摘要：概述了芯片尺寸封裝（CSP）的基本結構和分類，通過與傳統封裝形式進行對比，指出了 CSP技術具有的突出優點，最后舉例說明了它的最新應用，并展望了其發展前景。
關鍵詞：微電子封裝技術；芯片尺寸封裝；表面組裝技術

中圖分類號：TN305.94;TN407 文獻標識碼：A 文章編號：1003-353X(2003)12-0039-05

1 引言

汽車電子裝置和其他消費類電子產品的飛速發展，微電子封裝技術面臨著電子產品“高性價比、高可靠性、多功能、小型化及低成本”發展趨勢帶來的挑戰和機遇。QFP（四邊引腳扁平封裝）、TQFP（塑料四邊引腳扁平封裝）作為表面安裝技術（SMT）的主流封裝形式一直受到業界的青睞，但當它們在0.3mm引腳間距極限下進行封裝、貼裝、焊接更多的I/O引腳的VLSI時遇到了難以克服的困難，尤其是在批量生產的情況下，成品率將大幅下降。因此以面陣列、球形凸點為I/O的BGA（球柵陣列）應運而生，以它為基礎繼而又發展為芯片尺寸封裝（Chip Scale Package，簡稱 CSP）技術。采用新型的CSP技術可以確保VLSI在高性能、高可靠性的前提下實現芯片的最小尺寸封裝（接近裸芯片的尺寸），而相對成本卻更低，因此符合電子產品小型化的發展潮流，是極具市場競爭力的高密度封裝形式。

CSP技術的出現為以裸芯片安裝為基礎的先進封裝技術的發展，如多芯片組件(MCM)、芯片直接安裝(DCA),注入了新的活力，拓寬了高性能、高密度封裝的研發思路。在MCM技術面臨裸芯片難以儲運、測試、老化篩選等問題時，CSP技術使這種高密度封裝設計柳暗花明。

2 CSP技術的特點及分類

2.1 CSP之特點

根據J-STD-012標準的定義，CSP是指封裝尺寸不超過裸芯片1.2倍的一種先進的封裝形式[1] 。CSP實際上是在原有芯片封裝技術尤其是BGA小型化過程中形成的，有人稱之為μBGA（微型球柵陣列，現在僅將它劃為CSP的一種形式），因此它自然地具有BGA封裝技術的許多優點。

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，引腳數（I/O數）相同的CSP封裝與QFP、BGA尺寸比較情況見表1[2]。

由表1可見，封裝引腳數越多的CSP尺寸遠比傳統封裝形式小，易于實現高密度封裝，在IC規模不斷擴大的情況下，競爭優勢十分明顯，因而已經引起了IC制造業界的關注。
一般地，CSP封裝面積不到0.5mm節距QFP的 1/10，只有BGA的1/3~1/10[3]。在各種相同尺寸的芯片封裝中，CSP可容納的引腳數最多，適宜進行多引腳數封裝，甚至可以應用在I/O數超過2000 的高性能芯片上。例如，引腳節距為0.5mm，封裝尺寸為40×40的QFP，引腳數最多為304根，若要增加引腳數，只能減小引腳節距，但在傳統工藝條件下，QFP難以突破0.3mm的技術極限；與 CSP相提并論的是BGA封裝，它的引腳數可達600~1000根，但值得重視的是，在引腳數相同的情況下，CSP的組裝遠比BGA容易。

（2）電學性能優良 CSP的內部布線長度（僅為0.8~1.0mm）比QFP或BGA的布線長度短得多 [4]，寄生引線電容(<0.001mΩ)、引線電阻（<0.001nH）及引線電感（<0.001pF）均很小，從而使信號傳輸延遲大為縮短。CSP的存取時間比QFP或BGA短1/ 5~1/6左右，同時CSP的抗噪能力強，開關噪聲只有DIP（雙列直插式封裝）的1/2。這些主要電學性能指標已經接近裸芯片的水平，在時鐘頻率已超過雙G的高速通信領域，LSI芯片的CSP將是十分理想的選擇。

(3)測試、篩選、老化容易MCM技術是當今最高效、最先進的高密度封裝之一，其技術核心是采用裸芯片安裝，優點是無內部芯片封裝延遲及大幅度提高了組件封裝密度，因此未來市場令人樂觀。但它的裸芯片測試、篩選、老化問題至今尚未解決，合格裸芯片的獲得比較困難，導致成品率相當低，制造成本很高[4]；而CSP則可進行全面老化、篩選、測試，并且操作、修整方便，能獲得真正的KGD芯片，在目前情況下用CSP替代裸芯片安裝勢在必行。
（4）散熱性能優良 CSP封裝通過焊球與PCB連接，由于接觸面積大，所以芯片在運行時所產生的熱量可以很容易地傳導到PCB上并散發出去；而傳統的TSOP（薄型小外形封裝）方式中，芯片是通過引腳焊在PCB上的，焊點和PCB板的接觸面積小，使芯片向PCB板散熱就相對困難。測試結果表明，通過傳導方式的散熱量可占到80%以上。

同時，CSP芯片正面向下安裝，可以從背面散熱，且散熱效果良好，10mm×10mm CSP的熱阻為35℃/W，而TSOP、QFP的熱阻則可達40℃/W。若通過散熱片強制冷卻，CSP的熱阻可降低到4.2，而QFP的則為11.8[3]。

（5）封裝內無需填料 大多數CSP封裝中凸點和熱塑性粘合劑的彈性很好，不會因晶片與基底熱膨脹系數不同而造成應力，因此也就不必在底部填料(underfill)，省去了填料時間和填料費用 [5]，這在傳統的SMT封裝中是不可能的。

（6）制造工藝、設備的兼容性好 CSP與現有的SMT工藝和基礎設備的兼容性好，而且它的