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。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為有塑封的支撐和間隔可以使用更細的互連間距。為進一步薄化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。原來標準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的設(shè)計，材料，生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題和挑戰(zhàn)，我們設(shè)計并實際組裝了一組超薄TMV試驗樣品，見圖7。表 1 中所列為試驗設(shè)計參數(shù)。芯片厚度為60181。m。分別使用了兩種基板設(shè)計：。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試驗樣品 表 1. 超薄穿塑孔TMV試驗設(shè)計參數(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，當芯片為5mm時翹曲方向是凸形正90 181。m（正值）， 181。m（負值）。（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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