CSp封裝的目的:改進晶片散熱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封裝的意思。csp包裝的最新一代的存儲芯片封裝技術,其技術性能有了新的提高。csp封裝可以將芯片面積與封裝面積之比超過1:1.14,是相當接近1:1的理想情況,絕對大小為32平方毫米,約為普通bga的1/3,僅是tsop存儲器芯片面積的1/6。與bga包相比,在相同空間的csp包可以提高存儲容量3倍。
CSp是包裝形式
芯片級封裝
定義:CSp技術傳統上是封裝體積與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。
現有半導體封裝結構的發展過程:TO→DIp→LCC→QFp→BGA→CSp
CSp是英語commercial service provider的縮寫,即商業服務提供商。CSP建立了一個商業網站,向其他公司和個人銷售產品,提供服務的CSP(Chip Scale package)。意味著芯片類的包裝的CSP,意味著Come(進入游戲)--Stay(留在游戲中的體驗)--pay(根據需要支付費用),核心意義是首先進行游戲體驗。如果中意的話,根據需要,中流砂輪-TenyBGA包裝
隨著1990年代集成技術的進步,隨著設備的改善和深度亞微米技術的使用,芯片集成度不斷提高,I/O引腳數急劇增加,耗電量也增加,對集成電路封裝的要求也更加嚴格。為了滿足發展的需要,基于傳統的包裝方式,增加了一種稱為BGA(Ball Grid Arrray package)的新方式。BGA封裝技術廣泛應用于諸如GpU(圖形處理芯片)、母板芯片組等大規模集成電路的封裝領域。另一方面,TinyBGA(TinyBall Grid Aray、小型網格陣列封裝)意味著微BGA,TinyBGA屬于BGA封裝技術的分支,采用BT樹脂代替傳統的TSOP技術,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器和DDR333、DDR400存儲器中有采用該包裝技術的產品。
一、單位容量內的存儲空間大幅增加,相同大小的兩個存儲粒子、TinyBGA封裝方式的容量比TSOP高一倍,成本也不會明顯上升,如果存儲粒子的處理小于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,有效地縮短了信號的傳輸距離,信號傳輸線的長度只不過是傳統的TSOP技術的四分之一,信號的衰減也降低了,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,TinyBGA方式封裝的存儲器具有更高的導熱效率,TinyBGA封裝的熱阻比TSOP低75%。
根據TinyBGA的新技術封裝的內存,所有電腦的DRAM內存體積不變時的存儲容量可以提高2~3倍,TinyBGA比TSOP體積小,散熱性能和電性能也會提高。TinyBGA封裝技術大大提高了每平方英寸的存儲量,采用TinyBGA封裝技術的存儲器產品容量相同,體積只有TSOP封裝的三分之一。
另外,與傳統的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。現在,以處理器為主的計算機系統的性能有著整體大幅提高的傾向,對存儲器的品質和性能的要求也越來越嚴格。因此,為了適應大容量的存儲器芯片,需要存儲器封裝更緊湊,并且要求存儲器封裝的散熱性能更好并且適應更快的核心頻率。毫無疑問,諸如TSOP等存儲器封裝技術進展不大,也越來越不適合高頻,高速下一代存儲器的封裝需求以及新的存儲器封裝技術也誕生了。
一般來說,FBGA封裝方案比TSOP好,TSOP封裝的銷在外面,但是包括FBGA引腳,難以受到外部環境的干擾。FBGA包的顆粒也相對較小,并且FBGA包通常用于512MB或1G或更大的存儲器模塊。
在BGA技術開始普及的同時,從另一個BGA發展而來的CSP封裝技術(圖3所示)也逐漸表現出了其生力軍的本色,肯斯頓、勤茂科學技術等領先的存儲器制造商也開始發售采用CSP封裝技術的存儲器產品。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,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,已經是接近1:1的理想情況,絕對大小為32平方毫米,約為普通BGA的1/3,僅為TSOP存儲器芯片面積的1/6。這使得存儲器條紋可以以相同的音量并入到更多的芯片中,并且可以增加單個容量。也就是說,與BGA包相比,
CSP包在相同空間內可將存儲容量提高3倍,圖4示出了三種封裝技術的存儲器芯片的比較顯然,記憶芯片封裝技術正在向更小的體積方向發展。CSp封裝存儲器不僅體積小,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,大大提高了存儲器芯片長時間運行后的可靠性,顯著降低線路阻抗芯片速度也大幅提高了。與BGA相比,CSP封裝的電氣性質和可靠性也大大提高了TOSp。由于能夠在相同芯片面積實現CSp的銷數明顯大于TSOP、BGA銷數(TSOP最多304個,BGA最多600個,
CSp原則上可以制造1000個),因此能夠支持I/O端口的數量大幅增加。另外,CSp封裝存儲器芯片的中心銷形式有效地縮短信號的傳導距離,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的訪問時間比BGA提高了15%-20%。
在CSp的封裝方式中,存儲粒子通過一個一個的錫球焊接在pCB板上,由于焊接點和pCB板的接觸面積大,存儲器芯片運行中產生的熱可以容易地傳導到pCB板并釋放。在傳統的TSOP封裝方案中,存儲器芯片通過芯片銷焊接在pCB基板上,焊接點和pCB基板之間的接觸面積小,芯片向pCB基板的傳熱相對困難。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。
測試結果表明,使用CSp封裝的存儲器,pCB板傳導的熱量達到88.4%,在TSOP存儲器中傳導到pCB板的熱量達到71.3%。另外,由于CSp芯片結構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降低。目前,存儲粒子工廠在制造DDR333和DDR400的存儲器時采用0.175微米的制造技術,良品率相對較低。制造過程0.15?如果提高到0.13微米,良品率就會大幅度提高。為了實現這樣的過程級別,不可避免地采用CSp封裝方案。因此,CSp封裝的高性能存儲器意味著大量的CSp(Chip Scale package)是芯片級封裝,是下一代芯片封裝技術,是繼TSOP、BGA之后存儲器上的另一種新技術。
|