隨著科技的不斷進(jìn)步,半導(dǎo)體行業(yè)正經(jīng)歷著一場由微型化和集成化驅(qū)動的變革。系統(tǒng)級封裝(System in Package,簡稱SiP)技術(shù),作為這一變革的主要,正在引導(dǎo)著行業(yè)的發(fā)展。SiP技術(shù)通過將多個功能組件集成到一個封裝中,不只有效節(jié)省空間,實現(xiàn)更高的集成度,還提高了性能,這對于追求高性能和緊湊設(shè)計的現(xiàn)代電子產(chǎn)品至關(guān)重要。SiP被認(rèn)為是超越摩爾定律的必然選擇。什么是SiP技術(shù)?SiP(System in Package)技術(shù)是一種先進(jìn)的封裝技術(shù),它允許將多個集成電路(IC)或者電子組件集成到一個單一的封裝中。這種技術(shù)可以實現(xiàn)不同功能組件的物理集成,而這些組件可能是用不同的制造工藝制造的。SiP技術(shù)的關(guān)鍵在于它提供了一種方式來構(gòu)建復(fù)雜的系統(tǒng),同時保持小尺寸和高性能。SIP板身元件尺寸小,密度高,數(shù)量多,傳統(tǒng)貼片機配置難以滿足其貼片要求。廣西系統(tǒng)級封裝工藝
SiP以后會是什么樣子的呢?理論上,它應(yīng)該是一個與外部沒有任何連接的單獨組件。它是一個定制組件,非常適合它想要做的工作,同時不需要外部物理連接進(jìn)行通信或供電。它應(yīng)該能夠產(chǎn)生或獲取自己的電力,自主工作,并與信息系統(tǒng)進(jìn)行無線通信。此外,它應(yīng)該相對便宜且耐用,使其能夠在大多數(shù)天氣條件下運行,并在發(fā)生故障時廉價更換。隨著對越來越簡化和系統(tǒng)級集成的需求,這里的組件將成為明天的SiP就緒組件,而這里的SiP將成為子系統(tǒng)級封裝(SSiP)。SiP就緒組件和SSiP將被集成到更大的SiP中,因為系統(tǒng)集成使SiP技術(shù)越來越接近較終目標(biāo):較終SiP。上海BGA封裝服務(wù)商SIP模組板身是一個系統(tǒng)或子系統(tǒng),用在更大的系統(tǒng)中,調(diào)試階段能更快的完成預(yù)測及預(yù)審。
光電器件、MEMS 等特殊工藝器件的微小化也將大量應(yīng)用 SiP 工藝。SiP 發(fā)展的難點隨著 SiP 市場需求的增加,SiP 封裝行業(yè)的痛點也開始凸顯,例如無 SiP 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),缺少內(nèi)部裸片資源,SiP 研發(fā)和量產(chǎn)困難,SiP 模塊和封裝設(shè)計有難度。由于 SiP 模組中集成了眾多器件,假設(shè)每道工序良率有一點損失,疊乘后,整個模組的良率損失則會變得巨大,這對封裝工藝提出了非常高的要求。并且 SiP 技術(shù)尚屬初級階段,雖有大量產(chǎn)品采用了 SiP 技術(shù),不過其封裝的技術(shù)含量不高,系統(tǒng)的構(gòu)成與在 PCB 上的系統(tǒng)集成相似,無非是采用了未經(jīng)封裝的芯片通過 COB 技術(shù)與無源器件組合在一起,系統(tǒng)內(nèi)的多數(shù)無源器件并沒有集成到載體內(nèi),而是采用 SMT 分立器件。
近年來,SiP (System in Package, 系統(tǒng)級封裝)主要應(yīng)用于消費電子、無線通信、汽車電子等領(lǐng)域,特別是以蘋果、華為、榮耀、小米為表示的科技巨頭的驅(qū)動下,SiP技術(shù)得到迅速的發(fā)展。隨著SiP模塊成本的降低,且制造工藝效率和成熟度的提高,這種封裝方法的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴展到工業(yè)控制、智能汽車、云計算、醫(yī)療電子等許多新興領(lǐng)域。從封裝本身的角度看,SiP可以有效地縮小芯片系統(tǒng)的體積,提升產(chǎn)品性能,尤其適合消費類電子產(chǎn)品的應(yīng)用,越來越被市場所重視,也成為未來熱門的封裝技術(shù)發(fā)展方向之一。一個SiP可以選擇性地包含無源器件、MEMS、光學(xué)元件以及其他封裝和設(shè)備。
SiP主流的封裝結(jié)構(gòu)形式,SiP主流的封裝形式有可為多芯片模塊(Multi-chipModule;MCM)的平面式2D封裝,2D封裝中有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封裝中有Antenna-in-Package-SiP Laminate eWLB、eWLB-PoP&2.5D SiP等形式;3D結(jié)構(gòu)是將芯片與芯片直接堆疊,可采用引線鍵合、倒裝芯片或二者混合的組裝工藝,也可采用硅通孔技術(shù)進(jìn)行互連。隨著SIP封裝元件數(shù)量和種類增多,在尺寸受限或不變的前提下,要求單位面積內(nèi)元件密集程度必須增加。北京IPM封裝供應(yīng)商
由于SiP電子產(chǎn)品向高密度集成、功能多樣化、小尺寸等方向發(fā)展,傳統(tǒng)的失效分析方法已不能完全適應(yīng)。廣西系統(tǒng)級封裝工藝
SiP系統(tǒng)級封裝(SiP)制程關(guān)鍵技術(shù),高密度打件,在高密度打件制程方面,云茂電子已達(dá)到約為嬰兒發(fā)絲直徑的40μm。以10x10被動組件數(shù)組做比較,大幅縮減超過70%的主板面積,其中的40%乃源自于打件技術(shù)的突破。 塑封 由于高密度打件采用微小化元器件與制程,因此元器件與載板之間的連結(jié),吃錫量大幅減少,為提高打件可靠度,避免外界濕度、高溫及壓力等影響,塑封制程可將完整的元器件密封包覆在載板上。相較于一般委外封測(OSAT)塑封約100顆左右,云茂電子的系統(tǒng)級封裝塑封技術(shù),則是可容納高達(dá)900顆組件。 廣西系統(tǒng)級封裝工藝