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芯片尺寸

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芯片尺寸構裝（Chip Scale Package, CSP）是一種半導體構裝技術。作為新一代的芯片封裝技術，在TSOP、BGA的基礎上，CSP的性能又有了革命性的提升。
中文名
芯片尺寸
外文名
Chip Scale Package
別    名
芯片尺寸封裝
簡    寫
CSP

目錄

  1. 1 簡介
  2. 2 各種形式的封裝技術
  3. 3 CSP的具體操作
  4. 4 參見

芯片尺寸簡介

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，在TSOP、BGA的基礎上，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IPC的標準J-STD-012, "Implementation of Flip Chip and Chip Scale Technology"，以符合芯片規模，封裝必須有一個面積不超過1.2倍，更大的模具和它必須一個單芯片，直接表面貼裝封裝。
由於便攜式電子產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，第一個概念演示來自三菱電機。
芯片尺寸構裝是在TSOP、球柵陣列（ball grid array,BGA）的基礎上，可蝕刻或直接印在硅片，導致在一個包，非常接近硅片的大小：這種包裝被稱為晶圓級芯片規模封裝（WL-CSP）或晶圓級封裝（WLP）。
  1. CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過1：1.14，已經相當接近1：1的理想情況，絕對尺寸也僅有32mm2，約為BGA的1/3，僅僅相當於TSOP面積的1/6。這樣在相同封裝尺寸時可有更多的I/O數，使組裝密度進一步提高，可以説CSP是縮小了的BGA。
  2. CSP封裝芯片不但體積小，同時也更薄，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時間運行後的可靠性，線路阻抗顯著減小，芯片速度也隨之得到大幅度的提高。
  3. CSP封裝的電氣性能和可靠性也比BGA、TSOP有相當大的提高。在相同的芯片面積下CSP所能達到的引腳數明顯的要比TSOP（薄形小外形封裝）、BGA引腳數多的多（TSOP最多304根，BGA以600根為限，CSP原則上可以製造1000根），這樣它可支持I/O端口的數目就增加了很多。
  4. CSP封裝芯片的中心引腳形式有效的縮短了信號的傳導距離，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的存取時間比BGA改善15%－20%。 [1] 

芯片尺寸各種形式的封裝技術

芯片尺寸構裝可分為:
  1. Customized leadframe-based CSP
  2. Flexible substrate-based CSP
  3. Flip-chip CSP (FCCSP)
  4. Rigid substrate-based CSP
  5. 晶圓級芯片尺寸封裝（Wafer-Level redistribution CSP (WL-CSP)） [2] 

芯片尺寸CSP的具體操作

在CSP封裝方式中，芯片是通過一個個錫球焊接在PCB板上，由於焊點和PCB板的接觸面積較大，所以芯片在運行中所產生的熱量可以很容易地傳導到PCB板上並散發出去；而傳統的TSOP封裝方式中，芯片是通過芯片引腳焊在PCB板上的，焊點和PCB板的接觸面積較小，使得芯片向PCB板傳熱就相對困難。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。測試結果顯示，運用CSP封裝的芯片可使傳導到PCB板上的熱量高達88.4%，而TSOP芯片中傳導到PCB板上的熱量為71.3%。另外由於CSP芯片結構緊湊，電路冗餘度低，因此它也省去了很多不必要的電功率消耗，芯片耗電量和工作温度相對降低。 [3] 

芯片尺寸參見

參考資料
  • 1.    "Understanding Flip-Chip and Chip-Scale Package Technologies and Their Applications". Application Note 4002. Maxim Integrated Products. April 18, 2007. Retrieved January 17, 2018.
  • 2.    Puttlitz, Karl J.; Totta, Paul A. (December 6, 2012). Area Array Interconnection Handbook. Springer Science+Business Media. p. 702. ISBN 978-1-4615-1389-6.
  • 3.    "ASE Ramps Wafer Level CSP Production". EDN. October 12, 2001. Retrieved March 31, 2016.