微电子概论结课论文-集成电路芯片封装技术的发展前景

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1、微电子概论结课论文学院：化工学院年级专业：制药111姓名：孟岭学号：110102124完成日期：2012年12月21日-5-集成电路芯片封装技术的发展前景——CSP封装技术一、CSP技术的特点及分类1.1CSP技术的特点　　根据J-STD-012标准的定义，CSP是指封装尺寸不超过裸芯片1.2倍的一种先进的封装形式。CSP实际上是在原有芯片封装技术尤其是BGA小型化过程中形成的，有人称之为μBGA，因此它自然地具有BGA封装技术的许多优点。（1）封装尺寸小，可满足高密封装CSP是目前体积最小的VLSI封装之一，

2、引脚数相同的CSP封装与QFP、BGA尺寸。在各种相同尺寸的芯片封装中，CSP可容纳的引脚数最多，适宜进行多引脚数封装，甚至可以应用在I/O数超过2000的高性能芯片上。（2）电学性能优良CSP的内部布线长度比QFP或BGA的布线长度短得多，寄生引线电容、引线电阻及引线电感均很小，从而使信号传输延迟大为缩短。CSP的存取时间比QFP或BGA短1/5~1/6左右，同时CSP的抗噪能力强，开关噪声只有DIP的1/2。这些主要电学性能指标已经接近裸芯片的水平，在时钟频率已超过双G的高速通信领域，LSI芯片的CSP将是

3、十分理想的选择。（3）测试、筛选、老化容易MCM技术是当今最高效、最先进的高密度封装之一，其技术核心是采用裸芯片安装，优点是无内部芯片封装延迟及大幅度提高了组件封装密度，因此未来市场令人乐观。-5-（4）散热性能优良CSP封装通过焊球与PCB连接，由于接触面积大，所以芯片在运行时所产生的热量可以很容易地传导到PCB上并散发出去；而传统的TSOP方式中，芯片是通过引脚焊在PCB上的，焊点和pcb板的接触面积小，使芯片向PCB板散热就相对困难。测试结果表明，通过传导方式的散热量可占到80%以上。（5）封装内无需填料

4、大多数CSP封装中凸点和热塑性粘合剂的弹性很好，不会因晶片与基底热膨胀系数不同而造成应力，因此也就不必在底部填料，省去了填料时间和填料费用，这在传统的SMT封装中是不可能的。（6）制造工艺、设备的兼容性好CSP与现有的SMT工艺和基础设备的兼容性好，而且它的引脚间距完全符合当前使用的SMT标准，无需对PCB进行专门设计，而且组装容易，因此完全可以利用现有的半导体工艺设备、组装技术组织生产。1.2CSP的基本结构及分类CSP的结构主要有4部分：IC芯片，互连层，焊球，保护层。互连层是通过载带自动焊接、引线键合、倒

5、装芯片等方法来实现芯片与焊球之间内部连接的，是CSP封装的关键组成部分。目前全球有50多家IC厂商生产各种结构的CSP产品。根据目前各厂商的开发情况，可将CSP封装分为下列5种主要类别：（1）柔性基板封装由美国Tessera公司开发的-5-CSP封装。主要由IC芯片、载带、粘接层、凸点等构成。载带是用聚酰亚胺和铜箔组成。它的主要特点是结构简单，可靠性高，安装方便，可利用原有的TAB设备焊接。（2）刚性基板封装由日本Toshiba公司开发的这类CSP封装,实际上就是一种陶瓷基板薄型封装。它主要由芯片、氧化铝基板、

6、铜凸点和树脂构成。通过倒装焊、树脂填充和打印3个步骤完成。它的封装效率可达到75％，是相同尺寸的TQFP的2.5倍。（3）引线框架式CSP封装由日本Fujitsu公司开发的此类CSP封装。它分为Tape-LOC和MF-LOC两种形式，将芯片安装在引线框架上，引线框架作为外引脚，因此不需要制作焊料凸点，可实现芯片与外部的互连。（4）圆片级CSP封装由ChipScale公司开发的封装。它是在圆片前道工序完成后，直接对圆片利用半导体工艺进行后续组件封装，利用划片槽构造周边互连，再切割分离成单个器件。它有以下特点：①相

7、当于裸片大小的小型组件；②以圆片为单位的加工成本；③加工精度高。（5）微小模塑型CSP由日本三菱电机公司开发的CSP结构。它主要由IC芯片、模塑的树脂和凸点等构成。芯片上的焊区通过在芯片上的金属布线与凸点实现互连，整个芯片浇铸在树脂上，只留下外部触点。二、CSP封装技术展望尽管CSP具有众多的优点，但作为一种新型的封装技术，难免还存在着一些不完善之处。1、-5-标准化每个公司都有自己的发展战略，任何新技术都会存在标准化不够的问题。尤其当各种不同形式的CSP融入成熟产品中时，标准化是一个极大的障碍。CSP迫切需要

8、标准化，设计人员都希望封装有统一的规格，而不必进行个体设计。为了实现这一目标，器件必须规范外型尺寸、电特性参数和引脚面积等，只有采用全球通行的封装标准，它的效果才最理想。2、可靠性可靠性测试已经成为微电子产品设计和制造一个重要环节。CSP常常应用在VLSI芯片的制备中，返修成本比低端的QFP要高，CSP的系统可靠性要比采用传统的SMT封装更敏感，因此可靠性问题至关重要。虽然汽车及工业电