A tecnologia System-in-package (SIP) tem sido proposta desde o início da década de 1990 até o presente. Após mais de dez anos de desenvolvimento, foi amplamente aceito pela academia e pela indústria, e se tornou um dos novos pontos quentes na pesquisa de tecnologia eletrônica e uma das principais direções de aplicações técnicas. Ele também acredita que representa a direção futura do desenvolvimento da tecnologia eletrônica. Como uma parte importante da tecnologia de embalagem SIP, a tecnologia de embalagem SIP fez grandes progressos em inovação contínua ao longo dos anos e gradualmente formou seu próprio sistema técnico, que é digno de ser envolvido em indústrias de tecnologia relacionadas. Técnicos e acadêmicos conduzem pesquisas e estudos. Do ponto de vista da tecnologia de embalagens, o artigo apresenta detalhadamente a fabricação de embalagens SIP e também discute detalhadamente os pontos-chave de seu processo.

De acordo com a definição da International Semiconductor Route Organization (ITRS): SiP é um dispositivo único que reúne preferencialmente múltiplos componentes eletrônicos ativos com diferentes funções e dispositivos passivos opcionais, bem como outros dispositivos como MEMS ou dispositivos ópticos, para atingir um determinado função. Pacotes padrão que formam um sistema ou subsistema.

Em termos de arquitetura, o SiP integra uma variedade de chips funcionais, incluindo processadores, memória e outros chips funcionais em um pacote, de modo a alcançar uma função basicamente completa. Corresponde ao SOC (sistema no chip). A diferença é que o system-in-package é um método de empacotamento no qual diferentes chips são usados ​​lado a lado ou empilhados, enquanto o SOC é um produto de chip altamente integrado.

1.1. Mais Moore VS Mais do que Moore —— Comparação de SoC e SiP

SiP é um importante caminho de realização além da Lei de Moore. A conhecida Lei de Moore se desenvolveu até o estágio atual, para onde vai? Existem dois caminhos na indústria: um é continuar a desenvolver-se de acordo com a Lei de Moore. Os produtos que seguem esse caminho incluem CPU, memória, dispositivos lógicos, etc. Esses produtos respondem por 50% de todo o mercado. A outra é a rota Mais que Moore, que supera a Lei de Moore. O desenvolvimento de chips passou da busca cega pela redução do consumo de energia e melhoria do desempenho para uma abordagem mais pragmática para atender às necessidades do mercado. Os produtos nesta área incluem dispositivos analógicos/RF, dispositivos passivos, dispositivos de gerenciamento de energia, etc., representando cerca de 50% restantes do mercado.

Para esses dois caminhos nasceram dois produtos: SoC e SiP. SoC é o produto da Lei de Moore que continua caindo, e o SiP é um caminho importante para ir além da Lei de Moore. Ambos são produtos que permitem a miniaturização e miniaturização de sistemas no nível do chip.

SoC e SIP são muito semelhantes porque ambos integram um sistema que inclui componentes lógicos, componentes de memória e até componentes passivos em uma única unidade. SoC é do ponto de vista do design, que consiste em integrar os componentes exigidos pelo sistema em um único chip. SiP é um método de empacotamento no qual diferentes chips são lado a lado ou empilhados do ponto de vista de empacotamento, e vários componentes eletrônicos ativos com diferentes funções e dispositivos passivos opcionais, bem como outros dispositivos, como MEMS ou dispositivos ópticos, são preferencialmente montados juntos. . , um único pacote padrão que implementa uma determinada função.

Em termos de integração, em geral, o SoC integra apenas sistemas lógicos como AP, enquanto o SiP integra AP+DDR móvel. Até certo ponto, SIP=SoC+DDR. À medida que a integração se torna cada vez maior no futuro, é provável que o emmc também seja integrado ao SiP.

Do ponto de vista do desenvolvimento de embalagens, o SoC foi estabelecido como a chave e a direção de desenvolvimento do futuro design de produtos eletrônicos devido aos requisitos dos produtos eletrônicos em termos de volume, velocidade de processamento ou características elétricas. No entanto, com o aumento do custo de produção de SoC nos últimos anos e os frequentes obstáculos técnicos, o desenvolvimento de SoC enfrenta um gargalo, e o desenvolvimento de SiP tem recebido cada vez mais atenção da indústria.

1.2. SiP – o caminho de escolha inevitável além da Lei de Moore

A Lei de Moore garante melhoria contínua no desempenho do chip. Como todos sabemos, a Lei de Moore é a “Bíblia” para o desenvolvimento da indústria de semicondutores. Em semicondutores baseados em silício, o tamanho dos transistores é reduzido pela metade e o desempenho dobra a cada 18 meses. Ao mesmo tempo que melhora o desempenho, traz redução de custos, o que faz com que os fabricantes de semicondutores tenham motivação suficiente para realizar a redução do tamanho dos recursos dos semicondutores. Entre eles, os chips de processador e os chips de memória são os dois tipos de chips que mais seguem a Lei de Moore. Tomando a Intel como exemplo, cada geração de produtos segue perfeitamente a Lei de Moore. No nível do chip, a Lei de Moore promove o avanço contínuo do desempenho.

A placa PCB não segue a Lei de Moore e é o gargalo para a melhoria do desempenho de todo o sistema. Correspondendo ao encolhimento contínuo do tamanho do chip, a placa PCB não mudou muito ao longo dos anos. Por exemplo, a largura de linha mínima padrão das placas-mãe PCB era de 3 mil (cerca de 75 um) há dez anos e ainda é de 3 mil hoje, com poucas melhorias. Afinal, os PCBs não obedecem à Lei de Moore. Devido à limitação do PCB, a melhoria do desempenho de todo o sistema encontrou um gargalo. Por exemplo, como a largura do traço da PCB não mudou, a densidade da fiação entre o processador e a memória também permanece a mesma. Em outras palavras, o número de fios entre o processador e a memória não mudará significativamente sem alterar o tamanho do processador e do pacote de memória. A largura de banda da memória é igual à largura de bits da interface de memória multiplicada pela frequência operacional da interface de memória. A largura de bits de saída da memória é igual ao número de conexões entre o processador e a memória. Nos últimos dez anos, 64 bits não mudou devido à limitação da tecnologia da placa PCB. Portanto, se você quiser aumentar a largura de banda da memória, poderá apenas aumentar a frequência operacional da interface de memória. Isso limita a melhoria do desempenho de todo o sistema.

O SIP é o vencedor e o perdedor na resolução dos grilhões do sistema. Encapsular vários chips semicondutores e dispositivos passivos no mesmo chip para formar um chip de nível de sistema, em vez de usar a placa PCB como portadora entre a conexão entre os chips portadores, o que pode resolver o desempenho do sistema causado pelas deficiências inerentes do PCB em si. encontrar gargalos. Tomemos como exemplo os processadores e chips de memória, porque a densidade da fiação interna no sistema em pacote pode ser muito maior do que a da fiação da PCB, de modo a resolver o gargalo do sistema causado pela banda larga das linhas de PCB. Por exemplo, como o chip de memória e o chip do processador podem ser conectados por meio de orifícios passantes, eles não são mais limitados pela largura da linha do PCB, de modo que a largura de banda de dados pode ser melhorada na largura de banda da interface.

Acreditamos que o SiP é mais do que simplesmente integrar chips. O SiP também tem as vantagens de um ciclo de desenvolvimento curto; mais funções; menor consumo de energia, melhor desempenho, menor preço de custo, tamanho menor e peso mais leve. O resumo é o seguinte:

Análise de Processo SiP

O processo de embalagem SIP pode ser dividido em embalagem de ligação por fio e ligação flip-chip de acordo com o método de conexão entre o chip e o substrato.

2.1. Processo de embalagem de ligação de fio

O principal processo de embalagem de ligação de fio é o seguinte:

Wafer → Desbaste de Wafer → Corte de Wafer → Colagem de Moldes → Colagem de Fios → Limpeza de Plasma → Envasamento de Encapsulante Líquido → Conjunto de Esfera de Solda → Solda por Refluxo → Marcação de Superfície → Separação → Inspeção Final → Teste → Embalagem.

• desbaste de wafer

O desbaste do wafer refere-se à moagem mecânica ou químico-mecânica (CMP) da parte traseira do wafer para afinar o wafer a um nível adequado para embalagem. À medida que o tamanho do wafer vai ficando cada vez maior, a fim de aumentar a resistência mecânica do wafer e evitar deformações e rachaduras durante o processamento, sua espessura vem aumentando. Porém, com o desenvolvimento do sistema na direção de leve, fino e curto, a espessura do módulo após o empacotamento do chip torna-se cada vez mais fina. Portanto, a espessura do wafer deve ser reduzida a um nível aceitável antes da embalagem para atender aos requisitos de montagem do chip.

• Corte de wafer

Depois que o wafer estiver diluído, ele pode ser cortado em cubos. As máquinas de corte em cubos mais antigas eram operadas manualmente e agora as máquinas de corte em cubos em geral são totalmente automatizadas. Seja para riscar parcialmente ou dividir completamente o wafer, uma lâmina de serra é usada atualmente porque desenha bordas perfeitas com poucas lascas e rachaduras.

• morrer anexar

Os chips cortados em cubos são montados nas almofadas intermediárias da estrutura. O tamanho da almofada deve corresponder ao tamanho do chip. Se o tamanho da almofada for muito grande, a extensão do chumbo será muito grande, e o chumbo será dobrado e o cavaco será deslocado devido à tensão gerada pelo fluxo durante o processo de moldagem por transferência. O método de montagem pode ser soldado ao substrato com solda macia (referindo-se à liga Pb-Sn, especialmente liga contendo Sn), liga eutética Au-Si, etc. O adesivo é colado na estrutura metálica.

• ligação de fio

O chumbo usado na embalagem plástica é principalmente fio de ouro e seu diâmetro é geralmente de 0.025 mm ~ 0.032 mm. O comprimento do fio geralmente fica entre 1.5 mm e 3 mm, e a altura do arco pode ser 0.75 mm maior que o plano onde o chip está localizado.

As técnicas de ligação incluem soldagem por termocompressão, soldagem termosônica, etc. As vantagens dessas técnicas são a facilidade de formação esférica (isto é, tecnologia de esfera de solda) e a prevenção da oxidação do fio de ouro. Para reduzir custos, outros fios metálicos, como alumínio, cobre, prata, paládio, etc., também estão sendo estudados para substituir a ligação de fios de ouro. A condição da soldagem por pressão a quente é que as duas superfícies metálicas estejam em contato próximo e o tempo, a temperatura e a pressão sejam controlados para conectar os dois metais. Superfície áspera (irregular), formação de camada de óxido ou contaminação química, absorção de umidade, etc. afetarão o efeito de colagem e reduzirão a resistência da colagem. A temperatura da soldagem por termocompressão é de 300 ℃ ~ 400 ℃ e o tempo geralmente é de 40 ms (geralmente, além de procedimentos como encontrar a posição de ligação, a velocidade de ligação é de dois fios por segundo). A vantagem da soldagem ultrassônica é que ela pode evitar altas temperaturas, pois utiliza vibração ultrassônica de 20kHz ~ 60kHz para fornecer a energia necessária para a soldagem, de modo que a temperatura de soldagem pode ser reduzida. O uso simultâneo de calor e energia ultrassônica para colagem é conhecido como soldagem termossônica. Em comparação com a soldagem por termocompressão, a maior vantagem da soldagem termossônica é reduzir a temperatura de ligação de 350°C para cerca de 250°C (algumas pessoas pensam que as condições de 100°C~150°C podem ser usadas), o que pode reduzir bastante a temperatura de ligação na almofada de alumínio. Possibilidade de formar compostos intermetálicos Au-Al, prolongando a vida útil do dispositivo e reduzindo o desvio dos parâmetros do circuito. A melhoria na ligação dos fios se deve principalmente à necessidade de embalagens cada vez mais finas, algumas embalagens ultrafinas têm apenas cerca de 0.4 mm. Portanto, o loop de chumbo (loop) é reduzido do geral 200 μm ~ 300 μm para 100 μm ~ 125 μm, de modo que a tensão do chumbo é muito grande e muito apertada. Além disso, geralmente há dois fios anulares de alimentação/terra na periferia dos suportes de fio no substrato. Para evitar que o fio de ouro entre em curto-circuito durante a ligação, a folga mínima deve ser> 625 μm e o fio de ligação deve ter alta linearidade. graus e um bom arco.

• Limpeza de plasma

Uma das funções importantes da limpeza é melhorar a adesão do filme, como depositar um filme de Au sobre um substrato de Si e tratar a superfície de hidrocarbonetos e outros contaminantes com plasma de Ar, o que melhora significativamente a adesão do Au. A superfície do substrato após o tratamento com plasma deixará uma camada de substância cinzenta contendo flúor, que pode ser removida por solução. A limpeza simultânea também ajuda a melhorar a aderência e a umectação da superfície.

• Envasamento de selante líquido

Coloque a fita de estrutura montada em chip e ligada por fio no molde, aqueça o bloco pré-formado do composto de moldagem em um forno de pré-aquecimento (a temperatura de pré-aquecimento está entre 90°C e 95°C) e, em seguida, coloque-o na transferência no tanque de transferência da máquina de moldagem. Sob a pressão do pistão de moldagem por transferência, o composto de moldagem é extrudado no canal e injetado na cavidade do molde através da porta (a temperatura do molde é mantida em cerca de 170°C a 175°C durante todo o processo). O composto de moldagem solidifica rapidamente no molde e, após um período de retenção de pressão, o módulo atinge uma certa dureza e, em seguida, o módulo é ejetado com o pino ejetor e o processo de moldagem é concluído. Para a maioria dos compostos de moldagem, após alguns minutos mantendo a pressão no molde, o módulo fica rígido o suficiente para permitir a ejeção, mas a cura (polimerização) do polímero não está totalmente completa. Como o grau de polimerização (grau de cura) do material afeta fortemente a temperatura de transição vítrea e o estresse térmico do material, é muito importante promover a cura total do material para atingir um estado estável, o que é muito importante para melhorar a confiabilidade do dispositivo e a pós-cura são para melhorar o composto de moldagem. As etapas do processo necessárias para o grau de polimerização, as condições gerais de pós-cura são 170 ℃ ~ 175 ℃, 2h ~ 4h.

• Envasamento de selante líquido

Atualmente, existem dois métodos de montagem de esferas utilizados na indústria: "pasta de solda" + "esfera de solda" e "pasta de fluxo" + "esfera de solda". O método de montagem "pasta de solda" + "bola de estanho" é reconhecido como o melhor método de montagem de esfera padrão na indústria. As bolas plantadas por este método têm boa soldabilidade e brilho, e o fenômeno de deslocamento da bola de solda não ocorrerá durante o processo de fusão do estanho. É mais fácil de controlar. O método específico é primeiro imprimir a pasta de solda na almofada BGA e, em seguida, usar uma máquina de montagem de esferas ou serigrafia para adicionar um determinado tamanho de esferas de solda. Neste momento, o papel da pasta de solda é aderir ao estanho. Ao aquecer, a superfície de contato das esferas de solda é maior, de modo que as esferas de solda são aquecidas de forma mais rápida e abrangente, de modo que as esferas de solda tenham melhor soldabilidade com as almofadas após a fusão e reduzam a possibilidade de soldagem virtual.

• marcação de superfície

A marcação são letras e logotipos indeléveis e claros impressos na superfície superior do módulo embalado, incluindo informações do fabricante, país, código do dispositivo, etc., principalmente para identificação e rastreabilidade. Existem muitas formas de codificação, entre as quais a mais utilizada é o método de codificação, que inclui impressão a tinta e impressão a laser.

• separado

A fim de melhorar a eficiência da produção e economizar materiais, a maior parte do trabalho de montagem do SIP é realizada na forma de combinação de matriz, que é dividida em dispositivos individuais após a conclusão do processo de moldagem e teste. A divisão pode ser feita por serragem ou estampagem. O processo de serragem é mais flexível e não requer muitas ferramentas especiais. O processo de estampagem apresenta maior eficiência de produção e menor custo, mas requer o uso de ferramentas especiais.

2.2. Processo de soldagem flip-chip

Comparado com o processo de ligação de fios, o processo flip chip tem as seguintes vantagens:

(1) A tecnologia de soldagem Flip-chip supera o problema do limite de distância central das almofadas de ligação do fio;

(2) Fornece mais conveniência para projetistas eletrônicos no projeto de distribuição de energia/terra do chip;

(3) Ao encurtar o comprimento da interconexão e reduzir o atraso RC, fornece um sinal mais completo para dispositivos de alta frequência e alta potência;

(4) Excelente desempenho térmico, um radiador pode ser instalado na parte traseira do chip;

(5) Alta confiabilidade, devido à ação do enchimento sob o cavaco, a vida à fadiga da embalagem é aumentada;

(6) Fácil de reparar.

A seguir está o fluxo do processo de ligação flip chip (o mesmo processo da ligação de fio não será descrito separadamente): wafer → redistribuição da almofada → desbaste do wafer, fabricação de colisão → corte do wafer → ligação flip chip, Underfill→Encapsulation→Montagem Esferas de solda→ Solda por refluxo→Marcação de superfície→Separação→Inspeção final→Teste→Embalagem.

• Redistribuição de Pad

Para aumentar o passo do lead e atender aos requisitos do processo de ligação flip-chip, é necessário redistribuir os leads do chip.

• fazer solavancos

Depois que a redistribuição das almofadas for concluída, saliências precisam ser adicionadas às almofadas no chip. As técnicas de fabricação de solda podem ser galvanoplastia, galvanização, evaporação, colocação de esfera e impressão de pasta de solda. Atualmente, o método de galvanoplastia ainda é o mais utilizado, seguido pelo método de impressão com pasta de solda.

• Colagem flip-chip, preenchimento insuficiente

Depois que as saliências de solda são dispostas em toda a superfície de ligação do chip no formato da matriz de grade, o chip é montado no substrato da embalagem de maneira invertida, e a conexão elétrica é obtida através das saliências e das almofadas no substrato, substituindo o WB e o TAB. método de conexão. Após a colagem flip-chip, o preenchimento com resina epóxi entre o chip e o substrato pode reduzir o estresse térmico e o estresse mecânico aplicado às saliências e melhorar a confiabilidade em 1 a 2 ordens de grandeza em comparação com nenhum preenchimento.

SiP – para aplicações

3.1. Principais áreas de aplicação

A aplicação do SiP é muito extensa, incluindo principalmente: comunicação sem fio, eletrônica automotiva, eletrônica médica, computadores, etc.

O campo de comunicação sem fio mais utilizado. A aplicação do SiP no campo da comunicação sem fio é a mais antiga e também o campo mais utilizado. No campo da comunicação sem fio, os requisitos de eficiência de transmissão funcional, ruído, volume, peso e custo estão cada vez maiores, forçando a comunicação sem fio a se desenvolver na direção de baixo custo, portátil, multifuncional e de alto desempenho. O SiP é uma solução ideal que combina as vantagens dos principais recursos existentes e dos processos de produção de semicondutores, reduz custos e reduz o tempo de lançamento no mercado, ao mesmo tempo que supera dificuldades no SOC, como compatibilidade de processos, mistura de sinais, interferência de ruído e interferência eletromagnética. O amplificador de potência de radiofrequência no telefone celular integra as funções de amplificador de potência de radiofrequência, controle de potência e chave transceptora, que são completamente resolvidas no SiP.

A eletrônica automotiva é um importante cenário de aplicação para SiP. As aplicações SiP em eletrônica automotiva estão aumentando gradualmente. Tomando como exemplo a unidade de controle do motor (ECU), a ECU consiste em um microprocessador (CPU), memória (ROM, RAM), interface de entrada/saída (E/S), conversor analógico-digital (A/D) , bem como composição de circuitos integrados em grande escala. Diferentes tipos de chips possuem processos diferentes. Atualmente, o SiP é frequentemente usado para integrar os chips em um sistema de controle completo. Além disso, o sistema de freio antibloqueio de automóveis (ABS), sistema de controle de injeção de combustível, sistema eletrônico de airbag, sistema de controle de volante, sistema de alarme de baixa pressão de pneus e outras unidades, o uso de SiP também está aumentando. Além disso, a tecnologia SIP também foi aplicada com sucesso nos sistemas de escritório e sistemas de entretenimento em rápido crescimento para veículos.

A eletrônica médica exige uma combinação de confiabilidade e tamanho pequeno, combinados com funcionalidade e longevidade. Aplicações típicas neste campo são dispositivos médicos eletrônicos implantáveis, como endoscópios de cápsula. O endoscópio é composto por uma lente óptica, um chip de processamento de imagem, um transmissor de sinal de radiofrequência, uma antena e uma bateria. O chip de processamento de imagem é um chip digital, o transmissor de sinal de radiofrequência é um chip analógico e a antena é um dispositivo passivo. Reunir esses dispositivos em um SiP atende perfeitamente aos requisitos de desempenho e miniaturização.

A aplicação do SiP na área de informática vem principalmente da integração do processador e da memória. Tomando a GPU como exemplo, geralmente inclui chip de computação gráfica e SDRAM. Os dois métodos de embalagem não são iguais. A computação gráfica é empacotada em um pacote multi-chip de matriz de esfera de plástico padrão, que não é adequado para SDRAM. Portanto, é necessário embalar os dois tipos de chips separadamente e depois embalá-los juntos na forma de SiP.

O SiP também tem muitas aplicações em outros produtos eletrônicos de consumo. Isso inclui ISP (chip de processamento de imagem), chip Bluetooth e assim por diante. O ISP é o dispositivo central de câmeras digitais, scanners, câmeras, brinquedos e outros produtos eletrônicos. Ele converte sinais ópticos em sinais digitais por meio de conversão fotoelétrica e, em seguida, realiza processamento, exibição e armazenamento de imagens. Os sensores de imagem incluem uma série de diferentes tipos de componentes, como CCD, sensores de imagem CMOS, sensores de imagem de contato, dispositivos de carregamento de carga, matrizes de diodos ópticos, sensores de silício amorfo, etc. A tecnologia SiP é, sem dúvida, uma solução ideal de tecnologia de embalagem.

O sistema Bluetooth é geralmente composto por uma parte sem fio, uma parte de controle de link, uma parte de suporte de gerenciamento de link e uma interface de terminal principal. A tecnologia SiP pode tornar o Bluetooth cada vez menor para atender às necessidades do mercado, promovendo assim vigorosamente a aplicação da tecnologia Bluetooth. O SiP completa todos os componentes (rádio, processador de banda base, ROM, filtros e outros componentes discretos) necessários para integrar a funcionalidade da tecnologia sem fio Bluetooth em um pacote ultrapequeno.

Os produtos eletrônicos possuem características de alto desempenho, miniaturização, múltiplas variedades e pequenos lotes. A tecnologia SiP atende aos requisitos de aplicação da eletrônica, por isso possui um amplo mercado de aplicação e perspectivas de desenvolvimento neste campo técnico. 

3.2.SiP - Personalizado para Smartphones

O desbaste e a leveza dos telefones celulares provocaram um aumento na demanda por SiP. Os telefones celulares são o maior mercado para o campo de embalagens SiP. À medida que os smartphones se tornam mais finos e leves, a demanda por SiP aumentará naturalmente. De 2011 a 2015, a espessura dos telefones celulares de diversas marcas foi continuamente reduzida. O desbaste naturalmente exige requisitos cada vez maiores na espessura dos componentes montados. Tomando o iPhone 6s como exemplo, o uso de PCB foi bastante reduzido e muitos componentes do chip serão implementados em módulos SiP. Quando se trata do iPhone 8, pode ser o primeiro celular da Apple a usar SiP. Isso significa que, por um lado, o iPhone 8 pode ficar mais fino e leve e, por outro lado, haverá mais espaço para outros módulos funcionais, como câmeras, alto-falantes e baterias mais potentes.

Veja os aplicativos SiP dos produtos Apple. A Apple é uma empresa firmemente otimista em relação aos aplicativos SiP. A Apple já usou embalagens SiP no Apple Watch antes.

Além dos relógios, o número de SiPs usados ​​nos celulares da Apple também está aumentando gradativamente. Listados estão: chip de toque, chip de identificação de impressão digital, RFPA e assim por diante.

chip de toque. No Iphone6, existem dois chips de toque, que são fornecidos pela Broadcom e TI respectivamente, enquanto no 6S, os dois são lacrados na mesma embalagem para realizar o pacote SiP. No futuro, todo o TDDI será ainda mais encapsulado. Uma nova geração da tecnologia 3D Touch foi mostrada no iPhone 6s. A detecção de toque pode penetrar no invólucro do material isolante e avaliar a ação de toque do dedo humano, detectando a mudança de tensão trazida pelo dedo humano, de modo a realizar diferentes funções. O chip de toque serve para coletar o valor de tensão do ponto de contato, converter esses sinais de tensão do eletrodo em sinais de coordenadas após o processamento e controlar o telefone celular para responder às funções correspondentes de acordo com os sinais de coordenadas, de modo a realizar sua função de controle. O surgimento do 3D Touch apresentou requisitos mais elevados para a capacidade de processamento e desempenho do módulo de toque. Sua estrutura complexa exige que o chip de toque seja montado com SiP, e a função de feedback tátil aumenta sua facilidade operacional.

O reconhecimento de impressão digital também usa um pacote SiP. O sensor e o chip de controle são embalados juntos e tecnologia semelhante foi adotada desde o iPhone 5.

Módulo RFPA. RFPA em telefones celulares é a forma de SiP mais comumente usada. O iPhone 6S não é exceção. No iPhone 6S, existem vários chips RFPA, todos usando SiP.

Seguindo o hábito da Apple, todas as tecnologias maduras serão repassadas para a próxima geração. Julgamos que o próximo Apple iPhone 7 adotará mais a tecnologia SiP, enquanto os futuros iPhone 7s e iPhone 8 serão mais abrangentes e usarão mais a tecnologia SiP. para comprimir o espaço interno.

Formulário de pacote SIP

A tecnologia de empacotamento SIP adota uma variedade de chips ou módulos simples para serem organizados e montados. Se o arranjo for diferenciado, ele pode ser dividido em uma embalagem 2D plana e uma estrutura de embalagem 3D. Em comparação com o empacotamento 2D, o uso da tecnologia de empacotamento 3D empilhado pode aumentar o número de wafers ou módulos usados, aumentando assim o número de camadas nas quais os wafers podem ser colocados na direção vertical e melhorando ainda mais a capacidade de integração funcional da tecnologia SIP. A tecnologia de ligação interna pode ser simples ligação de fio (Wire Bonding) ou ligação flip chip (Flip Chip) ou uma combinação das duas.

A partir da atual distinção de estrutura e tipo de design SIP da indústria, o SIP pode ser dividido em três categorias.

SIP 2D

Este tipo de embalagem consiste em embalar os chips um por um de modo bidimensional em um corpo de embalagem no mesmo substrato de embalagem.

SIPs empilhados

Este tipo de embalagem é uma embalagem que integra fisicamente duas ou mais pilhas de chips em uma embalagem.

SIP 3D

Este tipo de embalagem é baseado em embalagens 2D, e vários chips, chips embalados, multi-chips e até wafers são empilhados e interconectados para formar um pacote tridimensional. Essa estrutura também é chamada de embalagem 3D empilhada.

Além das estruturas de embalagem 2D e 3D, também pode ser adotado o método de integração de componentes em um substrato multifuncional - diferentes componentes são incorporados no substrato multifuncional para atingir o objetivo de integração funcional. Diferentes arranjos de chips, combinados com diferentes tecnologias de ligação interna, fazem com que o pacote SIP forme uma variedade de combinações e possa ser personalizado ou produzido de forma flexível de acordo com as necessidades dos clientes ou produtos.

Dificuldades técnicas do SIP

A forma de empacotamento principal do SIP é BGA, mas isso não significa que você domine a tecnologia SIP com a tecnologia de empacotamento avançada tradicional.

Para o projeto de circuitos, o pacote de chips tridimensional terá várias pilhas de matrizes, um design de pacote tão complexo trará muitos problemas: como a integração de vários chips em um pacote, como empilhar os chips; Camada de substrato, é difícil traçar traços com ferramentas tradicionais; há também questões como espaçamento entre traços, design de comprimento igual e design de pares diferenciais.  

Além disso, com o aumento da complexidade do módulo e o aumento da frequência operacional (frequência de clock ou frequência portadora), a dificuldade de projeto do sistema continuará a aumentar. Além da experiência necessária em projeto, a simulação numérica do desempenho do sistema também é essencial. vínculo de projeto.