PiP (Package In Package), 一般称堆叠封装又称封装内的封装,还称器件内置器件,是在同一个封装腔体内堆叠多个芯片形成3D 封装的一种技术方案。封装内芯片通过金线键合堆叠到基板上,同样的堆叠,通过金线再将两个堆叠之间的基板键合,然后整个封装成一个元件便是PiP(器件内置器件)。PiP封装技术较初是由KINGMAX公司研发的一种电子产品封装技术,该技术整合了PCB基板组装及半导体封装制作流程,可以将小型存储卡所需 要的零部件(控制器、闪存集成电路、基础材质、无源计算组件)直接封装,制成功能完整的Flash存储卡产 品。PiP一体化封装技术具有下列技术优势:超大容量、高读写速度、坚固耐用、强防水、防静电、耐高温等, 因此常运用于SD卡、XD卡、MM卡等系列数码存储卡上。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型式
3D主要有三种类型:埋置型、有源基板型、叠层型。其中叠层型是 当前普遍采用的封装形式。叠层型是在2D基础上,把多个裸芯片、封装芯片、多芯片组件甚至圆片进行垂直互连,构成立体叠层封装。可以通过三种方法实现:叠层裸芯片封装、封装堆叠直连和嵌入式3D封装。业界认定3D封装是扩展SiP应用的较佳方案,其中叠层裸芯片、封装堆叠、硅通孔互连等都是当前和将来3D封装的主流技术。并排放置(平面封装)的 SiP 是一种传统的多芯片模块封装形式,其中使用了引线键合或倒装芯片键合技术。重庆COB封装技术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。
3D封装结构的主要优点是使数据传输率更高。对于具有 GHz 级信号传输的高性能应用,导体损耗和介电损耗会引起信号衰减,并导致低压差分信号中的眼图不清晰。信号走线设计的足够宽以抵消GHz传输的集肤效应,但走线的物理尺寸,包括横截面尺寸和介电层厚度都要精确制作,以更好的与spice模型模拟相互匹配。另一方面,晶圆工艺的进步伴随着主要电压较低的器件,这导致噪声容限更小,较终导致对噪声的敏感性增加。散布在芯片上的倒装凸块可作为具有稳定参考电压电平的先进芯片的稳定电源传输系统。
SIP优点:1、高生产效率,通过SIP里整合分离被动元件,降低不良率,从而提高整体产品的成品率。模组采用高阶的IC封装工艺,减少系统故障率。2、简化系统设计,SIP将复杂的电路融入模组中,降低PCB电路设计的复杂性。SIP模组提供快速更换功能,让系统设计人员轻易加入所需功能。3、成本低,SIP模组价格虽比单个零件昂贵,然而PCB空间缩小,低故障率、低测试成本及简化系统设计,使总体成本减少。4、简化系统测试,SIP模组出货前已经过测试,减少整机系统测试时间。汽车汽车电子是 SiP 的重要应用场景。
晶圆级封装(WLP):1、定义,在晶圆原有状态下重新布线,然后用树脂密封,再植入锡球引脚,然后划片将其切割成芯片,从而制造出真实芯片大小的封装。注:重新布线是指在后段制程中,在芯片表面形成新的布线层。2、优势,传统封装中,将芯片装进封装中的时候,封装的尺寸都要大于芯片尺寸。WLP技术的优势是能够实现几乎与芯片尺寸一样大小的封装。不只芯片是批量化制造,而且封装也是批量化制造,可以较大程度上降低成本。WLP技术使用倒装焊技术(FCB),所以被称为FBGA(Flip Chip类型的BGA),芯片被称为晶圆级CSP(Chip Size Package)。工艺流程,晶圆级封装工艺流程:① 再布线工程(形成重新布线层的层间绝缘膜[中间介质层]);② 形成通孔和重新布线层(用来连接芯片和外部端子);③ 形成铜柱,并在铜柱上面生成凸点;④ 用树脂密封,再形成焊球并用划片机切割成所需的芯片。在电源、车载通讯方面也开始进行了 SiP 探索和开发实践。重庆COB封装技术
预计到2028年,SiP系统级封装市场总收入将达到338亿美元,年复合增长率为8.1%。江西半导体芯片封装型式
SIP类型,从目前业界SIP的设计类型和结构区分,SIP可分为以下几类。2D SIP,2D封装是指在基板的表面水平安装所有芯片和无源器件的集成方式。以基板(Substrate)上表面的左下角为原点,基板上表面所处的平面为XY平面,基板法线为Z轴,创建坐标系。2D封装方面包含FOWLP、FOPLP和其他技术。物理结构:所有芯片和无源器件均安装在基板平面,芯片和无源器件与XY平面直接接触,基板上的布线和过孔位于XY平面下方。电气连接:均需要通过基板(除了极少数通过键合线直接连接的键合点)。江西半导体芯片封装型式
SIP工艺解析,引线键合封装工艺工序介绍:圆片减薄,为保持一定的可操持性,Foundry出来的圆厚度一般在700um左右。封测厂必须将其研磨减薄,才适用于切割、组装,一般需要研磨到200um左右,一些叠die结构的memory封装则需研磨到50um以下。圆片切割,圆片减薄后,可以进行划片,划片前需要将晶元粘贴在蓝膜上,通过sawwing工序,将wafer切成一个 一个 单独的Dice。目前主要有两种方式:刀片切割和激光切割。芯片粘结,贴装的方式可以是用软焊料(指Pb-Sn合金,尤其是含Sn的合金)、Au—Si低共熔合金等焊接到基板上,在塑料封装中较常用的方法是使用聚合物粘结剂粘贴到金属框架上。...