POP封裝在未來的發(fā)展趨勢(shì)與PoP堆疊芯片清洗介紹

POP（Package on Package）堆疊封裝是一種將多個(gè)集成電路（IC）封裝在一起的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)更小、更輕、更薄的電子設(shè)備。在POP封裝中，一個(gè)封裝（通常是一個(gè)存儲(chǔ)器芯片）被堆疊在另一個(gè)封裝（通常是應(yīng)用處理器）之上，通過焊球連接。這種技術(shù)可以提高電路板空間利用率，降低設(shè)備的整體尺寸和重量，并提高性能。

一、POP封裝的優(yōu)點(diǎn)包括：

1. 小型化：通過堆疊多個(gè)封裝，可以在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的功能。

2. 高度集成：可以將多種功能的芯片集成在一個(gè)封裝內(nèi)，簡化電路設(shè)計(jì)。

3. 提高性能：堆疊封裝可以縮短信號(hào)傳輸距離，從而提高數(shù)據(jù)傳輸速度和系統(tǒng)性能。

4. 節(jié)省成本：通過減少電路板空間需求，可以降低材料成本和生產(chǎn)成本。

然而，POP封裝也存在一些挑戰(zhàn)，如散熱問題、可靠性問題和制造難度等。因此，在選擇使用POP封裝時(shí)，需要綜合考慮這些因素。

二、以下是一些采用了POP封裝技術(shù)的電子產(chǎn)品：

1. 智能手機(jī)：PoP封裝技術(shù)在智能手機(jī)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。例如，魅族手機(jī)16S就采用了PoP封裝技術(shù)來集成應(yīng)用處理器與存儲(chǔ)器。此外，隨著新興應(yīng)用對(duì)集成度、電性能以及超薄化等要求的進(jìn)一步提高，各家廠商的PoP封裝技術(shù)也在不斷創(chuàng)新發(fā)展。

 2. 新一代可穿戴設(shè)備：PoP封裝技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于新一代可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。

 3. 電子手表：隨著電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，電子手表也越來越追求體積小便攜，電性能優(yōu)秀，價(jià)格低。封裝技術(shù)的發(fā)展是電子產(chǎn)品性能提升和價(jià)格下降的關(guān)鍵因素之一。層疊封裝pop就是一種解決移動(dòng)設(shè)備芯片封裝難題的有效方案。

 4. 耳機(jī)：例如，魅族POPPro主動(dòng)降噪耳機(jī)就是采用了PoP封裝技術(shù)的產(chǎn)品。

 5. 健康手表：華米科技發(fā)布的全新健康手表”AmazfitPop,售價(jià)僅349元,成為市面上最便宜的血氧檢測(cè)手表之一。

 以上產(chǎn)品都是采用了PoP封裝技術(shù)的電子產(chǎn)品。

三、保證PoP封裝的可靠性主要包括以下幾個(gè)方面：

 1. SMT工藝的可靠性：PoP的SMT工藝的可靠性是一個(gè)重要的關(guān)注點(diǎn)。由于錫膏印刷已經(jīng)不可能在底部元件上完成，頂層CSP元器件這時(shí)需要特殊工藝來裝配了，需要將頂層元件浸蘸助焊劑或錫膏后以低壓力放置在底部CSP上。此外，元器件翹曲變形對(duì)裝配良率的影響也非常關(guān)鍵，翹曲變形可能導(dǎo)致焊點(diǎn)開路。翹曲變形既有來自元件在封裝過程中的變形，也有因?yàn)榛亓骱附舆^程中的高溫引起的熱變形。

 2. 封裝結(jié)構(gòu)的可靠性：PoP封裝的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，其散熱問題、封裝材料間熱膨脹系數(shù)不匹配造成的熱失配問題及在跌落沖擊載荷下的可靠性問題制約著PoP封裝的進(jìn)一步發(fā)展。在熱循環(huán)和濕熱環(huán)境下的可靠性研究比較少。在熱循環(huán)載荷下，頂部和底部模塊對(duì)稱中心最遠(yuǎn)端焊點(diǎn)的應(yīng)力最大，單個(gè)焊點(diǎn)呈兩端大中間小的分布趨勢(shì)。最大累積等效蠕變應(yīng)變位于內(nèi)層焊點(diǎn)，且在芯片邊緣。

 3. 封裝材料的可靠性：封裝材料的選擇也會(huì)影響PoP封裝的可靠性。例如，AlN、SiC、BeO、Al2O3四種基板材料中，熱膨脹系數(shù)最大的BeO基板具有最大的熱疲勞壽命。

 4. 封裝測(cè)試的可靠性：封裝堆疊PoP作為一種新型的封裝形式，其具有很強(qiáng)的靈活性和擴(kuò)展性，縮短了產(chǎn)品的上市時(shí)間，允許裝配前各模塊單獨(dú)測(cè)試，保證了更高的良品率。在回流焊載荷下，頂部和底部模塊的最大應(yīng)力出現(xiàn)在底層芯片的四個(gè)邊角，其大小值分別為59.35Mpa和15.6Mpa。在峰值溫度時(shí)，頂部和底部模塊的形變分別為10μm和-58μm，兩者的翹曲模式不同，翹曲差值為68μm。

 5. 封裝維修的可靠性：PoP封裝的主要作用是在底層封裝中集成高密度的數(shù)字或者混合信號(hào)邏輯器件，在頂層封裝中集成高密度或者組合存儲(chǔ)器件。但是，維修也比較困難，大多數(shù)情況下拆卸下來的芯片基本不能再次利用。

 總的來說，保證PoP封裝的可靠性需要從多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮和控制。

 四、POP封裝在未來的發(fā)展趨勢(shì)

 1. 超薄化趨勢(shì)下的封裝翹曲問題

 隨著封裝技術(shù)的進(jìn)一步超薄化，封裝翹曲成為一大問題。封裝中使用了各種不同的材料，如芯片、基板、塑封等，這些材料具有不同的熱膨脹系數(shù)（CTE）。當(dāng)封裝變薄后，鋼性顯著降低，更容易變形，使得翹曲顯著加大。過大的翹曲會(huì)使得PoP封裝在表面焊接（SMT）組裝過程中，底層封裝與母板之間，或者底層和上層封裝之間的焊錫球無法連接，出現(xiàn)開路。超薄化的趨勢(shì)使得翹曲問題更加突出，成為一個(gè)阻礙未來PoP薄化發(fā)展的瓶頸。

 2. 發(fā)展趨勢(shì)

 新一代層疊封裝（PoP）的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為：IC集成度進(jìn)一步提高，芯片尺寸不斷加大，芯片尺寸與封裝尺寸比例不斷提高，使得封裝翹曲也隨之增加。對(duì)封裝的電性能要求進(jìn)一步提高，倒裝芯片技術(shù)（flipchip）應(yīng)用普及，已代替了傳統(tǒng)的焊線（wirebond）技術(shù)。同一芯片針對(duì)不同應(yīng)用及客戶要求采用不同封裝尺寸。這些都使得封裝難以采用傳統(tǒng)的統(tǒng)一的材料系統(tǒng)，而必須定制優(yōu)化。此外，PoP底層和上層之間互連的間距（pitch）縮小，傳統(tǒng)PoP采用0.5mm或以上間距，現(xiàn)在多采用0.4mm間距。不遠(yuǎn)的將來，0.3mm間距將出現(xiàn)。間距的縮小使得上下層互連的焊錫高度產(chǎn)生問題。在超薄化趨勢(shì)下，PoP封裝的各層材料厚度要求越來越薄。

 3. 技術(shù)創(chuàng)新與材料優(yōu)化

 為了進(jìn)一步利用PoP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)公司可以同芯片供應(yīng)商與封裝公司合作，對(duì)PoP底層或上層元件進(jìn)一步集成，以滿足其產(chǎn)品需要。例如，基帶芯片和應(yīng)用處理器芯片可以集成在PoP的底層封裝里。隨著集成度及電性能要求的進(jìn)一步提高，以及超薄化的需求，PoP封裝技術(shù)也不斷發(fā)展創(chuàng)新，開始進(jìn)入新的一代。許多新的PoP技術(shù)的開發(fā)及新材料的應(yīng)用也是針對(duì)降低封裝翹曲。

 4. 未來的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

 盡管面臨著封裝翹曲等挑戰(zhàn)，但PoP封裝技術(shù)的超薄化趨勢(shì)為行業(yè)帶來了更多的機(jī)遇。隨著技術(shù)的進(jìn)步和材料的優(yōu)化，翹曲控制將成為未來PoP封裝技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。同時(shí)，隨著便攜式移動(dòng)設(shè)備的需求不斷增加，PoP封裝技術(shù)在小型化和薄型化方面的優(yōu)勢(shì)將得到更大的發(fā)揮。

 總的來說，未來POP封裝的發(fā)展趨勢(shì)將是超薄化、技術(shù)創(chuàng)新和材料優(yōu)化，但同時(shí)也需要面對(duì)封裝翹曲等挑戰(zhàn)。

 五、c：

PoP堆疊芯片/Sip系統(tǒng)級(jí)封裝在mm級(jí)別間距進(jìn)行焊接，助焊劑作用后留下的活性劑等吸濕性物質(zhì)，較小的層間距如存有少量的吸濕性活性劑足以占據(jù)相對(duì)較大的芯片空間，影響芯片可靠性。要將有限的空間里將殘留物帶離清除，清洗劑需要具備較低的表面張力滲入層間芯片，達(dá)到將殘留帶離的目的。合明科技研發(fā)的清洗劑具有卓越的滲入能力，以確保芯片間殘留活性劑被徹底清除。

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