CSP封装技术简介

新一代CSP封装技术概述摄像头模组基本上属于半导体芯片封装行业，在这个行业里，新技术总是不断涌现，其结果，一是全新的应用和相应的技术(例如MEMS(MicroElectro-MechanicalSystem),这意味着没有竞争和成本压力，利润是很可观的；二是新的封装技术应用于现有的市场,目的是降低成本,但不改变市场的游戏规则和次序,虽然封装厂有一定的利润可以赚,其取代现有技术的过程会很长；第三类可称作是“颠覆性的”,它也是新的封装技术应用于现有的市场,它不但降低成本,也提高了功能,从而改变了市场的游戏规则和次序,它占有市场的方式将会是“突飞猛进”,它为后来的Player提供了挑战现有市场次序、迅速崛起的良机。摄像头模组的封装还处于成长阶段,新的技术和应用不断涌现,其利润相对于其他芯片的封装仍然是可观的。现有的封装技术主要是CSP(ChipScalePackaging)、COB(ChipOnBoard)和COF(ChipOnFlex),其中CSP占据最大市场份额，这是因为在五年前，CSP就是一种具有颠覆性的新技术，它的实质在于将最关键的灰尘控制和BGA“植球”做成模组的“半成品”,从而使后道的成品工艺简化成SMT制程,尽管当前的CSP工艺要求降低每个晶圆的芯片总数(10%-15%)，OV看到了它巨大的商业模式的优势，抢先注资到CSP加工厂，占领市场“制高点”，形成了今天的格局，并且OVCSP的市场份额还在不断扩大。而COB/COF则由于传统技术的原因，有很多大封装厂历史上一直和Motorola、Samsung、Nokia等大客户合作，得以在一开始占据主要市场份额，它们主要是Foxconn、SEMCO(SamsungsDivision)和STMicro，以及一些日本大公司。1.1 什么是新一代CSPCSP是ChipScalePackaging的缩写，它实质上是晶圆厂wafer工艺的延伸，拿到晶圆后，先不切割成单片芯片，而是整体作封装处理。相对于传统的“先切割成单芯片,再打线”的封装工艺，这本身就是一场“革命”。在imagingsensor这一块的具体做法就是先给晶圆的正面盖上一片玻璃，然后在晶圆的背面植球（焊点）后再切割成一个个芯片（如下图）。uuiiiiinmiSMFSolderBumpFig.1这里是一个用老工艺制作的CSP芯片，它有两个缺点：一是BGAball的连线是从芯片的边沿绕到上面的Pad（连接点，externallead），这就导致芯片和芯片之间的间距从普通的80um加大到240um,这样每片晶圆的VGA芯片数量下降10%;一是其制造工艺相对复杂，请注意上面CSP芯片的顶部和底部都有玻璃，而每片玻璃的成本是$30USD左右。第一代CSP技术简称“OC,它要求对晶圆作特殊处理，即加宽芯片之间的距离，从而减少单位面积的芯片数，而且制造工艺相对复杂（见Fig.1）。新一代的CSP技术简称uRT，它不是“从芯片的边沿绕线到上面的Pad（连接点）”而是在正面盖好玻璃、把芯片磨薄之后，再在Pad的正下方用激光“打洞”，形成“连接点”（见下图Fig.2）。它的工艺也相对简单，它的底部没有玻璃，材料成本也相对老的CSP较低。incidentlightneapsLiMvitSolderBumpT-Contactc1ndFig.2这是新一代的CSP技术封装的CSP芯片由于不需要“绕线”，现有的芯片间距为80um的COB/COF芯片即可用来做CSP封装，而且由于工艺相对老CSP的简单，材料成本和工艺流程成本都小30%。1.2新的CSP工艺流程新一代CSP的工艺流程如下：CavityformationGlassbondingSiliconthinningPlasmastressreliefStencilmaskLaserdrillingAlsputteringLeadLithographyPlatingLeadEncapsulationBGALaserMarkingDiceEOLInspectionCavityformation-首先在wafer正面的每一颗芯片上和芯“筑墙”，这是为了在“墙上”搭玻璃，以便玻璃不直接片感光表面接触，形成玻璃和感光表面之间的“空腔”Glassbonding-在晶圆表面盖玻璃，这是为了保护感光表面在后序工艺处理时不会受到污染。Siliconthinning-将晶圆磨薄到100um，以便激光钻孔至U表面的bondingpad。Laserdrilling-激光钻孔，为了把芯片背面的BGA焊球连到芯片正面的bondingpad上。1.2.5 Alsputtering-金属铝溅射，形成导电层。1.2.6 LeadLithography、Plating-连接点光刻、镀金。1.2.7 BGA-植焊球。1.2.8 Dice-晶圆切割成一个个芯片。该技术和一般传统意义上的芯片圭寸装有很大的不同，它更像是晶圆厂的profiledSiliconEtching“延伸”，其工艺也和晶圆处理工艺类似，有光刻、刻蚀、金属溅射等CavityFormationonGlassSiliconTliinningLithographyBGA口$利亡APrinting圧R甲IchtfCSP生产中电镀工艺的特点和要求作为CSP多道工艺的一部分，下图显示了电镀的设备和过程。它的特点是能够处理半导体晶圆，在无尘室里工作的，没有污染物的排放!System西钛微电子为什么要求自行处理电镀工艺步骤3.1CSP是国家鼓励的高科技新技术3.2 2007年12月国家公布实施的外商投资产业指导目录（2007年修订）中第二十一条：“通信设备、计算机及其他电子设备制造业”第6目明确指出，“CSP等先进封装与测试”属于国家鼓励类投资项目；电镀是CSP技术不可或缺的一道工艺；CSP电镀工艺要求处理晶圆的特殊设备，而该设备昆山周遭的电镀厂没有；CSP电镀工艺施行零排放，目前在以色列首都和欧洲均有产线；西钛微电子是负责的，有能力处理好电镀对环境的影响问题作为一个投资总额超过5000万美元的项目，我们是负责的，我们有能力处理好环境的问题