CSp封装的目的:改进晶片散热csp(chip scale package)封装以减小封装体积并提高晶片的可靠性是芯片级封装的意思。csp包装的最新一代的存储芯片封装技术,其技术性能有了新的提高。csp封装可以将芯片面积与封装面积之比超过1:1.14,是相当接近1:1的理想情况,绝对大小为32平方毫米,约为普通bga的1/3,仅是tsop存储器芯片面积的1/6。与bga包相比,在相同空间的csp包可以提高存储容量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,其功能被定義爲完整的封裝元件。
現有半導體封裝結構的發展過程:TO→DIp→LCC→QFp→BGA→CSp
CSp是英语commercial service provider的缩写,即商业服务提供商。CSP建立了一个商业网站,向其他公司和个人销售产品,提供服务的CSP(Chip Scale package)。意味着芯片类的包装的CSP,意味着Come(进入游戏)--Stay(留在游戏中的体验)--pay(根据需要支付费用),核心意义是首先进行游戏体验。如果中意的话,根据需要,中流砂轮-TenyBGA包装
随着1990年代集成技术的进步,随着设备的改善和深度亚微米技术的使用,芯片集成度不断提高,I/O引脚数急剧增加,耗电量也增加,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,基于传统的包装方式,增加了一种称为BGA(Ball Grid Arrray package)的新方式。BGA封装技术广泛应用于诸如GpU(图形处理芯片)、母板芯片组等大规模集成电路的封装领域。另一方面,TinyBGA(TinyBall Grid Aray、小型网格阵列封装)意味着微BGA,TinyBGA属于BGA封装技术的分支,采用BT树脂代替传统的TSOP技术,具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。目前,高端图形卡的图形存储器和DDR333、DDR400存储器中有采用该包装技术的产品。
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幹擾防止性能。
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爲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封裝技術的存儲器産品容量相同,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,以處理器爲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,爲了適應大容量的存儲器芯片,需要存儲器封裝更緊湊,並且要求存儲器封裝的散熱性能更好並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幹擾。FBGA包的顆粒也相對較小,並且FBGA包通常用于512MB或1G或更大的存儲器模塊。
在BGA技术开始普及的同时,从另一个BGA发展而来的CSP封装技术(图3所示)也逐渐表现出了其生力军的本色,肯斯顿、勤茂科学技术等领先的存储器制造商也开始发售采用CSP封装技术的存储器产品。CSp是所有Chip Scale package,也就是芯片尺寸包装的意思。作为下一代芯片包装技术,基于BGA、TSOP,CSp的性能革命性地提高了。CSp封装可以将芯片面积与封装面积之比超过1:1.14,已经是接近1:1的理想情况,绝对大小为32平方毫米,约为普通BGA的1/3,仅为TSOP存储器芯片面积的1/6。这使得存储器条纹可以以相同的音量并入到更多的芯片中,并且可以增加单个容量。也就是说,与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爲0.2mm,大大提高了存儲器芯片長時間運行後的可靠性,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,大大提高了芯片的幹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,存儲器芯片運行中産生的熱可以容易地傳導到pCB板並釋放。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的熱阻爲35℃/W,TSOP的熱阻爲40℃/W。
测试结果表明,使用CSp封装的存储器,pCB板传导的热量达到88.4%,在TSOP存储器中传导到pCB板的热量达到71.3%。另外,由于CSp芯片结构紧凑且电路冗余性低,因此可以减少不必要的功率消耗,从而使芯片消耗功率和工作温度相对降低。目前,存储粒子工厂在制造DDR333和DDR400的存储器时采用0.175微米的制造技术,良品率相对较低。制造过程0.15?如果提高到0.13微米,良品率就会大幅度提高。为了实现这样的过程级别,不可避免地采用CSp封装方案。因此,CSp封装的高性能存储器意味着大量的CSp(Chip Scale package)是芯片级封装,是下一代芯片封装技术,是继TSOP、BGA之后存储器上的另一种新技术。
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