Teknologi System-in-package (SIP) telah dicadangkan sejak awal 1990-an hingga kini. Selepas lebih daripada sepuluh tahun pembangunan, ia telah diterima secara meluas oleh ahli akademik dan industri, dan telah menjadi salah satu tempat hangat baru dalam penyelidikan teknologi elektronik dan salah satu hala tuju utama aplikasi teknikal. Beliau juga percaya bahawa beliau mewakili hala tuju pembangunan masa depan teknologi elektronik. Sebagai bahagian penting dalam teknologi pembungkusan SIP, teknologi pembungkusan SIP telah mencapai kemajuan besar dalam inovasi berterusan selama bertahun-tahun, dan secara beransur-ansur membentuk sistem teknikalnya sendiri, yang layak terlibat dalam industri teknologi berkaitan. Juruteknik dan sarjana menjalankan penyelidikan dan kajian. Dari perspektif teknologi pembungkusan, artikel itu memperkenalkan pembuatan pembungkusan SIP secara terperinci, dan juga membincangkan perkara utama prosesnya secara terperinci.

Mengikut takrifan International Semiconductor Route Organization (ITRS): SiP ialah peranti tunggal yang lebih suka memasang berbilang komponen elektronik aktif dengan fungsi yang berbeza dan peranti pasif pilihan, serta peranti lain seperti MEMS atau peranti optik, untuk mencapai sesuatu yang tertentu. fungsi. Pakej standard yang membentuk sistem atau subsistem.

Dari segi seni bina, SiP menyepadukan pelbagai cip berfungsi, termasuk pemproses, memori dan cip berfungsi lain dalam satu pakej, untuk mencapai fungsi yang pada asasnya lengkap. Sepadan dengan SOC (sistem pada cip). Perbezaannya ialah sistem dalam pakej ialah kaedah pembungkusan di mana cip yang berbeza digunakan bersebelahan atau disusun, manakala SOC ialah produk cip yang sangat bersepadu.

1.1. Lebih Moore VS Lebih daripada Moore——Perbandingan SoC dan SiP

SiP ialah laluan kesedaran penting melangkaui Undang-undang Moore. Undang-undang Moore yang terkenal telah berkembang hingga ke peringkat sekarang, ke mana perginya? Terdapat dua laluan dalam industri: satu adalah untuk terus membangun selaras dengan Undang-undang Moore. Produk yang mengikuti laluan ini termasuk CPU, memori, peranti logik, dsb. Produk ini merangkumi 50% daripada keseluruhan pasaran. Yang lain ialah laluan Lebih daripada Moore yang melepasi Undang-undang Moore. Perkembangan cip telah beralih daripada mengejar pengurangan penggunaan kuasa secara buta dan peningkatan prestasi kepada pendekatan yang lebih pragmatik untuk memenuhi keperluan pasaran. Produk dalam bidang ini termasuk peranti analog/RF, peranti pasif, peranti pengurusan kuasa, dsb., menyumbang kira-kira 50% baki pasaran.

Untuk dua laluan ini, dua produk dilahirkan: SoC dan SiP. SoC ialah produk Undang-undang Moore yang terus menurun, dan SiP ialah laluan penting untuk mencapai melebihi Undang-undang Moore. Kedua-duanya adalah produk yang membolehkan pengecilan dan pengecilan sistem pada peringkat cip.

SoC dan SIP sangat serupa kerana kedua-duanya menyepadukan sistem yang merangkumi komponen logik, komponen memori, dan juga komponen pasif ke dalam satu unit. SoC adalah dari sudut reka bentuk, iaitu untuk menyepadukan komponen yang diperlukan oleh sistem ke dalam satu cip. SiP ialah kaedah pembungkusan di mana cip berbeza bersebelahan atau disusun dari sudut pembungkusan, dan berbilang komponen elektronik aktif dengan fungsi berbeza dan peranti pasif pilihan, serta peranti lain seperti MEMS atau peranti optik lebih disukai dipasang bersama. . , pakej standard tunggal yang melaksanakan fungsi tertentu.

Dari segi penyepaduan, secara amnya, SoC hanya menyepadukan sistem logik seperti AP, manakala SiP menyepadukan AP+mudah alih DDR. Sedikit sebanyak, SIP=SoC+DDR. Apabila penyepaduan menjadi lebih tinggi dan lebih tinggi pada masa hadapan, emmc juga berkemungkinan akan disepadukan ke dalam SiP.

Dari perspektif pembangunan pembungkusan, SoC telah ditubuhkan sebagai kunci dan hala tuju pembangunan reka bentuk produk elektronik masa hadapan kerana keperluan produk elektronik dari segi volum, kelajuan pemprosesan atau ciri elektrik. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan kos pengeluaran SoC dalam beberapa tahun kebelakangan ini dan halangan teknikal yang kerap, pembangunan SoC berhadapan dengan kesesakan, dan pembangunan SiP telah diberi perhatian yang lebih dan lebih oleh industri.

1.2. SiP - laluan pilihan yang tidak dapat dielakkan melangkaui Undang-undang Moore

Undang-undang Moore memastikan peningkatan berterusan dalam prestasi cip. Seperti yang kita semua tahu, Undang-undang Moore adalah "Bible" untuk pembangunan industri semikonduktor. Pada semikonduktor berasaskan silikon, saiz ciri transistor dikurangkan separuh dan prestasi digandakan setiap 18 bulan. Pada masa yang sama peningkatan prestasi, ia membawa pengurangan kos, yang menjadikan pengeluar semikonduktor mempunyai motivasi yang cukup untuk merealisasikan pengurangan saiz ciri semikonduktor. Antaranya, cip pemproses dan cip memori adalah dua jenis cip yang paling mengikut Hukum Moore. Mengambil Intel sebagai contoh, setiap generasi produk dengan sempurna mengikut Undang-undang Moore. Di peringkat cip, Undang-undang Moore menggalakkan kemajuan berterusan prestasi.

Papan PCB tidak mematuhi Undang-undang Moore dan merupakan halangan untuk peningkatan prestasi keseluruhan sistem. Selaras dengan pengecutan berterusan saiz cip, papan PCB tidak banyak berubah selama bertahun-tahun. Sebagai contoh, lebar garisan minimum standard papan induk PCB ialah 3 juta (kira-kira 75 um) sepuluh tahun yang lalu, dan ia masih 3 juta hari ini, dengan sedikit peningkatan. Lagipun, PCB tidak mematuhi Undang-undang Moore. Disebabkan oleh pengehadan PCB, peningkatan prestasi keseluruhan sistem telah menghadapi kesesakan. Sebagai contoh, kerana lebar jejak PCB tidak berubah, ketumpatan pendawaian antara pemproses dan memori juga kekal sama. Dalam erti kata lain, bilangan wayar antara pemproses dan memori tidak akan berubah dengan ketara tanpa mengubah saiz pemproses dan pakej memori. Lebar jalur memori adalah sama dengan lebar bit antara muka memori didarab dengan kekerapan operasi antara muka memori. Lebar bit output memori adalah sama dengan bilangan sambungan antara pemproses dan memori. Dalam sepuluh tahun yang lalu, 64bit tidak berubah disebabkan oleh pengehadan teknologi papan PCB. Oleh itu, jika anda ingin meningkatkan lebar jalur memori, anda hanya boleh meningkatkan kekerapan operasi antara muka memori. Ini mengehadkan peningkatan prestasi keseluruhan sistem.

SIP adalah pemenang dan kalah dalam menyelesaikan belenggu sistem. Bungkus berbilang cip semikonduktor dan peranti pasif dalam cip yang sama untuk membentuk cip peringkat sistem, bukannya menggunakan papan PCB sebagai pembawa antara sambungan antara cip pembawa, yang boleh menyelesaikan prestasi sistem yang disebabkan oleh kekurangan yang wujud pada PCB sendiri. menghadapi kesesakan. Ambil pemproses dan cip memori sebagai contoh, kerana ketumpatan pendawaian dalaman dalam pakej sistem boleh menjadi lebih tinggi daripada pendawaian PCB, untuk menyelesaikan kesesakan sistem yang disebabkan oleh jalur lebar talian PCB. Sebagai contoh, kerana cip memori dan cip pemproses boleh disambungkan bersama melalui lubang, ia tidak lagi dihadkan oleh lebar talian PCB, supaya jalur lebar data boleh dipertingkatkan dalam lebar jalur antara muka.

Kami percaya bahawa SiP adalah lebih daripada sekadar menyepadukan cip bersama. SiP juga mempunyai kelebihan kitaran pembangunan pendek; lebih banyak fungsi; penggunaan kuasa yang lebih rendah, prestasi yang lebih baik, harga kos yang lebih rendah, saiz yang lebih kecil dan berat yang lebih ringan. Ringkasannya adalah seperti berikut:

Analisis Proses SiP

Proses pembungkusan SIP boleh dibahagikan kepada pembungkusan ikatan wayar dan ikatan cip flip mengikut kaedah sambungan antara cip dan substrat.

2.1. Proses pembungkusan ikatan wayar

Proses utama proses pembungkusan ikatan wayar adalah seperti berikut:

Wafer → Penipisan Wafer → Pemotongan Wafer → Ikatan Mati → Ikatan Wayar → Pembersihan Plasma → Pasu Enkapsulan Cecair → Pemasangan Bebola Pateri → Pematerian Aliran Semula → Penandaan Permukaan → Pemisahan → Pemeriksaan Akhir → Pengujian → Pembungkusan.

• penipisan wafer

Penipisan wafer merujuk kepada pengisaran mekanikal atau kimia mekanikal (CMP) dari belakang wafer untuk menipis wafer ke tahap yang sesuai untuk pembungkusan. Oleh kerana saiz wafer semakin besar dan lebih besar, untuk meningkatkan kekuatan mekanikal wafer dan mengelakkan ubah bentuk dan retak semasa pemprosesan, ketebalannya telah meningkat. Walau bagaimanapun, dengan pembangunan sistem dalam arah cahaya, nipis dan pendek, ketebalan modul selepas pembungkusan cip menjadi lebih nipis dan nipis. Oleh itu, ketebalan wafer mesti dikurangkan ke tahap yang boleh diterima sebelum pembungkusan untuk memenuhi keperluan pemasangan cip.

• Pemotongan wafer

Selepas wafer dinipiskan, bolehlah dipotong dadu. Mesin dadu lama dikendalikan secara manual, dan kini mesin dadu am diautomatikkan sepenuhnya. Sama ada ia sedang mencoret sebahagian atau membahagikan wafer sepenuhnya, mata gergaji sedang digunakan kerana ia menarik tepi yang kemas dengan sedikit serpihan dan retak.

• die attach

Cip yang dipotong dadu dipasang pada pad tengah bingkai. Saiz pad hendaklah sepadan dengan saiz cip. Jika saiz pad terlalu besar, rentang plumbum akan menjadi terlalu besar, dan plumbum akan dibengkokkan dan cip akan disesarkan disebabkan oleh tegasan yang dijana oleh aliran semasa proses pengacuan pemindahan. Kaedah pelekap boleh dipateri ke substrat dengan pateri lembut (merujuk kepada aloi Pb-Sn, terutamanya aloi yang mengandungi Sn), aloi eutektik Au-Si, dll. Kaedah yang paling biasa digunakan dalam pembungkusan plastik ialah menggunakan pelekat polimer. Pelekat dilekatkan pada bingkai logam.

• ikatan wayar

Plumbum yang digunakan dalam bungkusan plastik adalah terutamanya dawai emas, dan diameternya biasanya 0.025mm~0.032mm. Panjang plumbum biasanya antara 1.5mm dan 3mm, dan ketinggian arka boleh 0.75mm lebih tinggi daripada satah di mana cip itu berada.

Teknik ikatan termasuk kimpalan termomampatan, kimpalan termosonik, dsb. Kelebihan teknik ini ialah kemudahan pembentukan sfera (iaitu teknologi bola pateri) dan pencegahan pengoksidaan dawai emas. Untuk mengurangkan kos, wayar logam lain, seperti aluminium, tembaga, perak, paladium, dan lain-lain, juga sedang dikaji untuk menggantikan ikatan wayar emas. Keadaan kimpalan tekanan panas ialah kedua-dua permukaan logam berada dalam hubungan rapat, dan masa, suhu dan tekanan dikawal untuk membuat kedua-dua logam bersambung. Permukaan kasar (tidak rata), pembentukan lapisan oksida atau pencemaran kimia, penyerapan lembapan, dan lain-lain akan menjejaskan kesan ikatan dan mengurangkan kekuatan ikatan. Suhu kimpalan termokompresi ialah 300 ℃ ~ 400 ℃, dan masa biasanya 40ms (biasanya, ditambah dengan prosedur seperti mencari kedudukan ikatan, kelajuan ikatan ialah dua wayar sesaat). Kelebihan kimpalan ultrasonik ialah ia boleh mengelakkan suhu tinggi, kerana ia menggunakan getaran ultrasonik 20kHz~60kHz untuk menyediakan tenaga yang diperlukan untuk kimpalan, jadi suhu kimpalan dapat diturunkan. Penggunaan serentak haba dan tenaga ultrasonik untuk ikatan dikenali sebagai kimpalan termosonic. Berbanding dengan kimpalan termokompresi, kelebihan terbesar kimpalan termosonik ialah mengurangkan suhu ikatan daripada 350°C kepada kira-kira 250°C (sesetengah orang berpendapat bahawa keadaan 100°C~150°C boleh digunakan), yang boleh mengurangkan dengan ketara. suhu ikatan pada pad aluminium. Kemungkinan untuk membentuk sebatian antara logam Au-Al, memanjangkan hayat peranti sambil mengurangkan hanyutan parameter litar. Penambahbaikan dalam ikatan wayar adalah terutamanya disebabkan oleh keperluan untuk pakej nipis dan nipis, beberapa pakej ultra-nipis hanyaAda kira-kira 0.4mm. Oleh itu, gelung plumbum (gelung) dikurangkan daripada 200 μm~300 μm umum kepada 100 μm~125 μm, supaya ketegangan plumbum adalah sangat besar dan sangat ketat. Di samping itu, biasanya terdapat dua wayar kuasa/tanah anulus pada pinggir pad wayar pada substrat. Untuk mengelakkan wayar emas daripada litar pintas dengannya semasa ikatan, jurang minimum mestilah > 625 μm, dan wayar ikatan mesti mempunyai kelinearan yang tinggi. darjah dan lengkok yang baik.

• Pembersihan plasma

Salah satu fungsi penting pembersihan adalah untuk meningkatkan lekatan filem, seperti mendepositkan filem Au pada substrat Si, dan merawat permukaan hidrokarbon dan bahan cemar lain oleh Ar plasma, yang meningkatkan lekatan Au dengan ketara. Permukaan substrat selepas rawatan plasma akan meninggalkan lapisan bahan kelabu yang mengandungi fluorida, yang boleh dikeluarkan dengan larutan. Pembersihan serentak juga membantu meningkatkan lekatan dan pembasahan permukaan.

• Pasu pengedap cecair

Letakkan cip yang dipasang dan pita bingkai berikat wayar di dalam acuan, panaskan blok yang telah dibentuk sebatian acuan dalam relau prapemanasan (suhu prapemanasan antara 90°C dan 95°C), dan kemudian masukkannya ke dalam pemindahan dalam tangki pemindahan mesin pengacuan. Di bawah tekanan omboh pengacuan pemindahan, sebatian pengacuan disemperit ke dalam pelari dan disuntik ke dalam rongga acuan melalui pintu pagar (suhu acuan dikekalkan pada kira-kira 170°C hingga 175°C sepanjang proses). Kompaun pengacuan cepat diperkuat dalam acuan, dan selepas tempoh pegangan tekanan, modul mencapai kekerasan tertentu, dan kemudian modul dikeluarkan dengan pin ejektor, dan proses pengacuan selesai. Bagi kebanyakan sebatian pengacuan, selepas beberapa minit menahan tekanan dalam acuan, modul cukup kaku untuk membenarkan lentingan, tetapi pengawetan (pempolimeran) polimer tidak lengkap sepenuhnya. Oleh kerana tahap pempolimeran (darjah pengawetan) bahan sangat mempengaruhi suhu peralihan kaca dan tegasan haba bahan, adalah sangat penting untuk mempromosikan bahan untuk disembuhkan sepenuhnya untuk mencapai keadaan yang stabil, yang sangat penting untuk diperbaiki. kebolehpercayaan peranti, dan selepas pengawetan adalah untuk meningkatkan sebatian pengacuan Langkah-langkah proses yang diperlukan untuk tahap pempolimeran, keadaan pasca pengawetan am ialah 170 ℃ ~ 175 ℃, 2h ~ 4h.

• Pasu pengedap cecair

Pada masa ini, terdapat dua kaedah pemasangan bola yang digunakan dalam industri: "solder paste" + "solder ball" dan "flux paste" + "solder ball". Kaedah pemasangan "pasteri pateri" + "bola timah" diiktiraf sebagai kaedah pemasangan bola standard terbaik dalam industri. Bola yang ditanam dengan kaedah ini mempunyai kebolehkimpalan dan gloss yang baik, dan fenomena mengimbangi bola pateri tidak akan berlaku semasa proses pencairan timah. Ia lebih mudah dikawal. Kaedah khusus adalah untuk mencetak tampal pateri terlebih dahulu pada pad BGA, dan kemudian menggunakan mesin pelekap bola atau percetakan skrin untuk menambah saiz bola pateri tertentu. Pada masa ini, peranan pes pateri adalah untuk melekat pada tin. Apabila pemanasan, permukaan sentuhan bola pateri lebih besar, supaya bola pateri dipanaskan dengan lebih cepat dan lebih menyeluruh, supaya bola pateri mempunyai kebolehmaterian yang lebih baik dengan pad selepas lebur dan mengurangkan kemungkinan pematerian maya.

• penandaan permukaan

Penandaan ialah huruf dan logo kekal dan jelas yang dicetak pada permukaan atas modul yang dibungkus, termasuk maklumat pengeluar, negara, kod peranti, dsb., terutamanya untuk pengecaman dan kebolehkesanan. Terdapat banyak cara pengekodan, antara yang paling biasa digunakan ialah kaedah pengekodan, yang merangkumi percetakan dakwat dan percetakan laser.

• berasingan

Untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran dan menjimatkan bahan, kebanyakan kerja pemasangan SIP dijalankan dalam bentuk gabungan tatasusunan, yang dibahagikan kepada peranti individu selepas menyelesaikan proses pengacuan dan ujian. Membahagi boleh dilakukan dengan menggergaji atau mengecap. Proses menggergaji lebih fleksibel dan tidak memerlukan banyak alat khas. Proses pengecapan mempunyai kecekapan pengeluaran yang lebih tinggi dan kos yang lebih rendah, tetapi memerlukan penggunaan alat khas.

2.2. Proses kimpalan cip flip

Berbanding dengan proses ikatan wayar, proses cip flip mempunyai kelebihan berikut:

(1) Teknologi kimpalan cip flip mengatasi masalah had jarak tengah pad ikatan wayar;

(2) Ia memberikan lebih banyak kemudahan untuk pereka elektronik dalam reka bentuk pengedaran kuasa/tanah cip;

(3) Dengan memendekkan panjang sambungan dan mengurangkan kelewatan RC, ia memberikan isyarat yang lebih lengkap untuk peranti frekuensi tinggi dan berkuasa tinggi;

(4) Prestasi haba yang sangat baik, radiator boleh dipasang di belakang cip;

(5) Kebolehpercayaan yang tinggi, disebabkan oleh tindakan pengisi di bawah cip, hayat keletihan pakej dipertingkatkan;

(6) Mudah dibaiki.

Berikut ialah aliran proses ikatan cip flip (proses yang sama seperti ikatan wayar tidak akan diterangkan secara berasingan): wafer → pengagihan semula pad → penipisan wafer, pembuatan benjolan → pemotongan wafer → ikatan cip flip, Underfill → Enkapsulasi → Bebola Pateri Pemasangan → Pematerian Aliran Semula → Penandaan Permukaan → Pemisahan → Pemeriksaan Akhir → Pengujian → Pembungkusan.

• Pengagihan Semula Pad

Untuk meningkatkan nada utama dan memenuhi keperluan proses ikatan cip flip, adalah perlu untuk mengagihkan semula petunjuk cip.

• membuat benjolan

Selepas pengagihan semula pad selesai, benjolan perlu ditambah pada pad pada cip. Teknik fabrikasi bonggol pateri boleh menjadi penyaduran elektrik, penyaduran tanpa elektrik, penyejatan, peletakan bola dan percetakan tampal pateri. Pada masa ini, kaedah penyaduran elektrik masih digunakan secara meluas, diikuti dengan kaedah percetakan tampal pateri.

• Ikatan cip flip, isian kurang

Selepas benjolan pateri disusun pada keseluruhan permukaan ikatan cip dalam bentuk tatasusunan grid, cip dipasang pada substrat pakej dengan cara terbalik, dan sambungan elektrik dicapai melalui bonggol dan pad pada substrat, menggantikan WB dan TAB. kaedah sambungan. Selepas ikatan flip-cip, pengisian dengan resin epoksi antara cip dan substrat boleh mengurangkan tegasan haba dan tegasan mekanikal yang dikenakan pada benjolan, dan meningkatkan kebolehpercayaan sebanyak 1 hingga 2 susunan magnitud berbanding tanpa pengisian.

SiP - untuk aplikasi

3.1. Kawasan aplikasi utama

Aplikasi SiP adalah sangat luas, terutamanya termasuk: komunikasi tanpa wayar, elektronik automotif, elektronik perubatan, komputer, dll.

Medan komunikasi wayarles yang paling banyak digunakan. Aplikasi SiP dalam bidang komunikasi tanpa wayar adalah yang paling awal, dan ia juga merupakan bidang yang paling banyak digunakan. Dalam bidang komunikasi tanpa wayar, keperluan untuk kecekapan penghantaran berfungsi, hingar, volum, berat dan kos semakin tinggi dan lebih tinggi, memaksa komunikasi tanpa wayar untuk berkembang ke arah kos rendah, mudah alih, pelbagai fungsi dan prestasi tinggi. SiP ialah penyelesaian ideal yang menggabungkan kelebihan sumber teras sedia ada dan proses pengeluaran semikonduktor, mengurangkan kos dan memendekkan masa ke pasaran, sambil mengatasi kesukaran dalam SOC seperti keserasian proses, pencampuran isyarat, gangguan bunyi dan gangguan elektromagnet. Penguat kuasa frekuensi radio dalam telefon bimbit menyepadukan fungsi penguat kuasa frekuensi radio, kawalan kuasa dan suis transceiver, yang diselesaikan sepenuhnya dalam SiP.

Elektronik automotif ialah senario aplikasi penting untuk SiP. Aplikasi SiP dalam elektronik automotif semakin meningkat secara beransur-ansur. Mengambil unit kawalan enjin (ECU) sebagai contoh, ECU terdiri daripada mikropemproses (CPU), memori (ROM, RAM), antara muka input/output (I/O), penukar analog-ke-digital (A/D) , serta komposisi litar bersepadu Skala besar. Jenis cip yang berbeza mempunyai proses yang berbeza. Pada masa ini, SiP sering digunakan untuk mengintegrasikan cip ke dalam sistem kawalan lengkap. Di samping itu, sistem brek anti-kunci kereta (ABS), sistem kawalan suntikan bahan api, sistem elektronik beg udara, sistem kawalan stereng, sistem penggera tekanan rendah tayar dan unit lain, penggunaan SiP juga semakin meningkat. Selain itu, teknologi SIP juga telah berjaya diterapkan dalam sistem pejabat dalam kenderaan dan sistem hiburan yang berkembang pesat.

Elektronik perubatan memerlukan gabungan kebolehpercayaan dan saiz kecil, digabungkan dengan fungsi dan umur panjang. Aplikasi biasa dalam bidang ini ialah peranti perubatan elektronik yang boleh ditanam, seperti endoskop kapsul. Endoskop terdiri daripada kanta optik, cip pemprosesan imej, pemancar isyarat frekuensi radio, antena dan bateri. Cip pemprosesan imej ialah cip digital, pemancar isyarat frekuensi radio ialah cip analog, dan antena ialah peranti pasif. Membungkus peranti ini bersama-sama dalam SiP dengan sempurna menangani keperluan prestasi dan pengecilan.

Aplikasi SiP dalam bidang komputer terutamanya datang daripada penyepaduan pemproses dan memori bersama-sama. Mengambil GPU sebagai contoh, ia biasanya termasuk cip pengkomputeran grafik dan SDRAM. Kedua-dua kaedah pembungkusan tidak sama. Pengkomputeran grafik dibungkus dalam pakej berbilang cip susunan bola plastik standard, yang tidak sesuai untuk SDRAM. Oleh itu, adalah perlu untuk membungkus kedua-dua jenis cip secara berasingan, dan kemudian membungkusnya bersama-sama dalam bentuk SiP.

SiP juga mempunyai banyak aplikasi dalam elektronik pengguna lain. Ini termasuk ISP (cip pemprosesan imej), cip Bluetooth dan sebagainya. ISP ialah peranti teras kamera digital, pengimbas, kamera, mainan dan produk elektronik lain. Ia menukar isyarat optik kepada isyarat digital melalui penukaran fotoelektrik, dan kemudian merealisasikan pemprosesan imej, paparan dan penyimpanan. Penderia imej termasuk satu siri jenis komponen yang berbeza, seperti CCD, penderia imej CMOS, penderia imej kenalan, peranti pemuatan cas, tatasusunan diod optik, penderia silikon amorf, dsb. Teknologi SiP sudah pasti merupakan penyelesaian teknologi pembungkusan yang ideal.

Sistem Bluetooth biasanya terdiri daripada bahagian wayarles, bahagian kawalan pautan, bahagian sokongan pengurusan pautan dan antara muka terminal utama. Teknologi SiP boleh menjadikan Bluetooth lebih kecil dan lebih kecil untuk memenuhi keperluan pasaran, sekali gus menggalakkan penggunaan teknologi Bluetooth secara bersungguh-sungguh. SiP melengkapkan semua komponen (radio, pemproses jalur asas, ROM, penapis dan komponen diskret lain) yang diperlukan untuk menyepadukan fungsi teknologi wayarles Bluetooth dalam pakej ultra-kecil.

Produk elektronik mempunyai ciri prestasi tinggi, pengecilan, pelbagai jenis dan kelompok kecil. Teknologi SiP mematuhi keperluan aplikasi elektronik, jadi ia mempunyai pasaran aplikasi yang luas dan prospek pembangunan dalam bidang teknikal ini. 

3.2.SiP - Disesuaikan untuk Telefon Pintar

Penipisan dan keringanan telefon bimbit telah membawa peningkatan dalam permintaan untuk SiP. Telefon bimbit ialah pasaran terbesar untuk medan pembungkusan SiP. Apabila telefon pintar menjadi lebih nipis dan ringan, permintaan untuk SiP secara semula jadi akan meningkat. Dari 2011 hingga 2015, ketebalan telefon bimbit pelbagai jenama telah dikurangkan secara berterusan. Penipisan secara semula jadi mempunyai keperluan yang lebih tinggi dan lebih tinggi pada ketebalan komponen yang dipasang. Mengambil iPhone 6s sebagai contoh, penggunaan PCB telah dikurangkan dengan banyak, dan banyak komponen cip akan dilaksanakan dalam modul SiP. Mengenai iPhone 8, ia mungkin telefon mudah alih pertama Apple yang menggunakan SiP. Ini bermakna bahawa dalam satu pihak, iPhone 8 boleh dibuat lebih nipis dan ringan, dan sebaliknya, akan ada lebih banyak ruang untuk modul berfungsi lain, seperti kamera, pembesar suara dan bateri yang lebih berkuasa.

Lihat aplikasi SiP daripada produk Apple. Apple ialah sebuah syarikat yang sangat optimistik tentang aplikasi SiP. Apple telah menggunakan pembungkusan SiP pada Apple Watch sebelum ini.

Selain jam tangan, bilangan SiP yang digunakan dalam telefon bimbit Apple juga semakin meningkat secara beransur-ansur. Disenaraikan ialah: cip sentuh, cip pengenalan cap jari, RFPA dan sebagainya.

cip sentuh. Dalam Iphone6, terdapat dua cip sentuh, yang masing-masing disediakan oleh Broadcom dan TI, manakala dalam 6S, kedua-duanya dimeterai dalam pakej yang sama untuk merealisasikan pakej SiP. Pada masa hadapan, keseluruhan TDDI akan dirangkumkan lagi. Generasi baharu teknologi 3D Touch telah ditunjukkan dalam iPhone 6s. Pengesanan penderiaan sentuhan boleh menembusi cangkerang bahan penebat, dan menilai tindakan sentuhan jari manusia dengan mengesan perubahan voltan yang dibawa oleh jari manusia, untuk merealisasikan fungsi yang berbeza. Cip sentuh adalah untuk mengumpul nilai voltan titik sentuhan, menukar isyarat voltan elektrod ini kepada isyarat koordinat selepas pemprosesan, dan mengawal telefon bimbit untuk bertindak balas kepada fungsi yang sepadan mengikut isyarat koordinat, untuk merealisasikan fungsi kawalannya. Kemunculan 3D Touch telah mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk keupayaan pemprosesan dan prestasi modul sentuhan. Struktur kompleksnya memerlukan cip sentuh untuk dipasang dengan SiP, dan fungsi maklum balas sentuhan meningkatkan kemesraan operasinya.

Pengecaman cap jari juga menggunakan pakej SiP. Penderia dan cip kawalan dibungkus bersama, dan teknologi serupa telah diterima pakai sejak iPhone 5.

modul RFPA. RFPA dalam telefon bimbit adalah bentuk SiP yang paling biasa digunakan. iPhone 6S tidak terkecuali. Dalam iPhone 6S, terdapat berbilang cip RFPA, semuanya menggunakan SiP.

Mengikut kebiasaan Apple, semua teknologi matang akan diteruskan kepada generasi seterusnya. Kami menilai bahawa Apple iPhone 7 akan datang akan menggunakan teknologi SiP dengan lebih banyak, manakala iPhone 7s dan iPhone 8 masa depan akan lebih komprehensif dan menggunakan teknologi SiP pada tahap yang lebih besar. untuk memampatkan ruang dalaman.

Borang pakej SIP

Teknologi pembungkusan SIP menggunakan pelbagai cip kosong atau modul untuk disusun dan dipasang. Jika susunannya dibezakan, ia boleh dibahagikan secara kasar kepada pembungkusan 2D rata dan struktur pembungkusan 3D. Berbanding dengan pembungkusan 2D, penggunaan teknologi pembungkusan 3D bertindan boleh meningkatkan bilangan wafer atau modul yang digunakan, dengan itu meningkatkan bilangan lapisan di mana wafer boleh diletakkan dalam arah menegak, dan meningkatkan lagi keupayaan penyepaduan fungsi teknologi SIP. Teknologi ikatan dalaman boleh menjadi ikatan wayar mudah (Wire Bonding), atau ikatan cip flip (Flip Chip), atau gabungan kedua-duanya.

Daripada jenis reka bentuk dan struktur SIP industri semasa, SIP boleh dibahagikan kepada tiga kategori.

SIP 2D

Pembungkusan jenis ini adalah untuk membungkus cip satu demi satu dalam mod dua dimensi dalam badan pakej pada substrat pembungkusan yang sama.

SIP bertindan

Pembungkusan jenis ini ialah pakej yang menyepadukan dua atau lebih susunan cip secara fizikal dalam satu pakej.

SIP 3D

Pembungkusan jenis ini adalah berdasarkan pembungkusan 2D, dan berbilang cip, cip berbungkus, berbilang cip dan juga wafer disusun dan disambungkan untuk membentuk pakej tiga dimensi. Struktur ini juga dipanggil pembungkusan 3D bertindan.

Di samping itu, sebagai tambahan kepada struktur pembungkusan 2D dan 3D, kaedah penyepaduan komponen pada substrat pelbagai fungsi juga boleh diguna pakai - komponen berbeza dibenamkan dalam substrat pelbagai fungsi untuk mencapai tujuan penyepaduan fungsi. Susunan cip yang berbeza, digabungkan dengan teknologi ikatan dalaman yang berbeza, menjadikan pakej SIP membentuk pelbagai kombinasi, dan boleh disesuaikan atau dihasilkan secara fleksibel mengikut keperluan pelanggan atau produk.

Kesukaran Teknikal SIP

Bentuk pembungkusan arus perdana SIP ialah BGA, tetapi ini tidak bermakna anda telah menguasai teknologi SIP dengan teknologi pembungkusan lanjutan tradisional.

Untuk reka bentuk litar, pakej cip tiga dimensi akan mempunyai beberapa tindanan mati, reka bentuk pakej yang kompleks akan membawa banyak masalah: seperti penyepaduan berbilang cip dalam satu pakej, bagaimana untuk menyusun cip; Lapisan substrat, sukar untuk mengarahkan jejak dengan alat tradisional; terdapat juga isu seperti jarak antara jejak, reka bentuk sama panjang dan reka bentuk pasangan pembezaan.  

Di samping itu, dengan peningkatan kerumitan modul dan peningkatan frekuensi operasi (frekuensi jam atau frekuensi pembawa), kesukaran reka bentuk sistem akan terus meningkat. Selain pengalaman reka bentuk yang diperlukan, simulasi berangka prestasi sistem juga penting. pautan reka bentuk.