硬干货！深度剖析全球先进的集成电路CSP封装基板

电巢直播

CSP封装及演进

   芯片封装是半导体产业中的一个重要环节，它是芯片与外界信号互连的通道，同时对裸芯片起到固定、密封、散热、保护等多种功能。

  CSP封装（Chip Scale Package）指芯片级封装，其封装尺寸和芯片核心尺寸基本相同，一般芯片面积与封装面积的比例约在1:1.2以内。CSP封装广泛应用于手机等消费电子的AP处理器，以及存储器芯片、射频模组等。

•   这些芯片或模组逐步向多功能低功耗演进，同时尺寸向轻、薄、短、小方向发展，要求封装IO密度和高速高频性能提升的同时，依然保持轻薄的特性。导致CSP封装结构，芯片组装方式从WB打线，向FC倒装芯片或混装方式演进；单芯片封装也逐步向多芯片，甚至堆叠方式演进。按照组装方式，业界常把CSP封装分成WBCSP和FCCSP两大类。
  

CSP封装分类

CSP基板的技术趋势   

    CSP基板做为CSP封装的重要载体，承载着信号互连、机械支撑、以及底部散热的功能。

   对应前文所述的CSP封装主流应用领域，CSP基板有两个主流演进方向。其中存储器和应用处理器，为支持更多的IO接口同时缩小封装尺寸，FCCSP基板需要持续减薄同时增加线路密度，这样需求更薄的基板和更精细的线路制程。射频模组，为获取更好的信号和集成性能，基板层数持续提升，同时高频材料的应用越来越广泛。

4 Y. X+ \& ~; d" h0 l+ A. m0 W1 d

CSP基板演进方向

CSP基板关键工艺挑战

   概括起来，CSP基板有四大关键工艺挑战：超薄、精细线路、多层数，同时需要自动化生产来保障其质量稳定性。除此之外，微孔、高频高速高稳定的板材、多种表面处理、阻焊，也是CSP基板的关键技术。

( N" q/ _  E$ P3 i% g" Q" @; l2 z  @. h

CSP基板关键技术

精细线路工艺

    CSP基板精细线路的实现路径，主要包括Tenting-减成法、MSAP-改良半加成法、ETS-埋线路三种制程。这三种制程的可实现的线路精细度不同，同时由于复杂度不同带来的成本不同。其中，ETS属于Coreless无芯基板制程，但制作的线路最精细。

    兴森同时具备这三种工艺能力，以匹配不同客户从L/S 50/50~10/10μm各类产品需求。引进高解析度全自动LDI曝光机、垂直非接触式MSAP显影线等先进设备，ETS最小线宽/线距可做到10/10um。具体工艺流程介绍，可下载电巢App，观看《兴森大求真——多品种CSP封装基板》直播回放。

0 X! F0 m( U8 x
0 C- r# M4 w  V4 [
3 }7 S+ D' f' o3 r

ETS制程示意图

超薄板    超薄板是存储芯片、可穿戴设备的重要需求。兴森科技具备最薄芯板0.035mm、无芯基板总厚70-90μm的加工能力。这需要工厂全线设备在设计上都具备对应能力。对于无芯基板，如图4，制造过程中会使用一种叫Detach Core的支撑层材料。分离这层材料时，兴森采用了自动分离机，分离速度快，精度高，可极大降低传统手动分离导致的基板破损，折痕，翘曲等问题。多层

    CSP基板2-4层就能满足大多数要求，但是射频模块等产品高频信号、高集成，对基板层数也有更高要求，这在芯板很薄的前提下，挑战很大。兴森拥有成熟的层间对位和涨缩控制系统，高度自动化的叠合-压合流程设备，可实现最高10层的CSP封装基板量产。

射频SiP模块示意图

多种表面处理

    应对不同的应用场景，有不同的表面处理要求，为此，兴森配备了完整的五种表面处理线体。

8 f; P% r8 J, q% [1 S* l自动化

    上述薄板精细线路和多层都是CSP封装基板的关键技术挑战，唯有高度自动化的产线，才能实现稳定高效的连续生产，保障产品高品质和快速交付。

兴森全线重要设备如水平线、垂直线、曝光机、滚涂线等采用自动上下料设计。对于多工序离线生产的设备做连线设计，例如全自动定制化连线层压工序，可减少50%以上人力，生产效率提高一倍以上。对于单机手动作业的设备，兴森也进行了自动化升级，例如，等离子工序采用一体式集成化自动生产设计，从进料至出料实现一键式生产，可自动调取生产程序，并关联基板-夹具-腔体信息，实现参数防呆和生产过程信息追溯。

未来，将计划推进机械钻孔自动化、终检VRS自动化，AI 与AOI/AVI技术融合，完善defect mapping缺陷追溯系统，导入CIM系统，实现设备加工、产品追溯、品质追溯自动化，提高工厂数字化水平，向信息化迈进。

兴森CSP基板十年历程     

    十年路：2023年是兴森科技三十周年庆，同时也是迈入自主研发封装基板之路的第十一年。多年努力，获得头部客户的一致选择，合作的客户包括全球领先的IDM大厂，以及全球TOP10的多家封测代工厂。兴森科技作为内资封装基板的领先厂商之一，正服务全球存储芯片TOP5中的三家企业，以及中国大陆芯片设计TOP10中的六家企业。   

+ C: J; _1 `% t7 T  u( I

兴森科技CSP基板十年历程

多品种：兴森科技CSP基板覆盖存储器、AP主控制器、射频模组、汽车产品四大产品线。存储器薄板兴森行业领先；AP主控制器精细线路兴森国内领先；射频和汽车CSP基板，兴森以稳定的品质和快速的交付获得客户一致好评。持续创新：为保持技术水平领先，兴森科技持续加大研发投入，推动技术进步。 目前超薄板技术达到行业领先水平，精细线路技术逐步缩小与行业先进友商的差距。
; ^8 @5 v8 X+ O  i, w
" T) E" @( o  J! h6 M1 A
4 X- w! B3 H5 {, H总结

    本期《兴森大求真》介绍了兴森科技“多品种CSP封装基板”。CSP封装向轻薄短小方向发展，给CSP基板提出了精细线路、超薄板、多层的挑战，同时需要自动化生产确保产品一致性和稳定性。

    面对大陆本土基板供应稀缺的现状，为更好配合客户技术迭代，兴森科技持续在封装基板领域扩大投资，引进先进人才和技术。“用芯连接数字世界”！

" s2 a% j6 Z& z5 {% u
关于电巢

    电巢是电子工程师的孵化巢，拥有200万知识库，200+专家资源，共享实验室平台，2000+合作企业，旗下工程师社区（EDA365.com）是上百万电子人信赖的技术交流和能力提升的平台, 电巢 服务于有创新有追求的工程师和积极寻求成长并坚信人才是核心竞争力的企业。

ESCAPE

兴森科技是PCB行业的龙头，质量，技术领先。

qinhappy

10/10um还是很厉害。