近年来,半导体公司面临更复杂的高集成度芯片封装的挑战,消费者希望他们的电子产品体积更小,性能参数更高,功耗更低,并将更多功能集成到单部设备中。半导体封装工艺的提升,对于解决这些挑战具有重要意义。当前和未来的芯片封装工艺,对于提高系统性能,增加使用功能,降低系统功耗、缩小外形尺寸的要求,需要一种被称为系统集成的先进封装方法。模块划分是指从电子设备中分离出一块功能,既便于后续的整机集成又便于SiP封装。SiP工艺技术难点:清洗,定制清洗设备、清洗溶液要求、清洗参数验证、清洗标准制定;植球,植球设备选择、植球球径大小、球体共面性检查、BGA测试、助焊剂残留要求等;基板,陶瓷基板的设计及验证难度高,工艺难度高,加工成本高;有机基板的导热性差,容易导致IC焊接处电气链接失效。据报告,2022年,SiP系统级封装市场总收入达到212亿美元。河北模组封装厂家
应用领域,SiP技术的应用领域非常普遍,包括但不限于:智能手机和平板电脑:SiP技术使得这些设备能够在有限的空间内集成更多的功能,如高性能处理器、内存和传感器。可穿戴设备:支持可穿戴设备的小型化设计,同时集成必要的传感器和处理能力。物联网(IoT)设备:为IoT设备提供了一种高效的方式来集成通信模块、处理器和其他传感器。汽车电子:随着汽车逐渐变得“更智能”,SiP技术在汽车电子中的应用也在增加,用于控制系统、导航和安全特性等。尽管SiP技术有许多优势,但也面临一些挑战:热管理:多个功率密集型组件集成在一起可能导致热量积聚。设计复杂性:设计一个SiP需要多学科的知识,包括电子、机械和热学。测试和验证:集成的系统可能需要更复杂的测试策略来确保所有组件的功能。浙江系统级封装哪家好固晶贴片机(Die bonder),是封装过程中的芯片贴装(Die attach)的主要设备。
随着物联网时代来临,全球终端电子产品渐渐走向多功能整合及低功耗设计,因而使得可将多颗裸晶整合在单一封装中的SIP技术日益受到关注。除了既有的封测大厂积极扩大SIP制造产能外,晶圆代工业者与IC基板厂也竞相投入此一技术,以满足市场需求。早前,苹果发布了较新的apple watch手表,里面用到SIP封装芯片,从尺寸和性能上为新手表增色不少。而芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升,转向更加务实的满足市场的需求。根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义: SiP技术为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。SiP技术特点:1、组件集成,SiP可以包含各种类型的组件,如:数字和模拟集成电路、无源元件(电阻、电容、电感)、射频(RF)组件、功率管理模块、内存芯片(如DRAM、Flash)、传感器和微电机系统(MEMS)。
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系统级封装技术将处理芯片、存储芯片、被动元件、连接器、天线等多功能器件整合在同一基板上。
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。Sip这种创新性的系统级封装不只大幅降低了PCB的使用面积,同时减少了对外围器件的依赖。河北模组封装厂家
SiP封装基板具有薄形化、高密度、高精度等技术特点。河北模组封装厂家
SiP失效机理:失效机理是指引起电子产品失效的物理、化学过程。导致电子产品失效的机理主要包括疲劳、腐蚀、电迁移、老化和过应力等物理化学作用。失效机理对应的失效模式通常是不一致的,不同的产品在相同的失效机理作用下会表现为不一样的失效模式。SiP产品引入了各类新材料和新工艺,特别是越来越复杂与多样化的界面和互连方式,这也必然引入新的失效机理与失效模式。SiP的基本组成包括芯片、组件和互连结构。不同功能的芯片通过粘接等方式安装在基板上,电学连接是通过键合丝键合、倒装焊、粘接、硅通孔等方式实现的。河北模组封装厂家