浅谈系统级封装(SiP)的优势及失效分析,半导体组件随着各种消费性通讯产品的需求提升而必须拥有更多功能,组件之间也需要系统整合。因应半导体制程技术发展瓶颈,系统单芯片(SoC)的开发效益开始降低,异质整合困难度也提高,成本和所需时间居高不下。此时,系统级封装(SiP)的市场机会开始随之而生。 采用系统级封装(SiP)的优势,SiP,USI 云茂电子一站式微小化解决方案,相较于SoC制程,采用系统级封装(SiP)的较大优势来自于可以根据功能和需求自由组合,为客户提供弹性化设计。以较常见的智能型手机为例,常见的的功能模块包括传感器、Wi-Fi、BT/BLE、RF FEM、电源管理芯片…...等。而系统级封装即是将这些单独制造的芯片和组件共同整合成模块,再从单一功能模块整合成子系统,再将该系统安装到手机系统PCB上。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。浙江COB封装定制
SiP 与其他封装形式又有何区别?SiP 与 3D、Chiplet 的区别Chiplet 可以使用更可靠和更便宜的技术制造,也不需要采用同样的工艺,同时较小的硅片本身也不太容易产生制造缺陷。不同工艺制造的 Chiplet 可以通过先进封装技术集成在一起。Chiplet 可以看成是一种硬核形式的 IP,但它是以芯片的形式提供的。3D 封装就是将一颗原来需要一次性流片的大芯片,改为若干颗小面积的芯片,然后通过先进的封装工艺,即硅片层面的封装,将这些小面积的芯片组装成一颗大芯片,从而实现大芯片的功能和性能,其中采用的小面积芯片就是 Chiplet。 因此,Chiplet 可以说是封装中的单元,先进封装是由 Chiplet /Chip 组成的,3D 是先进封装的工艺手段,SiP 则指代的是完成的封装整体。通过 3D 技术,SiP 可以实现更高的系统集成度,在更小的面积内封装更多的芯片。不过,是否采用了先进封装工艺,并不是 SiP 的关注重点,SiP 关注系统在封装内的实现。山西IPM封装厂家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。
失效分析三步骤 X射线检测(3D X–ray):透过失效分析当中的X–ray检测,我们可以深入确认模块是否有封装异常,并且找出异常组件的位置。 材料表面元素分析(XPS):接着,利用XPS针对微米等级的模块表面进行更细微的元素分析,以此探究模块出现电阻值偏高、电性异常、植球脱球及镀膜脱层等现象是否来自于制程的氧化或污染。 傅立叶红外线光谱仪(FTIR):如明确查找到污染物目标,则可再接续使用FTIR进行有机污染物的鉴定,定义出问题根源究竟是来自哪一个阶段,以此找出正确解决方案。
不同类别芯片进行3D集成时,通常会把两个不同芯片竖直叠放起来,通过TSV进行电气连接,与下面基板相互连接,有时还需在其表面做RDL,实现上下TSV连接。4D SIP,4D集成定义主要是关于多块基板的方位和相互连接方式,因此在4D集成也会包含2D,2.5D,3D的集成方式。物理结构:多块基板采用非平行的方式进行安装,且每一块基板上均设有元器件,元器件的安装方式具有多样性。电气连接:基板间采用柔性电路或焊接的方式相连,基板中芯片的电气连接多样化。系统级封装(SiP)技术是通过将多个裸片(Die)及无源器件整合在单个封装体内的集成电路封装技术。
PoP(Package-on-Package),是用于将逻辑器件和存储器器件进行叠层封装的技术。通常情况下底层多为逻辑器件,例如移动电话基带(调制解调器)处理器或应用处理器,上层为存储器,例如闪存或者叠层内存芯片。显然,这种垂直组合封装的一个优点是节省了电路板空间。适用于需要在更小空间内实现更多功能的应用,例如数码相机、PDA、MP3 播放器和移动游戏设备等。POP的工艺流程,PoP的组装方式目前有两种。一种是预制PoP工序,即先将PoP的多层封装堆叠到一起,焊接成一个元器件,再贴装到PCB上,然后再进行一次回流焊。一种是在板PoP工序上,依次将底部的BGA和顶部BGA封装在PCB上,然后过一次回流焊。Sip系统级封装通过将多个裸片(Die)和无源器件融合在单个封装体内,实现了集成电路封装的创新突破。贵州COB封装流程
SiP封装是将多个半导体及一些必要的辅助零件,做成一个相对单独的产品。浙江COB封装定制
SiP封装工艺介绍,SiP封装技术采取多种裸芯片或模块进行排列组装,若就排列方式进行区分可大体分为平面式2D封装和3D封装的结构。相对于2D封装,采用堆叠的3D封装技术又可以增加使用晶圆或模块的数量,从而在垂直方向上增加了可放置晶圆的层数,进一步增强SiP技术的功能整合能力。而内部接合技术可以是单纯的线键合(Wire Bonding),也可使用覆晶接合(Flip Chip),也可二者混用。目前世界上先进的3D SiP 采用 Interposer(硅基中介层)将裸晶通过TSV(硅穿孔工艺)与基板结合。浙江COB封装定制