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。SiP 封装所有元件在一个封装壳体内,缩短了电路连接,见笑了阻抗、射频、热等损耗影响。MEMS封装工艺
SiP技术特点:制造工艺,SiP的制造涉及多种工艺,包括:基板技术:提供电气连接和物理支持的基板,可以是有机材料(如PCB)或无机材料(如硅、陶瓷)。芯片堆叠:通过垂直堆叠芯片来节省空间,可能使用通过硅孔(TSV)技术来实现内部连接。焊接和键合:使用焊球、金线键合或铜线键合等技术来实现芯片之间的电气连接。封装:较终的SiP模块可能采用BGA(球栅阵列)、CSP(芯片尺寸封装)或其他封装形式。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。河北WLCSP封装方案SiP整体制程囊括了着晶、打线、主/被动组件SMT及塑封技术。
SiP 可以将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,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。这么看来,SiP 和 SoC 极为相似,两者的区别是什么?能较大限度地优化系统性能、避免重复封装、缩短开发周期、降低成本、提高集成度。对比 SoC,SiP 具有灵活度高、集成度高、设计周期短、开发成本低、容易进入等特点。而 SoC 发展至今,除了面临诸如技术瓶颈高、CMOS、DRAM、GaAs、SiGe 等不同制程整合不易、生产良率低等技术挑战尚待克服外,现阶段 SoC 生产成本高,以及其所需研发时间过长等因素,都造成 SoC 的发展面临瓶颈,也造就 SiP 的发展方向再次受到普遍的讨论与看好。
SiP具有以下优势:可靠性 – 由于SiP与使用分立元件(如IC或无源器件)的PCB系统非常相似,因此它们至少具有相同的预期故障概率。额外的可靠性来自所涉及的封装,这可以增强系统并为设备提供更长的使用寿命。一个例子是使用模塑来封装系统,从而保护焊点免受物理应力的影响。天线集成 – 在许多无线应用(蓝牙、WiFi)中,都需要天线。在系统级封装解决方案中,天线可以集成到封装中,与RF IC的距离非常短,从而确保无线解决方案的更高性能。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%。
SOC与SIP都是将一个包含逻辑组件、内存组件、甚至包含无源组件的系统,整合在一个单位中。区别在于SOC是从设计的角度出发,将系统所需的组件高度集成到一块芯片上;SIP是从封装的立场出发,对不同芯片进行并排或叠加的封装方式,实现一定功能的单个标准封装件。从某种程度上说:SIP=SOC+其他(未能被集成到SOC中的芯片和组件)。SiP封装基板半导体芯片封装基板是封装测试环境的关键载体,SiP封装基板具有薄形化、高密度、高精度等技术特点,为芯片提供支撑,散热和保护,同时提供芯片与基板之间的供电和机械链接。不同的芯片排列方式,与不同的内部接合技术搭配,使 SiP 的封装形态产生多样化的组合。MEMS封装工艺
SiP 实现是系统的集成。MEMS封装工艺
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。MEMS封装工艺
由于物联网“智慧”设备的快速发展,业界对能够在更小的封装内实现更多功能的系统级封装 (SiP) 器件的需求高涨,这种需求将微型化趋势推向了更高的层次:使用更小的元件和更高的密度来进行组装。 无源元件尺寸已从 01005 ( 0.4 mm× 0.2 mm) 缩小到 008004( 0.25 mm×0.125 mm) ,细间距锡膏印刷对 SiP 的组装来说变得越来越有挑战性。 对使用不同助焊剂和不同颗粒尺寸锡粉的 3 种锡膏样本进行了研究; 同时通过比较使用平台和真空的板支撑系统,试验了是否可以单独使用平台支撑来获得一致性较好的印刷工艺;并比较了激光切割和电铸钢网在不同开孔尺寸下的印刷结果。SIP...