對于堆疊結構,可以區(qū)分如下幾種:芯片堆疊、PoP、PiP、TSV。堆疊芯片,是一種兩個或更多芯片堆疊并粘合在一個封裝中的組裝技術。這較初是作為一種將兩個內存芯片放在一個封裝中以使內存密度翻倍的方法而開發(fā)的。 無論第二個芯片是在頭一個芯片的頂部還是在它旁邊,都經常使用術語“堆疊芯片”。技術已經進步,可以堆疊許多芯片,但總數量受到封裝厚度的限制。芯片堆疊技術已被證明可以多達 24 個芯片堆疊。然而,大多數使用9 芯片高度的堆疊芯片封裝技術的來解決復雜的測試、良率和運輸挑戰(zhàn)。芯片堆疊也普遍應用在傳統(tǒng)的基于引線框架的封裝中,包括QFP、MLF 和 SOP 封裝形式。如下圖2.21的堆疊芯片封裝形式。由于SiP電子產品向高密度集成、功能多樣化、小尺寸等方向發(fā)展,傳統(tǒng)的失效分析方法已不能完全適應。遼寧IPM封裝工藝
構成SiP技術的要素是封裝載體與組裝工藝。前者包括基板,LTCC,SiliconSubmount(其本身也可以是一塊IC)。后者包括傳統(tǒng)封裝工藝(Wirebond和FlipChip)JI和SMT設備。無源器件是SiP的一個重要組成部分,其中一些可以與載體集成為一體(Embedded,MCM-D等),另一些(精度高、Q值高、數值高的電感、電容等)通過SMT組裝在載體上。SiP的主流封裝形式是BGA。就目前的技術狀況看,SiP本身沒有特殊的工藝或材料。這并不是說具備傳統(tǒng)先進封裝技術就掌握了SiP技術。由于SiP的產業(yè)模式不再是單一的代工,模塊劃分和電路設計是另外的重要因素。山西系統(tǒng)級封裝工藝SiP是使用成熟的組裝和互連技術,把各種集成電路器件集成到一個封裝體內,實現(xiàn)整機系統(tǒng)的功能。
SiP技術特點:設計優(yōu)勢,SiP技術允許設計師將來自不同制造商的較佳芯片組合在一起,實現(xiàn)定制化的解決方案,這種靈活性使得SiP在多樣化的市場需求中具有普遍的應用前景。主要優(yōu)勢如以下幾點:空間優(yōu)化:通過將多個組件集成到一個封裝中,SiP可以明顯減少電路板上所需的空間。性能提升:SiP可以通過優(yōu)化內部連接和布局來提升性能,減少信號傳輸延遲。功耗降低:緊密集成的組件可以減少功耗,特別是在移動和便攜式設備中。系統(tǒng)可靠性:減少外部連接點可以提高系統(tǒng)的整體可靠性。
汽車汽車電子是 SiP 的重要應用場景。汽車電子里的 SiP 應用正在逐漸增加。以發(fā)動機控制單元(ECU)舉例,ECU 由微處理器(CPU)、存儲器(ROM、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)、模數轉換器(A/D)以及整形、驅動等大規(guī)模集成電路組成。各類型的芯片之間工藝不同,目前較多采用 SiP 的方式將芯片整合在一起成為完整的控制系統(tǒng)。另外,汽車防抱死系統(tǒng)(ABS)、燃油噴射控制系統(tǒng)、安全氣囊電子系統(tǒng)、方向盤控制系統(tǒng)、輪胎低氣壓報警系統(tǒng)等各個單元,采用 SiP 的形式也在不斷增多。SiP技術路線表明,越來越多的半導體芯片和封裝將彼此堆疊,以實現(xiàn)更深層次的3D封裝。
PoP(Package-on-Package),是用于將邏輯器件和存儲器器件進行疊層封裝的技術。通常情況下底層多為邏輯器件,例如移動電話基帶(調制解調器)處理器或應用處理器,上層為存儲器,例如閃存或者疊層內存芯片。顯然,這種垂直組合封裝的一個優(yōu)點是節(jié)省了電路板空間。適用于需要在更小空間內實現(xiàn)更多功能的應用,例如數碼相機、PDA、MP3 播放器和移動游戲設備等。POP的工藝流程,PoP的組裝方式目前有兩種。一種是預制PoP工序,即先將PoP的多層封裝堆疊到一起,焊接成一個元器件,再貼裝到PCB上,然后再進行一次回流焊。一種是在板PoP工序上,依次將底部的BGA和頂部BGA封裝在PCB上,然后過一次回流焊。先進封裝的制造過程中,任何一個環(huán)節(jié)的失誤都可能導致整個封裝的失敗。北京模組封裝測試
不同的芯片排列方式,與不同的內部接合技術搭配,使 SiP 的封裝形態(tài)產生多樣化的組合。遼寧IPM封裝工藝
通信SiP 在無線通信領域的應用較早,也是應用較為普遍的領域。在無線通訊領域,對于功能傳輸效率、噪聲、體積、重量以及成本等多方面要求越來越高,迫使無線通訊向低成本、便攜式、多功能和高性能等方向發(fā)展。SiP 是理想的解決方案,綜合了現(xiàn)有的芯核資源和半導體生產工藝的優(yōu)勢,降低成本,縮短上市時間,同時克服了 SOC 中諸如工藝兼容、信號混合、噪聲干擾、電磁干擾等難度。手機中的射頻功放,集成了頻功放、功率控制及收發(fā)轉換開關等功能,完整地在 SiP 中得到了解決。遼寧IPM封裝工藝