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。SiP 封裝采用超薄的芯片堆疊與TSV技術(shù)使得多層芯片的堆疊封裝體積減小。河北SIP封裝工藝
SiP 與先進(jìn)封裝也有區(qū)別:SiP 的關(guān)注點(diǎn)在于系統(tǒng)在封裝內(nèi)的實(shí)現(xiàn),所以系統(tǒng)是其重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象,和 SiP 系統(tǒng)級(jí)封裝對(duì)應(yīng)的為單芯片封裝;先進(jìn)封裝的關(guān)注點(diǎn)在于:封裝技術(shù)和工藝的先進(jìn)性,所以先進(jìn)性的是其重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象,和先進(jìn)封裝對(duì)應(yīng)的是傳統(tǒng)封裝。SiP 封裝并無一定形態(tài),就芯片的排列方式而言,SiP 可為多芯片模塊(Multi-chipModule;MCM)的平面式 2D 封裝,也可再利用 3D 封裝的結(jié)構(gòu),以有效縮減封裝面積;而其內(nèi)部接合技術(shù)可以是單純地打線接合(WireBonding),亦可使用覆晶接合(FlipChip),但也可二者混用。山西模組封裝精選廠家SiP技術(shù)路線表明,越來越多的半導(dǎo)體芯片和封裝將彼此堆疊,以實(shí)現(xiàn)更深層次的3D封裝。
SiP 與其他封裝形式又有何區(qū)別?SiP 與 3D、Chiplet 的區(qū)別Chiplet 可以使用更可靠和更便宜的技術(shù)制造,也不需要采用同樣的工藝,同時(shí)較小的硅片本身也不太容易產(chǎn)生制造缺陷。不同工藝制造的 Chiplet 可以通過先進(jìn)封裝技術(shù)集成在一起。Chiplet 可以看成是一種硬核形式的 IP,但它是以芯片的形式提供的。3D 封裝就是將一顆原來需要一次性流片的大芯片,改為若干顆小面積的芯片,然后通過先進(jìn)的封裝工藝,即硅片層面的封裝,將這些小面積的芯片組裝成一顆大芯片,從而實(shí)現(xiàn)大芯片的功能和性能,其中采用的小面積芯片就是 Chiplet。?因此,Chiplet 可以說是封裝中的單元,先進(jìn)封裝是由 Chiplet /Chip 組成的,3D 是先進(jìn)封裝的工藝手段,SiP 則指代的是完成的封裝整體。通過 3D 技術(shù),SiP 可以實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)集成度,在更小的面積內(nèi)封裝更多的芯片。不過,是否采用了先進(jìn)封裝工藝,并不是 SiP 的關(guān)注重點(diǎn),SiP 關(guān)注系統(tǒng)在封裝內(nèi)的實(shí)現(xiàn)。
SiP 技術(shù)在快速增長的車載辦公系統(tǒng)和娛樂系統(tǒng)中也獲得了成功的應(yīng)用。消費(fèi)電子目前 SiP 在電子產(chǎn)品里應(yīng)用越來越多,尤其是 TWS 耳機(jī)、智能手表、UWB 等對(duì)小型化要求高的消費(fèi)電子領(lǐng)域,不過占有比例較大的還是智能手機(jī),占到了 70%。因?yàn)槭謾C(jī)射頻系統(tǒng)的不同零部件往往采用不同材料和工藝,包括硅,硅鍺和砷化鎵以及其他無源元件。目前的技術(shù)還不能將這些不同工藝技術(shù)制造的零部件集成在一塊硅芯片上。但是 SiP 工藝卻可以應(yīng)用表面貼裝技術(shù) SMT 集成硅和砷化鎵芯片,還可以采用嵌入式無源元件,非常經(jīng)濟(jì)有效地制成高性能 RF 系統(tǒng)。SIP板身元件尺寸小,密度高,數(shù)量多,傳統(tǒng)貼片機(jī)配置難以滿足其貼片要求。
SMT制程在SIP工藝流程中的三部分都有應(yīng)用:1st SMT PCB貼片 + 3rd SMT FPC貼鎳片 + 4th SMT FPC+COB。SiP失效模式和失效機(jī)理,主要失效模式:(1) 焊接異常:IC引腳錫渣、精密電阻連錫。? 原因分析:底部UF (Underfill底部填充)膠填充不佳,導(dǎo)致錫進(jìn)入IC引腳或器件焊盤間空洞造成短路。(2) 機(jī)械應(yīng)力損傷:MOS芯片、電容裂紋。? 原因分析:(1) SiP注塑后固化過程產(chǎn)生的應(yīng)力;(2)設(shè)備/治具產(chǎn)生的應(yīng)力。(3) 過電應(yīng)力損傷:MOS、電容等器件EOS損傷。? 原因分析:PCM SiP上的器件受電應(yīng)力損傷(ESD、測(cè)試設(shè)備浪涌等)。SiP系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)將處理芯片、存儲(chǔ)芯片、被動(dòng)元件、連接器、天線等多功能器件整合在同一基板上。河北SIP封裝工藝
SiP可以說是先進(jìn)的封裝技術(shù)、表面安裝技術(shù)、機(jī)械裝配技術(shù)的融合。河北SIP封裝工藝
SiP具有以下優(yōu)勢(shì):降低成本 – 通常伴隨著小型化,降低成本是一個(gè)受歡迎的副作用,盡管在某些情況下SiP是有限的。當(dāng)對(duì)大批量組件應(yīng)用規(guī)模經(jīng)濟(jì)時(shí),成本節(jié)約開始顯現(xiàn),但只限于此。其他可能影響成本的因素包括裝配成本、PCB設(shè)計(jì)成本和離散 BOM(物料清單)開銷,這些因素都會(huì)受到很大影響,具體取決于系統(tǒng)。良率和可制造性 – 作為一個(gè)不斷發(fā)展的概念,如果有效地利用SiP專業(yè)知識(shí),從模塑料選擇,基板選擇和熱機(jī)械建模,可制造性和產(chǎn)量可以較大程度上提高。河北SIP封裝工藝