[科普中國(guó)]-芯片尺寸

芯片尺寸構(gòu)裝（Chip Scale Package, CSP）是一種半導(dǎo)體構(gòu)裝技術(shù)。。作為新一代的芯片封裝技術(shù)，在TSOP、BGA的基礎(chǔ)上，CSP的性能又有了革命性的提升。

簡(jiǎn)介CSP，全稱為Chip Scale Package，即芯片尺寸封裝。作為新一代的芯片封裝技術(shù)，在TSOP、BGA的基礎(chǔ)上，CSP的性能又有了革命性的提升。

最早CSP只是芯片尺寸封裝的縮寫。根據(jù)IPC的標(biāo)準(zhǔn)J-STD-012, "Implementation of Flip Chip and Chip Scale Technology"，以符合芯片規(guī)模，封裝必須有一個(gè)面積不超過(guò)1.2倍，更大的模具和它必須一個(gè)單芯片，直接表面貼裝封裝。

由于便攜式電子產(chǎn)品的外形尺寸日趨縮小，富士通和日立電線跟Mukarami首次提出了這一概念。然而，第一個(gè)概念演示來(lái)自三菱電機(jī)。

芯片尺寸構(gòu)裝是在TSOP、球柵陣列（ball grid array,BGA）的基礎(chǔ)上，可蝕刻或直接印在硅片，導(dǎo)致在一個(gè)包，非常接近硅片的大?。哼@種包裝被稱為晶圓級(jí)芯片規(guī)模封裝（WL-CSP）或晶圓級(jí)封裝（WLP）。

CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過(guò)1：1.14，已經(jīng)相當(dāng)接近1：1的理想情況，絕對(duì)尺寸也僅有32mm2，約為BGA的1/3，僅僅相當(dāng)于TSOP面積的1/6。這樣在相同封裝尺寸時(shí)可有更多的I/O數(shù)，使組裝密度進(jìn)一步提高，可以說(shuō)CSP是縮小了的BGA。

CSP封裝芯片不但體積小，同時(shí)也更薄，其金屬基板到散熱體的最有效散熱路徑僅有0.2mm，大大提高了芯片在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)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的提高。

CSP封裝的電氣性能和可靠性也比BGA、TSOP有相當(dāng)大的提高。在相同的芯片面積下CSP所能達(dá)到的引腳數(shù)明顯的要比TSOP（薄形小外形封裝）、BGA引腳數(shù)多的多（TSOP最多304根，BGA以600根為限，CSP原則上可以制造1000根），這樣它可支持I/O端口的數(shù)目就增加了很多。

CSP封裝芯片的中心引腳形式有效的縮短了信號(hào)的傳導(dǎo)距離，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(shí)間比BGA改善15%－20%。1

各種形式的封裝技術(shù)芯片尺寸構(gòu)裝可分為:

Customized leadframe-based CSP

Flexible substrate-based CSP

Flip-chip CSP (FCCSP)

Rigid substrate-based CSP

晶圓級(jí)芯片尺寸封裝（Wafer-Level redistribution CSP (WL-CSP)）2

CSP的具體操作在CSP封裝方式中，芯片是通過(guò)一個(gè)個(gè)錫球焊接在PCB板上，由于焊點(diǎn)和PCB板的接觸面積較大，所以芯片在運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量可以很容易地傳導(dǎo)到PCB板上并散發(fā)出去；而傳統(tǒng)的TSOP封裝方式中，芯片是通過(guò)芯片引腳焊在PCB板上的，焊點(diǎn)和PCB板的接觸面積較小，使得芯片向PCB板傳熱就相對(duì)困難。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。測(cè)試結(jié)果顯示，運(yùn)用CSP封裝的芯片可使傳導(dǎo)到PCB板上的熱量高達(dá)88.4%，而TSOP芯片中傳導(dǎo)到PCB板上的熱量為71.3%。另外由于CSP芯片結(jié)構(gòu)緊湊，電路冗余度低，因此它也省去了很多不必要的電功率消耗，芯片耗電量和工作溫度相對(duì)降低。3

參見覆晶技術(shù)（Flip Chip Package）

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學(xué)