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CSP封裝定義

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

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

因為封裝完成后再進行切割分片，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）封裝技術或者WLCSP（Wafer Level Chip Scale Packaging）封裝技術。CSP封裝技術和PCB印刷電路板的連接都是采用倒裝芯片形式，芯片有源面朝下對著印刷電路板，可以實現(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。另一方面，由于采用批量封裝，整個晶圓能夠實現(xiàn)一次全部封裝，制造成本極大程度的降低也是晶圓級封裝的另一個推動力量。

作為新一代的芯片封裝技術，在BGA、TSOP的基礎上，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1:1.14，已經(jīng)相當接近1:1的理想情況，絕對尺寸也僅有32平方毫米，約為普通BGA的1/3，僅僅相當于TSOP內存芯片面積的1/6。與BGA封裝相比，同等空間下CSP封裝可以將存儲容量提高三倍。CSP封裝符合消費類電子產(chǎn)品輕、小、短、薄化的市場趨勢，寄生電容、電感都比較小，并具有低成本、散熱佳等優(yōu)點。

CSP封裝特點

1.CSP封裝內存不但體積小，同時也更薄，其金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅有0.2毫米，大大提高了內存芯片長時間運行過程的可靠性，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也有相當大的提高。在相同的芯片面積下CSP所能達到的引腳數(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封裝內存芯片的中心引腳形式有效的縮短了信號的傳導距離，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的存取時間比BGA縮短 15%－20%。

3.在CSP的封裝方式中，內存顆粒是通過一個個錫球焊接在PCB板上，由于焊點和PCB板的接觸面積較大，所以內存芯片在運行中所產(chǎn)生的熱量可以很容易地傳導到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、硬質基片CSP、引線框架CSP、圓片級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→劃片→倒裝片鍵合→模塑包封→(在基片上安裝焊球) →測試、篩選→激光打標。

(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)減薄、劃片→TAB內焊點鍵合(把引線鍵合在柔性基片上) →TAB鍵合線切割成型→TAB外焊點鍵合→模塑包封→(在基片上安裝焊球)→測試→篩選→激光打標。

(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) →測試、篩選→激光打標。

2.硬質基片CSP產(chǎn)品的封裝工藝流程

硬質基片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，在具體操作時會有較大的差別。

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→測試→篩選→激光打標。

4.圓片級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→測試、篩選→劃片→激光打標。

(2)在圓片上制作焊球的圓片級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→測試、篩選→劃片→激光打標。

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→測試→篩選→激光打標。

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，多層芯片可以同時固化(導電膠裝片)，也可以分步固化；引線鍵合時，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→劃片→倒裝鍵合→(下填充)包封→在基片上安裝焊球→測試→篩選→激光打標。

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