疊層封裝 (Package on Package, PoP）是指在個(gè)處于底部具有高集成度的邏輯封裝件上再疊加另一個(gè)與之相匹配的大容量存儲(chǔ)器封裝件，形成一個(gè)新的封裝整體。這種新的高密度封裝形式，主要應(yīng)用在智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、便攜式穿戴設(shè)備等多種消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。PoP 產(chǎn)品圖如下圖1所示，其基本結(jié)構(gòu)示意圖如下圖2所示。

POP 主要是針對(duì)移動(dòng)設(shè)備而發(fā)展起來的系統(tǒng)集成3D封裝，其結(jié)構(gòu)主要有如下特點(diǎn)。

(1）存儲(chǔ)器件和邏輯器件可自由組合，并可單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試或替換，保障了成品率。

(2）POP 在垂直方向上實(shí)現(xiàn)堆疊，節(jié)省占板面積，提高了系統(tǒng)封裝密度

(3）堆疊器件垂直互連取代了傳統(tǒng)二維封裝互連，可以實(shí)現(xiàn)邏輯器件和存儲(chǔ)器件之間更快的數(shù)據(jù)傳輸。隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了如下幾類主要的 POP 結(jié)構(gòu)。

（1）錫球連接 PoP：邏輯芯片擁有更多的I/0 端口，因而常采用倒裝互連(Flip Chip， FC)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行封裝，并以此作為底部組件。底部芯片采用毛細(xì)管底部填充工藝(Capillary Under Fill, CUF)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。

(2） MLP 連按PoP：為了發(fā)展較薄的PoP 封裝結(jié)構(gòu)，成型激光封裝（ MoldimgLaser Package, MLP）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，市場(chǎng)上也稱之為穿塑孔 (Through Mold Via,TMV)技術(shù)。其方法是，首先在底部芯片四周焊接錫球并直接塑封，然后采用激光穿孔方式使錫球露出，以便后續(xù)與上層元器件連按，如圖所示。

（3）折香形式 POP 和 BVA 連接PoP：為了滿足 PoP 產(chǎn)品尺寸薄、功能強(qiáng)、I/0數(shù)多等需求，采用柔性電路板連接各種封裝組件并進(jìn)行折疊形成 PoP結(jié)構(gòu)2，以及采用 BVA (Bond Via Array），技術(shù)1來提高產(chǎn)品性能、縮小引腳間距，如圖所示。

依上所述，POP 封裝體底部組件與頂部組件的連接方式主要有錫球連接(Attached with Solder Ball)、 MIP、柔性基板連接和 BVA。 MLP POP 封裝工藝流程如圖所示

PoP 關(guān)鍵技術(shù)如下所述。

（1） PoP 作為高度集成的 3D 封裝體，對(duì)于封裝及圓片的厚度有著更高的要求（低于 100um)。因而對(duì)減薄工藝提出了更高的要求，需嚴(yán)格控制并避免出現(xiàn)圓片破裂和芯片裂紋等問題，而且對(duì)于厚度薄于 100wm 的圓片進(jìn)行切割時(shí)，易造成芯片剝離藍(lán)膜。

（2）由于封裝集成度高，信號(hào)端口之間的間距更小 （小于 0.3mom)，所以對(duì)于植球工藝提出了更高的要求，需要更高精度的植球機(jī)，嚴(yán)格控制對(duì)推工藝精度。?

(3）POP 對(duì)于成品的厚度要求較高，需要將塑封控制在較薄的厚度范圍內(nèi)，因而必領(lǐng)通過實(shí)驗(yàn)選擇最佳的塑封材料，以及塑封和固化參數(shù)，以避免發(fā)生不完全塑封、塑封體內(nèi)的孔洞，以及塑封材料與圓片及基板之問分層等問題。

（4）作為目前應(yīng)用較為廣泛的 MLP-POP，塑封后的激光鉆孔尤為重要，因此需要控制好激光脈沖的能量、脈沖寬度、重復(fù)頻率、對(duì)位，從而控制好鉆孔的尺寸、形狀、位置等，更好地實(shí)現(xiàn)上、下封裝體的疊封，如圖所示。

(5） PoP作為高度集成的兩個(gè)封裝體的疊加，對(duì)于上、下封裝體的翹曲有著較高的要求，應(yīng)盡量使上、下封裝體具有相同的翹曲方向，從而實(shí)現(xiàn)疊加上的一致性。對(duì)于封裝體翹曲過大的情況，需要更好地控制香加時(shí)的錫膏量。進(jìn)行新產(chǎn)品評(píng)估時(shí)，需要專門評(píng)估分析上、下封裝體的翹曲數(shù)據(jù)。

審核編輯：湯梓紅