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,不只有效节省空间,实现更高的集成度,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被认为是超越摩尔定律的必然选择。什么是SiP技术?SiP(System in Package)技术是一种先进的封装技术,它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 封装采用超薄的芯片堆叠与TSV技术使得多层芯片的堆叠封装体积减小。深圳系统级封装流程
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。天津SIP封装工艺随着SiP系统级封装、3D封装等先进封装的普及,对固晶机设备在性能方面提出了更高的需求。
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。根据ITRS(International Technology Roadmap for Semiconductors)的定义:系统级封装是多个具有不同功能的有源电子元件的组合,组装在一个单元中,提供与系统或子系统相关的多种功能。一个SiP可以选择性地包含无源器件、MEMS、光学元件以及其他封装和设备。SiP 封装技术采取多种裸芯片或模块进行排列组装,若就排列方式区分可大体分为平面式2D封装和3D封装的结构。采用堆叠的3D技术可以增加使用晶圆或模块的数量,从而在垂直方向上增加可放置晶圆的层数,进一步增强SiP技术的功能整合能力;而其内部接合技术可以是单纯的线键合(Wire Bonding),也可使用倒装键合(Flip chip),也可二者混用。
由于物联网“智慧”设备的快速发展,业界对能够在更小的封装内实现更多功能的系统级封装 (SiP) 器件的需求高涨,这种需求将微型化趋势推向了更高的层次:使用更小的元件和更高的密度来进行组装。 无源元件尺寸已从 01005 ( 0.4 mm× 0.2 mm) 缩小到 008004( 0.25 mm×0.125 mm) ,细间距锡膏印刷对 SiP 的组装来说变得越来越有挑战性。 对使用不同助焊剂和不同颗粒尺寸锡粉的 3 种锡膏样本进行了研究; 同时通过比较使用平台和真空的板支撑系统,试验了是否可以单独使用平台支撑来获得一致性较好的印刷工艺;并比较了激光切割和电铸钢网在不同开孔尺寸下的印刷结果。SiP 封装技术采取多种裸芯片或模块进行排列组装。
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。由于SiP电子产品向高密度集成、功能多样化、小尺寸等方向发展,传统的失效分析方法已不能完全适应。江西WLCSP封装流程
构成SiP技术的要素是封装载体与组装工艺。深圳系统级封装流程
SiP是使用成熟的组装和互连技术,把各种集成电路器件(IC、MOS等)以及各类无源元件如电阻、电容等集成到一个封装体内,实现整机系统的功能。由于SiP电子产品向高密度集成、功能多样化、小尺寸等方向发展,传统的失效分析方法已不能完全适应当前技术发展的需要。为了满足SiP产品的失效分析,实现内部互连结构和芯片内部结构中失效点的定位,分析技术必须向高空间分辨率、高电热测试灵敏度以及高频率的方向发展。典型的SiP延用COB工艺,将电路板的主要器件塑封(COB),再把COB器件以元器件贴片到FPC软板上。深圳系统级封装流程