本文介绍，倒装芯片与晶圆级CSP(WL-CSP)清楚地界定了顾客和制造商的利益。

　　晶圆级再分配技术原本是要作为一个从周围接合焊盘到面积排列的转换或物理再分布，以使倒装芯片技术简易化。现在它的含义正变得越来越多。虽然对这些项目如CSP的定义已经形成，对这些封装技术的子范畴已经产生，但是对WL-CSP的定义还多少有些不清楚。

　　甚至从那些进行晶圆再分布和植球的公司的观点，倒装芯片和WL-CSP之间的区别也可能是微妙的，因此，对于顾客的利益定义这两个概念是重要的。

定义倒装芯片和WL-CSP

　　倒装芯片(flip chip)定义为可能或者可能不进行再分布的晶圆，它含有密间距的锡球，球的直径是有限的。通常，锡球小于150µm，球的间距小于350µm。

　　WL-CSP定义为可能要求再分布的晶圆，含有较大的锡球间距和较大的锡球直径。一般，锡球尺寸大于200µm，锡球间距大于400µm。(图一)

图一、一系列现有的CSP服务，包括电镀CSP(球的高度小于200µm, 与SMT兼容)、
置球CSP(球的高度大于200µm, 与SMT兼容，设计避免底部充胶，现在有无铅和
低α的)和单障板CSP(最经济的CSP，现有的设计结构有限)

另外，WL-CSP具有：
• 成本的竞争性，是一种可用于元件的成本最低的替代封装
• 对潮湿不敏感
• 在电路板的装配运作中是可以返工的
• 与所有现有的SMT工艺和清洗工艺是兼容的
• 与现有的集成电路芯片设计和现在生产的晶圆布局是兼容的
• 已证明对应用是可靠的
• 对多数应用不需要底部充胶
• 可以保护芯片不受来自焊锡的α粒子的放射
• 能够保护电路板的客户不受IC制造商的芯片逐步改变和缩小的影响

　　现有三种形式的WL-CSP：单障板(single mask)WL-CSP、电镀(electroplated)WL-CSP和置球(ball placement)WL-CSP。前面的两种形式使用相同的制造工艺来生产倒装芯片和WL-CSP。很简单，就是锡球的间距和锡球的尺寸把这些产品区分为倒装芯片或者WL-CSP。

电镀(Electroplating)

　　用于为WL-CSP产生大的锡球的一个主要技术就是电镀。对于所形成的结构的最大尺寸有一些限制。电镀方法使用一种可感光的模板，来形成电镀障板或模板。使用覆盖电镀(overplating)方法，可以形成蘑菇状锡球结构，再回流之后形成达到200µm的锡球。用这个方法可以形成甚至更大的结构，但是会有一个与设备使用有关的可制造性问题，并且周期时间也值得考虑。在这个时候，通过置球WL-CSP放置锡球来形成锡球是效率更高的方法。

再分布(Redistribution)

　　再分布的金属化可以从铝和铜中得到。因为铜的连接是先进的晶圆制造和IC设计的首选技术路线，因此人们开发出多层铜(MLCU)再分布的生产^*。用于MLCU的绝缘材料是Dow公司的Bisbenzocyclobutene(BCB)，商品名称是"Cyclcotene"。

　　BCB的显著特性包括较低的电介质常数、较低的吸潮性、较低的固化温度、高度的平面化、较低的离子水平、高度的光学清澈性、良好的温度稳定性和杰出的抗化学性。

　　将MLCU用于形成一种底部锡球合金(UBM, under bump metallurgy)结构的再分布迹线，是大多数先进WL-CSP供应的基础。在置球WL-CSP的情况中，使用一种适合于传统锡球助焊剂和放置技术的UBM结构，形成一个焊锡可湿润的端子。该技术允许球尺寸和焊锡成分的灵活性，包括无铅合金。顾客的应用与可靠性要求可以容易地用这个方法解决。在允许大间距要求的地方，锡球的尺寸可以做得较大，以增加连接的离板高度，因此提高可靠性(图二)。

图二、倒装芯片的超细50µm(左)和标准或典型250µm(右)间距锡球的比较

结论

　　倒装芯片和WL-CSP技术可能在工艺和制造上是非常相似的。关键目标是要提供可靠的连接和封装技术，满足顾客的要求。必要的是，该技术和晶圆植球供应商的制造能力要形成一个广泛的、可延伸的产品供应，满足这些需求。倒装芯片和WL-CSP是迅速成长的技术，它满足广泛应用的更小、更快和更便宜的方案的要求。

* Unitive Advanced Semiconductor Packaging.

　　Bob Lanzone, VP marketing, may be contacted at Unitive Advanced Semiconductor Packaging, 4512 S. Miami Blvd., Suite 120, Research Triangle Park, NC 27709-4584; (919) 941-0606; Fax: (919) 941-5097; E-mail: rlanzone@unitive.com.  

(Aaron 11/05/2001)