现在已经可以度量并控制封装翘曲。使问题进一步复杂的原因是该结构很难控制底部PoP的翘曲。底部PoP的外围缺乏模塑密封材料,可以互连到顶部封装(图2)。因此,外围由一个无支持的封装基板组成。为了降低整个叠层PoP的高度,基板又被尽可能地做薄。因为基板会由于再回流的温度而膨胀(所有PoP都在稍高的再回流温度下采用无铅焊球,而非共晶锡铅焊球),这样的配置会内在的导致翘曲。封装尺寸、器件尺寸、基板厚度和成分、模塑密封材料、裸片粘接厚度和材料全都在决定底部PoP翘曲中发挥重要作用。同样地,必须对它们进行优化才可能生产出满足表面组装良率要求的底部PoP。一般而言,如果PoP叠层无法再回流到PCB上,就无法选择重做,因此对于基板组装时初次通过的良率要求是非常高的。
控制顶部封装的翘曲也是一项挑战。顶部PoP内部可叠层2至5片裸片。这些器件的尺寸各式各样:一些器件尺寸相同或相近,需要在叠层裸片之间采用间隔夹层,这样才能使引线键合到基板上。虽然再回流时观察封装的顶部会发现一般底部PoP的外形有些凹陷,然而顶部PoP的外形也会凹陷或凸起。尽管顶部PoP将模塑密封材料扩展到封装边缘,通常产生的翘曲小于底部PoP,顶部PoP的翘曲必须经常容忍底部封装的翘曲或者保持绷紧状态以允许底部封装中更高的翘曲。封装材料和厚度的优化对于顶部PoP实现合格的表面组装良率是非常重要的。再回流过程中以顶部和底部封装为目标的翘曲最初大约80μm。然而,随着大量的调查,对于0.65 mm的封装到封装互连间距,一些顾客已经将翘曲目标降低到60μm。
当前PoP的趋势和进步
当前的趋势是朝向更小化和更高密度的PoP发展,封装到封装的互连间距有0.5mm,这类封装要求再回流时翘曲低至50μm,这类封装也将会使底部PoP的底部上的焊球间距转移到0.4mm,由于高 引脚数和受限的封装面积(目标一般是12×12 mm或更小的封装尺寸),需要在室温下满足共面规范,再回流时满足在焊料熔点温度以上的苛刻的翘曲规范。在表面组装一侧,为使微细球间距的PoP组装和再回流同时发生,正在引入改进的表面组装工艺。当今典型的表面组装工艺包括在PCB上印刷焊膏、放置底部PoP、在熔剂内电镀顶部PoP焊球、在底部PoP上放置顶部PoP、在清洁干燥的空气中通过熔炉再回流将其熔化。引入的新型工艺包含了在焊剂或焊料糊中熔化顶部封装焊球,可以提高再回流过程中顶部到底部的封装互连的鲁棒性。