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1、第32卷第4期微电子学Vol132,№42002年8月MicroelectronicsAug12002文章编号:100423365(2002)0420291203芯片尺寸封装工艺技术汤江南,曾大富,刘建华,朱之成,赵 静(信息产业部 电子第二十四研究所,重庆 400060)摘 要: 芯片尺寸封装(CSP)技术是近年来发展最为迅速的微电子封装技术之一。文章介绍了目前出现的四类CSP结构形式,分析了每种结构的工艺技术特点及其制作方法。关键词:芯片尺寸封装;封装技术;薄膜;微电子中图分类号:TN43文献标识码:AASummaryoftheProcessTechn
2、ologyforChipScalePackageTANGJiang2nan,ZENGDa2fu,LIUJian2hua,ZHUZhi2cheng,ZHAOJing(SichuanInstituteofSolid2StateCircuits,Chongqing400060,P1R1China)Abstract:Chipscalepackage(CSP)isanewmicroelectronicpackagingtechnologyrapidlydevelopedinrecentyears1FourtypesofCSPdevicesaredescribedan
3、dfabricationtechnologiesforeachofthemareanalyzedinthepa2per1Keywords:Chipscalepackage;Packaging;Thinfilm;MicroelectronicsEEACC:0170J·能进行直接测试、筛选、老化,为KGD问题1 引 言的解决提供了答案。大多数情况下,CSP技术被用在要求尺寸和互从1992年日本富士通公司提出CSP的概念至连密度高的产品中。有些芯片,包括数据信号处理器今,全球已有近50家公司在批量生产各种类型的(DSP)、专用集成电路(ASIC)、微控制器、各种
4、存储CSP。器等等,直接采用CSP技术进行封装,可大大减小所谓的CSP,按照J2STD2012标准的定义,是体积,提高其可靠性。指封装外壳尺寸不超过裸芯片112倍的一种先进封本文主要分析了CSP的结构和工艺特点,重点装形式,它主要是由BGA向小型化、薄型化方向发介绍了常见的四类CSP结构形式以及CSP工艺技展形成的超薄型封装形式。术的主要内容;同时,介绍了两种国外的典型CSPCSP具有以下主要特点:结构;分析了CSP的应用前景。·封装尺寸小,寄生效应小,所以具有优良的电性能;2CSP的结构和工艺特点·CSP封装仅比裸芯片尺寸稍大,所以具有很高的组装密度;C
5、SP的实质就是将IC芯片的引出脚进行加·CSP封装只对裸芯片稍加保护,所以具有很工,以适应现代组装的需要;通常情况下,为了得到低的封装成本;与标准相同的引脚分布和实现批量生产,应该将IC·可以利用原有的SMT、MCM设备和材料实芯片的引出点进行重新排布。尤其在数字电路中,由现组装,从而节约了一次性投资;于引脚数相当多,必须按阵列排布所有的引脚。·CSP是一种超薄型封装,是BGA技术的延CSP的结构主要有四部分:IC芯片,垫片互连伸,有着坚固的封装保护,便于组装操作,牢固可靠。层,焊球(或凸点、焊柱),保护层。其中,互连层是收稿日期:2001209228;
6、定稿日期:2001212213292汤江南等:芯片尺寸封装工艺技术2002年 CSP技术的关键部分,它实际上就是IC引脚的再连。这类CSP有倒扣(FC)和引线键合(WB)两种方分布层,其功能是为了实现焊球(或凸点、焊柱)与式。IC芯片之间的互连,如图1所示。A.倒扣式。这种方式需要在芯片上先做好凸点,同时在垫片上布线,然后进行凸点倒扣焊或超声热压焊;布线可以采用薄膜,也可以采用厚膜。这种方式的特点是:对芯片上的凸点,应该选择高熔点的焊接材料;而组装时,焊球可以采用低熔点的焊料进行回流,这样就可以直接应用于SMT等图1CSP的结构图组装方式。从工艺上来看,C
7、SP主要可以归纳为四种类B.引线键合式。先制作多层布线的垫片,然后型,如图2所示。用常规的IC裸芯片贴在垫片上,再采用常规的方法进行引线键合。这种方式的特点是:可以直接采用裸芯片与布线垫片进行直接键合,而不需要在芯片上增加其它工艺。垫片上的焊球材料不受限制,可以根据需要采用特殊焊料而不影响内部芯片与垫片的结合。图2CSP的四种结构形状3)引线框类。引线框通常是金属制作的,外层的下面分析每种方式的制作工艺特点:互连已做在引线框上。这类CSP也有两种方式。1)柔性垫片类。该类CSP采用PI或与TAB工A1TABö倒扣式。首先在引线框的焊接端制作艺中相似的带状材
8、料做垫片,内层互连采用载带凸点,然后采用热超声与常规IC裸芯片进行
