業(yè)界希望IC封裝開發(fā)人員能在產(chǎn)品每一次更新?lián)Q代時集成更多的功能和更高的性能。電子領域中產(chǎn)品尺寸不斷縮減、性能要求不斷提高和集成度越來越高的趨勢毫無減退跡象。另外，供應鏈靈活性和不斷地降低成本需求是許多OEM商面臨的永恒挑戰(zhàn)。這些市場需求正在不斷驅(qū)動封裝方面的改革。

IC小型化的市場驅(qū)動力

目前有兩大明顯的市場趨勢：1. 提高微處理器速度；2. 提高對電子系統(tǒng)附加功能的要求。這些市場趨勢反過來要求提高像高端計算機和服務器等系統(tǒng)中存儲器的密度和性能。為了滿足這些需求，特別是存儲器模塊制造商正在努力尋求能夠滿足這兩種需求同時保持成本降低的技術。新一代動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)和雙倍數(shù)據(jù)率(DDR和DDR2)技術正在極大地提高系統(tǒng)性能，但單芯片封裝已經(jīng)跟不上更新的高端處理器技術的發(fā)展需求。雖然多芯片存儲器封裝的潛在市場不會達到傳統(tǒng)單芯片封裝同樣的規(guī)模，但更高密度存儲器對其需求卻是非常巨大的(如表1所示)。

雖然裸片堆疊在硅片封裝業(yè)已經(jīng)得到了廣泛使用，但人們發(fā)現(xiàn)元件在封裝級的高效堆疊還可以提供配置靈活性方面的諸多優(yōu)點，而且由于堆棧中的單個封裝層可以在堆疊之前做完整測試，因此可以確保更高的整體封裝良品率。堆疊封裝(PoP)方法(圖1)正在得到越來越多的使用，并很快成為許多新設計的引擎。

封裝外形是一種“法蘭型”的球柵陣列，其本身尺寸或"外形"通常與具體的裸片尺寸無關。封裝之所以被稱為“法蘭型”是因為封裝的襯底或托架通常向外延伸超出裸片本身尺寸，從而相對裸片形成類似法蘭狀的延伸。假如多家芯片廠商生產(chǎn)出相同功能的裸片，那么所設計的基座尺寸似乎應該能適應各種不同尺寸裸片的裝配，且在未來裸片尺寸縮減時不受任何影響。

圖1：四層μZ-Ball堆疊封裝可以在不降低性能或可靠性的前提下提高存儲密度。

表1：全球堆疊式存儲器市場預測

封裝組裝工藝

μZ-Ball堆疊封裝組裝工藝采用的是專門為μBGA封裝技術開發(fā)并且已經(jīng)得到驗證的成熟技術。在組裝工藝中，裸片先被放置在(面朝下)襯底基材上的彈性附著位置上，然后采用傳統(tǒng)的焊線綁定方法的槽口(slot)實現(xiàn)電氣互連(見圖2)。

圖2：基座襯底中狹窄的長方形槽能方便存儲器裸片焊線綁定到外面的鍍金焊盤上

在完成焊線綁定后，需要向綁定腔注入密封膠來遮閉暴露的綁定窗口，接下來是球附著工藝、電氣測試、標記和成形。還可以對單個封裝單元進行測試，但大批量生產(chǎn)存儲器的許多公司發(fā)現(xiàn)剝離測試工藝更有效。

封裝堆疊所用工藝

在封裝堆疊的準備工作中，要先把基座或底層封裝從他們的運送盤上運送到多單元定位夾具上。實際的堆疊工藝開始于將第二層封裝傳送到焊膏浸潤點，在這里球觸點的下半部分被均勻地涂覆。在此處理后，上面的各層封裝逐一按順序放置到底層封裝上，并在回流焊接之前完成每個封裝層的裝配。

接著將裝載好的夾具傳送到強迫通風/空氣對流加熱爐進行整體回流焊，最終完成所有封裝層的內(nèi)層焊點連接。由于封裝每個部分中的組件都非常薄，從而堆疊后的μZ-Ball堆疊封裝總高度能得到有效降低(最終取決于堆疊連接的封裝數(shù)量)。然后是清潔工藝和對多封裝裝配的電連接測試。再經(jīng)過最后的物理性檢查后，μZ-Ball堆疊封裝就可以傳送到分割支架上進行分割，即可完成制造向用戶發(fā)貨。

板級裝配

雙裸片的μZ-Ball堆疊封裝是這種封裝系列產(chǎn)品中首先通過環(huán)境可靠性測試(包括機械、熱和熱機測試)認證和正式評估的產(chǎn)品。雖然圖3所示的雙裸片堆疊封裝正在得到迅速普及，但要求更多裸片的堆疊應用已經(jīng)出現(xiàn)。

圖3：被安裝到筆記本電腦的標準SO-DIMM存儲器插卡上的堆疊封裝DDR存儲器件。

兩層和四層存儲器封裝可能具有最大的市場需求。從事更專業(yè)的高端應用的公司甚至考慮采用八層堆疊可能帶來更高存儲密度。

存儲器產(chǎn)品一般要求在堆疊工藝前進行專門的測試、分類、篩選和老化。相對于只對裸片進行測試并假定封入一個封裝中的所有裸片功能都是正常的來說，將預封裝部件在各種工藝中過一遍的實際效率要高得多。

雖然上面的例子代表了堆疊的DRAM配置，但球堆疊工藝可以不止用于存儲器應用。OEM廠商發(fā)現(xiàn)采用這種方式可以組合各種不同的功能，包括邏輯、模擬和其它類型存儲器的混合，如基帶和閃存、閃存和SRAM或多個閃存器件與一個控制器。

封裝認證

μZ-Ball堆疊封裝的測試結果表明，它能為存儲器和混合設計