微电子概论结课论文集成电路芯片封装技术的发展前景.doc

PAGE 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 集成电路芯片封装技术的发展前景 ——CSP封装技术 CSP技术的特点及分类 1.1 CSP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，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。 （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。 1.2 CSP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 HYPERLINK /wiki/k-%C3%C0%B9%FA_n-y.html \t _blank 美国Tessera公司开发的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、 HYPERLINK /selloffer/k-%D1%F5%BB%AF%C2%C1_n-y.html \t _blank 氧化铝基板、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、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