CSP封装技术(方案).ppt
第5章 BGA和CSP的封装技术
5.1 BGA的基本概念、特点和封装类型
5.1.1 BGA的基本概念和特点
BGA(Ball Grid Array)即“焊球阵列”。它是在基板的下 面按阵列方式引出球形引脚,在基板上面装配LSI芯片(有的BGA
引脚端与芯片在基板同一面),是LSI芯片用的一种表面安装型封
陶瓷封盖并密封 → 将高温焊球连接到多层陶瓷基板的底部金 属焊区上。封装后应对其焊球的阵列完好性和每个焊球完整性
进行检查，必要时应进行修补。
2. CCGA的封装技术
CCGA的封装技术与CBGA的封装技术基本一样，只是将CBGA
的高温Pb-Sn
有清洗容易、耐热性能好和可靠性高的特点。
P123图5-4为TBGA封装结构。TBGA封装是载带自动焊接技
术的延伸，利用TAB实现芯片的连接。TBGA封装的优点如下：
TBGA封装的优点如下：
(1)尽管在芯片连接中局部存在应力，但总体上和环氧
树脂印刷电路板热匹配性较好。 (2)是最薄型的BGA封装，可节省安装空间。 (3)是经济型的BGA封装。 TBGA封装的缺点是：
5.4 CSP的封装技术
5.4.1 概述
CSP（Chip Size Package,或Chip Scale Package）,即芯 片尺寸封装。目前并无确切定义,不同厂商有不同说法。JEDEC （联合电子器件工程委员会(美国协会)）的JSTK-012标准规定： LSI芯片封装面积小于或等于LSI芯片面积的120%的产品称为CSP。
使在热水中无机械清洗的情况下，助焊剂残渣也易于去掉。
AIM公司的NC219AX免清洗型助焊剂具有很高的面绝缘电阻 和很好的粘锡性能。世界上几家主要公司生产的BGA焊球用材料 如下表：
新型内存封装技术CSP
新型内存封装技术CSP如今计算机的“心”奔腾不止，以百兆为单位高速提升，让我们不得不感叹CPU技术的成熟和完善。
不过，光有一颗高速的芯好像还远远不够，为了让计算机真正快速地跑起来，整个内外系统都需要齐齐跟进，而内存则一向是一个关注焦点。
如同微处理器一样，内存条的技术也是不断地更新。
大家可能已发现手中内存条上的颗粒模样渐渐在变，变得比以前更小、更精致。
变化不仅在表面上，这些新型的芯片在适用频率和电气特性上比老前辈也有了长足的进步。
这一结晶应归功于那些厂商选用了新型内存芯片封装技术。
与CPU一样，在内存制造工艺流程上的最后一步也是最关键一步就是内存的封装技术。
采用不同封装技术的内存条，在性能上会存在较大差距。
从DIP、TSOP到BGA，不断发展的封装技术使得内存向着高频、高速的目标不断迈进。
随着新一代CSP内存等新型技术的出现，意味着内存封装已经进入到CSP时代。
内存封装，“品质”外衣封装技术其实就是一种将集成电路打包的技术。
拿我们常见的内存来说，我们实际看到的体积和外观并不是真正的内存的大小和面貌，而是内存芯片经过打包即封装后的产品。
这种打包对于芯片来说是必须的，也是至关重要的。
因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成性能下降或损害。
另一方面，封装后的芯片也更便于安装和运输。
由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB（印刷电路板）的设计和制造，因此它又是至关重要的。
封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。
因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术都是非常关键的一环.从DIP封装到BGA封装芯片的封装技术已经历经好几代的变迁，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封装面积之比越来越接近，适用频率越来越高，耐温性能越来越好，以及引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等，都是看得见的变化。
《CSP封装技术》课件
案例三：CSP封装技术在汽车电子中的应用
总结词
CSP封装技术为汽车电子带来了更高的可靠性和安全性，提高了汽车的整体性能。
详细描述
汽车电子系统需要具备高可靠性和安全性，以确保汽车的正常运行和乘客的安全。CSP封装技术能够将多个芯片 集成在一个小型封装内，减小了体积和重量，同时提高了芯片组的可靠性和安全性，为汽车电子系统的发展提供 了有力支持。
和信号损失。
PART 03
CSP封装技术的优势与挑 战
CSP封装技术的优势
高集成度
CSP封装技术可以实现更高的 芯片集成度，从而减小了产品
体积，提高了便携性。
低功耗
CSP封装技术能够降低芯片的 功耗，从而提高设备的续航能 力。
高可靠性
CSP封装技术具有较高的可靠 性，能够保证芯片在各种环境 下的稳定运行。
热稳定性好
可靠性高
CSP封装技术采用的封装材料具有良好的导 热性能，可以有效地将芯片产生的热量传 导出去，提高了电子产品的热稳定性。
CSP封装技术采用的封装材料和工艺具有良 好的耐候性和耐久性，可以保证电子产品 的长期稳定性和可靠性。
CSP封装技术的应用领域
移动通信
医疗电子
CSP封装技术广泛应用于手机、平板 电脑等移动通信设备中，可以大大减 小设备的体积和重量，提高设备的性 能和可靠性。
02
它是一种不同于传统封装技术的 新型封装形式，其特点是封装尺 寸小、集成度高、重量轻、热稳 定性好等。
CSP封装技术的特点
小型化
集成度高
CSP封装技术的尺寸非常小，可以大大减小 电子产品的体积和重量，有利于实现便携 式和轻薄化设计。
CSP封装技术可以实现多个芯片的集成，提 高了电路的集成度和性能，同时减小了电 路板面积和布线长度，降低了成本。
学习：CSP封装产品工艺流程[整理]
![学习：CSP封装产品工艺流程[整理]](https://img.taocdn.com/s3/m/abaa31c0b8f3f90f76c66137ee06eff9aef849ee.png)
学习：CSP封装产品工艺流程CSP产品的品种很多，封装类型也很多，因而具体的封装工艺也很多。
不同类型的CSP产品有不同的封装工艺，一些典型的CSP产品的封装工艺流程如下：1 、柔性基片CSP产品的封装工艺流程柔性基片CSP产品，它的芯片焊盘与基片焊盘问的连接方式可以是倒装片键合、TAB键合、引线键合。
采用的连接方式不同，封装工艺也不同。
(1)采用倒装片键合的柔性基片CSP的封装工艺流程圆片→二次布线(焊盘再分布) →(减薄)形成凸点→划片→倒装片键合→模塑包封→(在基片上安装焊球) →测试、筛选→激光打标(2)采用TAB键合的柔性基片CSP产品的封装工艺流程圆片→(在圆片上制作凸点)减薄、划片→TAB内焊点键合(把引线键合在柔性基片上) →TAB 键合线切割成型→TAB外焊点键合→模塑包封→(在基片上安装焊球) →测试→筛选→激光打标(3)采用引线键合的柔性基片CSP产品的封装工艺流程圆片→减薄、划片→芯片键合→引线键合→模塑包封→(在基片上安装焊球) →测试、筛选→激光打标2、硬质基片CSP产品的封装工艺流程硬质基片CSP产品封装工艺与柔性基片的封装工艺一样，芯片焊盘与基片焊盘之间的连接也可以是倒装片键合、TAB键合、引线键合。
它的工艺流程与柔性基片CSP的完全相同，只是由于采用的基片材料不同，因此，在具体操作时会有较大的差别。
3 、引线框架CSP产品的封装工艺流程引线框架CSP产品的封装工艺与传统的塑封工艺完全相同，只是使用的引线框架要小一些，也要薄一些。
因此，对操作就有一些特别的要求，以免造成框架变形。
引线框架CSP产品的封装工艺流程如下：圆片→减薄、划片→芯片键合→引线键合→模塑包封→电镀→切筛、引线成型→测试→筛选→激光打标4、圆片级CSP产品的封装工艺流程(1)在圆片上制作接触器的圆片级CSP的封装工艺流程；圆片→二次布线→减薄→在圆片上制作接触器→接触器电镀→测试、筛选→划片→激光打标(2)在圆片上制作焊球的圆片级CSP的封装工艺流程圆片→二次布线→减薄→在圆片上制作焊球→模塑包封或表面涂敷→测试、筛选→划片→激光打标5 、叠层CSP产品的封装工艺流程叠层CSP产品使用的基片一般是硬质基片。
SMT CSP返修技术(PPT,24页)-致亲爱的读者
包装尺寸和锡球间距的减少，伴随PCB上元件密度的增 加，带来了新的装配与返工的挑战。如果使用传统的返工工 艺而不影响邻近的元件，紧密的元件间隔使得元件的移动和 更换更加困难，CSP提供更密的引脚间距，可能引起位置纠 正和准确元件贴装的问题，轻重量、低质量的元件恐怕会中 心不准和歪斜，因为热风回流会使元件移位。
为了成功的CSP元件移动和更换，过程调整是需要的在 峰值温度，真空吸取管要降低到元件表面，损坏焊接点和溅 锡到板上周围区域。
尽管返工工具据说是使用无力移动技术，元件上轻微的 压力足以损坏一小部分的共晶焊接点。板也看到去向上翘曲， 使情况恶化。为了防止这个，在移去步骤中增加额外的高度， 使得真空吸取管在移去时不会压缩焊接点。
太多的助焊剂产生一层液体，回流期间CSP元件可能漂 移。同时，太少助焊剂意味着当热空气第一次开动时，没有 粘性的东西来保持元件在位置上。只对BGA本身而不是板的 焊接点上助焊剂改进了返工工艺的效率。
最终返工焊接点与非返工焊接 点是可以比较的，如图所示
docin/sundae_meng
四.返修經驗總結
docin/sundae_meng
二.元件返修工藝
使用BGA喷嘴热风加热，适合于小型microBGA和CSP。 返工的低气流能力，在定制偏置底板上对板底面加热，计算 机控制温度曲线校正的视觉系统，自动真空吸取和元件贴装。
三.CSP返修流程
3.1 元件的拆卸 3.2 焊接表面的预处理
3.1 元件的拆卸
新元件的安装 取走元件并对线路板进行预处理后，就可以将新的元件
装到板上去了。制定的加热曲线(同上面方法一样)应仔细考 虑避免板子扭曲并获得理想的回流焊效果，现在自动温度曲 线制定软件可以作为一种首选的技术。
先进的芯片尺寸封装（CSP）技术
先进的芯片尺寸封装（CSP）技术超声电子 HDI板带动扭转局势2007年03月16日08:31 [我来说两句] [字号：大中小]来源：中国证券报超声电子(000823)主营业务为电子产品生产,产品可分为四大类,分别为PCB、TN/STN LCD、覆铜板与超声电子设备。
其中PCB为主要产品,贡献2006年营收与毛利达70%。
凯基证券分析师林振民和魏宏达认为,中国科技股之市盈率将落在2007年27倍与2008年21倍左右,而估计超声电子的营运转折点已于2006下半年出现,2007与2008年业绩成长可望强势。
根据2008年市盈率24倍以及2008年稀释EPS 预估0.46元,推算出超声目标价为11元,首次给予建议“增持”。
公司为中国主要PCB厂,也是少数有能力生产HDI板者。
PCB行业主要的进入障碍包括资本、技术与管理能力。
PCB作为一资本密集行业,需要持续的资本注入,而投资金额亦会随着制程线距之精细化而不断扩大。
另外,制程技术与管理能力对PCB生产之良率也十分关键,而良率又决定了企业获利性的高低。
公司在技术与制程管理上都在中国居于领先,作为中国少数有能力生产HDI者,公司良率约达到95%,高于行业平均的85%-90%。
相较于其他区域市场龙头,公司获利性与规模都将随其HDI于去年下半年出货跃增后,可望逐步迎头赶上。
预估公司获利将自2006年第四季开始提升,因为当时公司HDI产能为2003年以来首度满载运转。
去年第四季为公司营运转折点,不仅其二厂产能达满产,同时期二阶HDI板也大量出货(超过1万平米),远高于2006年前三季约2千平米。
因此预估2007年因产能扩充平均季出货将达1.8万平米,由此公司获利也将同步提升。
先进的芯片尺寸封装(CSP)技术【来源:《电子工业专用设备》】【作者:杜润】【时间: 2006-11-98:59:50】【点击: 526】超级CSP封装技术(一)【来源:《电子工业专用设备》】【作者:杨建生】【时间: 2006-10-14 8:29:40】【点击: 352】超级CSP封装技术(二)【来源:《电子工业专用设备》】【作者:天水华天科技股份有限公司】【时间: 2006-10-14 8:37:43】【点击: 350】■ 2008年PC正式进入WiMAX时代在2007年旧金山英特尔科技论坛上，英特尔宣布于2008年推出第五代迅驰平台Montevina，将整合WiMAX与Wi-Fi双模产品，正式将笔记本电脑带入WiMAX时代！预计2008年电信业者美国的Sprint、Clearwire，与日本的KDDI 都将完成WiMAX部署工作。
先进封装技术完整版
先进封装技术目录：1.BGA技术2.CSP封装技术1倒装焊技术1晶圆级封装技术(WLP) 13D封装技术1SiP1柔性电子2.CSP封装技术WB －CSP 剖面示意图和外形图CSP•什么是CSP?─CSP--Chip Scale (Size) Package ─封装外壳的尺寸不超过裸芯片尺寸1.2倍(JEDEC 等共同制定的标准)─按互连方式，CSP 可分为WB 和FC 两种─缺乏标准化─引脚间距: 1.0, 0.75, 0.5mm 1.有效减小封装厚度和面积，利于提高组装密度2.有效降低电容、电感的寄生效应，大幅提高电性能3. 可利用原有的表面安装设备和材料4.散热性能优良特点:•结构特征─在IC的引出焊区的基础上,将引脚再分布(redistribution)─结构主要包括IC芯片, 互连层,保护层及焊球(凸点)刚性基板CSP引线框架式CSP焊区阵列式CSP2. CSP封装技术– 微小模塑封型CSP•微小模塑封型CSP①结构①结构②工艺再布线工艺流程•几种CSP互连的比较•CSP技术的应用情况•CSP发展仍需解决的问题：– 产品标准化问题– 二次布线技术– 封装材料– 组装CSP产品的印制电路板问题– 成本控制3. 倒装焊技术4. 晶圆级封装(Wafer level packaging)4.晶圆级封装•定义在通常制作IC芯片的Al焊区完成后，继续完成CSP的封装制作，称之为晶圆级CSP（WLCSP),又称作晶圆级封装。
它是一种以BGA技术为基础，是一种经过改进和提高的CSP，综合了BGA、CSP的技术优势。
•WLP 的主要技术种类•工艺5. 3D封装技术5. 3D封装技术• 3D封装的基本概念3D封装技术又称立体封装技术。
与传统封装技术相比，在原有基础上向Z方向即向空间发展的微电子封装高密度化。
• 3D封装技术的特点：– 更有效的利用基板，提高硅效率– 通过更短的互联获得更高的电性能– 有效降低系统成本•3D封装的主要类型：─ 芯片堆叠封装（Die stacking)以芯片叠层为特色，在单一封装衬底上叠加上两层或者多层芯片Samsung公司 6－Die 叠层封装芯片–封装体堆叠（Package stacking)在其内部经过完整测试的封装被堆叠到另一个经过完整测试的封装上部–晶圆级堆叠(Wafer-level stacking)3-D晶圆堆叠是通过对具有特殊功能的完整晶圆的生产达到的，这些晶圆垂直互连。
BGA、CSP的封装形式
BGA/QFP 比较结果（优点〕
➢ 同样为304-管脚的器件的比较:
封装尺寸 (平方毫米) 脚间距/球栏栅间距 (毫米) 组装损坏率 (PPM/管脚) 器件费品率* 器件管脚间信号干扰
高I/O 芯 片 可 允 许50％ 对 中 误 差 较大的管脚间距(1.0;1.27 毫 米) 降低贴片废品率 BT （Bismaleinide Triazine) PCB 片 基 63/37 Sn/Pb 焊 锡 球 H－PBGA较好的抗热损坏特性 HL－PBGA 金属顶盖散热 型
发展趋势
• 2001年 DRAM 存储器 1G Bit • 2001年 I/O 端子数达到 1500 • 2007年 DRAM 存储器 16 G Bit • 2007年 I/O 端子数达到 3600 • 2007年 芯片开关速度达 1000MHz • 存储器件－> SOJ－>TSOP－>TSSOP－>μBGA (CSP) • 逻辑器件－>QFP－>PGA－>PBGA－>PBGA－> TBGA
须将整个芯片取下来进行返工 • 清洁芯片底部焊盘有难度
BGA 封 装－2000 年 的 贴片技术
BGA Package Overview
BGA 封 装 种 类:
。 PBGA - 塑封BGA 。 CBGA - 陶瓷封装BGA 。 CCBGA -陶瓷封装柱形焊球BGA 。 TBGA - Tape Ball Grid Array 。 SBGA - Super Ball Grid Array 。 MBGA - Metal Ball Grid Array 。 μBGA - Fine Pitch BGA (20 mil pitch) a trade
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• 它的封装体输入/输出端(焊球、凸点或 金属条)是在封装体的底部或表面，适用于 表面安装。
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CSP封装分类
• 1、柔性基片CSP • 2、硬质基片CSP • 3、引线框架CSP • 4、圆片级CSP • 5、叠层CSP
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CSP产品相关的材料问题
• ①CSP产品的封装基片
• ③电性能好。
• CSP内部的芯片与封装外壳布线间的 互连线的长度比QFP或BGA短得多，因而
寄生参数小，信号传输延迟时间短，有利 于改善电路的高频性能
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• ④热性能好。
• CSP很薄，芯片产生的热可以很短的 通道传到外界。通过空气对流或安装散热 器的办法可以对芯片进行有效的散热。
• ⑤CSP不仅体积小，而且重量轻。
CSP产品的主要特点：封装体尺寸小
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3
• CSP封装内存不但体积小，同时也更薄，
其金属基板到散热体的最有效散热路径仅
有0.2毫米，大大提高了内存芯片在长时间
运行后的可靠性，线路阻抗显著减小，芯
片速度也随之得到大最新幅.课件度提高。
4
CSP封装产品特点
①体积小。
在各种封装中，CSP是面积最小，厚度 最小，因而是体积最小的封装。在输入/输 出端数相同的情况下，它的面积不到 0．5mm间距QFP的十分之一，是BGA(或 PGA)的三分之一到十分之一。因此，在组 装时它占用印制板的面积小，从而可提高 印制板的组装密度，厚度薄，可用于薄形 电子产品的组装；
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CSP产品的市场问题
国内的CSP市场完全被外国公司和外资 企业控制，国内企业产品要进入这个市场 也是相当困难的。要进入CSP市场，首先 是要开发出适销对路的产品，其次是要提 高和保持产品的质量，还必须要及时供货， 并且价格要便宜。
Байду номын сангаас
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13
恩智浦推出采用小型晶圆级csp
的厚度都小。为了避免在恶劣环境下失效，包封材料的气
密性或与被包封的各种材料的粘附性必须良好；有好的抗 潮气穿透能力，与硅片的热膨胀匹配；以及一些其它的相 关性能。
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10
CSP产品的印制板问题
组装CSP产品的印制板，其制造难度是 相当大的，它不仅需要技术，而且需要经 验，还要使用新材料。目前，世界上只有 为数不多的几个厂家可以制造这类印制板。 主要困难在于：布线的线条窄，间距窄， 还要制作一定数量的通孔，表面的平整性 要求也较高。在选择材料时还要考虑到热 膨胀性能。
CSP封装技术
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1
简介
• CPS(Chip Scale Package)封装：意思就是芯片 级封装 。
• CSP封装最新一代的内存芯片封装技术，其技术 性能又有了新的提升。
• CSP封装可以让芯片面积与封装面积之比超过 1:1.14，已经相当接近1:1的理想情况，绝对尺寸 也仅有32平方毫米，约为普通的BGA的1/3，仅仅 相当于TSOP内存芯片的1/6。与BGA封装相比， 同等空间下CSP封装可以将存储容量提高三倍。
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2
封装形式：
这种封装形式是由日本三菱公司在1994年提出来的。
多种定义：
日本电子工业协会把CSP定义为芯片面积与封装体面积 之比大于80%的封装；美国国防部元器件供应中心的JSTK-012标准把CSP定义为LSI封装产品的面积小于或 等于LSI芯片面积的120%的封装；松下电子工业公司将 之定义为LSI封装产品的边长与封装芯片的边长的差小 于Imm的产品等。这些定义虽然有些差别，但都指出了
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5
• ②输入/输出端数可以很多。
• 在相同尺寸的各类封装中，CSP的输 入/输出端数可以做得更多。例如，对于 40mm×40mm的封装，QFP的输入/输出端 数最多为304个，BGA的可以做到600-700 个，而CSP的很容易达到1000个。虽然目 前的CSP还主要用于少输入/输出端数电路 的封装。
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• 它的重量是相同引线数的QFP的五分 之一以下，比BGA的少得更多。这对于航 空、航天，以及对重量有严格要求的产品 应是极为有利的
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7
• ⑥CSP电路
• 跟其它封装的电路一样，是可以进行 测试、老化筛选的，因而可以淘汰掉早期 失效的电路，提高了电路的可靠性；另外， CSP也可以是气密封装的，因而可保持气 密封装电路的优点。
•
在CSP产品的封装中，需要使用高密度多层布线的柔
性基片、层压树脂基片、陶瓷基片。这些基片的制造难度
相当大。要生产这类基片，需要开发相关的技术。同时， 为了保证CSP产品的长期可靠性，在选择材料或开发新材 料时，还要考虑到这些材料的热膨胀系数应与硅片的相匹 配。
• ②包封材料
•
由于CSP产品的尺寸小，在产品中，包封材料在各处