【正文】 擔，目前還不現(xiàn)實，因此需要國家投入資金，以扶持 CSP 技術的開發(fā)。另外，在進行技術開發(fā)時，需要投入一定的人力和物力；再進行試驗時，要消耗材料、能源，一部分試驗還要在另外的單位進行。有一些技術 是我們現(xiàn)在就有的，但需要提高；有一些技術是我們現(xiàn)在還沒有的，需要開發(fā)。而且，一種類型的研究室應有兩個以上，以使研究室之間互相競爭和互相促 進，從而可保證和加快 CSP 技術的開發(fā)和應用。推進協(xié)會主要是領導、推動、協(xié)調、檢查各部門的研究工作，以期加快 CSP 的開發(fā)研究和推廣應用，使我國 CSP 產品的生產質量和能力得到迅速提高，從而可生產出高質量、高可靠性的 CSP 產品，滿足國內市場 及軍事方面的應用。為了協(xié)調這些部門的開發(fā)研究工作，需要有一定的組織形式。因此，要開發(fā) CSP 技術，需要有一批單位協(xié)同動作，還需要有足夠的資金。為了國家，為了民族，我們應該開展我們的 CSP 技術。隨著 CSP 產品應用范圍的進一步擴大，市場還將增大。 在我國， CSP 的市場 (手機、掌上電腦、薄型電腦等等 )很大。目前的 PC市場容量達一千億只， CSP 產品僅占有 IC 市場的二十分之一。在 2020年， CSP產品的產量已達到 50多億只，接近 BGA的 產量，年產值已達 20多億美圓。而且，該技術還在迅速發(fā)展。 6 關于開發(fā)我國 CSP 技術的幾點建議 CSP 技術是為產品的更新?lián)Q代提出來的，該技術一開發(fā)成功，就很快用于了產品的生產。 5． 6 CSP 產品的市場問題 目前，國內的 CSP 市 場完全被外國公司和外資企業(yè)控制，國內企業(yè)產品要進入這個市場也是相當困難的。主要困難在于：布線的線條窄，間距窄，還要制作一定數(shù)量的通孔，表面的平整性要求也較高。 5． 5 組裝 CSP 產品的印制板問題 組裝 CSP 產品的印制板，其制造難度是相當大的，它不僅需要技術，而且需要經驗，還要使用新材料。目前， CSP 產品的價格都比較貴，是一般產品的一倍以上。為了避免在惡劣環(huán)境下失效，包封材料的氣密性或與被包封的各種材料的粘附性必須良好；有好的抗潮氣穿透能力，與硅片的熱膨脹匹配；以及一些其它的相關性能。同時，為了保證CSP 產品的長期可靠性，在選擇材料或開發(fā)新材料時，還要考慮到這些材料的熱膨脹系數(shù)應與硅片的相匹配。這些基片的制造難度相當大。 5． 3 與 CSP 產品相關的材料問題 要開發(fā) CSP 產品，還必須解決與 CSP 封裝相關的材料問題。 (d)圓片級測試和篩選技術。 (b)焊球制作技術。 (c)焊球安裝技術。 5． 2． 3 開發(fā) TAB 鍵合 CSP 產品需要開發(fā)的封裝技術 (a)TAB 鍵合技術。 (c)焊球安裝技術。而在鍵合引線很短時，鍵合引線的弧線控制很困難。開發(fā)引線鍵合 CSP 產品需要開發(fā)如下一些封裝技術。 (f)在開發(fā)疊層倒裝片 CSP 產品中，還需要開發(fā)多層倒裝片鍵合技術。 (e)焊球安裝技術。另外，還要提高材料的抗水汽滲透能力。 包封時，由于包封的材料厚度薄，空洞、裂紋的存在會更嚴重的影響電路的可靠性。 把 帶有凸點的芯片面朝下鍵合在基片上。在再分布的芯片焊盤上形成凸點。在對芯片焊盤進行再分布時，同時也形成了再分布焊盤的電鍍通道。 5． 2 CSP 產品的封裝技術問題 在 CSP 中，集成電路芯片焊盤與封裝基片焊盤的連接方式主要有三種：倒裝片鍵合、 TAB鍵合、引線鍵合，因此，開發(fā) CSP 產品需要開發(fā)的封裝技術就可以分為三類。 Sharp公司的 CSP 產品的標準有如表 表 2。一些公司在推出自己的產品時，也推出了自己的產品標準。盡管如此， CSP 技術還是處于發(fā)展的初期階段，因此還沒有形成統(tǒng)一的標準。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。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。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 4． 4 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 4． 5 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。 4． 3 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(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。 (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 4． 2 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。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： 4． 1 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。引線鍵合疊層 CSP 結構示意圖如圖 5；倒裝片鍵合疊層CSP 結構示意圖如圖 6。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。 3． 5 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。引線框架 CSP 產品的典型結構示意圖如圖 4。引線框架 CSP 多采用引線鍵合 (金絲球焊 )來實現(xiàn)芯片焊盤與引線框架 CSP 焊盤的連接。采用倒裝片的陶瓷基片 CSP 產品結構示意 圖如圖 2；采用引線鍵合的樹脂基片 CSP 產品的典型結構 示意如圖 3。 采用 TAB 鍵合的 CSP，使用周邊焊盤芯片。在薄膜上制作有多層金屬布線。 ⑦ CSP 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。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。 CSP 很薄，芯片產生的熱可以很短的通道傳到外界。 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(shù)小，信號傳輸延遲時間短，有利于改善電路的高 頻性能。例如，對于 40mm40mm的封裝， QFP 的輸入／輸出端數(shù)最多為 304個， BGA的可以做到 600700 個，而 CSP 的很容易達到 1000個。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(shù)可以很多。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。 由于 CSP 產品的體積小、薄， 因而它改進了封裝電路的高頻性能，同時也改善了電路的熱性能；另外， CSP 產品的重量也比其它封裝形式的輕得多，除了在手持式移動電子設備中應用外，在航天、航空，以及對電路的高頻性能、體積、重量有特殊要求的軍事方面也將獲得廣泛應用。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。 CSP 技術是在電子產品的更新?lián)Q 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。對于 CSP，有多種定義：日本電子工業(yè)協(xié)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 JSTK012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(yè)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。它的面積 (組裝占用印制板 的面積 )與芯片尺寸相同或比芯片尺寸稍大一些，而且很薄。我們需要開發(fā)我們的 CSP 技術，當然，開發(fā) CSP 技術難度比較大，需要的資金多，因此需要國內多個部門協(xié)作，以及國家投入較多的資金。目前已開發(fā)出多種類型 CSP，品種多達100 多種；另外， SP 產品的市場也是很大的，并且還在不斷擴大。 CSP封裝技術 摘要： CSP 技術是最近幾年才發(fā)展起來的新型集成電路封裝技術。隨著時間的推移， BGA封裝會有越來越多的改進，性價比將得到進一步的提高，由于其靈活性和優(yōu)異的性能， BGA封裝有著廣泛的前景。開發(fā) BGA封裝技術目前需要解決的總是應有以下幾項： ①需要解決 BGA封裝的基板制造精度問題和基板多層布線的鍍通孔質量問題； ②需要解決 BGA封裝中的焊料球移植精度問題； ③倒裝焊 BGA封裝中需要解決凸點的制備問題； ④需要解決 BGA封裝中的可靠性問題。國外的 BGA封裝在 1997 年就已 經規(guī)?；a，在國內除了合資或國外獨資企業(yè)外，沒有一家企事業(yè)單位能夠進行批量生產，其根本原因是既沒有市場需求牽引，也沒有 BGA封裝需要的技術來支撐。塑封料濕氣的吸附，界面的粘結強度，芯片、引線鍵合、焊料球接點處的應力是影響器件可靠性的主要因素。 6 常規(guī) BGA封裝的成本性能比較 常規(guī) BGA封裝的成本和性能比較如表 4。焊料凸點尺寸的一致性及其共面性對倒裝焊的合格率有極大的影響。 5． 2． 2 凸點技術 也許倒裝焊技術得以流行是由于現(xiàn)在有各種各樣的凸點技術服務。它綜合了氧化鋁陶瓷基板和有機物基板的最佳特性，其封裝產品的可靠性和電 性能得以提高。它的高介電常數(shù)、電阻率也不適用于高速、高頻器件。它的局限性在于：①在芯片與基板之間高的 CTE差會產生大的熱失配；②在可靠性環(huán)境試驗中，與同類型的陶瓷封裝器件相比，可靠性較差，其主要原因是水汽的吸附。當選擇基板時應考慮上述因素。通常封裝體的信號的完整性與基片的絕緣電阻、介電常數(shù)、介質損耗有直接的關系。在基板與芯片 (一級互連 )之間或基板與 PCB板(二級互連 )之間的 TCE失配是造成產品失效的主要原因。 采用倒裝焊方式需要考慮的幾個相關問題。 倒裝焊的凸點是在圓片上形成的，制成后再進行圓片切割，合格的芯片被吸附、浸入助焊劑中，然后放置在基片上 (在芯片的移植和處理過程中，助焊劑必須有足夠的粘度來粘住芯片 )，接著將焊料球回流以實現(xiàn)芯片與基片的互連。 ●為高頻率、大功率器件提供更完善的信號。 5． 2 倒裝焊方式 最近幾年，倒裝焊技術的應用急劇增長，它與引線鍵合技術相比，有 3個特點： ●倒裝焊技術克服了引線鍵合焊盤中心距極限的問題。 對劈刀的要求：必須具 有良好的幾何形狀，能適應高頻鍵合，以提供足夠高的鍵合強度；材質好，使用壽命長。 對鍵合機的要求：具有良好的成球控制能力，具有 100kHz以上的超聲頻率，能在低溫下實現(xiàn)精密距焊接，能精確地控制鍵合引線弧形，鍵合質量具有良好的重復性等。要解決這一問題就必須要求鍵合機的超聲波發(fā)生器具有較高 (100kHz以上 )的超聲頻率。 5． 1． 4 低溫處理 塑封 BGA的基片材料通常是由具有低玻璃化溫度 (Tg約為 175℃ )、高的熱膨脹系數(shù) (CTE約為 13ppm／℃ )的聚合物樹脂制成的，因此在封裝過程中的芯片裝片固化、焊線、模塑等都必須在較低的溫度下進行。另外，在基片上的引線焊盤外圍通常有兩條環(huán)狀電源／地線，鍵合時要防止金線與其短路，其最小間隙必須 25 Llm，這就要求鍵合引線必須具有高的線性度和良好的弧形?；【€高度約為 100~200μ m，弧線高度的變化量 7μ m，芯片與基片上外引線腳的高度差約為0． 4~0． 56mm， IC芯片厚度約為 0． 2~0． 35mm。目前的鍵合機最小已能實現(xiàn) 35 μ m 的中心距焊接。它是單點、單元化操作。每一根鍵合線都是單獨