當前PoP的趨勢和進步

 當前的趨勢是朝向更小化和更高密度的PoP發(fā)展，封裝到封裝的互連間距有0.5mm，這類封裝要求再回流時翹曲低至50μm，這類封裝也將會使底部PoP的底部上的焊球間距轉移到0.4mm，由于高引腳數和受限的封裝面積（目標一般是12×12 mm或更小的封裝尺寸），需要在室溫下滿足共面規(guī)范，再回流時滿足在焊料熔點溫度以上的苛刻的翹曲規(guī)范。在表面組裝一側，為使微細球間距的PoP組裝和再回流同時發(fā)生，正在引入改進的表面組裝工藝。當今典型的表面組裝工藝包括在PCB上印刷焊膏、放置底部PoP、在熔劑內電鍍頂部PoP焊球、在底部PoP上放置頂部PoP、在清潔干燥的空氣中通過熔爐再回流將其熔化。引入的新型工藝包含了在焊劑或焊料糊中熔化頂部封裝焊球，可以提高再回流過程中頂部到底部的封裝互連的魯棒性。

改進表面組裝和PoP組裝的工藝和材料是必要的，因為工業(yè)開始進行下一代PoP器件的大量生產。當今，生產的大多數底部封裝可以調節(jié)鍵合線的互連。然而，倒裝芯片仍然在滿足12×12mm或更小尺寸要求的同時，一般還可適用于下一代封裝的更高密度和性能要求（圖3）。因此，大部分在印刷版上的底部PoP邏輯器件都是倒裝芯片器件。倒裝芯片的另一個優(yōu)勢是器件的組裝高度小于模塑密封鍵合線器件的高度。倒裝芯片器件無需進行模塑密封，這就降低了加工成本。然而，不采用模塑密封材料，不需要底部填充倒裝芯片器件，這會為控制封裝的翹曲帶來很大的挑戰(zhàn)。

控制封裝翹曲 

為控制封裝翹曲，稍厚的基板和新型封裝材料需要進行檢測。為滿足最大為0.22mm（JEDEC機械規(guī)范）的組裝高度，可以減薄倒裝芯片，可允許在頂部組裝0.5mm間距的頂部PoP。其他底部PoP的變化也正在進行開發(fā)，可有助于控制封裝翹曲，允許采用更厚的裸片。目前開發(fā)的底部封裝中，中心處采用模塑密封化合物的倒裝芯片，或者將模塑化合物擴展到封裝邊緣處。這些封裝一般在頂部四周處（焊盤上的焊料或其他方案）有內建的互連通孔，有助于與頂部PoP“橋接縫隙”。這種“橋接”方案也正在被含有兩個裸片疊層的底部封裝所采用。某些先進的下一代PoP要求邏輯器件和邏輯器件或者邏輯器件和模擬器件疊層在一起。這類疊層中的底部裸片是倒裝芯片或者是鍵合線，但頂部裸片總是采用引線鍵合。因此，必須要求模塑封裝，除非頂部PoP采用0.65 mm的焊球間距，“橋接”方案是必須的。

降低高度 

當今，降低疊層高度是PoP所面臨的最困難的挑戰(zhàn)之一。目前，PoP一般是手機中的數字部分或PCB側面最厚的封裝。雖然其它的封裝，包括裸片疊層封裝，其封裝高度最大為1.2mm，或者更低，而PoP疊層正努力滿足最大高度為1.4mm。早期PoP疊層的最大高度在1.8mm附近，現(xiàn)在PoP疊層最大高度范圍在1.6mm內。降低疊層高度的難度在于減少器件組裝的高度，或者底部封裝之間密封模塑所要求的間隙。如前面討論所說，降低厚度可產生更高的翹曲?？梢越档晚敳縋oP，但是在大量生產中頂部PoP都采用最薄的基板和裸片厚度（基板厚度0.13 mm，裸片厚度60至75μm）。進一步降低要求更加薄的基板、裸片粘接材料（裸片粘接薄膜），需要裸片厚度60μm以下。這些材料的供應成本通常是額外的費用，生產中這些更薄材料和器件的處理都是有疑問的。

在 過 去 幾 年內，新型PoP解 決 方 案 已被 引 進 ， 在滿 足 最 高 高度1.4 mm的要求同時，可在頂部PoP內疊層兩個存儲器件。將來，這類PoP疊層將采用非常薄的存儲裸片和更加先進的超薄封裝材料，能夠滿足最高高度為1.2 mm。 

PoP的未來

新型PoP及其變化正在冉冉升起，可以解決目前傳統(tǒng)PoP的一些弱點。例如，隨著封裝變得越來越薄，焊球間距越來越小，一種控制PoP翹曲挑戰(zhàn)的解決方式是在組裝到PCB上之前將頂部和底部封裝組裝到一起。雖然這削弱了PoP在靈活性上的優(yōu)點，但是在基板組裝前進行“預疊層”是一項相對簡單的工藝，再回流過程中比較容易控制——再回流中PCB自身的翹曲。對預疊層PoP進行測試，可確保它是良好的，并且能夠展現(xiàn)出比單獨的頂部或底部PoP更低的翹曲，因此制造PoP類似于在PCB上組裝一個更加傳統(tǒng)的窄間距BGA。預疊層PoP非常吸引那些現(xiàn)在能為終端客戶提供低端邏輯器件和頂部存儲器件的器件制造商。這種選擇吸引的不是那些經營移動手持設備的終端客戶，而是期待為自己的產品采用PoP的客戶。

隨著底部PoP的處理器性能和容量持續(xù)增高，裸片的面積越來越大，即使晶圓工藝尺寸從90 nm縮減到65 nm甚至以下，這些都造成很難在12×12mm或更小的封裝體內安置器件，而這正是目前所需要的。扇入PoP解決方案（底部PoP的頂部表面上的焊盤不在四周，而在中心）已經開始研發(fā)，為獲得更小、更高密度的PoP器件以及更大的裸片與封裝比率（圖4）。扇入PoP也能夠達到一個更小的、更大成本效益的中間BGA頂部PoP。因為模塑密封或者封裝頂部的表面可擴展到封裝邊緣，已經證明，這類封裝比傳統(tǒng)PoP解決方案的翹曲更小。扇入PoP的另一優(yōu)點是在頂部疊層封裝上能夠容納更高數目的互連。這無需增大封裝體即可獲得，因為頂部中心互連陣列間距為0.5 mm，甚至0.4 mm。這允許處理器到處理器封裝疊層或者處理器到高引腳數的存儲器接口，這是手機制造商的關鍵技術。在某種意義上講，類似扇入PoP的PoP變化正在擔負基板內嵌入元件的任務，而扇出晶圓級封裝方法則將目標致力于填補未來。

PoP封裝 

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