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封装技术采取多种裸芯片或模块进行排列组装。广东陶瓷封装厂商
PiP (Package In Package), 一般称堆叠封装又称封装内的封装,还称器件内置器件,是在同一个封装腔体内堆叠多个芯片形成3D 封装的一种技术方案。封装内芯片通过金线键合堆叠到基板上,同样的堆叠,通过金线再将两个堆叠之间的基板键合,然后整个封装成一个元件便是PiP(器件内置器件)。PiP封装技术较初是由KINGMAX公司研发的一种电子产品封装技术,该技术整合了PCB基板组装及半导体封装制作流程,可以将小型存储卡所需 要的零部件(控制器、闪存集成电路、基础材质、无源计算组件)直接封装,制成功能完整的Flash存储卡产 品。PiP一体化封装技术具有下列技术优势:超大容量、高读写速度、坚固耐用、强防水、防静电、耐高温等, 因此常运用于SD卡、XD卡、MM卡等系列数码存储卡上。广东陶瓷封装厂商先进封装对于精度的要求非常高,因为封装中的芯片和其他器件的尺寸越来越小,而封装密度却越来越大。
面对客户在系统级封装产品的设计需求,云茂电子具备完整的数据库,可在整体微小化的基础上,提供料件及设计的较佳解,接着开始进行电路布局(Layout) 与构装(Structure)设计。经过封装技术,将整体电路及子系统塑封在一个光「芯片」大小的模块。 高密度与高整合的模块化设计前期的模拟与验证特别至关重要,云茂电子提供包含载板设计和翘曲仿真、电源/讯号完整性分析(PI/SI)、热流模拟分析(Thermal)等服务确保模块设计质量。实验室内同时也已经为系统整合验证建置完整设备,协助客户进行模块打件至主板后的射频校准测试与通讯协议验证,并提供系统级功能性与可靠度验证。
SiP以后会是什么样子的呢?理论上,它应该是一个与外部没有任何连接的单独组件。它是一个定制组件,非常适合它想要做的工作,同时不需要外部物理连接进行通信或供电。它应该能够产生或获取自己的电力,自主工作,并与信息系统进行无线通信。此外,它应该相对便宜且耐用,使其能够在大多数天气条件下运行,并在发生故障时廉价更换。随着对越来越简化和系统级集成的需求,这里的组件将成为明天的SiP就绪组件,而这里的SiP将成为子系统级封装(SSiP)。SiP就绪组件和SSiP将被集成到更大的SiP中,因为系统集成使SiP技术越来越接近较终目标:较终SiP。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)的爆发点也将愈来愈近。
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。SOC与SIP都是将一个包含逻辑组件、内存组件、甚至包含无源组件的系统,整合在一个单位中。山东陶瓷封装型式
SiP 兼具低成本、低功耗、高性能、小型化和多元化的优势。广东陶瓷封装厂商
SiP 封装种类,SiP涉及许多类型的封装技术,如超精密表面贴装技术(SMT)、封装堆叠技术,封装嵌入式技术、超薄晶圆键合技术、硅通孔(TSV)技术以及芯片倒装(Flip Chip)技术等。 封装结构复杂形式多样。SiP几种分类形式,从上面也可以看到SiP是先进的封装技术和表面组装技术的融合。SiP并没有一定的结构形态,芯片的排列方式可为平面式2D装和立体式3D封装。由于2D封装无法满足系统的复杂性,必须充分利用垂直方向来进一步扩展系统集成度,故3D成为实现小尺寸高集成度封装的主流技术。广东陶瓷封装厂商
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...