯片的中心引腳形式有效的縮短了信號(hào)的傳導(dǎo)距離，其衰減隨之減少，芯片的抗干擾、抗噪性能也能得到大幅提升，這也使得CSP的存取時(shí)間比BGA縮短 15%－20%。

3.在CSP的封裝方式中，內(nèi)存顆粒是通過(guò)一個(gè)個(gè)錫球焊接在PCB板上，由于焊點(diǎn)和PCB板的接觸面積較大，所以內(nèi)存芯片在運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量可以很容易地傳導(dǎo)到PCB板上并散發(fā)出去。CSP封裝可以從背面散熱，且熱效率良好，CSP的熱阻為35℃/W，而TSOP熱阻40℃/W。

CSP封裝工藝流程

目前，CSP產(chǎn)品已有100多種，封裝類型主要有以下五種：柔性基片CSP、硬質(zhì)基片CSP、引線框架CSP、圓片級(jí)CSP、疊層CSP。

不同類型的CSP產(chǎn)品有不同的封裝工藝，一些典型的CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程如下：

1.柔性基片CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程

柔性基片CSP產(chǎn)品，它的芯片焊盤與基片焊盤間的連接方式可以是倒裝片鍵合、TAB鍵合、引線鍵合。采用的連接方式不同，封裝工藝也不同。

(1)采用倒裝片鍵合的柔性基片CSP的封裝工藝流程

圓片→二次布線(焊盤再分布) →(減薄)形成凸點(diǎn)→劃片→倒裝片鍵合→模塑包封→(在基片上安裝焊球) →測(cè)試、篩選→激光打標(biāo)。

(2)采用TAB鍵合的柔性基片CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程

圓片→(在圓片上制作凸點(diǎn))減薄、劃片→TAB內(nèi)焊點(diǎn)鍵合(把引線鍵合在柔性基片上) →TAB鍵合線切割成型→TAB外焊點(diǎn)鍵合→模塑包封→(在基片上安裝焊球)→測(cè)試→篩選→激光打標(biāo)。

(3)采用引線鍵合的柔性基片CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程

圓片→減薄、劃片→芯片鍵合→引線鍵合→模塑包封→(在基片上安裝焊球) →測(cè)試、篩選→激光打標(biāo)。

2.硬質(zhì)基片CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程

硬質(zhì)基片CSP產(chǎn)品封裝工藝與柔性基片的封裝工藝一樣，芯片焊盤與基片焊盤之間的連接也可以是倒裝片鍵合、TAB鍵合、引線鍵合。它的工藝流程與柔性基片CSP的完全相同，只是由于采用的基片材料不同，因此，在具體操作時(shí)會(huì)有較大的差別。

3.引線框架CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程

引線框架CSP產(chǎn)品的封裝工藝與傳統(tǒng)的塑封工藝完全相同，只是使用的引線框架要小一些，也要薄一些。因此，對(duì)操作就有一些特別的要求，以免造成框架變形。

引線框架CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程如下：

圓片→減薄、劃片→芯片鍵合→引線鍵合→模塑包封→電鍍→切篩、引線成型→測(cè)試→篩選→激光打標(biāo)。

4.圓片級(jí)CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程

(1)在圓片上制作接觸器的圓片級(jí)CSP的封裝工藝流程

圓片→二次布線→減薄→在圓片上制作接觸器→接觸器電鍍→測(cè)試、篩選→劃片→激光打標(biāo)。

(2)在圓片上制作焊球的圓片級(jí)CSP的封裝工藝流程

圓片→二次布線→減薄→在圓片上制作焊球→模塑包封或表面涂敷→測(cè)試、篩選→劃片→激光打標(biāo)。

5.疊層CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程

疊層CSP產(chǎn)品使用的基片一般是硬質(zhì)基片。

(1)采用引線鍵合的疊層CSP的封裝工藝流程

圓片→減薄、劃片→芯片鍵合→引線鍵合→包封→在基片上安裝焊球→測(cè)試→篩選→激光打標(biāo)。

采用引線鍵合的CSP產(chǎn)品，下面一層的芯片尺寸最大，上面一層的最小。芯片鍵合時(shí)，多層芯片可以同時(shí)固化(導(dǎo)電膠裝片)，也可以分步固化；引線鍵合時(shí)，先鍵合下面一層的引線，后鍵合上面一層的引線。

(2)采用倒裝片的疊層CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程

圓片→二次布線→減薄、制作凸點(diǎn)→劃片→倒裝鍵合→(下填充)包封→在基片上安裝焊球→測(cè)試→篩選→激光打標(biāo)。

在疊層CSP中，如果是把倒裝片鍵合和引線鍵合組合起來(lái)使用。在封裝時(shí)，先要進(jìn)行芯片鍵合和倒裝片鍵合，再進(jìn)行引線鍵合。