随着科技的不断进步,半导体行业正经历着一场由微型化和集成化驱动的变革。系统级封装(System in Package,简称SiP)技术,作为这一变革的主要,正在引导着行业的发展。SiP技术通过将多个功能组件集成到一个封装中,不只节省了空间,还提高了性能,这对于追求高性能和紧凑设计的现代电子产品至关重要。Sip技术是什么?SiP(System in Package)技术是一种先进的封装技术,SiP技术允许将多个集成电路(IC)或者电子组件集成到一个单一的封装中。这种SiP封装技术可以实现不同功能组件的物理集成,而这些组件可能是用不同的制造工艺制造的。SiP技术的关键在于它提供了一种方式来构建复杂的系统,同时保持小尺寸和高性能。SIP与SOC,SOC(System On a Chip,系统级芯片)是将原本不同功能的IC,整合到一颗芯片中。贵州FPGA SIP封装
SiP封装工艺介绍,SiP封装技术采取多种裸芯片或模块进行排列组装,若就排列方式进行区分可大体分为平面式2D封装和3D封装的结构。相对于2D封装,采用堆叠的3D封装技术又可以增加使用晶圆或模块的数量,从而在垂直方向上增加了可放置晶圆的层数,进一步增强SiP技术的功能整合能力。而内部接合技术可以是单纯的线键合(Wire Bonding),也可使用覆晶接合(Flip Chip),也可二者混用。目前世界上先进的3D SiP 采用 Interposer(硅基中介层)将裸晶通过TSV(硅穿孔工艺)与基板结合。贵州FPGA SIP封装通信SiP在无线通信领域的应用较早,也是应用较为普遍的领域。
基板的分类:封装基板的分类有很多种,目前业界比较认可的是从增强材料和结构两方面进行分类。结构分类:刚性基板材料和柔性基板材料。增强材料分类:有有机系(树脂系)、无机系(陶瓷系、金属系)和复合系;基板的处理,基板表面处理方式主要有:热风整平、有机可焊性保护涂层、化学镍金、电镀金。化学镍金:化学镍金是采用金盐及催化剂在80~100℃的温度下通过化学反应析出金层的方法进行涂覆的,成本比电镀低,但是难以控制沉淀的金属厚度,表面硬并且平整度差,不适合作为采用引线键合工艺封装基板的表面处理方式。
SiP主流的封装结构形式,SiP主流的封装形式有可为多芯片模块(Multi-chipModule;MCM)的平面式2D封装,2D封装中有Stacked Die Module、Substrate Module、FcFBGA/LGA SiP、Hybrid(flip chip+wirebond)SiP-single sided、Hybrid SiP-double sided、eWLB SiP、fcBGA SiP等形式;2.5D封装中有Antenna-in-Package-SiP Laminate eWLB、eWLB-PoP&2.5D SiP等形式;3D结构是将芯片与芯片直接堆叠,可采用引线键合、倒装芯片或二者混合的组装工艺,也可采用硅通孔技术进行互连。固晶贴片机(Die bonder),是封装过程中的芯片贴装(Die attach)的主要设备。
模拟模块无法从较低的工艺集成中受益。正因为如此,并且由于试图将模拟模块保留在sperate工艺技术(BCD,BiCMOS,SiGe)上的复杂性增加,这使得SiP成为缩小系统尺寸的更具吸引力的选择。天线、MEMS 传感器、无源元件(例如:大电感器)等外部器件无法装入 SoC。因此,工程师需要使用SiP技术为客户提供完整的解决方案。交付模块而不是芯片是一种趋势,由于无线应用(如蓝牙模块)而开始,以帮助客户快速进入市场,而无需从头开始设计。相反,他们使用由整个系统组成的SiP模块。SiP 封装技术采取多种裸芯片或模块进行排列组装。贵州FPGA SIP封装
Sip系统级封装通过将多个裸片(Die)和无源器件融合在单个封装体内,实现了集成电路封装的创新突破。贵州FPGA SIP封装
SiP还具有以下更多优势:可靠性 – 由于SiP与使用分立元件(如IC或无源器件)的PCB系统非常相似,因此它们至少具有相同的预期故障概率。额外的可靠性来自所涉及的封装,这可以增强系统并为设备提供更长的使用寿命。一个例子是使用模塑来封装系统,从而保护焊点免受物理应力的影响。天线集成 – 在许多无线应用(蓝牙、WiFi)中,都需要天线。在系统级封装解决方案中,天线可以集成到封装中,与RF IC的距离非常短,从而确保无线解决方案的更高性能。但是,对于完整的视图,我们必须承认SiP也可能有一些缺点。贵州FPGA SIP封装
元件密集化,Chip元件密集化,随着SIP元件的推广,SIP封装所需元件数量和种类越来越多,在尺寸受限或不变的前提下,要求单位面积内元件密集程度必须增加。贴片精度高精化,SIP板身元件尺寸小,密度高,数量多,传统贴片机配置难以满足其贴片要求,因此需要精度更高的贴片设备,才能满足其工艺要求。工艺要求越来越趋于极限化,SIP工艺板身就是系统集成化的结晶,但是随着元件小型化和布局的密集化程度越来越高,势必度传统工艺提出挑战,印刷,贴片,回流面临前所未有的工艺挑战,因此需要工艺管控界限向着6 Sigma靠近,以提高良率。SiP可以说是先进的封装技术、表面安装技术、机械装配技术的融合。安徽半导体芯片封装...