La technologie System-in-package (SIP) a été proposée depuis le début des années 1990 jusqu'à aujourd'hui. Après plus de dix ans de développement, il a été largement accepté par le monde universitaire et l'industrie et est devenu l'un des nouveaux points chauds de la recherche en technologie électronique et l'une des principales directions d'applications techniques. Il estime également qu'il représente l'orientation future du développement de la technologie électronique. En tant qu'élément important de la technologie d'emballage SIP, la technologie d'emballage SIP a fait de grands progrès en matière d'innovation continue au fil des ans et a progressivement formé son propre système technique, qui mérite d'être engagé dans les industries technologiques connexes. Les techniciens et les universitaires mènent des recherches et des études. Du point de vue de la technologie de l'emballage, l'article présente en détail la fabrication des emballages SIP et discute également en détail des points clés de son processus.

Selon la définition de l'International Semiconductor Route Organization (ITRS) : SiP est un dispositif unique qui assemble préférentiellement plusieurs composants électroniques actifs avec différentes fonctions et dispositifs passifs optionnels, ainsi que d'autres dispositifs tels que des MEMS ou des dispositifs optiques, pour atteindre un certain fonction. Packages standards qui forment un système ou un sous-système.

En termes d'architecture, SiP intègre une variété de puces fonctionnelles, notamment des processeurs, de la mémoire et d'autres puces fonctionnelles dans un seul boîtier, afin d'obtenir une fonction fondamentalement complète. Correspond au SOC (système sur puce). La différence est que le système dans le package est une méthode de conditionnement dans laquelle différentes puces sont utilisées côte à côte ou empilées, tandis que le SOC est un produit à puce hautement intégré.

1.1. Plus de Moore VS Plus que Moore —— Comparaison de SoC et SiP

SiP est une voie de réalisation importante au-delà de la loi de Moore. La célèbre loi de Moore s'est développée jusqu'au stade actuel, où va-t-elle ? Il existe deux voies dans l'industrie : l'une est de continuer à se développer conformément à la loi de Moore. Les produits qui suivent cette voie incluent les processeurs, la mémoire, les dispositifs logiques, etc. Ces produits représentent 50 % de l'ensemble du marché. L'autre est la voie Plus que Moore qui dépasse la loi de Moore. Le développement des puces est passé d'une recherche aveugle de réduction de la consommation d'énergie et d'amélioration des performances à une approche plus pragmatique pour répondre aux besoins du marché. Les produits dans ce domaine comprennent les appareils analogiques/RF, les appareils passifs, les appareils de gestion de l'énergie, etc., qui représentent environ les 50 % restants du marché.

De ces deux voies sont nés deux produits : SoC et SiP. SoC est le produit de la loi de Moore qui continue de s'abaisser, et SiP est une voie importante pour aller au-delà de la loi de Moore. Tous deux sont des produits qui permettent la miniaturisation et la miniaturisation des systèmes au niveau des puces.

SoC et SIP sont très similaires dans la mesure où ils intègrent tous deux un système comprenant des composants logiques, des composants de mémoire et même des composants passifs dans une seule unité. Le SoC est d'un point de vue conception, qui consiste à intégrer les composants requis par le système dans une seule puce. SiP est une méthode de packaging dans laquelle différentes puces sont côte à côte ou empilées du point de vue du packaging, et plusieurs composants électroniques actifs avec différentes fonctions et dispositifs passifs facultatifs, ainsi que d'autres dispositifs tels que des MEMS ou des dispositifs optiques sont préférentiellement assemblés ensemble. . , un package standard unique qui implémente une certaine fonction.

En termes d'intégration, en général, SoC n'intègre que des systèmes logiques tels que AP, tandis que SiP intègre AP + DDR mobile. Dans une certaine mesure, SIP=SoC+DDR. À mesure que l'intégration deviendra de plus en plus élevée à l'avenir, emmc sera également susceptible d'être intégré à SiP.

Du point de vue du développement de l'emballage, le SoC a été établi comme l'orientation clé et l'orientation du développement de la future conception de produits électroniques en raison des exigences des produits électroniques en termes de volume, de vitesse de traitement ou de caractéristiques électriques. Cependant, avec l'augmentation du coût de production des SoC ces dernières années et les obstacles techniques fréquents, le développement des SoC est confronté à un goulot d'étranglement et le développement du SiP fait l'objet de plus en plus d'attention de la part de l'industrie.

1.2. SiP - le choix inévitable au-delà de la loi de Moore

La loi de Moore garantit une amélioration continue des performances des puces. Comme nous le savons tous, la loi de Moore est la « Bible » du développement de l’industrie des semi-conducteurs. Sur les semi-conducteurs à base de silicium, la taille des caractéristiques des transistors est réduite de moitié et les performances sont doublées tous les 18 mois. Parallèlement à l'amélioration des performances, cela entraîne une réduction des coûts, ce qui incite les fabricants de semi-conducteurs à être suffisamment motivés pour réaliser la réduction de la taille des caractéristiques des semi-conducteurs. Parmi eux, les puces de processeur et les puces de mémoire sont les deux types de puces qui suivent le plus la loi de Moore. En prenant Intel comme exemple, chaque génération de produits suit parfaitement la loi de Moore. Au niveau des puces, la loi de Moore favorise l'amélioration continue des performances.

La carte PCB ne suit pas la loi de Moore et constitue le goulot d'étranglement pour l'amélioration des performances de l'ensemble du système. Correspondant au rétrécissement continu de la taille des puces, la carte PCB n'a pas beaucoup changé au fil des ans. Par exemple, la largeur de ligne minimale standard des cartes mères PCB était de 3 mil (environ 75 um) il y a dix ans, et elle est encore de 3 mil aujourd'hui, avec peu d'amélioration. Après tout, les PCB n'obéissent pas à la loi de Moore. En raison des limitations du PCB, l'amélioration des performances de l'ensemble du système s'est heurtée à un goulot d'étranglement. Par exemple, puisque la largeur de trace du PCB n'a pas changé, la densité de câblage entre le processeur et la mémoire reste également la même. En d’autres termes, le nombre de fils entre le processeur et la mémoire ne changera pas de manière significative sans modifier la taille du processeur et de la mémoire. La bande passante mémoire est égale à la largeur de bits de l'interface mémoire multipliée par la fréquence de fonctionnement de l'interface mémoire. La largeur de bit de sortie mémoire est égale au nombre de connexions entre le processeur et la mémoire. Au cours des dix dernières années, le 64 bits n'a pas changé en raison des limites de la technologie des cartes PCB. Par conséquent, si vous souhaitez augmenter la bande passante mémoire, vous ne pouvez augmenter que la fréquence de fonctionnement de l'interface mémoire. Cela limite l’amélioration des performances de l’ensemble du système.

SIP est le gagnant et le perdant dans la résolution des entraves du système. Encapsulez plusieurs puces semi-conductrices et dispositifs passifs dans la même puce pour former une puce au niveau du système, au lieu d'utiliser la carte PCB comme support entre la connexion entre les puces porteuses, ce qui peut résoudre les performances du système causées par les défauts inhérents du PCB. lui-même. rencontrer des goulots d’étranglement. Prenons l'exemple des processeurs et des puces mémoire, car la densité du câblage interne dans le système en boîtier peut être beaucoup plus élevée que celle du câblage PCB, afin de résoudre le goulot d'étranglement du système causé par le haut débit des lignes PCB. Par exemple, étant donné que la puce mémoire et la puce processeur peuvent être connectées ensemble au moyen de trous traversants, elles ne sont plus limitées par la largeur de ligne du PCB, de sorte que la bande passante des données peut être améliorée dans la bande passante de l'interface.

Nous pensons que SiP va bien au-delà de la simple intégration de puces. SiP présente également les avantages d’un cycle de développement court ; plus de fonctions ; consommation d'énergie inférieure, meilleures performances, prix de revient inférieur, taille plus petite et poids plus léger. Le résumé est le suivant :

Analyse du processus SiP

Le processus d'emballage SIP peut être divisé en emballage de liaison par fil et en liaison par retournement de puce en fonction de la méthode de connexion entre la puce et le substrat.

2.1. Processus d'emballage de fil de liaison

Le processus principal du processus d’emballage du wire bonding est le suivant :

Plaquette → Amincissement de plaquette → Découpe de plaquette → Collage de matrices → Liaison de fils → Nettoyage au plasma → Enrobage d'encapsulant liquide → Assemblage de billes de soudure → Soudage par refusion → Marquage de surface → Séparation → Inspection finale → Test → Emballage.

• amincissement des plaquettes

L'amincissement de la tranche fait référence au meulage mécanique ou chimico-mécanique (CMP) de l'arrière de la tranche pour amincir la tranche jusqu'à un niveau approprié pour l'emballage. À mesure que la taille de la tranche devient de plus en plus grande, afin d'augmenter la résistance mécanique de la tranche et d'éviter la déformation et la fissuration pendant le traitement, son épaisseur a augmenté. Cependant, avec le développement du système dans le sens de la lumière, mince et court, l'épaisseur du module après emballage de la puce devient de plus en plus fine. Par conséquent, l’épaisseur de la tranche doit être réduite à un niveau acceptable avant l’emballage pour répondre aux exigences de l’assemblage des puces.

• Découpe de plaquettes

Une fois la plaquette amincie, elle peut être coupée en dés. Les anciennes machines à découper en dés étaient actionnées manuellement, et désormais les machines à découper en dés générales sont entièrement automatisées. Qu'il s'agisse de tracer partiellement ou de diviser complètement la plaquette, une lame de scie est actuellement utilisée car elle dessine des bords nets avec peu d'éclats et de fissures.

• mourir attacher

Les jetons coupés en dés sont montés sur les coussinets centraux du cadre. La taille du pad doit correspondre à la taille de la puce. Si la taille du tampon est trop grande, la portée du plomb sera trop grande, le plomb sera plié et le copeau sera déplacé en raison de la contrainte générée par l'écoulement pendant le processus de moulage par transfert. La méthode de montage peut être soudée au substrat avec une brasure tendre (faisant référence à un alliage Pb-Sn, en particulier un alliage contenant du Sn), un alliage eutectique Au-Si, etc. La méthode la plus couramment utilisée dans les emballages plastiques consiste à utiliser un adhésif polymère. L'adhésif est collé sur le cadre métallique.

• liaison filaire

Le plomb utilisé dans l'emballage en plastique est principalement du fil d'or et son diamètre est généralement de 0.025 mm à 0.032 mm. La longueur du fil est généralement comprise entre 1.5 mm et 3 mm, et la hauteur de l'arc peut être 0.75 mm plus élevée que le plan où se trouve la puce.

Les techniques de liaison comprennent le soudage par thermocompression, le soudage thermosonique, etc. Les avantages de ces techniques sont la facilité de formation sphérique (c'est-à-dire la technologie des billes de soudure) et la prévention de l'oxydation du fil d'or. Afin de réduire les coûts, d'autres fils métalliques, comme l'aluminium, le cuivre, l'argent, le palladium, etc., sont également à l'étude pour remplacer le fil d'or. La condition du soudage sous pression à chaud est que les deux surfaces métalliques sont en contact étroit et que le temps, la température et la pression sont contrôlés pour que les deux métaux se connectent. Une surface rugueuse (inégale), la formation d'une couche d'oxyde ou une contamination chimique, l'absorption d'humidité, etc. affecteront l'effet de liaison et réduiront la force de liaison. La température du soudage par thermocompression est de 300 ℃ ~ 400 ℃ et le temps est généralement de 40 ms (généralement, plus les procédures telles que la recherche de la position de liaison, la vitesse de liaison est de deux fils par seconde). L'avantage du soudage par ultrasons est qu'il peut éviter les températures élevées, car il utilise des vibrations ultrasoniques de 20 kHz à 60 kHz pour fournir l'énergie requise pour le soudage, de sorte que la température de soudage peut être abaissée. L’utilisation simultanée de chaleur et d’énergie ultrasonique pour le collage est connue sous le nom de soudage thermosonique. Par rapport au soudage par thermocompression, le plus grand avantage du soudage thermosonique est de réduire la température de liaison de 350°C à environ 250°C (certaines personnes pensent que les conditions de 100°C~150°C peuvent être utilisées), ce qui peut réduire considérablement la température de collage sur le plot aluminium. Possibilité de former des composés intermétalliques Au-Al, prolongeant la durée de vie du dispositif tout en réduisant la dérive des paramètres du circuit. L'amélioration de la liaison filaire est principalement due à la nécessité de boîtiers de plus en plus fins, certains boîtiers ultra-fins ne mesurent qu'environ 0.4 mm. Par conséquent, la boucle de plomb (boucle) est réduite de 200 μm ~ 300 μm à 100 μm ~ 125 μm, de sorte que la tension de plomb est très grande et très serrée. De plus, il y a généralement deux fils d'alimentation/terre annulaires à la périphérie des plages de fils sur le substrat. Pour éviter que le fil d'or ne court-circuite avec lui lors de la liaison, l'écart minimum doit être > 625 μm et le fil de liaison doit avoir une linéarité élevée. degrés et un bon arc.

• Nettoyage plasma

L'une des fonctions importantes du nettoyage est d'améliorer l'adhésion du film, comme le dépôt d'un film Au sur un substrat Si et le traitement de la surface des hydrocarbures et autres contaminants par plasma Ar, ce qui améliore considérablement l'adhésion de l'Au. La surface du substrat après traitement plasma laissera une couche de substance grise contenant du fluorure, qui peut être éliminée par solution. Un nettoyage simultané contribue également à améliorer l’adhérence et le mouillage des surfaces.

• Enrobage de mastic liquide

Placez le ruban de cadre monté sur puce et lié par fil dans le moule, chauffez le bloc préformé du composé de moulage dans un four de préchauffage (la température de préchauffage est comprise entre 90 °C et 95 °C), puis placez-le dans le transfert. dans la cuve de transfert de la machine à mouler. Sous la pression du piston de moulage par transfert, le composé de moulage est extrudé dans le canal et injecté dans la cavité du moule à travers la porte (la température du moule est maintenue entre 170°C et 175°C tout au long du processus). Le composé de moulage se solidifie rapidement dans le moule et après une période de maintien de la pression, le module atteint une certaine dureté, puis le module est éjecté avec la broche d'éjection et le processus de moulage est terminé. Pour la plupart des composés à mouler, après quelques minutes de maintien de la pression dans le moule, le module est suffisamment rigide pour permettre l'éjection, mais le durcissement (polymérisation) du polymère n'est pas complètement terminé. Étant donné que le degré de polymérisation (degré de durcissement) du matériau affecte fortement la température de transition vitreuse et la contrainte thermique du matériau, il est très important de favoriser le durcissement complet du matériau pour atteindre un état stable, ce qu'il est très important d'améliorer. la fiabilité du dispositif et le post-durcissement visent à améliorer le composé de moulage. Les étapes de processus nécessaires pour le degré de polymérisation, les conditions générales de post-durcissement sont de 170 ℃ ~ 175 ℃, 2h ~ 4h.

• Enrobage de mastic liquide

À l'heure actuelle, il existe deux méthodes de montage de billes utilisées dans l'industrie : « pâte à souder » + « bille de soudure » et « pâte flux » + « bille de soudure ». La méthode de montage « pâte à souder » + « boule d'étain » est reconnue comme la meilleure méthode de montage de boule standard de l'industrie. Les billes plantées par cette méthode ont une bonne soudabilité et une bonne brillance, et le phénomène de décalage des billes de soudure ne se produira pas pendant le processus de fusion de l'étain. C'est plus facile à contrôler. La méthode spécifique consiste à imprimer d'abord la pâte à souder sur le tampon BGA, puis à utiliser une machine de montage de billes ou une sérigraphie pour ajouter une certaine taille de billes de soudure. A cette époque, le rôle de la pâte à braser est de coller à l’étain. Lors du chauffage, la surface de contact des billes de soudure est plus grande, de sorte que les billes de soudure soient chauffées plus rapidement et de manière plus complète, de sorte que les billes de soudure aient une meilleure soudabilité avec les plots après la fusion et réduisent la possibilité de soudure virtuelle.

• marquage des surfaces

Le marquage est constitué de lettres et de logos indélébiles et clairs imprimés sur la surface supérieure du module emballé, comprenant les informations du fabricant, le pays, le code de l'appareil, etc., principalement à des fins d'identification et de traçabilité. Il existe de nombreuses méthodes de codage, parmi lesquelles la plus couramment utilisée est la méthode de codage, qui comprend l'impression à l'encre et l'impression laser.

• séparé

Afin d'améliorer l'efficacité de la production et d'économiser des matériaux, la plupart des travaux d'assemblage SIP sont effectués sous la forme d'une combinaison de matrices, qui est divisée en dispositifs individuels une fois le processus de moulage et de test terminé. La division peut être réalisée par sciage ou par emboutissage. Le processus de sciage est plus flexible et ne nécessite pas beaucoup d'outils spéciaux. Le processus d'estampage a une efficacité de production plus élevée et un coût inférieur, mais nécessite l'utilisation d'outils spéciaux.

2.2. Procédé de soudage flip-chip

Par rapport au processus de liaison filaire, le processus flip chip présente les avantages suivants :

(1) La technologie de soudage Flip-Chip surmonte le problème de la limite d’entraxe des plots de liaison filaire ;

(2) Il offre plus de commodité aux concepteurs électroniques dans la conception de la distribution puissance/terre de la puce ;

(3) En raccourcissant la longueur d'interconnexion et en réduisant le délai RC, il fournit un signal plus complet pour les appareils haute fréquence et haute puissance ;

(4) Excellentes performances thermiques, un radiateur peut être installé à l’arrière de la puce ;

(5) Fiabilité élevée, grâce à l'action de la charge sous la puce, la durée de vie en fatigue de l'emballage est améliorée ;

(6) Facile à réparer.

Voici le déroulement du processus de liaison de puces retournées (le même processus que la liaison de fils ne sera pas décrit séparément) : tranche → redistribution des pastilles → amincissement de la tranche, fabrication de bosses → découpe de tranche → liaison de puces retournées, sous-remplissage → encapsulation → billes de soudure d'assemblage → Soudure par refusion → Marquage de surface → Séparation → Inspection finale → Test → Emballage.

• Redistribution des pads

Afin d'augmenter le pas des broches et de répondre aux exigences du processus de liaison flip-chip, il est nécessaire de redistribuer les broches de la puce.

• faire des bosses

Une fois la redistribution des pads terminée, des bosses doivent être ajoutées aux pads de la puce. Les techniques de fabrication des billes de soudure peuvent être la galvanoplastie, le placage autocatalytique, l'évaporation, le placement de billes et l'impression de pâte à souder. À l’heure actuelle, la méthode de galvanoplastie reste la plus utilisée, suivie par la méthode d’impression à la pâte à souder.

• Liaison flip-chip, sous-remplissage

Une fois que les bosses de soudure sont disposées sur toute la surface de liaison de la puce sous la forme d'un réseau de grilles, la puce est montée sur le substrat du boîtier de manière inversée et la connexion électrique est réalisée à travers les bosses et les plages sur le substrat, remplaçant ainsi le WB et le TAB. méthode de connexion. Après la liaison flip-chip, le remplissage de résine époxy entre la puce et le substrat peut réduire les contraintes thermiques et mécaniques appliquées aux bosses et améliorer la fiabilité de 1 à 2 ordres de grandeur par rapport à l'absence de remplissage.

SiP - pour les applications

3.1. Principaux domaines d'application

L'application du SiP est très vaste, comprenant principalement : la communication sans fil, l'électronique automobile, l'électronique médicale, les ordinateurs, etc.

Le domaine de communication sans fil le plus largement utilisé. L'application de SiP dans le domaine de la communication sans fil est la plus ancienne, et c'est également le domaine le plus largement utilisé. Dans le domaine de la communication sans fil, les exigences en matière d'efficacité de transmission fonctionnelle, de bruit, de volume, de poids et de coût sont de plus en plus élevées, obligeant la communication sans fil à se développer dans le sens d'un faible coût, d'un portable, d'une multifonctionnalité et d'une haute performance. SiP est une solution idéale qui combine les avantages des ressources de base et des processus de production de semi-conducteurs existants, réduit les coûts et raccourcit les délais de mise sur le marché, tout en surmontant les difficultés du SOC telles que la compatibilité des processus, le mélange des signaux, les interférences sonores et les interférences électromagnétiques. L'amplificateur de puissance radiofréquence du téléphone mobile intègre les fonctions d'amplificateur de puissance radiofréquence, de contrôle de puissance et de commutateur émetteur-récepteur, qui sont entièrement résolues dans le SiP.

L'électronique automobile est un scénario d'application important pour SiP. Les applications SiP dans l’électronique automobile se multiplient progressivement. En prenant l'unité de commande du moteur (ECU) comme exemple, l'ECU se compose d'un microprocesseur (CPU), d'une mémoire (ROM, RAM), d'une interface d'entrée/sortie (E/S), d'un convertisseur analogique-numérique (A/D) , ainsi que la composition de circuits intégrés à grande échelle. Différents types de puces ont des processus différents. À l’heure actuelle, SiP est souvent utilisé pour intégrer les puces dans un système de contrôle complet. En outre, le système de freinage antiblocage (ABS) automobile, le système de contrôle d'injection de carburant, le système électronique d'airbag, le système de commande au volant, le système d'alarme de basse pression des pneus et d'autres unités, l'utilisation de SiP augmente également. En outre, la technologie SIP a également été appliquée avec succès dans les systèmes de bureau et de divertissement embarqués à croissance rapide.

L’électronique médicale nécessite une combinaison de fiabilité et de petite taille, associée à la fonctionnalité et à la longévité. Les applications typiques dans ce domaine sont les dispositifs médicaux électroniques implantables, tels que les endoscopes à capsule. L'endoscope est composé d'une lentille optique, d'une puce de traitement d'image, d'un émetteur de signal radiofréquence, d'une antenne et d'une batterie. La puce de traitement d'image est une puce numérique, l'émetteur de signal radiofréquence est une puce analogique et l'antenne est un dispositif passif. Le regroupement de ces appareils dans un SiP répond parfaitement aux exigences de performances et de miniaturisation.

L'application de SiP dans le domaine informatique provient principalement de l'intégration du processeur et de la mémoire. En prenant le GPU comme exemple, il comprend généralement une puce de calcul graphique et une SDRAM. Les deux méthodes de conditionnement ne sont pas les mêmes. L'informatique graphique est conditionnée dans un boîtier multi-puces à billes en plastique standard, qui n'est pas adapté à la SDRAM. Il est donc nécessaire de conditionner les deux types de puces séparément, puis de les conditionner ensemble sous forme de SiP.

Le SiP trouve également de nombreuses applications dans l'électronique grand public, notamment l'ISP (puce de traitement d'image), la puce Bluetooth, etc. L'ISP est au cœur des appareils photo numériques, scanners, appareils photo, jouets et autres produits électroniques. Il convertit les signaux optiques en signaux numériques par conversion photoélectrique, puis assure le traitement, l'affichage et le stockage des images. Les capteurs d'images comprennent différents types de composants, tels que les capteurs CCD, les capteurs CMOS, les capteurs d'images par contact, les dispositifs de chargement de charge, les réseaux de diodes optiques, les capteurs au silicium amorphe, etc. La technologie SiP constitue sans aucun doute une solution de packaging idéale.

Le système Bluetooth est généralement composé d'une partie sans fil, d'une partie de contrôle de liaison, d'une partie de support de gestion de liaison et d'une interface de terminal principale. La technologie SiP peut rendre Bluetooth de plus en plus petit pour répondre aux besoins du marché, favorisant ainsi vigoureusement l'application de la technologie Bluetooth. Le SiP complète tous les composants (radio, processeur de bande de base, ROM, filtres et autres composants discrets) requis pour intégrer la fonctionnalité de la technologie sans fil Bluetooth dans un boîtier ultra-compact.

Les produits électroniques se caractérisent par leurs hautes performances, leur miniaturisation, leur grande variété et leur production en petites séries. La technologie SiP répond aux exigences des applications électroniques, offrant ainsi un large marché et des perspectives de développement dans ce domaine technique. 

3.2.SiP - Adapté aux smartphones

L'amincissement et la légèreté des téléphones mobiles ont entraîné une augmentation de la demande de SiP. Les téléphones mobiles constituent le plus grand marché pour le domaine de l'emballage SiP. À mesure que les smartphones deviennent plus fins et plus légers, la demande de SiP va naturellement augmenter. De 2011 à 2015, l'épaisseur des téléphones mobiles de différentes marques n'a cessé de diminuer. L’amincissement impose naturellement des exigences de plus en plus élevées en matière d’épaisseur des composants assemblés. En prenant l'iPhone 6s comme exemple, l'utilisation de PCB a été considérablement réduite et de nombreux composants de puces seront implémentés dans les modules SiP. En ce qui concerne l'iPhone 8, il s'agit peut-être du premier téléphone mobile d'Apple à utiliser SiP. Cela signifie que d'une part, l'iPhone 8 peut être rendu plus fin et plus léger, et d'autre part, il y aura plus d'espace pour d'autres modules fonctionnels, tels que des appareils photo, des haut-parleurs et des batteries plus puissants.

Regardez les applications SiP des produits Apple. Apple est une entreprise résolument optimiste quant aux applications SiP. Apple a déjà utilisé le packaging SiP sur Apple Watch.

Outre les montres, le nombre de SiP utilisés dans les téléphones mobiles Apple augmente également progressivement. Sont répertoriés : la puce tactile, la puce d’identification par empreinte digitale, le RFPA, etc.

puce tactile. Dans l'Iphone6, il y a deux puces tactiles, fournies respectivement par Broadcom et TI, tandis que dans le 6S, les deux sont scellées dans le même boîtier pour réaliser le boîtier SiP. À l’avenir, l’intégralité du TDDI sera encore encapsulée. Une nouvelle génération de technologie 3D Touch a été présentée sur l'iPhone 6s. La détection par détection tactile peut pénétrer dans la coque en matériau isolant et évaluer l'action tactile du doigt humain en détectant le changement de tension apporté par le doigt humain, de manière à réaliser différentes fonctions. La puce tactile doit collecter la valeur de tension du point de contact, convertir ces signaux de tension d'électrode en signaux de coordonnées après traitement et contrôler le téléphone mobile pour répondre aux fonctions correspondantes en fonction des signaux de coordonnées, de manière à réaliser sa fonction de contrôle. L'émergence de 3D Touch a mis en avant des exigences plus élevées en matière de capacité de traitement et de performances du module tactile. Sa structure complexe nécessite que la puce tactile soit assemblée avec SiP, et la fonction de retour tactile améliore sa convivialité opérationnelle.

La reconnaissance d'empreintes digitales utilise également un package SiP. Le capteur et la puce de contrôle sont regroupés et une technologie similaire a été adoptée depuis l'iPhone 5.

Module RFPA. Le RFPA dans les téléphones portables est la forme de SiP la plus couramment utilisée. L'iPhone 6S ne fait pas exception. Dans l'iPhone 6S, il existe plusieurs puces RFPA, qui utilisent toutes SiP.

Selon l'habitude d'Apple, toutes les technologies matures seront transmises à la prochaine génération. Nous estimons que le prochain Apple iPhone 7 adoptera davantage la technologie SiP, tandis que les futurs iPhone 7s et iPhone 8 seront plus complets et utiliseront davantage la technologie SiP. pour comprimer l'espace interne.

Formulaire de forfait SIP

La technologie de packaging SIP adopte une variété de puces ou de modules nus à disposer et à assembler. Si l'agencement est distingué, il peut être grossièrement divisé en un emballage plat 2D et une structure d'emballage 3D. Par rapport au packaging 2D, l'utilisation de la technologie de packaging 3D empilée peut augmenter le nombre de tranches ou de modules utilisés, augmentant ainsi le nombre de couches dans lesquelles les tranches peuvent être placées dans la direction verticale, et améliorant encore la capacité d'intégration fonctionnelle de la technologie SIP. La technologie de liaison interne peut être une simple liaison filaire (Wire Bonding), ou une liaison flip chip (Flip Chip), ou une combinaison des deux.

À partir du type de conception SIP actuel de l’industrie et de la distinction de structure, SIP peut être divisé en trois catégories.

SIP 2D

Ce type de conditionnement consiste à conditionner les puces une à une selon un mode bidimensionnel dans un corps de boîtier sur un même substrat de conditionnement.

SIP empilés

Ce type de packaging est un package qui intègre physiquement deux ou plusieurs piles de puces dans un seul package.

SIP 3D

Ce type d'emballage est basé sur un emballage 2D, et plusieurs puces, puces emballées, multi-puces et même des tranches sont empilées et interconnectées pour former un emballage tridimensionnel. Cette structure est également appelée emballage 3D empilé.

De plus, outre les structures d'emballage 2D et 3D, la méthode d'intégration de composants sur un substrat multifonctionnel peut également être adoptée : différents composants sont intégrés dans le substrat multifonctionnel pour atteindre l'objectif d'intégration fonctionnelle. Différents agencements de puces, combinés à différentes technologies de liaison interne, permettent au boîtier SIP de former une variété de combinaisons et peuvent être personnalisés ou produits de manière flexible en fonction des besoins des clients ou des produits.

Difficultés techniques du SIP

La forme d'emballage principale de SIP est BGA, mais cela ne signifie pas que vous maîtrisez la technologie SIP avec la technologie d'emballage avancée traditionnelle.

Pour la conception de circuits, le boîtier de puces tridimensionnelles aura plusieurs piles de puces, une conception de boîtier aussi complexe entraînera de nombreux problèmes : tels que l'intégration de plusieurs puces dans un seul boîtier, comment empiler les puces ; En couche de substrat, il est difficile de router les traces avec les outils traditionnels ; il existe également des problèmes tels que l'espacement entre les traces, la conception de longueur égale et la conception de paires différentielles.  

De plus, avec l’augmentation de la complexité des modules et l’augmentation de la fréquence de fonctionnement (fréquence d’horloge ou fréquence porteuse), la difficulté de conception du système continuera d’augmenter. Outre l’expérience nécessaire en conception, la simulation numérique des performances du système est également essentielle. lien de conception.