詳解芯片尺寸封裝(CSP)類型

為了實(shí)現(xiàn)集成電路芯片的電通路，一般需要將芯片裝配到在塑料或陶瓷載體上，這一過程可以稱為CSP。CSP的尺寸只是略大于芯片，通常封裝尺寸不大于芯片面積的1.5倍或不大于芯片寬度或長度的1.2倍。體積要比QFP和BGA小數(shù)倍，因此能在電路板上實(shí)現(xiàn)更高的元器件安裝密度。CSP還比QFP和PGA封裝有著更高的硅占比(硅與封裝面積的比例)。QFP的硅占比大約在10–60%，而CSP的單個(gè)芯片硅占比高達(dá)60–100%。

CSP和其他單片機(jī)封裝形式類似，也是通過引線鍵合和倒裝鍵合實(shí)現(xiàn)芯片與基板的互連。使用粘接劑將芯片與基板結(jié)合。CSP的封裝結(jié)構(gòu)類型有引線框架CSP,剛性基板CSP，柔性基板CSP和晶圓級(jí)CSP。

引線框架CSP
引線框架CSP是一種常見CSP類型，可以實(shí)現(xiàn)無引腳封裝。引線框架CSP需要用到引線鍵合技術(shù)將芯片與銅引線框架基板連接到一起。在完成鍵合后芯片會(huì)被塑料封裝起來隔絕外界干擾。引線框架CSP的焊盤位于封裝的外邊緣，通過將CSP器件裸露的焊盤貼合到PCB焊盤的預(yù)涂覆錫膏上實(shí)現(xiàn)焊接安裝。

引線框架CSP與普通塑料封裝相比具有許多顯著優(yōu)勢。由于封裝尺寸與芯片尺寸很接近電路徑得到進(jìn)一步減小，因此改善了電氣性能。無插裝引腳使設(shè)備能夠采用標(biāo)準(zhǔn)SMT設(shè)備進(jìn)行貼裝并使用錫膏焊接，更加節(jié)約了PCB的空間。

圖1.引線框架CSP結(jié)構(gòu)。

剛性基板CSP和柔性基板CSP
剛性基板CSP采用的是陶瓷或塑料層壓板作為基板材料，例如雙馬來酰亞胺三嗪(BT)。柔性基片CSP是一種市場領(lǐng)先的技術(shù)，其芯片基板是用柔性材料制成的，可以是塑料薄膜。柔性基板CSP使用具有焊料球或金屬凸點(diǎn)的柔性電路作為芯片和下一層電路板之間的互連中介層。引線鍵合的柔性基板CSP在內(nèi)存行業(yè)使用性很高。此外由于柔性基板能夠提供更靈活的布線能力，因此非常適用于高I/O的邏輯設(shè)備。

晶圓級(jí)CSP
晶圓級(jí)CSP顧名思義可以理解為在晶圓的時(shí)候就完成批量封裝，可以降低成本并提高產(chǎn)量。 在CSP的制造過程中需要重布I/O焊盤，涂覆聚合物薄膜，進(jìn)行UBM制備和植球形成凸點(diǎn)。 然后制備了凸點(diǎn)的單個(gè)芯片會(huì)被封裝，在測試完成后被切割出來。重布焊盤是為了滿足焊料球的間距及排布要求。在重布焊盤和制備凸點(diǎn)時(shí)，能夠使用與制造IC的光刻工藝類似的光刻工藝。晶圓級(jí)CSP能應(yīng)用在很多半導(dǎo)體設(shè)備，包括電源管理，閃存/EEPROM，集成無源網(wǎng)絡(luò)以及汽車電子元件。

圖2.晶圓級(jí)CSP結(jié)構(gòu)。

深圳市福英達(dá)能夠提供半導(dǎo)體焊接用的錫膏產(chǎn)品，能夠用于集成電路芯片倒裝焊接和元器件表面貼裝等工藝。此外錫膏還能夠取代植球制備凸點(diǎn)。


審核編輯 黃宇