CSp封裝的目的:改進(jìn)晶片散熱csp(chip scale package)封裝以減小封裝體積并提高晶片的可靠性是芯片級(jí)封裝的意思。csp包裝的最新一代的存儲(chǔ)芯片封裝技術(shù),其技術(shù)性能有了新的提高。csp封裝可以將芯片面積與封裝面積之比超過1:1.14,是相當(dāng)接近1:1的理想情況,絕對(duì)大小為32平方毫米,約為普通bga的1/3,僅是tsop存儲(chǔ)器芯片面積的1/6。與bga包相比,在相同空間的csp包可以提高存儲(chǔ)容量3倍。
CSp是包裝形式
芯片級(jí)封裝
定義:CSp技術(shù)傳統(tǒng)上是封裝體積與LED晶片相同或LED晶片的20%以下的體積,其功能被定義為完整的封裝元件。
現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程:TO→DIp→LCC→QFp→BGA→CSp
CSp是英語commercial service provider的縮寫,即商業(yè)服務(wù)提供商。CSP建立了一個(gè)商業(yè)網(wǎng)站,向其他公司和個(gè)人銷售產(chǎn)品,提供服務(wù)的CSP(Chip Scale package)。意味著芯片類的包裝的CSP,意味著Come(進(jìn)入游戲)--Stay(留在游戲中的體驗(yàn))--pay(根據(jù)需要支付費(fèi)用),核心意義是首先進(jìn)行游戲體驗(yàn)。如果中意的話,根據(jù)需要,中流砂輪-TenyBGA包裝
隨著1990年代集成技術(shù)的進(jìn)步,隨著設(shè)備的改善和深度亞微米技術(shù)的使用,芯片集成度不斷提高,I/O引腳數(shù)急劇增加,耗電量也增加,對(duì)集成電路封裝的要求也更加嚴(yán)格。為了滿足發(fā)展的需要,基于傳統(tǒng)的包裝方式,增加了一種稱為BGA(Ball Grid Arrray package)的新方式。BGA封裝技術(shù)廣泛應(yīng)用于諸如GpU(圖形處理芯片)、母板芯片組等大規(guī)模集成電路的封裝領(lǐng)域。另一方面,TinyBGA(TinyBall Grid Aray、小型網(wǎng)格陣列封裝)意味著微BGA,TinyBGA屬于BGA封裝技術(shù)的分支,采用BT樹脂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的TSOP技術(shù),具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。目前,高端圖形卡的圖形存儲(chǔ)器和DDR333、DDR400存儲(chǔ)器中有采用該包裝技術(shù)的產(chǎn)品。
一、單位容量內(nèi)的存儲(chǔ)空間大幅增加,相同大小的兩個(gè)存儲(chǔ)粒子、TinyBGA封裝方式的容量比TSOP高一倍,成本也不會(huì)明顯上升,如果存儲(chǔ)粒子的處理小于0.25微米TinyBGA封裝的成本低于TSOP。
二、具有高電性能。TinyBGA封裝的芯片通過底部的錫球連接到pCB板,有效地縮短了信號(hào)的傳輸距離,信號(hào)傳輸線的長度只不過是傳統(tǒng)的TSOP技術(shù)的四分之一,信號(hào)的衰減也降低了,可以大大提高芯片的干擾防止性能。
三、有更好的散熱能力。TinyBGA封裝的存儲(chǔ)器不僅體積比具有相同容量的TSOP封裝芯片小,而且體積小(封裝高度小于0.8mm),而且從金屬基板到散熱體的有效散熱路徑僅為0.36mm。與此相對(duì),TinyBGA方式封裝的存儲(chǔ)器具有更高的導(dǎo)熱效率,TinyBGA封裝的熱阻比TSOP低75%。
根據(jù)TinyBGA的新技術(shù)封裝的內(nèi)存,所有電腦的DRAM內(nèi)存體積不變時(shí)的存儲(chǔ)容量可以提高2~3倍,TinyBGA比TSOP體積小,散熱性能和電性能也會(huì)提高。TinyBGA封裝技術(shù)大大提高了每平方英寸的存儲(chǔ)量,采用TinyBGA封裝技術(shù)的存儲(chǔ)器產(chǎn)品容量相同,體積只有TSOP封裝的三分之一。
另外,與傳統(tǒng)的TSOP封裝方案相比,TinyBGA封裝方案具有更快且高效的散熱路徑。然而,TinyBGA封裝仍然存在較大占用基板面積的問題?,F(xiàn)在,以處理器為主的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能有著整體大幅提高的傾向,對(duì)存儲(chǔ)器的品質(zhì)和性能的要求也越來越嚴(yán)格。因此,為了適應(yīng)大容量的存儲(chǔ)器芯片,需要存儲(chǔ)器封裝更緊湊,并且要求存儲(chǔ)器封裝的散熱性能更好并且適應(yīng)更快的核心頻率。毫無疑問,諸如TSOP等存儲(chǔ)器封裝技術(shù)進(jìn)展不大,也越來越不適合高頻,高速下一代存儲(chǔ)器的封裝需求以及新的存儲(chǔ)器封裝技術(shù)也誕生了。
一般來說,F(xiàn)BGA封裝方案比TSOP好,TSOP封裝的銷在外面,但是包括FBGA引腳,難以受到外部環(huán)境的干擾。FBGA包的顆粒也相對(duì)較小,并且FBGA包通常用于512MB或1G或更大的存儲(chǔ)器模塊。
在BGA技術(shù)開始普及的同時(shí),從另一個(gè)BGA發(fā)展而來的CSP封裝技術(shù)(圖3所示)也逐漸表現(xiàn)出了其生力軍的本色,肯斯頓、勤茂科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)先的存儲(chǔ)器制造商也開始發(fā)售采用CSP封裝技術(shù)的存儲(chǔ)器產(chǎn)品。CSp是所有Chip Scale package,也就是芯片尺寸包裝的意思。作為下一代芯片包裝技術(shù),基于BGA、TSOP,CSp的性能革命性地提高了。CSp封裝可以將芯片面積與封裝面積之比超過1:1.14,已經(jīng)是接近1:1的理想情況,絕對(duì)大小為32平方毫米,約為普通BGA的1/3,僅為TSOP存儲(chǔ)器芯片面積的1/6。這使得存儲(chǔ)器條紋可以以相同的音量并入到更多的芯片中,并且可以增加單個(gè)容量。也就是說,與BGA包相比,
CSP包在相同空間內(nèi)可將存儲(chǔ)容量提高3倍,圖4示出了三種封裝技術(shù)的存儲(chǔ)器芯片的比較顯然,記憶芯片封裝技術(shù)正在向更小的體積方向發(fā)展。CSp封裝存儲(chǔ)器不僅體積小,而且更薄,其從金屬基板到散熱體的最有效散熱路徑僅為0.2mm,大大提高了存儲(chǔ)器芯片長時(shí)間運(yùn)行后的可靠性,顯著降低線路阻抗芯片速度也大幅提高了。與BGA相比,CSP封裝的電氣性質(zhì)和可靠性也大大提高了TOSp。由于能夠在相同芯片面積實(shí)現(xiàn)CSp的銷數(shù)明顯大于TSOP、BGA銷數(shù)(TSOP最多304個(gè),BGA最多600個(gè),
CSp原則上可以制造1000個(gè)),因此能夠支持I/O端口的數(shù)量大幅增加。另外,CSp封裝存儲(chǔ)器芯片的中心銷形式有效地縮短信號(hào)的傳導(dǎo)距離,減少其衰減,大大提高了芯片的干擾防止和噪聲防止性能,從而使CSp的訪問時(shí)間比BGA提高了15%-20%。
在CSp的封裝方式中,存儲(chǔ)粒子通過一個(gè)一個(gè)的錫球焊接在pCB板上,由于焊接點(diǎn)和pCB板的接觸面積大,存儲(chǔ)器芯片運(yùn)行中產(chǎn)生的熱可以容易地傳導(dǎo)到pCB板并釋放。在傳統(tǒng)的TSOP封裝方案中,存儲(chǔ)器芯片通過芯片銷焊接在pCB基板上,焊接點(diǎn)和pCB基板之間的接觸面積小,芯片向pCB基板的傳熱相對(duì)困難。CSp封裝可從背面散熱,熱效率良好,CSp的熱阻為35℃/W,TSOP的熱阻為40℃/W。
測(cè)試結(jié)果表明,使用CSp封裝的存儲(chǔ)器,pCB板傳導(dǎo)的熱量達(dá)到88.4%,在TSOP存儲(chǔ)器中傳導(dǎo)到pCB板的熱量達(dá)到71.3%。另外,由于CSp芯片結(jié)構(gòu)緊湊且電路冗余性低,因此可以減少不必要的功率消耗,從而使芯片消耗功率和工作溫度相對(duì)降低。目前,存儲(chǔ)粒子工廠在制造DDR333和DDR400的存儲(chǔ)器時(shí)采用0.175微米的制造技術(shù),良品率相對(duì)較低。制造過程0.15?如果提高到0.13微米,良品率就會(huì)大幅度提高。為了實(shí)現(xiàn)這樣的過程級(jí)別,不可避免地采用CSp封裝方案。因此,CSp封裝的高性能存儲(chǔ)器意味著大量的CSp(Chip Scale package)是芯片級(jí)封裝,是下一代芯片封裝技術(shù),是繼TSOP、BGA之后存儲(chǔ)器上的另一種新技術(shù)。
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