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。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。重庆半导体芯片封装方式
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。陕西陶瓷封装厂商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。
SiP还具有以下更多优势: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。但是,对于完整的视图,我们必须承认SiP也可能有一些缺点。
对于堆叠结构,可以区分如下几种:芯片堆叠、PoP、PiP、TSV。堆叠芯片,是一种两个或更多芯片堆叠并粘合在一个封装中的组装技术。这较初是作为一种将两个内存芯片放在一个封装中以使内存密度翻倍的方法而开发的。 无论第二个芯片是在头一个芯片的顶部还是在它旁边,都经常使用术语“堆叠芯片”。技术已经进步,可以堆叠许多芯片,但总数量受到封装厚度的限制。芯片堆叠技术已被证明可以多达 24 个芯片堆叠。然而,大多数使用9 芯片高度的堆叠芯片封装技术的来解决复杂的测试、良率和运输挑战。芯片堆叠也普遍应用在传统的基于引线框架的封装中,包括QFP、MLF 和 SOP 封装形式。如下图2.21的堆叠芯片封装形式。随着SiP模块成本的降低,且制造工艺效率和成熟度的提高。
几种类型的先进封装技术:首先就是 SiP,随着 5G 的部署加快,这类封装技术的应用范围将越来越普遍。其次是应用于 Chiplet SiP 的 2.5D/3D 封装,以及晶圆级封装,并且利用晶圆级技术在射频特性上的优势推进扇出型(Fan-Out)封装。很多半导体厂商都有自己的 SiP 技术,命名方式各有不同。比如,英特尔叫 EMIB、台积电叫 SoIC。这些都是 SiP 技术,差别就在于制程工艺。在智能手机领域,除射频模块外,通用单元电路小型化需求正推升 SiP 技术的采用率;可穿戴领域,已经有在耳机和智能手表上应用 SiP 技术。SiP并没有一定的结构形态,芯片的排列方式可为平面式2D装和立体式3D封装。福建芯片封装流程
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。重庆半导体芯片封装方式
SMT生产工艺挑战:元件小型化,Chip元件逐步淘汰,随着产品集成化程度越来越高,产品小型化趋势不可避免,因此0201元件在芯片级制造领域受到微型化发展趋势,将被逐步淘汰。Chip元件普及,随着苹果i-watch的面世,SIP的空间设计受到挑战,伴随苹果,三星等移动设备的高标要求,01005 chip元件开始普遍应用在芯片级制造领域。Chip元件开始推广,SIP工艺的发展,要求元件板身必须小型化,随着集成的功能越来越多,PCB承载的功能将逐步转移到SIP芯片上,这就要求SIP在满足功能的前提下,还能降尺寸控制在合理范围,由此催生出0201元件的推广与应用。重庆半导体芯片封装方式