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《微電子概論結(jié)課論文-集成電路芯片封裝技術(shù)的發(fā)展前景》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、微電子概論結(jié)課論文學(xué)院：化工學(xué)院年級(jí)專業(yè)：制藥111姓名：孟嶺學(xué)號(hào)：110102124完成日期：2012年12月21日-5-集成電路芯片封裝技術(shù)的發(fā)展前景——CSP封裝技術(shù)一、CSP技術(shù)的特點(diǎn)及分類1.1CSP技術(shù)的特點(diǎn) 根據(jù)J-STD-012標(biāo)準(zhǔn)的定義，CSP是指封裝尺寸不超過(guò)裸芯片1.2倍的一種先進(jìn)的封裝形式。CSP實(shí)際上是在原有芯片封裝技術(shù)尤其是BGA小型化過(guò)程中形成的，有人稱之為μBGA，因此它自然地具有BGA封裝技術(shù)的許多優(yōu)點(diǎn)。（1）封裝尺寸小，可滿足高密封裝CSP是目前體積最小的VLSI封裝之一，
2、引腳數(shù)相同的CSP封裝與QFP、BGA尺寸。在各種相同尺寸的芯片封裝中，CSP可容納的引腳數(shù)最多，適宜進(jìn)行多引腳數(shù)封裝，甚至可以應(yīng)用在I/O數(shù)超過(guò)2000的高性能芯片上。（2）電學(xué)性能優(yōu)良CSP的內(nèi)部布線長(zhǎng)度比QFP或BGA的布線長(zhǎng)度短得多，寄生引線電容、引線電阻及引線電感均很小，從而使信號(hào)傳輸延遲大為縮短。CSP的存取時(shí)間比QFP或BGA短1/5~1/6左右，同時(shí)CSP的抗噪能力強(qiáng)，開(kāi)關(guān)噪聲只有DIP的1/2。這些主要電學(xué)性能指標(biāo)已經(jīng)接近裸芯片的水平，在時(shí)鐘頻率已超過(guò)雙G的高速通信領(lǐng)域，LSI芯片的CSP將是
3、十分理想的選擇。（3）測(cè)試、篩選、老化容易MCM技術(shù)是當(dāng)今最高效、最先進(jìn)的高密度封裝之一，其技術(shù)核心是采用裸芯片安裝，優(yōu)點(diǎn)是無(wú)內(nèi)部芯片封裝延遲及大幅度提高了組件封裝密度，因此未來(lái)市場(chǎng)令人樂(lè)觀。-5-（4）散熱性能優(yōu)良CSP封裝通過(guò)焊球與PCB連接，由于接觸面積大，所以芯片在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱量可以很容易地傳導(dǎo)到PCB上并散發(fā)出去；而傳統(tǒng)的TSOP方式中，芯片是通過(guò)引腳焊在PCB上的，焊點(diǎn)和pcb板的接觸面積小，使芯片向PCB板散熱就相對(duì)困難。測(cè)試結(jié)果表明，通過(guò)傳導(dǎo)方式的散熱量可占到80%以上。（5）封裝內(nèi)無(wú)需填料
4、大多數(shù)CSP封裝中凸點(diǎn)和熱塑性粘合劑的彈性很好，不會(huì)因晶片與基底熱膨脹系數(shù)不同而造成應(yīng)力，因此也就不必在底部填料，省去了填料時(shí)間和填料費(fèi)用，這在傳統(tǒng)的SMT封裝中是不可能的。（6）制造工藝、設(shè)備的兼容性好CSP與現(xiàn)有的SMT工藝和基礎(chǔ)設(shè)備的兼容性好，而且它的引腳間距完全符合當(dāng)前使用的SMT標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需對(duì)PCB進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，而且組裝容易，因此完全可以利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體工藝設(shè)備、組裝技術(shù)組織生產(chǎn)。1.2CSP的基本結(jié)構(gòu)及分類CSP的結(jié)構(gòu)主要有4部分：IC芯片，互連層，焊球，保護(hù)層。互連層是通過(guò)載帶自動(dòng)焊接、引線鍵合、倒
5、裝芯片等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片與焊球之間內(nèi)部連接的，是CSP封裝的關(guān)鍵組成部分。目前全球有50多家IC廠商生產(chǎn)各種結(jié)構(gòu)的CSP產(chǎn)品。根據(jù)目前各廠商的開(kāi)發(fā)情況，可將CSP封裝分為下列5種主要類別：（1）柔性基板封裝由美國(guó)Tessera公司開(kāi)發(fā)的-5-CSP封裝。主要由IC芯片、載帶、粘接層、凸點(diǎn)等構(gòu)成。載帶是用聚酰亞胺和銅箔組成。它的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，安裝方便，可利用原有的TAB設(shè)備焊接。（2）剛性基板封裝由日本Toshiba公司開(kāi)發(fā)的這類CSP封裝,實(shí)際上就是一種陶瓷基板薄型封裝。它主要由芯片、氧化鋁基板、
6、銅凸點(diǎn)和樹(shù)脂構(gòu)成。通過(guò)倒裝焊、樹(shù)脂填充和打印3個(gè)步驟完成。它的封裝效率可達(dá)到75％，是相同尺寸的TQFP的2.5倍。（3）引線框架式CSP封裝由日本Fujitsu公司開(kāi)發(fā)的此類CSP封裝。它分為Tape-LOC和MF-LOC兩種形式，將芯片安裝在引線框架上，引線框架作為外引腳，因此不需要制作焊料凸點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)芯片與外部的互連。（4）圓片級(jí)CSP封裝由ChipScale公司開(kāi)發(fā)的封裝。它是在圓片前道工序完成后，直接對(duì)圓片利用半導(dǎo)體工藝進(jìn)行后續(xù)組件封裝，利用劃片槽構(gòu)造周邊互連，再切割分離成單個(gè)器件。它有以下特點(diǎn)：①相
7、當(dāng)于裸片大小的小型組件；②以圓片為單位的加工成本；③加工精度高。（5）微小模塑型CSP由日本三菱電機(jī)公司開(kāi)發(fā)的CSP結(jié)構(gòu)。它主要由IC芯片、模塑的樹(shù)脂和凸點(diǎn)等構(gòu)成。芯片上的焊區(qū)通過(guò)在芯片上的金屬布線與凸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互連，整個(gè)芯片澆鑄在樹(shù)脂上，只留下外部觸點(diǎn)。二、CSP封裝技術(shù)展望盡管CSP具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，但作為一種新型的封裝技術(shù)，難免還存在著一些不完善之處。1、-5-標(biāo)準(zhǔn)化每個(gè)公司都有自己的發(fā)展戰(zhàn)略，任何新技術(shù)都會(huì)存在標(biāo)準(zhǔn)化不夠的問(wèn)題。尤其當(dāng)各種不同形式的CSP融入成熟產(chǎn)品中時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化是一個(gè)極大的障礙。CSP迫切需要
8、標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)人員都希望封裝有統(tǒng)一的規(guī)格，而不必進(jìn)行個(gè)體設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，器件必須規(guī)范外型尺寸、電特性參數(shù)和引腳面積等，只有采用全球通行的封裝標(biāo)準(zhǔn)，它的效果才最理想。2、可靠性可靠性測(cè)試已經(jīng)成為微電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造一個(gè)重要環(huán)節(jié)。CSP常常應(yīng)用在VLSI芯片的制備中，返修成本比低端的QFP要高，CSP的系統(tǒng)可靠性要比采用傳統(tǒng)的SMT封裝更敏感，因此可靠性問(wèn)題至關(guān)重要。雖然汽車及工業(yè)電
