元器件堆叠封装与组装的结构

文章摘要：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2～8层）。 STMICRO声称，诲今厚度到40μm的芯片可以从2个堆叠到8个（SRAM，Hash和DRAM），40μm的芯片堆叠8个总 厚度为1.6 mm，堆叠两个厚度为0.8 mm。如图1所示。图1 元器件内芯片的堆叠堆叠元器件（Amkor PoP）典型结构如图2所示：·底部PSvfBGA（Package Stackable very thin fine pitch BGA）；·顶部Stacked CSP（FBGA， Fine pitch BGA）。图2 堆叠元器件实行结构图1. 底部 PSvfBGA（

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　　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2～8层）。 STMICRO声称，诲今厚度到40μm的芯片可以从2个堆叠到8个（SRAM，Hash和DRAM），40μm的芯片堆叠8个总 厚度为1.6 mm，堆叠两个厚度为0.8 mm。如图1所示。

图1 元器件内芯片的堆叠

　　堆叠元器件（Amkor PoP）典型结构如图2所示：

　　·底部PSvfBGA（Package Stackable very thin fine pitch BGA）；

　　·顶部Stacked CSP（FBGA， Fine pitch BGA）。

图2 堆叠元器件实行结构图

　　1. 底部 PSvfBGA（Package stackab丨e very thin fine pitch BGA）结构（如图3所示）

　　·外形尺寸：10～15 mm；

　　·中间焊盘间距：0.65 mm，底部焊球间距：0.5 mm（0.4mm）；

　　·基板：FR－5；

　　·焊球材料：63Sn37Pb/Pb－free。

图3 底部PSvfBGA结构

　　2．顶部scsP结构（如图4和图5所示）

　　·外形尺寸：4～21 mm；

　　·底部球间距：0.4～0.8 mm；

　　· 基板： Polyimide；

　　·焊球材料：63 Sn37Pb／Pb－free；

　　·球径：0.25～0.46 mm。

图4 顶部scsP结构图（1）

图5 顶部SCSP结构图（2）

　　3．底部元件和顶部元件组装后的空间关系（如图6所示）

　　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，那么就会有应力的存在 ，而这对于可靠性和装配良率来讲是致命的影响。PoP组装后的空间关系如图6所示。概括起来，其空间关系 有以下几点需要我们关注：

　　·底部器件的模塑高度（0.27～0.35 mm）；

　　·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fl；

　　·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。

图6 PoP组装后空间关系

　　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，以下是都需要加以关注的方面：

　　·焊盘的设计；

　　·阻焊膜窗口尺寸及位置公差；

　　·焊球尺寸公差；

　　·焊球高度差异；

　　·蘸取的助焊剂或锡膏的量：

　　·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。

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