Teknologi System-in-Package (SIP) telah diusulkan sejak awal tahun 1990an hingga saat ini. Setelah lebih dari sepuluh tahun pengembangan, teknologi ini telah diterima secara luas oleh akademisi dan industri, dan telah menjadi salah satu hot spot baru dalam penelitian teknologi elektronik dan salah satu arah utama penerapan teknis. Ia juga yakin bahwa dirinya mewakili arah perkembangan teknologi elektronik di masa depan. Sebagai bagian penting dari teknologi pengemasan SIP, teknologi pengemasan SIP telah membuat kemajuan besar dalam inovasi berkelanjutan selama bertahun-tahun, dan secara bertahap membentuk sistem teknisnya sendiri, yang layak untuk dilibatkan dalam industri teknologi terkait. Teknisi dan cendekiawan melakukan penelitian dan studi. Dari perspektif teknologi pengemasan, artikel ini memperkenalkan pembuatan pengemasan SIP secara rinci, dan juga membahas poin-poin penting dari prosesnya secara rinci.

Menurut definisi Organisasi Rute Semikonduktor Internasional (ITRS): SiP adalah perangkat tunggal yang secara istimewa merakit beberapa komponen elektronik aktif dengan fungsi berbeda dan perangkat pasif opsional, serta perangkat lain seperti MEMS atau perangkat optik, untuk mencapai tujuan tertentu. fungsi. Paket standar yang membentuk suatu sistem atau subsistem.

Dari segi arsitektur, SiP mengintegrasikan berbagai chip fungsional, termasuk prosesor, memori, dan chip fungsional lainnya dalam satu paket, untuk mencapai fungsi yang pada dasarnya lengkap. Sesuai dengan SOC (sistem pada chip). Perbedaannya adalah system-in-package adalah metode pengemasan di mana chip yang berbeda digunakan secara berdampingan atau ditumpuk, sedangkan SOC adalah produk chip yang sangat terintegrasi.

1.1. Lebih Banyak Moore VS Lebih Banyak dari Moore——Perbandingan SoC dan SiP

SiP merupakan jalur realisasi penting di luar Hukum Moore. Hukum Moore yang terkenal telah berkembang hingga saat ini, kemana perginya? Ada dua jalur dalam industri ini: yang pertama adalah terus berkembang sesuai dengan Hukum Moore. Produk yang mengikuti jalur ini termasuk CPU, memori, perangkat logika, dll. Produk-produk ini menguasai 50% dari keseluruhan pasar. Rute lainnya adalah rute More than Moore yang melampaui Hukum Moore. Perkembangan chip telah bergeser dari upaya buta untuk mengurangi konsumsi daya dan meningkatkan kinerja menjadi pendekatan yang lebih pragmatis untuk memenuhi kebutuhan pasar. Produk di area ini mencakup perangkat analog/RF, perangkat pasif, perangkat manajemen daya, dll., yang menguasai sekitar 50% sisa pasar.

Untuk dua jalur ini, lahirlah dua produk: SoC dan SiP. SoC adalah produk dari Hukum Moore yang terus menurun, dan SiP adalah jalur penting untuk mencapai melampaui Hukum Moore. Keduanya merupakan produk yang memungkinkan miniaturisasi dan miniaturisasi sistem pada level chip.

SoC dan SIP sangat mirip karena keduanya mengintegrasikan sistem yang mencakup komponen logika, komponen memori, dan bahkan komponen pasif menjadi satu kesatuan. SoC dari sudut pandang desain, yaitu mengintegrasikan komponen-komponen yang dibutuhkan oleh sistem ke dalam satu chip. SiP adalah metode pengemasan di mana chip yang berbeda disandingkan atau ditumpuk dari sudut pandang pengemasan, dan beberapa komponen elektronik aktif dengan fungsi berbeda dan perangkat pasif opsional, serta perangkat lain seperti MEMS atau perangkat optik secara istimewa dirakit bersama. . , paket standar tunggal yang mengimplementasikan fungsi tertentu.

Dari segi integrasi, secara umum SoC hanya mengintegrasikan sistem logika seperti AP, sedangkan SiP mengintegrasikan AP+mobile DDR. Sampai batas tertentu, SIP=SoC+DDR. Ketika integrasi menjadi lebih tinggi di masa depan, emmc juga kemungkinan akan diintegrasikan ke dalam SiP.

Dari perspektif pengembangan kemasan, SoC telah ditetapkan sebagai kunci dan arah pengembangan desain produk elektronik di masa depan karena persyaratan produk elektronik dalam hal volume, kecepatan pemrosesan, atau karakteristik kelistrikan. Namun, dengan meningkatnya biaya produksi SoC dalam beberapa tahun terakhir dan seringnya kendala teknis, pengembangan SoC menghadapi hambatan, dan pengembangan SiP semakin mendapat perhatian dari industri.

1.2. SiP - jalur pilihan yang tak terhindarkan di luar Hukum Moore

Hukum Moore memastikan peningkatan berkelanjutan dalam kinerja chip. Seperti kita ketahui bersama, Hukum Moore merupakan “Alkitab” bagi perkembangan industri semikonduktor. Pada semikonduktor berbasis silikon, ukuran fitur transistor dikurangi setengahnya dan kinerjanya berlipat ganda setiap 18 bulan. Pada saat yang sama, peningkatan kinerja juga menghasilkan pengurangan biaya, yang membuat produsen semikonduktor memiliki motivasi yang cukup untuk merealisasikan pengurangan ukuran fitur semikonduktor. Diantaranya, chip prosesor dan chip memori merupakan dua jenis chip yang paling banyak mengikuti Hukum Moore. Mengambil Intel sebagai contoh, setiap generasi produk mengikuti Hukum Moore dengan sempurna. Pada tingkat chip, Hukum Moore mendorong kemajuan kinerja secara berkelanjutan.

Papan PCB tidak mengikuti Hukum Moore dan merupakan hambatan bagi peningkatan kinerja seluruh sistem. Sehubungan dengan penyusutan ukuran chip yang terus menerus, papan PCB tidak banyak berubah selama bertahun-tahun. Misalnya, lebar garis minimum standar motherboard PCB adalah 3 juta (sekitar 75 um) sepuluh tahun yang lalu, dan saat ini masih 3 juta, dengan sedikit perbaikan. Bagaimanapun, PCB tidak mematuhi Hukum Moore. Karena keterbatasan PCB, peningkatan kinerja seluruh sistem mengalami hambatan. Misalnya, karena lebar jejak PCB tidak berubah, kerapatan kabel antara prosesor dan memori juga tetap sama. Dengan kata lain, jumlah kabel antara prosesor dan memori tidak akan berubah secara signifikan tanpa mengubah ukuran paket prosesor dan memori. Bandwidth memori sama dengan lebar bit antarmuka memori dikalikan dengan frekuensi operasi antarmuka memori. Lebar bit keluaran memori sama dengan jumlah koneksi antara prosesor dan memori. Dalam sepuluh tahun terakhir, 64bit tidak berubah karena keterbatasan teknologi papan PCB. Oleh karena itu, jika Anda ingin meningkatkan bandwidth memori, Anda hanya dapat meningkatkan frekuensi pengoperasian antarmuka memori. Ini membatasi peningkatan kinerja seluruh sistem.

SIP adalah pemenang dan pecundang dalam memecahkan belenggu sistem. Meringkas beberapa chip semikonduktor dan perangkat pasif dalam chip yang sama untuk membentuk chip tingkat sistem, alih-alih menggunakan papan PCB sebagai pembawa antara koneksi antara chip pembawa, yang dapat mengatasi kinerja sistem yang disebabkan oleh kekurangan yang melekat pada PCB. diri. menghadapi hambatan. Ambil contoh prosesor dan chip memori, karena kepadatan kabel internal dalam sistem dalam paket bisa jauh lebih tinggi daripada kabel PCB, sehingga dapat mengatasi kemacetan sistem yang disebabkan oleh broadband jalur PCB. Misalnya, karena chip memori dan chip prosesor dapat dihubungkan bersama melalui lubang, maka keduanya tidak lagi dibatasi oleh lebar garis PCB, sehingga bandwidth data dapat ditingkatkan pada bandwidth antarmuka.

Kami percaya bahwa SiP lebih dari sekedar mengintegrasikan chip bersama-sama. SiP juga memiliki keunggulan siklus pengembangan yang pendek; lebih banyak fungsi; konsumsi daya lebih rendah, kinerja lebih baik, harga biaya lebih rendah, ukuran lebih kecil, dan bobot lebih ringan. Ringkasannya adalah sebagai berikut:

Analisis Proses SiP

Proses pengemasan SIP dapat dibagi menjadi pengemasan ikatan kawat dan pengikatan flip-chip sesuai dengan metode sambungan antara chip dan substrat.

2.1. Proses pengemasan ikatan kawat

Proses utama proses pengemasan ikatan kawat adalah sebagai berikut:

Wafer → Penipisan Wafer → Pemotongan Wafer → Ikatan Mati → Ikatan Kawat → Pembersihan Plasma → Pot Enkapsulan Cair → Perakitan Bola Solder → Penyolderan Reflow → Penandaan Permukaan → Pemisahan → Inspeksi Akhir → Pengujian → Pengemasan.

• penipisan wafer

Penipisan wafer mengacu pada penggilingan mekanis atau kimiawi (CMP) dari bagian belakang wafer untuk mengencerkan wafer ke tingkat yang sesuai untuk pengemasan. Seiring dengan semakin besarnya ukuran wafer, untuk meningkatkan kekuatan mekanik wafer dan mencegah deformasi dan retak selama pemrosesan, ketebalannya ditingkatkan. Namun seiring dengan berkembangnya sistem ke arah yang ringan, tipis dan pendek, ketebalan modul setelah pengemasan chip menjadi semakin tipis. Oleh karena itu, ketebalan wafer harus dikurangi ke tingkat yang dapat diterima sebelum dikemas untuk memenuhi persyaratan perakitan chip.

• Pemotongan wafer

Setelah wafer tipis, bisa dipotong dadu. Mesin potong dadu lama dioperasikan secara manual, dan sekarang mesin potong dadu umum sepenuhnya otomatis. Baik untuk menggores sebagian atau membagi wafer seluruhnya, mata gergaji saat ini digunakan karena memiliki tepian yang rapi dengan sedikit keripik dan retakan.

• mati lampirkan

Chip yang dipotong dadu dipasang di bantalan tengah bingkai. Ukuran pad harus sesuai dengan ukuran chip. Jika ukuran pad terlalu besar, rentang timah akan terlalu besar, dan timah akan bengkok dan chip akan tergeser karena tekanan yang dihasilkan oleh aliran selama proses pencetakan transfer. Cara pemasangannya dapat disolder ke substrat dengan solder lunak (mengacu pada paduan Pb-Sn, terutama paduan yang mengandung Sn), paduan eutektik Au-Si, dll. Metode yang paling umum digunakan dalam kemasan plastik adalah dengan menggunakan perekat polimer. Perekat direkatkan pada rangka logam.

• ikatan kawat

Timah yang digunakan dalam kemasan plastik sebagian besar adalah kawat emas, dan diameternya umumnya 0.025mm~0.032mm. Panjang timah biasanya antara 1.5 mm dan 3 mm, dan tinggi busur bisa 0.75 mm lebih tinggi dari bidang tempat chip berada.

Teknik pengikatan meliputi pengelasan termokompresi, pengelasan termosonik, dll. Keuntungan dari teknik ini adalah kemudahan pembentukan bola (yaitu teknologi bola solder) dan pencegahan oksidasi kawat emas. Untuk mengurangi biaya, kabel logam lain, seperti aluminium, tembaga, perak, paladium, dll., juga sedang dipelajari untuk menggantikan ikatan kawat emas. Syarat pengelasan tekanan panas adalah kedua permukaan logam bersentuhan erat, dan waktu, suhu, dan tekanan dikontrol untuk membuat kedua logam terhubung. Permukaan yang kasar (tidak rata), pembentukan lapisan oksida atau kontaminasi bahan kimia, penyerapan air, dll. akan mempengaruhi efek ikatan dan mengurangi kekuatan ikatan. Suhu pengelasan termokompresi adalah 300℃~400℃, dan waktu umumnya 40ms (biasanya, ditambah prosedur seperti menemukan posisi ikatan, kecepatan ikatan adalah dua kabel per detik). Keuntungan dari pengelasan ultrasonik adalah dapat menghindari suhu tinggi, karena menggunakan getaran ultrasonik 20kHz~60kHz untuk menyediakan energi yang diperlukan untuk pengelasan, sehingga suhu pengelasan dapat diturunkan. Penggunaan panas dan energi ultrasonik secara bersamaan untuk ikatan dikenal sebagai pengelasan termosonik. Dibandingkan dengan pengelasan termokompresi, keuntungan terbesar dari pengelasan termosonik adalah mengurangi suhu ikatan dari 350°C menjadi sekitar 250°C (beberapa orang berpikir bahwa kondisi 100°C~150°C dapat digunakan), yang dapat sangat mengurangi suhu ikatan pada bantalan aluminium. Kemungkinan untuk membentuk senyawa intermetalik Au-Al, memperpanjang masa pakai perangkat sekaligus mengurangi penyimpangan parameter sirkuit. Peningkatan ikatan kawat terutama disebabkan oleh kebutuhan akan paket yang lebih tipis dan lebih tipis, beberapa paket ultra-tipis hanya ada sekitar 0.4 mm. Oleh karena itu, loop timbal (loop) dikurangi dari biasanya 200 μm~300 μm menjadi 100 μm~125 μm, sehingga tegangan timbal menjadi sangat besar dan sangat kencang. Selain itu, biasanya terdapat dua kabel daya/arde berbentuk lingkaran di bagian luar bantalan kabel pada media. Untuk mencegah kawat emas mengalami hubungan arus pendek selama pengikatan, celah minimum harus > 625 μm, dan kawat pengikat harus memiliki linearitas yang tinggi. derajat dan busur yang bagus.

• Pembersihan plasma

Salah satu fungsi penting pembersihan adalah untuk meningkatkan daya rekat film, seperti mengendapkan film Au pada substrat Si, dan mengolah permukaan hidrokarbon dan kontaminan lainnya dengan plasma Ar, yang secara signifikan meningkatkan daya rekat Au. Permukaan substrat setelah pengolahan plasma akan meninggalkan lapisan zat abu-abu yang mengandung fluorida, yang dapat dihilangkan dengan larutan. Pembersihan secara bersamaan juga membantu meningkatkan daya rekat dan pembasahan permukaan.

• Pot sealant cair

Tempatkan pita bingkai yang dipasang pada chip dan diikat dengan kawat ke dalam cetakan, panaskan blok senyawa cetakan yang telah dibentuk sebelumnya dalam tungku pemanasan awal (suhu pemanasan awal antara 90°C dan 95°C), lalu masukkan ke dalam transfer di tangki transfer mesin cetak. Di bawah tekanan piston cetakan transfer, senyawa cetakan diekstrusi ke dalam pelari dan disuntikkan ke dalam rongga cetakan melalui gerbang (suhu cetakan dipertahankan sekitar 170°C hingga 175°C selama proses berlangsung). Senyawa cetakan dengan cepat mengeras di dalam cetakan, dan setelah periode penahanan tekanan, modul mencapai kekerasan tertentu, dan kemudian modul dikeluarkan dengan pin ejektor, dan proses pencetakan selesai. Untuk sebagian besar senyawa cetakan, setelah beberapa menit menahan tekanan dalam cetakan, modul menjadi cukup kaku untuk memungkinkan ejeksi, namun proses pengawetan (polimerisasi) polimer belum sepenuhnya selesai. Karena derajat polimerisasi (derajat pengawetan) suatu bahan sangat mempengaruhi suhu transisi gelas dan tegangan termal bahan, maka sangat penting untuk mendorong bahan tersebut agar benar-benar sembuh untuk mencapai keadaan stabil, yang sangat penting untuk ditingkatkan. keandalan perangkat, dan pasca-pengeringan adalah untuk meningkatkan senyawa cetakan Langkah-langkah proses yang diperlukan untuk tingkat polimerisasi, kondisi umum pasca-pengeringan adalah 170 ℃ ~ 175 ℃, 2 jam ~ 4 jam.

• Pot sealant cair

Saat ini, ada dua metode pemasangan bola yang digunakan di industri: "pasta solder" + "bola solder" dan "pasta fluks" + "bola solder". Metode pemasangan "pasta solder" + "bola timah" diakui sebagai metode pemasangan bola standar terbaik di industri. Bola yang ditanam dengan metode ini memiliki kemampuan las dan kilap yang baik, dan fenomena offset bola solder tidak akan terjadi selama proses peleburan timah. Lebih mudah untuk mengontrol. Cara spesifiknya adalah dengan mencetak pasta solder terlebih dahulu pada bantalan BGA, lalu menggunakan mesin pemasangan bola atau sablon untuk menambahkan bola solder dengan ukuran tertentu. Saat ini, peran pasta solder adalah menempel pada timah. Saat dipanaskan, permukaan kontak bola solder lebih besar, sehingga bola solder memanas lebih cepat dan lebih menyeluruh, sehingga bola solder memiliki kemampuan solder yang lebih baik dengan bantalan setelah meleleh dan mengurangi kemungkinan penyolderan virtual.

• penandaan permukaan

Penandaan adalah huruf dan logo yang tidak terhapuskan dan jelas yang dicetak pada permukaan atas modul yang dikemas, termasuk informasi pabrikan, negara, kode perangkat, dll., terutama untuk identifikasi dan ketertelusuran. Ada banyak cara pengkodean, salah satunya yang paling umum digunakan adalah metode pengkodean, yang meliputi pencetakan tinta dan pencetakan laser.

• terpisah

Untuk meningkatkan efisiensi produksi dan menghemat bahan, sebagian besar pekerjaan perakitan SIP dilakukan dalam bentuk kombinasi susunan, yang dibagi menjadi beberapa perangkat individual setelah selesainya proses pencetakan dan pengujian. Pembagian dapat dilakukan dengan cara digergaji atau dicap. Proses penggergajian lebih fleksibel dan tidak memerlukan banyak alat khusus. Proses stamping memiliki efisiensi produksi yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah, namun memerlukan penggunaan alat khusus.

2.2. Proses pengelasan flip-chip

Dibandingkan dengan proses pengikatan kawat, proses flip chip memiliki keuntungan sebagai berikut:

(1) Teknologi pengelasan flip-chip mengatasi masalah batas jarak tengah bantalan ikatan kawat;

(2) Memberikan kemudahan lebih bagi perancang elektronik dalam desain distribusi daya/tanah dari chip;

(3) Dengan memperpendek panjang interkoneksi dan mengurangi penundaan RC, ini memberikan sinyal yang lebih lengkap untuk perangkat frekuensi tinggi dan berdaya tinggi;

(4) Kinerja termal yang sangat baik, radiator dapat dipasang di bagian belakang chip;

(5) Keandalan yang tinggi, karena aksi pengisi di bawah chip, umur kelelahan paket ditingkatkan;

(6) Mudah diperbaiki.

Berikut alur proses pengikatan chip flip (proses yang sama seperti pengikatan kawat tidak akan dijelaskan secara terpisah): wafer → redistribusi bantalan → penipisan wafer, pembuatan benjolan → pemotongan wafer → pengikatan chip flip, Underfill→Enkapsulasi→Perakitan Bola Solder→ Penyolderan Reflow→Penandaan Permukaan→Pemisahan→Inspeksi Akhir→Pengujian→Pengemasan.

• Redistribusi Pad

Untuk meningkatkan pitch timah dan memenuhi persyaratan proses pengikatan flip-chip, perlu dilakukan pendistribusian ulang sadapan chip.

• membuat benjolan

Setelah redistribusi pad selesai, benjolan perlu ditambahkan ke pad pada chip. Teknik fabrikasi benjolan solder dapat berupa pelapisan listrik, pelapisan tanpa listrik, penguapan, penempatan bola dan pencetakan pasta solder. Saat ini, metode pelapisan listrik masih menjadi yang paling banyak digunakan, disusul dengan metode pencetakan pasta solder.

• Ikatan flip-chip, pengisian kurang

Setelah tonjolan solder disusun pada seluruh permukaan pengikatan chip dalam bentuk susunan kisi, chip dipasang pada substrat paket secara terbalik, dan sambungan listrik dicapai melalui tonjolan dan bantalan pada substrat, menggantikannya. WB dan TAB. metode koneksi. Setelah pengikatan flip-chip, pengisian dengan resin epoksi antara chip dan substrat dapat mengurangi tekanan termal dan tekanan mekanis yang diterapkan pada gundukan, dan meningkatkan keandalan sebesar 1 hingga 2 kali lipat dibandingkan tanpa pengisian.

SiP - untuk aplikasi

3.1. Area aplikasi utama

Penerapan SiP sangat luas, terutama meliputi: komunikasi nirkabel, elektronik otomotif, elektronik medis, komputer, dll.

Bidang komunikasi nirkabel yang paling banyak digunakan. Penerapan SiP di bidang komunikasi nirkabel adalah yang paling awal dan juga merupakan bidang yang paling banyak digunakan. Di bidang komunikasi nirkabel, persyaratan efisiensi transmisi fungsional, kebisingan, volume, berat dan biaya semakin tinggi, memaksa komunikasi nirkabel berkembang ke arah biaya rendah, portabel, multi-fungsi dan kinerja tinggi. SiP adalah solusi ideal yang menggabungkan keunggulan sumber daya inti dan proses produksi semikonduktor yang ada, mengurangi biaya, dan mempersingkat waktu pemasaran, sekaligus mengatasi kesulitan dalam SOC seperti kompatibilitas proses, pencampuran sinyal, interferensi kebisingan, dan interferensi elektromagnetik. Penguat daya frekuensi radio di ponsel mengintegrasikan fungsi penguat daya frekuensi radio, kontrol daya, dan sakelar transceiver, yang sepenuhnya diselesaikan dalam SiP.

Elektronik otomotif adalah skenario aplikasi penting untuk SiP. Aplikasi SiP dalam elektronik otomotif secara bertahap meningkat. Mengambil contoh engine control unit (ECU), ECU terdiri dari mikroprosesor (CPU), memori (ROM, RAM), antarmuka input/output (I/O), konverter analog-ke-digital (A/D) , serta komposisi sirkuit terpadu skala besar. Berbagai jenis chip memiliki proses yang berbeda pula. Saat ini, SiP sering digunakan untuk mengintegrasikan chip ke dalam sistem kendali yang lengkap. Selain itu, sistem pengereman anti-lock (ABS) mobil, sistem kontrol injeksi bahan bakar, sistem elektronik airbag, sistem kontrol roda kemudi, sistem alarm tekanan rendah ban dan unit lainnya, penggunaan SiP juga semakin meningkat. Selain itu, teknologi SIP juga telah berhasil diterapkan pada sistem perkantoran dan sistem hiburan di dalam kendaraan yang berkembang pesat.

Elektronik medis memerlukan kombinasi keandalan dan ukuran kecil, dikombinasikan dengan fungsionalitas dan umur panjang. Aplikasi umum dalam bidang ini adalah perangkat medis elektronik implan, seperti endoskopi kapsul. Endoskopi terdiri dari lensa optik, chip pemrosesan gambar, pemancar sinyal frekuensi radio, antena, dan baterai. Chip pengolah gambar adalah chip digital, pemancar sinyal frekuensi radio adalah chip analog, dan antena adalah perangkat pasif. Mengemas perangkat-perangkat ini bersama-sama dalam SiP secara sempurna memenuhi persyaratan kinerja dan miniaturisasi.

Penerapan SiP di bidang komputer terutama berasal dari pengintegrasian prosesor dan memori secara bersamaan. Mengambil GPU sebagai contoh, biasanya mencakup chip komputasi grafis dan SDRAM. Kedua metode pengemasan tersebut tidak sama. Komputasi grafis dikemas dalam paket multi-chip susunan bola plastik standar, yang tidak cocok untuk SDRAM. Oleh karena itu, kedua jenis chip tersebut perlu dikemas secara terpisah, kemudian dikemas bersama dalam bentuk SiP.

SiP juga memiliki banyak aplikasi pada elektronik konsumen lainnya. Ini termasuk ISP (chip pemrosesan gambar), chip Bluetooth dan sebagainya. ISP adalah perangkat inti kamera digital, pemindai, kamera, mainan, dan produk elektronik lainnya. Ini mengubah sinyal optik menjadi sinyal digital melalui konversi fotolistrik, dan kemudian mewujudkan pemrosesan, tampilan, dan penyimpanan gambar. Sensor gambar mencakup serangkaian jenis komponen yang berbeda, seperti CCD, sensor gambar CMOS, sensor gambar kontak, perangkat pemuatan muatan, susunan dioda optik, sensor silikon amorf, dll. Teknologi SiP tidak diragukan lagi merupakan solusi teknologi pengemasan yang ideal.

Sistem Bluetooth umumnya terdiri dari bagian nirkabel, bagian kontrol tautan, bagian dukungan manajemen tautan, dan antarmuka terminal utama. Teknologi SiP dapat membuat Bluetooth semakin kecil untuk memenuhi kebutuhan pasar, sehingga secara gencar mempromosikan penerapan teknologi Bluetooth. SiP melengkapi semua komponen (radio, prosesor baseband, ROM, filter, dan komponen terpisah lainnya) yang diperlukan untuk mengintegrasikan fungsionalitas teknologi nirkabel Bluetooth dalam paket ultra-kecil.

Produk elektronik memiliki karakteristik kinerja tinggi, miniaturisasi, beragam jenis, dan jumlah produksi kecil. Teknologi SiP sesuai dengan persyaratan aplikasi elektronik, sehingga memiliki pasar aplikasi dan prospek pengembangan yang luas di bidang teknis ini. 

3.2.SiP - Disesuaikan untuk Ponsel Cerdas

Menipis dan ringannya ponsel telah menyebabkan peningkatan permintaan SiP. Ponsel adalah pasar terbesar untuk bidang pengemasan SiP. Ketika ponsel cerdas menjadi lebih tipis dan ringan, permintaan akan SiP secara alami akan meningkat. Sejak tahun 2011 hingga 2015, ketebalan ponsel berbagai merek terus mengalami penurunan. Penipisan secara alami memiliki persyaratan yang semakin tinggi pada ketebalan komponen rakitan. Mengambil contoh iPhone 6s, penggunaan PCB telah sangat berkurang, dan banyak komponen chip akan diimplementasikan dalam modul SiP. Untuk iPhone 8, ini mungkin ponsel pertama Apple yang menggunakan SiP. Artinya, di satu sisi, iPhone 8 bisa dibuat lebih tipis dan ringan, dan di sisi lain, akan ada lebih banyak ruang untuk modul fungsional lainnya, seperti kamera, speaker, dan baterai yang lebih bertenaga.

Lihatlah aplikasi SiP dari produk Apple. Apple adalah perusahaan yang sangat optimis dengan aplikasi SiP. Apple telah menggunakan kemasan SiP di Apple Watch sebelumnya.

Selain jam tangan, jumlah SiP yang digunakan di ponsel Apple juga berangsur meningkat. Yang tercantum adalah: chip sentuh, chip identifikasi sidik jari, RFPA, dan sebagainya.

chip sentuh. Di Iphone6 ​​terdapat dua chip sentuh yang masing-masing disediakan oleh Broadcom dan TI, sedangkan di 6S keduanya disegel dalam paket yang sama untuk mewujudkan paket SiP. Kedepannya, seluruh TDDI akan dirangkum lebih lanjut. Teknologi 3D Touch generasi baru ditampilkan di iPhone 6s. Deteksi penginderaan sentuhan dapat menembus cangkang bahan isolasi, dan menilai aksi sentuhan jari manusia dengan mendeteksi perubahan tegangan yang dibawa oleh jari manusia, sehingga dapat mewujudkan fungsi yang berbeda. Chip sentuh adalah untuk mengumpulkan nilai tegangan titik kontak, mengubah sinyal tegangan elektroda ini menjadi sinyal koordinat setelah diproses, dan mengontrol ponsel untuk merespons fungsi yang sesuai sesuai dengan sinyal koordinat, sehingga dapat mewujudkan fungsi kontrolnya. Munculnya 3D Touch telah mengajukan persyaratan yang lebih tinggi untuk kemampuan pemrosesan dan kinerja modul sentuh. Strukturnya yang rumit memerlukan chip sentuh untuk dirakit dengan SiP, dan fungsi umpan balik taktil meningkatkan kemudahan operasionalnya.

Pengenalan sidik jarinya juga menggunakan paket SiP. Sensor dan chip kontrol dikemas bersama, dan teknologi serupa telah diadopsi sejak iPhone 5.

Modul RFPA. RFPA di telepon seluler adalah bentuk SiP yang paling umum digunakan. IPhone 6S tidak terkecuali. Di iPhone 6S, terdapat beberapa chip RFPA yang semuanya menggunakan SiP.

Sesuai kebiasaan Apple, semua teknologi yang matang akan diwariskan ke generasi berikutnya. Kami menilai Apple iPhone 7 mendatang akan lebih mengadopsi teknologi SiP, sedangkan iPhone 7s dan iPhone 8 mendatang akan lebih komprehensif dan menggunakan teknologi SiP lebih luas. untuk mengompresi ruang internal.

Bentuk paket SIP

Teknologi pengemasan SIP mengadopsi berbagai chip atau modul untuk disusun dan dirakit. Jika susunannya dibedakan, secara kasar dapat dibagi menjadi kemasan 2D datar dan struktur kemasan 3D. Dibandingkan dengan pengemasan 2D, penggunaan teknologi pengemasan 3D bertumpuk dapat meningkatkan jumlah wafer atau modul yang digunakan, sehingga meningkatkan jumlah lapisan wafer yang dapat ditempatkan dalam arah vertikal, dan selanjutnya meningkatkan kemampuan integrasi fungsional teknologi SIP. Teknologi pengikatan internal dapat berupa pengikatan kawat sederhana (Wire Bonding), atau pengikatan flip chip (Flip Chip), atau kombinasi keduanya.

Dari perbedaan jenis desain dan struktur SIP industri saat ini, SIP dapat dibagi menjadi tiga kategori.

SIP 2D

Jenis pengemasan ini adalah mengemas chip satu per satu dalam mode dua dimensi dalam satu badan pengemasan pada substrat pengemasan yang sama.

SIP bertumpuk

Jenis kemasan ini merupakan kemasan yang secara fisik mengintegrasikan dua atau lebih tumpukan chip dalam satu kemasan.

SIP 3D

Jenis pengemasan ini didasarkan pada pengemasan 2D, dan beberapa chip, chip yang dikemas, multi-chip, dan bahkan wafer ditumpuk dan saling berhubungan untuk membentuk paket tiga dimensi. Struktur ini juga disebut kemasan 3D bertumpuk.

Selain itu, selain struktur pengemasan 2D dan 3D, metode pengintegrasian komponen pada substrat multifungsi juga dapat diadopsi - komponen berbeda ditanamkan ke dalam substrat multifungsi untuk mencapai tujuan integrasi fungsional. Pengaturan chip yang berbeda, dikombinasikan dengan teknologi ikatan internal yang berbeda, membuat paket SIP membentuk berbagai kombinasi, dan dapat disesuaikan atau diproduksi secara fleksibel sesuai dengan kebutuhan pelanggan atau produk.

Kesulitan Teknis SIP

Bentuk pengemasan utama SIP adalah BGA, namun bukan berarti Anda telah menguasai teknologi SIP dengan teknologi pengemasan tradisional yang canggih.

Untuk desain sirkuit, paket chip tiga dimensi akan memiliki banyak tumpukan cetakan, desain paket yang rumit akan membawa banyak masalah: seperti integrasi beberapa chip dalam satu paket, cara menumpuk chip; Lapisan substrat, sulit untuk mengarahkan jejak dengan alat tradisional; ada juga masalah seperti jarak antar jejak, desain dengan panjang yang sama, dan desain pasangan diferensial.  

Selain itu, dengan meningkatnya kompleksitas modul dan peningkatan frekuensi operasi (frekuensi clock atau frekuensi pembawa), kesulitan desain sistem akan terus meningkat. Selain pengalaman desain yang diperlukan, simulasi numerik kinerja sistem juga penting. tautan desain.