PoP叠层封装工艺

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PoP(Package on Package)堆叠装配技术的出现更加模糊了一级封装与二级装配之间的界线，在大大提高逻辑运算功能和存储空间的同时，也为终端用户提供了自由选择器件组合的可能，生产成本也得以更有效的控制。对于3G手机PoP无疑是一个值得考虑的优选方案。勿庸置否，随着小型化高密度封装的出现，对高速与高精度装配的要求变得更加关键。相关的组装设备和工艺也更具先进性与高灵活性。元器件堆叠装配（Package on Package）技术必须经受这一新的挑战。
: a1 O8 u- E% Q2 N9 N# L封装结构
元器件内芯片的堆叠大部分是采用金线键合的方式( Wire Bonding), 堆叠层数可以从2 层到8 层。STMICRO 声称迄今厚度达40 微米的芯片可以从两个堆叠到八个(SRAM, flash, DRAM)，40 微米的芯片堆叠8 个总厚度为1.6mm，堆叠两个厚度为0.8mm。
器件内置器件(PiP, Package in Package), 封装内芯片通过金线键合堆叠到基板上,同样的堆叠通过金线再将两个堆叠之间的基板键合,然后整个封装成一个元件便是PiP(器件内置器件)。PiP 封装的外形高度较低，可以采用标准的SMT 电路板装配工艺，单个器件的装配成本较低。 但由于在封装之前单个芯片不可以单独测试，所以总成本会高(封装良率问题)，而且事先需要确定存储器结构，器件只能由设计服务公司决定，没有终端使用者选择的自由。
元件堆叠装配(PoP, Package on Package), 在底部元器件上面再放置元器件，逻辑+存储通常为2到4 层，存储型PoP 可达8 层。 外形高度会稍微高些，但是装配前各个器件可以单独测试，保障了更高的良品率，总的堆叠装配成本可降至最低。 器件的组合可以由终端使用者自由选择， 对于3G 移动电话，数码相机等这是优选装配方案。
1 d' p! U5 ^4 L各种堆叠封装工艺成本比较
+ S! {6 z* K, \) a3 ^电路板装配层次的 PoP
Amkor PoP 典型结构
底部PSvfBGA(Package Stackable very thin fine pitch BGA)
顶部Stacked CSP(FBGA, fine pitch BGA)
; {7 [/ r" H7 e0 {* q6 ~2 e9 m; ?底部PSvfBGA 结构
. N) L. M' V5 P  {; ]. _. ~外形尺寸10-15mm
中间焊盘间距0.65mm，底部
0 ]9 j0 y  \" R 焊球间距0.5mm(0.4mm)
% m4 j0 b3 w/ ]5 g* L基板FR-5
焊球材料 63Sn37Pb/Pb-free
9 Z1 o" z7 K6 z9 p# u3 Z顶部SCSP 结构
% X1 X* g) ]' p' y0 x2 v 外形尺寸4-21mm
; E! p0 Y( ^5 p8 c7 t" _/ R底部球间距0.4-0.8mm
基板Polyimide
6 l6 m- c9 V! }$ e3 R; s- h" { 焊球材料 63Sn37Pb/Pb-free
球径0.25-0.46mm
( \8 x$ `6 i, u* F底部元件和顶部元件组装后的空间关系
PoP 装配的重点是需要控制元器件之间的空间关系，如果它们之间没有适当的间隙的话，那么会有应力的存在，而这对于可靠性和装配良率来讲是致命的影响。概括起来其空间关系有以下这些需要我们关注：
+ R: E% a9 ^8 o 底部器件的模塑高度(0.27-0.35mm)
顶部器件回流前焊球的高度与间距e1
回流前，顶部器件底面和底部元件顶面的间隙f1
顶部器件回流后焊球的高度与间距e2
回流后，顶部器件底面和底部元件顶面的间隙f2
+ B3 d# L) a' M* O8 M( d7 h而影响其空间关系的因素除了基板和元器件设计方面，还有基板制造工艺，元件封装工艺以及SMT 装配工艺，以下都 需要加以关注的方面:
焊盘的设计
阻焊膜窗口
焊球尺寸
焊球高度差异
, W( x  a, V: Z1 B2 s 蘸取的助焊剂或锡膏的量
' r$ v9 ~: w0 X+ F1 t; k1 T) h 贴装的精度
回流环境和温度
元器件和基板的翘曲变形
底部器件模塑厚度
& w6 T" i7 d# [& `: m- B% b: W
3 T5 Y  z+ ?: fSMT工艺流程
3 U/ V7 M/ s1 M7 [1 N) T* F典型的SMT 工艺流程:
1. 非PoP 面元件组装(印刷、贴片、回流和检查)
1 l/ R. X, x9 D/ }1 g2. PoP 面锡膏印刷
, h# {& j& C, {0 Q/ B' b& E3. 底部元件和其它器件贴装
4 @  r" Z4 s6 [6 O' N3 i$ ~6 ?  _" U; Y4. 顶部元件蘸取助焊剂或锡膏
  m9 r! \) t0 M4 f5. 顶部元件贴装
6 L/ }$ X1 v4 P9 V; ~+ T6. 回流焊接及检测
顶层CSP 元件这时需要特殊工艺来装配了，由于锡膏印刷已经不可能，除非使用特殊印刷钢网(多余设备和成本,工艺复杂), 将顶层元件浸蘸助焊剂或锡膏后以低压力放置在底部CSP 上。

weqewq

有时候会有内接电容吗？