晶圓級CSP封裝技術趨勢與展望

晶圓級CSP封裝（WLCSP）技術不同于傳統(tǒng)的切割、芯片粘貼、引線鍵合、模塑的封裝流程，它在結束前端晶圓制作流程的晶圓上直接完成所有的操作。在封裝過程中再將芯片從晶圓上分離，從而使WLCSP可以實現與芯片尺寸相同的最小的封裝體積，這幾乎是最終的封裝縮微技術。

自1998年可行性的WLCSP技術宣布以來，近年市場上已經出現了各種不同類型的WLCSP。這種技術已經使用在移動電子設備中，比如用于移動電話的電源供給芯片，并且延伸到邏輯產品的應用中。

WLCSP技術分類

WLCSP主要有三種形式（圖1），即樹脂封裝類型（withEpoxyResinEncapsulation）、無樹脂封裝類型（w/oEpoxyResinEncapsulation）和玻璃類型（withglassType）。

樹脂封裝類型自從1998年面世以來，就成為最普遍的一種形式。它的結構類似于常規(guī)FBGA（FinePitchBallGridArray）塑膠封裝。由于表面環(huán)氧樹脂封裝了表層，它可以使用常規(guī)的回流焊工藝，貼放在印刷電路板（PCB）上。

無樹脂封裝類型又被稱作倒裝芯片類型。為了保護芯片表面和提高可靠性，芯片表面“生成”有一層薄的有機體或玻璃薄膜層。近年來，由于防潮性能提高，這種類型也已經采用在傳統(tǒng)的回流焊工藝中。

玻璃類型是指在芯片表面有玻璃的結構，它應用于CCD和C-MOS傳感器中。

WLCSP技術和工藝

在WLCSP中，傳統(tǒng)封裝中使用金線進行電路連接的方法被取而代之，而采用光刻和電鍍技術在晶圓上進行電路的刻印。以下流程是對已經完成前道工藝的晶圓進行WLCSP封裝的操作步驟，必要時需要重復這些步驟：

●隔離層流程(IsolationLayer)

●接觸孔流程(ContactHole)

●焊盤下金屬層流程(UBMLayer)

●為電鍍作準備的光刻流程(PhotolithographyforPlating)

●電鍍流程(Plating)

●阻擋層去除流程(ResistRomoval)

在上述電路刻印流程完成后，需要在表面再生成一層防護層，然后進行其它流程，包括終端成型(TerminalFormation)、打標（Marking）、電性能測試。在最后的工序中進行芯片分割，從而結束整個流程。最后的電性能測試可以在晶圓級進行，也可以在切割后進行。

電路刻印技術

WLCSP的電路生成使用了光刻和電鍍技術。2000年樹脂封裝類型的WLCSP開始大量生產時，線路圖形的線寬和間隙大約是50/50um。現在，精細刻印已經發(fā)展到約15/15um，而且5/5um級別的也已經在研發(fā)中。

精細的線路刻印能力直接關系到WLCSP的兩個特性——引腳數量和高性能。由于WLCSP在芯片表面形成終端連接，高的引腳數量意味著窄的終端寬度。

因為芯片的終端引線焊腳多是為常規(guī)的引線鍵合技術設計的，WLCSP的量產通常需要將周邊的鍵合襯墊進行再分布的流程（RedistributionProcess），即刻印流程（PatternProcess），線路生成在表面的區(qū)域陣列焊盤之間。線路和間隙的設計規(guī)則可由下列公式得出（圖2）：L/S=P/2/(2n+1)。