新一代層疊封裝(pop)的發(fā)展趨勢(編輯修改稿)
2025-07-20 21:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。首先，它可以通過塑封材料降低封裝翹曲，可以使用更高的芯片/封裝尺寸比，這就使得更大芯片的封裝成為可能。其次，上下層封裝互連的焊錫球因?yàn)橛兴芊獾闹魏烷g隔可以使用更細(xì)的互連間距。為進(jìn)一步薄化TMV塑封層，現(xiàn)在又出現(xiàn)了裸芯的TMV(Exposeddie TMV) ，即把塑封層高度設(shè)計(jì)成與芯片平齊，使芯片頂部裸露。這樣整個封裝的高度可以進(jìn)一步降低，但翹曲相對也會增加一些。（1） 傳統(tǒng)POP：PSvfBGA（2） 裸芯倒裝POP：PSfcCSP（3） 穿塑孔:TMV（Through Mold Via）（4） 裸芯穿塑孔: Exposeddie TMV圖 5. 層疊封裝（PoP）技術(shù)的發(fā)展為降低封裝翹曲，各種新的材料也不斷出現(xiàn)，主要表現(xiàn)在材料特性的改善上。圖6顯示了基板核（Core）以及塑封（EMC）的熱膨脹系數(shù)（CTE）的發(fā)展趨勢。在基板方面，熱膨脹系數(shù)低的基板核有利于降低大芯片封裝翹曲，因此新的基板核材料的熱膨脹系數(shù)在不斷降低。原來標(biāo)準(zhǔn)的基板核熱膨脹系數(shù)一般在15~17ppm左右，然后出現(xiàn)了CTE在9~12ppm之間的低CTE基板核，現(xiàn)在CTE在5~7ppm間的超低基板核也已相當(dāng)普及，最新一代的已接近2~4ppm。與此同時，塑封材料的CTE特性則不斷升高，各種高CTE的塑封材料也層出不窮，常溫下的CTE值已從原有的10ppm左右升至20~30ppm之間。這些新材料的研發(fā)極大地幫助改善了因薄化而產(chǎn)生的翹曲問題。圖 6. 封裝材料熱膨脹系數(shù)CTE的發(fā)展趨勢3 超薄穿塑孔TMV試驗(yàn)樣品為了探索封裝超薄化后可能出現(xiàn)的翹曲情況，以及超薄所帶來的相應(yīng)的設(shè)計(jì)，材料，生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題和挑戰(zhàn)，我們設(shè)計(jì)并實(shí)際組裝了一組超薄TMV試驗(yàn)樣品，見圖7。表 1 中所列為試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)。芯片厚度為60181。m。分別使用了兩種基板設(shè)計(jì)：。整個封裝大小尺寸為12mm。為了研究不同芯片大小尺寸對翹曲的影響，我們使用了三種從小到大的芯片尺寸，分別為5mm。在材料使用上，采用了一種超低CTE的基板和一種高CTE的塑封組合。圖 7. 超薄穿塑孔TMV試驗(yàn)樣品 表 1. 超薄穿塑孔TMV試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)4 不同芯片尺寸下的封裝翹曲。這些翹曲數(shù)值是通過莫爾條紋投影儀（shadow moir233。) 測量的平均值。根據(jù)業(yè)界慣例，正值翹曲表示翹曲為凸形，而負(fù)值翹曲表示翹曲為凹形，如圖中所示。圖 8. 圖 9. 從圖中數(shù)據(jù)我們可以得出一些很重要的結(jié)論：（1） 封裝超薄化后，翹曲對芯片大小非常敏感。不同尺寸的芯片封裝后翹曲相差非常大，甚至翹曲的方向都會改變，例如圖8中在回流溫度260C時的翹曲，當(dāng)芯片為5mm時翹曲方向是凸形正90 181。m（正值）， 181。m（負(fù)值）。（2） 對于大芯片()，超薄化后的封裝翹曲非常大，超過了一般要求的翹曲水平（100 181。m以下）。所以，大芯片超薄封裝的翹曲極具挑
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