SiP 技术在快速增长的车载办公系统和娱乐系统中也获得了成功的应用。消费电子目前 SiP 在电子产品里应用越来越多,尤其是 TWS 耳机、智能手表、UWB 等对小型化要求高的消费电子领域,不过占有比例较大的还是智能手机,占到了 70%。因为手机射频系统的不同零部件往往采用不同材料和工艺,包括硅,硅锗和砷化镓以及其他无源元件。目前的技术还不能将这些不同工艺技术制造的零部件集成在一块硅芯片上。但是 SiP 工艺却可以应用表面贴装技术 SMT 集成硅和砷化镓芯片,还可以采用嵌入式无源元件,非常经济有效地制成高性能 RF 系统。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。江西半导体芯片封装方式
基板的分类:封装基板的分类有很多种,目前业界比较认可的是从增强材料和结构两方面进行分类。结构分类:刚性基板材料和柔性基板材料。增强材料分类:有有机系(树脂系)、无机系(陶瓷系、金属系)和复合系;基板的处理,基板表面处理方式主要有:热风整平、有机可焊性保护涂层、化学镍金、电镀金。化学镍金:化学镍金是采用金盐及催化剂在80~100℃的温度下通过化学反应析出金层的方法进行涂覆的,成本比电镀低,但是难以控制沉淀的金属厚度,表面硬并且平整度差,不适合作为采用引线键合工艺封装基板的表面处理方式。江西半导体芯片封装方式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。
SiP 与先进封装也有区别:SiP 的关注点在于系统在封装内的实现,所以系统是其重点关注的对象,和 SiP 系统级封装对应的为单芯片封装;先进封装的关注点在于:封装技术和工艺的先进性,所以先进性的是其重点关注的对象,和先进封装对应的是传统封装。SiP 封装并无一定形态,就芯片的排列方式而言,SiP 可为多芯片模块(Multi-chipModule;MCM)的平面式 2D 封装,也可再利用 3D 封装的结构,以有效缩减封装面积;而其内部接合技术可以是单纯地打线接合(WireBonding),亦可使用覆晶接合(FlipChip),但也可二者混用。
封装(Package),是把晶圆上切下来的裸片装配为芯片较终产品的过程,简单地说,就是把制造厂生产出来的集成电路裸片放在一块起到承载作用的基板上,把管脚引出来,然后固定包装成为一个整体。作为动词,“封装”强调的是安放、固定、密封、引线的过程和动作;作为名词,“封装”主要关注封装的形式、类别、基底、外壳、引线材料,强调其保护芯片、增强电热性能、方便整机装配的重要作用。SiP封装是将不同功能的裸芯片,包括CPU、GPU、存储器等集成在一个封装体内,从而实现一整个芯片系统。SIP模组能够减少仓库备料的项目及数量,简化生产的步骤。
除了2D和3D的封装结构外,另一种以多功能性基板整合组件的方式,也可纳入SiP的范围。此技术主要是将不同组件内藏于多功能基板中,亦可视为是SiP的概念,达到功能整合的目的。不同的芯片,排列方式,与不同内部结合技术搭配,使SiP 的封装形态产生多样化的组合,并可按照客户或产品的需求加以客制化或弹性生产。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。图2.19 是8芯片堆叠SiP,将现有多芯片封装结合在一个堆叠中。微晶片的减薄化是SiP增长面对的重要技术挑战。现在用于生产200mm和300mm微晶片的焊接设备可处理厚度为50um的晶片,因此允许更密集地堆叠芯片。SIP工艺流程划分,SIP封装制程按照芯片与基板的连接方式可分为引线键合封装和倒装焊两种。江西半导体芯片封装方式
除了2D与3D的封装结构外,另一种以多功能性基板整合组件的方式,也可纳入SiP的涵盖范围。江西半导体芯片封装方式
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。江西半导体芯片封装方式