人工智能驱动异质集成、 400G 到 800G 的下一代带宽可插拔光收发器以及光电共封装 （CPO） 成为市场的强需求，创新的封装解决方案对于以更低的成本实现更多功能、更好的性能和更小的占地面积愈来愈重要。传统的叠层封装（PoP）通过使用通孔堆叠封装来集成多种功能，具有灵活性强、成本低、上市时间短等优点。然而，为了进一步缩小封装外形并提高电气和热性能，一种基于再分布层（RDL）的 PoP 出现了，被称为扇出封装（Fan-Out Package on Package，FOPoP）。
什么是扇出封装（FOPoP）？
FOPoP 是日月光 VIPack™ 平台的核心技术支柱，是一种基于 RDL 的封装，结合了扇出式底部封装和标准顶部封装。它利用细间距电镀铜柱实现穿模垂直互连。底部封装有两个 RDL（顶部和底部布线平面），由通过晶圆级扇出技术形成的铜柱连接，从而实现了更薄更细的电子线路。
FOPoP 的制造工艺
FOPoP 的制造工艺与传统 PoP 相似，只是底部封装是通过 RDL 优先扇出工艺形成的，主要包括以下步骤：
请注意，铜柱是在贴片之前电镀到临时载体上的，而第二布线平面是通过研磨与从成型材料中露出的铜柱相连接的。
FOPoP 的优势
与传统的基于内插件的 PoP 相比，FOPoP 具有更薄的外形和更好的电气和热性能，因为底部封装无需内插件。通过使用 PoP 技术，可以减少已知好芯片 （KGD） 问题，因为顶部封装可以在安装到底部封装之前进行预烧和测试。
由于顶部和底部封装在鉴定、产量、采购、采购时间和物流处理方面可以相互分离，因此还可以缩短开发周期，降低成本。此外，新的互连功能、近距离驱动阻抗增强、堆叠通孔和垂直耦合是 FOPoP 结构所采用的新垂直集成方法的主要驱动力。
对于移动应用而言，FOPoP 封装的基本高密度、无基板配置消除了基板寄生电感，同时封装外形尺寸更薄，因而具有出色的封装性能。总体而言，FOPoP 结构通过更精细的线路/空间 RDL、更短的互连长度（从而实现更好的电气性能）以及更小、更薄的外形尺寸，实现了更高的互连密度和集成度。FOPoP 封装平台通过在芯片两侧启用 RDL，提高了集成度和功能，从而增强了复杂性和高性能需求。此外，FOPoP 还可同时采用陆侧电容器和近芯片深沟电容器，以满足先进节点对电源完整性的要求。
在网络应用方面，FOPoP 有助于实现从 400G 到 800G 的下一代带宽可插拔光收发器，同时也为光电共封装 （CPO） 提供了高度可行的集成解决方案。三维堆叠为光子集成电路（PIC）和控制器之间提供了更短的互连，从而达到更高的速度。小尺寸 SiPh 引擎更容易与 ASIC 一起封装，因为 FOPoP 3D 堆叠是一种单位尺寸带宽更高的解决方案，这是实现 CPO 的关键所在。
FOPoP 为移动市场带来的主要优势：
与基于基板的封装-封装结构相比，超扁平高度降低了近 40%。 电气效率的提高为先进硅节点带来了功率优势。 先进的材料可在高温下实现良好的翘曲效果，从而实现良好的表面贴装良率。 使用扇出聚酰亚胺与传统的基底电介质相比，在较宽的高频范围内具有稳定的介电常数 （Dk），同时降低了材料响应。 新工艺和新结构将为未来芯片的异质和同质集成提供更广阔的发展前景。
FOPoP 为网络市场带来的主要优势：
电气路径减少 3 倍，带宽密度提高 8 倍，使引擎带宽扩展到每单位 6.4 Tbps。 能效从 25pJ/bit 提高到 5pJ/bit。 控制 10GHz 以上频率范围的损耗。 提供最先进的集成电路、控制芯片以及用于激光、光学和光纤阵列单元的特殊预对准结构。 提供亚微米级精度，并通过使用无源对准提高光耦合性能和装配效率。
FOPoP应用
FOPoP 已成为以下各种组合的前景广阔的 3D 集成解决方案，如图所示：
应用处理器 （AP） 和存储器 专用集成电路 （ASIC） 封装天线 电子集成电路 （EIC） 和光子集成电路 （PIC）
FOPoP 可满足复杂的架构和集成要求，有助于实现应用处理器、移动设备、汽车应用、封装天线和硅基光电子协同封装的下一代解决方案。此外，FOPoP 还为增强现实 （AR）、虚拟现实 （VR）、混合现实 （MR） 和网络应用提供了卓越的性能优势，在这些应用中，尺寸对于改善外形美观度、增加电池空间以及通过更高效的路由连接实现节电很重要。
总结
扇出封装（FOPoP）技术改变了便携式电子产品和网络领域的游戏规则。采用创新设计，将扇出式底部封装与标准顶部封装相结合，并利用细间距电镀铜柱进行垂直互连，从而实现了更薄的外形、更好的电气和热性能以及更高的互连密度。FOPoP 能够实现下一代带宽，集成光电芯片和 ASIC 等先进组件，并满足复杂的架构要求，有望推动移动、汽车和网络等各行业未来的封装创新。
参考资料
https://ase.aseglobal.com/fopop/
微信公众号 
bilibili 
微信视频号