什么是CSP封裝？

CSP(Chip Scale Package)封裝，是芯片級封裝的意思。

CSP封裝是最新一代的內存芯片封裝技術，其技術性能又有了新的提升。

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，約為普通的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，即Chip Scale Package封裝，是一種小型化、高密度的芯片封裝技術。CSP封裝最早由TI公司提出，旨在將晶圓尺寸縮小到芯片尺寸，從而實現更小、更輕、更省空間的封裝效果。

CSP封裝與傳統的BGA（Ball Grid Array）封裝和QFN（Quad Flat No Leads）封裝相比，具有更小的體積、更高的集成度、更少的引腳數量、更低的能耗、更好的熱管理效果等優點。CSP封裝的芯片尺寸通常在1mm x 1mm到10mm x 10mm之間，引腳數量通常在數個到幾十個之間，適用于微型化和輕量化的電子產品，如智能手機、平板電腦、智能手表、無人機等。

CSP封裝技術主要有四種類型，分別為：FC（Flip Chip）、FO（Face-up）、FOWLP（Fan-out Wafer Level Package）和SIP（System in Package）。其中，FC封裝和FO封裝屬于芯片級封裝技術，主要適用于芯片級封裝；FOWLP封裝和SIP封裝屬于晶圓級封裝技術，主要適用于集成度較高的系統級封裝。

封裝形式

這種封裝形式是由日本三菱公司在1994年提出來的。對于CSP，有
多種定義：日本電子工業協會把CSP定義為芯片面積與封裝體面積之比大于80%的封裝；美國國防部元器件供應中心的J-STK-012標準把CSP定義為LSI封裝產品的面積小于或等于LSI芯片面積的120%的封裝；松下電子工業公司將之定義為LSI封裝產品的邊長與封裝芯片的邊長的差小于Imm的產品等。這些定義雖然有些差別，但都指出了CSP產品的主要特點：封裝體尺寸小。
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最有效散熱路徑僅有0.2毫米，大大提高了內存芯片在長時間運行后的可靠性，線路阻抗顯著減小，芯片速度也隨之得到大幅度提高。
CSP封裝內存芯片的中心引腳形式有效地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改善15%-20%。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生的熱量可以很容易地傳導到PCB板上并散發出去。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技術是在電子產品的更新換代時提出來的，它的目的是在使用大芯片(芯片功能更多，性能更好，芯片更復雜)替代以前的小芯片時，其封裝體占用印刷板的面積保持不變或更小。正是由于CSP產品的封裝體小、薄，因此它的手持式移動電子設備中迅速獲得了應用。在1996年8月，日本Sharp公司就開始了批量生產CSP產品；在1996年9月，日本索尼公司開始用日本TI和NEC公司提供的CSP產品組裝攝像機；在1997年，美國也開始生產CSP產品。世界上有幾十家公司可以提供CSP產品，各類CSP產品品種多達一百種以上。

產品特點

CSP是最先進的集成電路封裝形式，它具有如下一些特點：
①體積小
在各種封裝中，CSP是面積最小，厚度最小，因而是體積最小的封裝。在輸入/輸出端數相同的情況下，它的面積不到0．5mm間距QFP的十分之一，是BGA(或PGA)的三分之一到十分之一。因此，在組裝時它占用印制板的面積小，從而可提高印制板的組裝密度，厚度薄，可用于薄形電子產品的組裝；
②輸入/輸出端數可以很多
在相同尺寸的各類封裝中，CSP的輸入/輸出端數可以做得更多。例如，對于40mm×40mm的封裝，QFP的輸入/輸出端數最多為304個，BGA的可以做到600-700個，而CSP的很容易達到1000個。雖然CSP還主要用于少輸入/輸出端數電路的封裝。
③電性能好
CSP內部的芯片與封裝外殼布線間的互連線的長度比QFP或BGA短得多，因而寄生參數小，信號傳輸延遲時間短，有利于改善電路的高頻性能。
④熱性能好
CSP很薄，芯片產生的熱可以很短的通道傳到外界。通過空氣對流或安裝散熱器的辦法可以對芯片進行有效的散熱。
⑤CSP不僅體積小，而且重量輕
它的重量是相同引線數的QFP的五分之一以下，比BGA的少得更多。這對于航空、航天，以及對重量有嚴格要求的產品應是極為有利的
⑥CSP電路
跟其它封裝的電路一樣，是可以進行測試、老化篩選的，因而可以淘汰掉早期失效的電路，提高了電路的可靠性；另外，CSP也可以是氣密封裝的，因而可保持氣密封裝電路的優點。
⑦CSP產品
它的封裝體輸入/輸出端(焊球、凸點或金屬條)是在封裝體的底部或表面，適用于表面安裝。

封裝分類

CSP產品已有100多種，封裝類型也多，主要有如下五種：
柔性基片CSP
柔性基片CSP的IC載體基片是用柔性材料制成的，主要是塑料薄膜。在薄膜上制作有多層金屬布線。采用TAB鍵合的CSP，使用周邊焊盤芯片。
硬質基片CSP
硬質基片CSP的IC載體基片是用多層布線陶瓷或多層布線層壓樹脂板制成的。
引線框架CSP
引線框架CSP，使用類似常規塑封電路的引線框架，只是它的尺寸要小些，厚度也薄，并且它的指狀焊盤深入到了芯片內部區域。引線框架CSP多采用引線鍵合(金絲球焊)來實現芯片焊盤與引線框架CSP焊盤的連接。它的加工過程與常規塑封電路加工過程完全一樣，它是最容易形成規模生產的。
圓片級CSP
圓片級CSP，是先在圓片上進行封裝，并以圓片的形式進行測試，老化篩選，其后再將圓片分割成單一的CSP電路。
疊層CSP
把兩個或兩個以上芯片重疊粘附在一個基片上，再封裝起來而構成的CSP稱為疊層CSP。在疊層CSP中，如果芯片焊盤和CSP焊盤的連接是用鍵合引線來實現的，下層的芯片就要比上層芯片大一些，在裝片時，就可以使下層芯片的焊盤露出來，以便于進行引線鍵合。在疊層CSP中，也可以將引線鍵合技術和倒裝片鍵合技術組合起來使用。如上層采用倒裝片芯片，下層采用引線鍵合芯片。

工藝流程

CSP產品的品種很多，封裝類型也很多，因而具體的封裝工藝也很多。不同類型的CSP產品有不同的封裝工藝，一些典型的CSP產品的封裝工藝流程如下：
柔性基片CSP產品的封裝工藝流程
柔性基片CSP產品，它的芯片焊盤與基片焊盤問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
硬質基片CSP產品的封裝工藝流程
硬質基片CSP產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。
引線框架CSP產品的封裝工藝流程
引線框架CSP產品的封裝工藝與傳統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
圓片級CSP產品的封裝工藝流程
(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
疊層CSP產品的封裝工藝流程
疊層CSP產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。