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)。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。陶瓷封装价位
SiP具有以下优势:小型化 – 半导体制造的一个极具影响力的元素是不断小型化的能力。这一事实在物联网设备和小工具的新时代变得越来越重要。但是,当系统中只有几个组件可以缩小时,维护起来变得越来越困难。SiP在这里大放异彩,因为它可以提供更好的芯片集成和更紧密的无源集成。通过这种方式,SiP方法可以将给定系统的整体尺寸减小多达65%。简化 – SiP方法允许芯片设计人员使用更抽象的构建模块,从而具有更高的周转率和整体更短的设计周期的优势。此外,BOM也得到了简化,从而减少了对已经经过验证的模块的测试。陶瓷封装价位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。
「共形」及「分段型」屏蔽,另一方面,系统级封装模块需要高密度整合上百颗电子组件,同时避免与PCB主板上其他组件相互干扰。此外,在模块外部也必须解决相同的干扰问题。因此,必须透过一项重要制程来形成组件之间的屏障,业界称之为共形屏蔽(Conformal Shielding)和分段型屏蔽(Compartment Shielding)。 在业界普遍常见的金属屏蔽罩,每一段均需要保留约1mm宽度的焊盘与排除区域 (Keep-Out Zone),云茂电子的共形及分段型屏蔽只需10%的宽度。以一个多频4G模块为例,可为其他组件腾出超过17%的空间,并可屏蔽40-50 dB的电磁干扰。
系统级封装的简短历史,在1980年代,SiP以多芯片模块的形式提供。它们不是简单的将芯片放在印刷电路板上,而是通过将芯片组合到单个封装中来降低成本和缩短电信号需要传输的距离,通过引线键合进行连接的。半导体开发和发展的主要驱动力是集成。从SSI(小规模集成 - 单个芯片上的几个晶体管)开始,该行业已经转向MSI(中等规模集成 - 单个芯片上数百个晶体管),LSI(大规模集成 - 单个芯片上数万个晶体管),ULSI(超大规模集成 - 单个芯片上超过一百万个晶体管),VLSI(超大规模集成 - 单个芯片上数十亿个晶体管),然后是WSI(晶圆级集成 - 整体)晶圆成为单个超级芯片)。所有这些都是物理集成指标,没有考虑所需的功能集成。因此,出现了几个术语来填补空白,例如ASIC(专门使用集成电路)和SoC(片上系统),它们将重点转移到更多的系统集成上。SiP技术路线表明,越来越多的半导体芯片和封装将彼此堆叠,以实现更深层次的3D封装。
SiP的未来趋势和事例。人们可以将SiP总结为由一个衬底组成,在该衬底上将多个芯片与无源元件组合以创建一个完整的功能单独封装,只需从外部连接到该封装即可创建所需的产品。由于由此产生的尺寸减小和紧密集成,SiP在MP3播放器和智能手机等空间受限的设备中非常受欢迎。另一方面,如果只要有一个组件有缺陷,整个系统就会变得无法正常工作,从而导致制造良率下降。尽管如此,推动SiP更多开发和生产的主要驱动力是早期的可穿戴设备,移动设备和物联网设备市场。在当前的SiP限制下,需求仍然是可控的,其数量低于成熟的企业和消费类SoC市场。固晶贴片机(Die bonder),是封装过程中的芯片贴装(Die attach)的主要设备。陶瓷封装价位
SIP模组尺寸小,在相同功能上,可将多种芯片集成在一起,相对单独封装的IC更能节省PCB的空间。陶瓷封装价位
3D SIP。3D封装和2.5D封装的主要区别在于:2.5D封装是在Interposer上进行布线和打孔,而3D封装是直接在芯片上打孔和布线,电气连接上下层芯片。3D集成目前在很大程度上特指通过3D TSV的集成。物理结构:所有芯片及无源器件都位于XY平面之上且芯片相互叠合,XY平面之上设有贯穿芯片的TSV,XY平面之下设有基板布线及过孔。电气连接:芯片采用TSV与RDL直接电连接。3D集成多适用于同类型芯片堆叠,将若干同类型芯片竖直叠放,并由贯穿芯片叠放的TSV相互连接而成,见下图。类似的芯片集成多用于存储器集成,如DRAM Stack和FLASH Stack。陶瓷封装价位