浅谈系统级封装(SiP)的优势及失效分析,半导体组件随着各种消费性通讯产品的需求提升而必须拥有更多功能,组件之间也需要系统整合。因应半导体制程技术发展瓶颈,系统单芯片(SoC)的开发效益开始降低,异质整合困难度也提高,成本和所需时间居高不下。此时,系统级封装(SiP)的市场机会开始随之而生。 采用系统级封装(SiP)的优势,SiP,USI 云茂电子一站式微小化解决方案,相较于SoC制程,采用系统级封装(SiP)的较大优势来自于可以根据功能和需求自由组合,为客户提供弹性化设计。以较常见的智能型手机为例,常见的的功能模块包括传感器、Wi-Fi、BT/BLE、RF FEM、电源管理芯片…...等。而系统级封装即是将这些单独制造的芯片和组件共同整合成模块,再从单一功能模块整合成子系统,再将该系统安装到手机系统PCB上。SiP整体制程囊括了着晶、打线、主/被动组件SMT及塑封技术。河南WLCSP封装厂家
SiP技术特点:设计优势,SiP技术允许设计师将来自不同制造商的较佳芯片组合在一起,实现定制化的解决方案,这种灵活性使得SiP在多样化的市场需求中具有普遍的应用前景。主要优势如以下几点:空间优化:通过将多个组件集成到一个封装中,SiP可以明显减少电路板上所需的空间。性能提升:SiP可以通过优化内部连接和布局来提升性能,减少信号传输延迟。功耗降低:紧密集成的组件可以减少功耗,特别是在移动和便携式设备中。系统可靠性:减少外部连接点可以提高系统的整体可靠性。河南WLCSP封装厂家SiP系统级封装技术将处理芯片、存储芯片、被动元件、连接器、天线等多功能器件整合在同一基板上。
汽车汽车电子是 SiP 的重要应用场景。汽车电子里的 SiP 应用正在逐渐增加。以发动机控制单元(ECU)举例,ECU 由微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。各类型的芯片之间工艺不同,目前较多采用 SiP 的方式将芯片整合在一起成为完整的控制系统。另外,汽车防抱死系统(ABS)、燃油喷射控制系统、安全气囊电子系统、方向盘控制系统、轮胎低气压报警系统等各个单元,采用 SiP 的形式也在不断增多。
SIP优点:1、高生产效率,通过SIP里整合分离被动元件,降低不良率,从而提高整体产品的成品率。模组采用高阶的IC封装工艺,减少系统故障率。2、简化系统设计,SIP将复杂的电路融入模组中,降低PCB电路设计的复杂性。SIP模组提供快速更换功能,让系统设计人员轻易加入所需功能。3、成本低,SIP模组价格虽比单个零件昂贵,然而PCB空间缩小,低故障率、低测试成本及简化系统设计,使总体成本减少。4、简化系统测试,SIP模组出货前已经过测试,减少整机系统测试时间。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。
SMT制程在SIP工艺流程中的三部分都有应用:1st SMT PCB贴片 + 3rd SMT FPC贴镍片 + 4th SMT FPC+COB。SiP失效模式和失效机理,主要失效模式:(1) 焊接异常:IC引脚锡渣、精密电阻连锡。Ø 原因分析:底部UF (Underfill底部填充)胶填充不佳,导致锡进入IC引脚或器件焊盘间空洞造成短路。(2) 机械应力损伤:MOS芯片、电容裂纹。Ø 原因分析:(1) SiP注塑后固化过程产生的应力;(2)设备/治具产生的应力。(3) 过电应力损伤:MOS、电容等器件EOS损伤。Ø 原因分析:PCM SiP上的器件受电应力损伤(ESD、测试设备浪涌等)。SIP模组能够减少仓库备料的项目及数量,简化生产的步骤。深圳系统级封装
据报告,2022年,SiP系统级封装市场总收入达到212亿美元。河南WLCSP封装厂家
无须引线框架的BGA:1、定义,LSI芯片四周引出来的像蜈蚣脚一样的端子为引线框架,而BGA(Ball Grid Array)无须这种引线框架。2、意义:① 随着LSI向高集成度、高性能不断迈进,引脚数量不断增加(如DIP与QFP等引线框架类型的封装,较大引脚数、引脚间距、切筋使用的刀片厚度与精度均达到极限);② 引线框架的引脚越小,弯曲问题就越严重,会严重妨碍后续线路板的安装,因此需要寻求不需要引线端子的封装,即BGA类型的封装(需在封装树脂底板上植球(焊锡球),以及分割封装的工序)。河南WLCSP封装厂家
合封芯片的功能,性能提升,合封芯片:通过将多个芯片或模块封装在一起,合封芯片可以明显提高数据处理速度和效率。由于芯片之间的连接更紧密,数据传输速度更快,从而提高了整体性能。稳定性增强,合封芯片:由于多个芯片共享一些共同的功能模块,以及更紧密的集成方式,合封芯片可以减少故障率。功耗降低、开发简单,合封芯片:由于多个芯片共享一些共同的功能模块,以及更紧密的集成方式,云茂电子可以降低整个系统的功耗。此外,通过优化内部连接和布局,可以进一步降低功耗。防抄袭,多个芯片和元器件模块等合封在一起,就算被采购,也无法模仿抄袭。SiP 在应用终端产品领域(智能手表、TWS、手机、穿戴式产品、智能汽车)的爆发点也...