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关于POP封装用underfill胶水初探

上个月接到上海国基电子,富士康旗下企业的技术人员关于POP封装用底部填充胶水的咨询,当时对此类封装的理解还停留在一级封装上面,以为POP封装是指在芯片级的应用,虽然以前就知道POP代表package on package的缩写,但一直没有具体了解过。所以当时对能用于此封装的underfill材料理解为类似namics提供的那种一道underfill。后面在网上查阅了相关资料,并前往上海国基电子公司现场与相关技术人员现场交流,才算了解相对多了一些。

关于POP封装的初步概念大家可以参看这个网址:http://en.wikipedia.org/wiki/Package_on_package。这里有一句比较有意思的话:It has been suggested that this article or section be merged with System in package. (意思是说POP封装某种意义上应该是SIP系统级封装的一种形式),关于SIP的文章文章比较多,大家用System in package为关键词在百度或谷歌里面就能搜索到很多文章。摘抄上述网址的部分内容参考:
Typical configurations
There are two widely used configurations for PoP:
1、 Pure memory stacking (two or more memory only packages are stacked on top of each other)
2、 Logic package in the bottom, memory package on top. For example, the bottom could be an application processor for a cell phone. The logic package goes on the bottom because it requires many more BGA connections to the motherboard.

谈回到这个具体的案例,通过与国基工程师的交流,他们也是在评估此工艺,以前也没有接触过POP底填工艺。在去之前我们给他们推荐了韩国元化学WON的WE-1007NBLA,但是也没有在POP上成功实施的经验。他们目前经过评估暂定了Loctite公司的3536型号,据说是在POP上有成功的应用。其实3536之前我就有接触过,请参看此篇文章《LOCTITE 3536 UNDERFILL》。而之前接触的此材料实际上就是直接应用在二道secondary underfill里面的。据此而知POP上的underfill与传统的secondary underfill差异应该不大。但有两点需要注意的地方,首先其粘度不能太大,类似乐泰3515和韩国元化学的WE-1007NBLA的粘度都在4000cps左右, 两层同时填充的话估计有一定的难度。而类似乐泰UF3800及道尔DU986系列的粘度在200至400cps,由于流动性太强,估计难以上下两层都进行均匀填充。而目前的3536粘度大约为2000cps左右,介于两者之间,应该是比较适合POP底部填充的。这是当时在上海与客户直接交流的初步结论,但对于POP封装与传统BGA对underfill胶水有什么更多不同其实也不是太了解。其实如果据此简单推论的话,那么韩国元化学的WE-3008应该也能适用于POP的封装,因为其粘度也大约在2000cps左右,后来咨询了一下韩国元化学的金社长,果然他们的WE-3008在三星手机上面就有用于POP底部填充的。
其实后来思考了一下,其实粘度不应该是简单决定是否适合POP封装的必要条件,因为后面在电子胶水论坛网友讨论zymet公司的underfill时,其中有一段是这样写的“Zymet公司日前推出新的可维修的底部填充胶CN-1728,这一产品是专为POP工艺的组装而设计的。POP的底部填充胶工艺与BGA的工艺有相当大的不同,与以前的同类产品相比,CN-1728有更低的热澎涨系数和较高的玻璃转换温度(Tg),与助焊剂有更好的兼容性,这些都使其具有卓越的热循环性能表现。 CN-1728是具有快速流动的毛细管效应底部填充胶,其黏度为900 cps,可以在150 °C的温度下一分钟完成固化。这种特性使得CN-1728可以适应生产线上的高速大批量生产。 维修可以通过提高温度到170°C -180°C后,移除PoP周围的胶材。然后加热至焊锡熔融温度后移除BGA,再回到170°C -180°C,并轻易的去除剩余的胶材”,后来在网上找到了CN1728的TDS资料,其粘度只有900cps。所以当时在上海的结论也未必是正确的。
不过最终可以确认的一点是POP用的underfill与传统BGA下使用的underfill差异应该不是特别大,而且也远没有上升到一道underfill的要求(例如对填料里面的射线要求等),毕竟POP 也是将封装好的IC进行叠加,而不是直接用裸芯片进行叠加,底填材料不直接接触硅晶片,当然也不需要一道underfill那么高的要求了。另外关于POP封装的返修应该要比BGA返修更麻烦一些, 在网上找到了一份OKI返修台针对POP封装的返修指南,大家可以参考一下!

另外附上韩国元化学WE-3008及zymet公司CN1728及乐泰3536  TDS资料供大家参考:解压密码g4e

华为网盘下载:http://dl.dbank.com/c0owsw70rs

TDS-WE-3008 CN-1728-TDS TDS-3536-EN POP返修

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