開發CSP產品需要解決的技術問題

1.CSP產品的標準化問題

CSP是近幾年才出現的一種集成電路的封裝形式，目前已有上百種CSP產品，并且還在不斷出現一些新的品種。盡管如此，CSP技術還是處于發展的初期階段，因此還沒有形成統一的標準。不同的廠家生產不同的CSP產品。一些公司在推出自己的產品時，也推出了自己的產品標準。這些都嚴重的制約了CSP研發及市場推廣。目前，我國乃至全球CSP產品迫切需要在外型尺寸、電特性參數和引腳面積等方面標準化，有了統一的標準，設計人員不必進行個體設計，大大縮短產品推向市場的時間，節約了成本。

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3種：倒裝片鍵合、TAB鍵合、引線鍵合，因此，開發CSP產品需要開發的封裝技術就可以分為3類。

3.開發倒裝片鍵合CSP產品需要開發的封裝技術

(1)二次布線技術。二次布線，就是把IC的周邊焊盤再分布成間距為200 um米左右的陣列焊盤。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。

(2)凸點形成(電鍍金凸點或焊料凸點)技術。在再分布的芯片焊盤上形成凸點。

(3)倒裝片鍵合技術。把帶有凸點的芯片面朝下鍵合在基片上。

(4)包封技術。包封時，由于包封的材料厚度薄，空洞、裂紋的存在會更嚴重地影響電路的可靠性。因此，在包封時要減少甚至避免孔洞、裂紋的出現。另外，還要提高材料的抗水汽滲透能力。因此，在CSP產品的包封中，不僅要提高包封技術，還要使用性能更好的包封材料。

(5)焊球安裝技術。在基片下面安裝焊球。

4.開發引線鍵合CSP產品需要開發的封裝技術

目前，有不少的CSP產品(40％左右)是使用引線鍵合技術來實現芯片焊盤和封裝外殼引出焊盤間的連接的。開發引線鍵合CSP產品需要開發如下一些封裝技術。

(a)短引線鍵合技術。在基片封裝CSP中，封裝基片比芯片尺寸稍大(大l mm左右)；在引線框架CSP中，引線框架的鍵合焊盤伸到了芯片上面，在鍵合時，鍵合線都很短，而且弧線很低。而在鍵合引線很短時，鍵合引線的弧線控制很困難。

(b)包封技術。在引線鍵合CSP的包封中，不僅要解決倒裝片CSP包封中的有關技術問題，還要解決包封的沖絲問題。

(c)焊球安裝技術。

5.開發TAB鍵合CSP產品需要開發的封裝技術

(a)TAB鍵合技術；

(b)包封技術；

(c)焊球安裝技術。

6.開發圓片級CSP產品需要開發的新技術

(a)二次布線技術；

(b)焊球制作技術；

(c)包封技術；

(d)圓片級測試和篩選技術；

(e)圓片劃片技術。

與CSP產品相關的材料問題

1. CSP產品的封裝基片

在CSP產品的封裝中，需要使用高密度多層布線的柔性基片、層壓樹脂基片、陶瓷基片。這些基片的制造難度相當大。要生產這類基片，需要開發相關的技術。同時，為了保證CSP產品的長期可靠性，在選擇材料或開發新材料時，還要考慮到這些材料的熱膨脹系數應與硅片的相匹配。

2.包封材料

由于CSP產品的尺寸小，在產品中，包封材料在各處的厚度都小。為了避免在惡劣環境下失效，包封材料的氣密性或與被包封的各種材料的黏附性必須良好；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。

3.CSP的價格問題

CSP產品的價格也是一個重要的問題。目前，CSP產品的價格都比較貴，是一般產品的1倍以上。為了降低價格，需要開發一些新工藝、新技術、新材料，以降低制造成本，從而降低CSP的價格。

4.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，世界上只有為數不多的幾個廠家可以制造這類印制板。主要困難在于：布線的線條窄，間距窄，還要制作一定數量的通孔，表面的平整性要求也較高。在選擇材料時還要考慮到熱膨脹性能。

5.CSP產品的市場問題

CSP技術剛形成時產量很小，1998年才進入批量生產，但近兩年的發展勢頭則今非昔比，2002年的銷售收入已達10．95億美元，占到IC市場的5％左右。國外權威機構"Electronic Trend Publications"預測，全球CSP的市場需求量2003年為64．81億枚，2004年為88．7l億枚，2005年突破了百億枚大關，達103．73億枚，2006年更可望增加到126．71億枚。尤其在存儲器方面應用更快，預計年增長幅度將高達54．9％。目前，國內的CSP市場完全被外國公司和外資企業控制，國內企業產品要進入這個市場也是相當困難的。要進入CSP市場，首先是要開發出適銷對路的產品，其次是要提高和保持產品的質量，還須供貨及時，且價格要低。

關于開發我國CSP技術的幾點建議

CSP技術是為產品的更新換代提出來的，該技術一開發成功，即用于產品中。經過短短幾年，已成為集成電路重要的封裝技術之一。而且，該技術還在迅速發展。近幾年，CSP產品的產量增長很快，預計在今后的幾年，還將高速增長。目前的PC市場容量達1000億只，CSP產品僅占IC市場的1／20。隨著CSP技術的進一步開發，會越來越多地取代其它產品而占領更多的市場份額。

在我國，CSP的市場(手機、掌上電腦、薄型電腦等等)很大。但是，這個市場目前完全被外資公司占據。隨著CSP產品應用范圍的進一步擴大，市場還將增大。因此急需開發我們自己的CSP技術，以便在該市場上占有一席之地。但是，開發CSP技術，困難很多，它涉及的范圍廣、技術難度大。因此，要開發CSP技術，需要有多家單位協同作戰，同時須獲得多方面資金的支持。為此，作者有如下幾點建議：

1.充分發揮行業協會的作用

CSP技術是一項系統技術，涉及封裝材料、封裝工藝、應用材料、應用工藝等，為了完成CSP技術的開發，需要材料研究、材料制造、封裝研究、CSP產品應用、印制板制造等相關機構的協同努力。為了協調這些機構的開發研究工作，需要充分發揮行業協會領導、推動、協調、督查的作用，以期加快CSP的開發研究和推廣應用，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。

2.建立CSP技術重點研究室

為了開發CSP技術，可建立一定數量的CSP技術研究室，如：模塑包封材料研究室、柔性基片材料研究室、高密度樹脂基片研究室、高密度多層布線陶瓷基片研究室、CSP產品封裝研究室、高密度印制板研究室、CSP產品組裝研究室、CSP標準化研究室、CSP產品可靠性研究室等。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技術的開發和應用。

3.需要國家投入足夠的資金

CSP技術，是一項具有一定難度的高新技術。其中部分技術我們已有，但需要提高；而有些技術我們目前還沒有，需要開發。要實現這些技術的開發，需購買先進的設備，而這些設備價格均較高，且在開發中，需要投入一定的人力和物力；根據國情，如將所有資金均由開發單位承擔，目前還不現實，因此需要國家投入專項資金，以扶持CSP技術的開發。

4.選擇合適的CSP研究品種

由于CSP的封裝種類多、工藝也多，每一種封裝工藝都開發現在還不可能，也沒有必要。要選擇 由易到難且具有代表性的品種逐步漸進地開發。

我國的集成電路封裝，從上世紀60年代末期到現在，經歷了金屬圓管殼→扁平陶瓷管殼→雙列陶瓷管殼、雙列塑封→陶瓷QFP管殼、塑料QFP→陶瓷、塑料LCC→陶瓷PGA管殼的封裝，目前正在進入BGA、U BGA、CSP的封裝階段。從集成電路的金屬圓管殼封裝技術的開發和應用開始，我國的封裝技術人員就付出了辛勤的勞動，使我國的封裝技術達到了目前的水平。但是封裝技術的進步，除了封裝技術人員的努力外，更需要國家在各方面的大力支持。

審核編輯：湯梓紅