在線式噴射點膠機為POP產品用膠設計新思路:
 當為POP進行底部填充時,在Z方向上,因為POP的第2層相互聯系以及膠水的交匯角,大的填充角變得更高。流體交匯處也比單層CSP的浸潤面積更大,因為同時底部填充2層需要2倍的材料量。因此,沿著POP點膠邊緣的底部填充空間比單層的CSP需要的更多。
  當用POP形式進行基板設計時,KEEP-OUT 區域將不再必要對稱。這是因為,流體匯集處的要求區域與非點膠邊緣的完全填充角的要求區域是不同的。因此,遠離元器件中心是最好的。
堆棧封裝(POP)是順應基板3D一體化布局要求,節省空間的手持設備發展趨勢的一種封裝形式。為了確保手持設備的可靠性,許多堆棧封裝需要底部填充來應對攜帶式電子受到碰撞、跌落以及適應嚴酷的環境。
  堆棧封裝中,邏輯存儲器被布置在最頂層,整體基板尺寸上彼此之間允許有縮小空間的最頂層。
  類似于應用底部填充工藝的標準CSP芯片,底部填充起到在圍堰壓縮中阻止焊錫粘連,以及機械連接設備與基板的作用,以確保元器件能承受住沖擊。以前在POP相接的兩層級間進行底部填充,相比標準的CSP底部填充過程增加了額外的挑戰。在POP上進行底部填充的最好方法是通過噴射技術,因為它可以做到更小的底部填充浸潤面積以及更好的過程控制。最好的制造過程已經實現,那就是在基板設計師設計階段考慮底部填充過程,因為這時元器件位置,以及元器件在裝置間的布置間隙還可以改變;然而,在原先沒有考慮底部填充過程的基板上對POP進行底部填充的情況也是有可能的。
為底部填充進行的設計
  沿著元器件的一條或者兩條邊緣,進行膠量控制的底部填充點膠,然后,在毛細作用下,被底部填充的膠水流動到元器件的其余邊緣,在焊球連接點下面完全包封住焊球。開始,底部填充的膠水形成一個流體匯集處,在毛細作用下,一旦膠水流動到元器件的其余邊緣,這個流體匯集處就消失了。這個流體匯集處要求有一個浸潤區域。浸潤區域的大小將決定相鄰元器件的布置,以及它們到被底部填充器件的距離。為了順應制造可靠性和返工性要求,底部填充應該僅僅在被需要底部填充的元器件上進行。假如底部填充到非需要的元器件上,那么,在表面張力作用下,膠水將到達那個非需要的元器件上,并且造成不完全的底部填充。底部填充流體匯集處要大于填充角。在固化了的包封中,這個填充角是可見的圍繞元器件所有邊緣的底部填充。底部填充交匯角和填充材料量決定了填充角的尺寸,而這個量是達到完全底部填充所需要的量。對于POP封裝,它的兩層要同時被底部填充,這使得浸潤區域和填充角看起來比類似的單層CSP填充角的長度和寬度尺寸更大。
  底部填充過程中,單條點膠路徑的膠水數量,與流體匯集處的大小有直接關聯,它與浸潤區域相一致。這種直接關聯變成了權衡產出與基板層數之間關聯性時的一個因素,因為是否靠近其它元器件決定了每條點膠路徑上需要點膠膠水量的百分比。 點膠少量膠水使浸潤面積更加接近于填充角的大小,因為膠水不會攤開很大的面積,也不能在芯片底部更快速的流動。很顯然,更多的點膠路徑將花費更多的時間。然而,在一個負荷循環中,time-to-flow可能被一個點膠機進行多個元器件底部填充所某種程度的偽裝。通常,對于沒有設計底部填充工藝的基板,唯一的解決方案是花更多的過程時間來進行多條路徑的點膠。因此,在基板設計階段就考慮底部填充過程變成了一種優勢,可重點考慮浸潤面積。
   類似的,為了遠離非點膠元器件,一些RF屏蔽也應該作為考慮因素。當RF屏蔽對于驅走被RF屏蔽的元器件上膠水方面沒有很大作用時,如果底部填充時它們被污染,返工將會是更大的挑戰。假如沒有返工要求,RF屏蔽變得不重要,因為它將作為圍堰防止膠水流過其邊緣。假如POP被布置到基板邊緣,這RF屏蔽是有用的。RF屏蔽不應該與POP如此接近,因為這也會在RF屏蔽與POP間存在毛細作用,它將會驅使膠水越過包封側而到達元器件頂部。
  可以底部填充點膠的邊緣數量決定了生產產能的不同。假如對于被點膠的匯集處,有兩條邊是可用的,那么,整體的膠水量將快速的擴散到更遠的距離,使得流體匯集處更小。相反,假如少于一個全邊是有用的,那么點膠過程將需要更多的點膠路徑和過程時間。
  在高密度的應用中,POP能夠被更緊密的接近其它元器件。這是可能的,因為一個流體匯集處能被同時使用到2個元器件的底部填充。成功的結果是用這種方法更具挑戰性,被要求的點膠精確性是與2個元器件的尺寸公差及焊球高度變動相關的。將2個元器件的點膠邊緣相向地設置在整體基板布置上有一個優勢,因為這有一個面積是小于被給予流體匯集處的整個面積。許多年來,手機設計師一直是將需底部填充的元件彼此相鄰,這樣形成流體同時底部填充兩個元器件的一條線。
  溫度管理是為POP過程所考慮的又一個因素。為了優化毛細流動,較典型的是將母板和元器件加熱到70~90℃。對于手持設備,母板通常從雙層板的底層開始加熱。因為加熱器將從基板的底部吹出熱風,從元器件驅趕熱量,在被加熱區域,設計在被加熱區域頂部不包含一個大的熱槽的設計是重要的,這個熱槽會驅散元器件上的熱量。在底部填充區域的大的溫度變動會導致重復精度降低,即,溫度高的地方會流動更多的材料。為了使母板快速的達到70~90℃,加熱器一般被設置到110~125℃?;宀贾脩摽紤]某些元器件是否對高溫很敏感。
  設計師在KEEP-OUT 區域如何布置元件將影響RF屏蔽的不同。假如RF屏蔽被設置在底部填充過程前,那么將通過RF屏蔽上的一個小孔噴射底部填充。RF屏蔽這里將需要被剪開或者小孔允許噴射底部填充到包封元器件中。這些小孔應該被布置到pop可見的邊緣上。通過噴射,這些小孔可以在沒有損壞產能和精度的情況下使直接小于0.5mm。如果在底部填充過程后設置RF屏蔽,那么會較容易的接近元器件邊緣,然而,這樣做需要額外的回流過程。
底部填充過程
  通過噴射技術,為pop底部填充點膠是切實可行的,因為噴射技術克服了針筒點膠的回吸及不實用的缺點。噴射減少了浸潤面積,因為決定點膠膠水到元器件距離的是針嘴內徑,而不是針筒外徑,因此流體能被噴射到100um的裝置內。另外,因為噴射口在基板表面上方移動,所以Z軸也不再需上下動作。加上噴射是一種無接觸式過程,所以也會減少元器件周邊的污染,以及更高的效益。一種叫做“jetting on-the-fly”的專利技術會快速的點膠,提高速度與產能。當通過一個RF屏蔽噴射時,噴射點膠可以讓小孔更小,比針筒點膠。噴射點膠針嘴的流動率比同樣尺寸的針筒點膠更高。這是因為,閥技術產生了內部壓力,特別是流體的更短流動路徑
  底部填充膠水是不快速流動或者太低的粘度是重要的。為了成功底部填充POP的第2層,膠水必須在頂層包封的底側余留,否則毛細作用將不再流動到那層。加熱膠水的粘度很低,那么在第2層將會產生問題,因為在第2層被完成底部填充前,底部填充過程停止了。假如膠水流動太快,那么第1層將會從匯集處吸引不相稱量的膠水,并且搶奪第2層的膠水,再一次減少底部填充匯集處的高度導致第2層的不完全底部填充。在單層CSP底部填充過程中,這種問題是不存在的,因為它可以很容易的將流體保留在元器件的底側。
  Pop技術在減少整體結構因素的情況下給予了設備更高的功能。它很好的吸收了制造業現有的基板布置與焊接技術;無論如何,如今的手持設備使用模式顯示了對底部填充工藝的需求,這種工藝是最初的包封設計師希望摒棄的。Pop底部填充過程不僅僅是提高了可靠性,而且伴隨著噴射點膠技術,也帶給了基板設計師少有的元器件布置和空間節省的設計機會。然后,在設計基板前,考慮實際的底部填充過程和浸潤區域是重要的。
基本上,pop的頂層和底層包封尺寸是一樣的。為了好的可靠性,兩層必須都進行底部填充。且同時要被填滿。因為在頂層和底層存在熱量差異,頂層的底部填充會比底層慢。為了同時底部填充兩層,流體必須到達第2層間隙的頂部。流體匯集處不能滴落到頂部芯片的表面,否則,底部填充過程將會在那層停止。當底部填充流體在間隙下流動時,流體面會變低。正因為這個原因,POP底部填充增添了在單層底部填充過程中看不見的復雜性。噴射點膠的明顯優勢之一是使用dot-on-dot的專利技術,這些點能快速的沿著芯片邊緣堆棧疊加。實施一種更高層次的底部填充,它的第2層底部填充是關鍵性的。它也減少了流體擴散到鄰近元器件,以及減少了完全底部填充所需的膠水量。