เทคโนโลยี System-in-Package (SIP) ได้รับการเสนอตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1990 จนถึงปัจจุบัน หลังจากการพัฒนามากว่าสิบปี ก็ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากทั้งนักวิชาการและอุตสาหกรรม และได้กลายเป็นหนึ่งในประเด็นร้อนแห่งใหม่ในการวิจัยเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ และเป็นหนึ่งในทิศทางหลักของการใช้งานทางเทคนิค นอกจากนี้เขายังเชื่อว่าเขาเป็นตัวแทนของทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต ในฐานะส่วนสำคัญของเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ SIP เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ SIP มีความก้าวหน้าอย่างมากในการสร้างสรรค์นวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายปีที่ผ่านมา และค่อยๆ สร้างระบบทางเทคนิคของตัวเอง ซึ่งคุ้มค่าที่จะมีส่วนร่วมในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ช่างเทคนิคและนักวิชาการทำการวิจัยและศึกษา จากมุมมองของเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ บทความนี้จะแนะนำการผลิตบรรจุภัณฑ์ SIP โดยละเอียด และยังกล่าวถึงประเด็นสำคัญของกระบวนการโดยละเอียดอีกด้วย

ตามคำจำกัดความขององค์กรเส้นทางเซมิคอนดักเตอร์ระหว่างประเทศ (ITRS): SiP เป็นอุปกรณ์เดียวที่ประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานอยู่หลายชิ้นเป็นพิเศษด้วยฟังก์ชันที่แตกต่างกันและอุปกรณ์เสริมแบบพาสซีฟ เช่นเดียวกับอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น MEMS หรืออุปกรณ์ออพติคัล เพื่อให้บรรลุผลบางอย่าง การทำงาน. แพ็คเกจมาตรฐานที่สร้างระบบหรือระบบย่อย

ในแง่ของสถาปัตยกรรม SiP ได้รวมชิปการทำงานที่หลากหลาย รวมถึงโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ และชิปการทำงานอื่นๆ ไว้ในแพ็คเกจเดียว เพื่อให้ได้ฟังก์ชันที่สมบูรณ์โดยพื้นฐาน สอดคล้องกับ SOC (ระบบบนชิป) ข้อแตกต่างก็คือ System-in-Package คือวิธีการบรรจุหีบห่อที่ใช้ชิปต่างๆ เคียงข้างกันหรือซ้อนกัน ในขณะที่ SOC เป็นผลิตภัณฑ์ชิปที่มีการผสานรวมในระดับสูง

1.1. More Moore VS More than Moore——การเปรียบเทียบ SoC และ SiP

SiP เป็นเส้นทางการตระหนักรู้ที่สำคัญนอกเหนือจากกฎของมัวร์ กฎของมัวร์ (Moore's Law) อันโด่งดังได้พัฒนามาถึงปัจจุบัน จะไปอยู่ที่ไหน? มีสองเส้นทางในอุตสาหกรรม: เส้นทางหนึ่งคือการพัฒนาต่อไปตามกฎของมัวร์ ผลิตภัณฑ์ที่ปฏิบัติตามเส้นทางนี้ ได้แก่ CPU, หน่วยความจำ, อุปกรณ์ลอจิก ฯลฯ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้คิดเป็น 50% ของตลาดทั้งหมด อีกเส้นทางหนึ่งคือเส้นทาง More than Moore ซึ่งเกินกว่ากฎของมัวร์ การพัฒนาชิปได้เปลี่ยนจากการแสวงหาการลดการใช้พลังงานและการปรับปรุงประสิทธิภาพแบบไร้เหตุผลไปเป็นแนวทางที่ปฏิบัติได้จริงมากขึ้นในการตอบสนองความต้องการของตลาด ผลิตภัณฑ์ในพื้นที่นี้ ได้แก่ อุปกรณ์อะนาล็อก/RF อุปกรณ์พาสซีฟ อุปกรณ์การจัดการพลังงาน ฯลฯ ซึ่งคิดเป็นประมาณ 50% ที่เหลือของตลาด

สำหรับสองเส้นทางนี้ มีผลิตภัณฑ์สองชนิดเกิดขึ้น: SoC และ SiP SoC เป็นผลผลิตของ Moore's Law ที่ลดลงอย่างต่อเนื่อง และ SiP เป็นเส้นทางสำคัญในการบรรลุเป้าหมายนอกเหนือจากกฎของ Moore ทั้งสองอย่างเป็นผลิตภัณฑ์ที่ช่วยให้ระบบย่อขนาดและย่อขนาดได้ในระดับชิป

SoC และ SIP มีความคล้ายคลึงกันมากตรงที่ทั้งคู่รวมระบบที่มีส่วนประกอบลอจิก ส่วนประกอบหน่วยความจำ และแม้แต่ส่วนประกอบแบบพาสซีฟไว้ในหน่วยเดียว SoC มาจากมุมมองการออกแบบ ซึ่งก็คือการรวมส่วนประกอบที่ระบบต้องการไว้ในชิปตัวเดียว SiP คือวิธีการบรรจุหีบห่อโดยที่ชิปต่างๆ จะอยู่เคียงข้างกันหรือซ้อนกันจากจุดยืนในการบรรจุภัณฑ์ และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบแอคทีฟหลายชิ้นที่มีฟังก์ชันที่แตกต่างกันและอุปกรณ์เสริมแบบพาสซีฟ รวมถึงอุปกรณ์อื่นๆ เช่น MEMS หรืออุปกรณ์ออพติคัลจะถูกประกอบเข้าด้วยกันเป็นพิเศษ . ซึ่งเป็นแพ็คเกจมาตรฐานเดียวที่ใช้ฟังก์ชันบางอย่าง

ในแง่ของการบูรณาการ โดยทั่วไป SoC จะรวมเฉพาะระบบลอจิก เช่น AP ในขณะที่ SiP จะรวม AP+DDR มือถือ ในระดับหนึ่ง SIP=SoC+DDR เนื่องจากการบูรณาการจะสูงขึ้นเรื่อยๆ ในอนาคต emmc ก็มีแนวโน้มที่จะถูกรวมเข้ากับ SiP เช่นกัน

จากมุมมองของการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ SoC ได้รับการจัดตั้งให้เป็นกุญแจสำคัญและทิศทางการพัฒนาของการออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต เนื่องจากข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในแง่ของปริมาณ ความเร็วในการประมวลผล หรือคุณลักษณะทางไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ด้วยต้นทุนการผลิต SoC ที่เพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาและอุปสรรคทางเทคนิคที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง การพัฒนา SoC จึงต้องเผชิญกับปัญหาคอขวด และการพัฒนา SiP ได้รับความสนใจจากอุตสาหกรรมมากขึ้นเรื่อยๆ

1.2. SiP - เส้นทางทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่อยู่นอกเหนือกฎของมัวร์

กฎของมัวร์ช่วยรับประกันการปรับปรุงประสิทธิภาพของชิปอย่างต่อเนื่อง ดังที่เราทุกคนทราบกันดีว่ากฎของมัวร์คือ "คัมภีร์ไบเบิล" สำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ สำหรับเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ซิลิกอน ขนาดของทรานซิสเตอร์จะลดลงครึ่งหนึ่งและประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกๆ 18 เดือน ในขณะเดียวกัน การปรับปรุงประสิทธิภาพก็ช่วยลดต้นทุน ซึ่งทำให้ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์มีแรงจูงใจเพียงพอที่จะตระหนักถึงการลดขนาดคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ หนึ่งในนั้นคือชิปโปรเซสเซอร์และชิปหน่วยความจำเป็นชิปสองประเภทที่เป็นไปตามกฎของมัวร์มากที่สุด ยกตัวอย่างจาก Intel ผลิตภัณฑ์แต่ละรุ่นเป็นไปตามกฎของมัวร์อย่างสมบูรณ์แบบ ในระดับชิป กฎของมัวร์ส่งเสริมความก้าวหน้าของประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง

บอร์ด PCB ไม่เป็นไปตามกฎของมัวร์และเป็นคอขวดในการปรับปรุงประสิทธิภาพของทั้งระบบ จากการที่ขนาดชิปหดตัวอย่างต่อเนื่อง บอร์ด PCB จึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงมากนักในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ตัวอย่างเช่น ความกว้างบรรทัดขั้นต่ำมาตรฐานของมาเธอร์บอร์ด PCB คือ 3 ล้าน (ประมาณ 75 um) เมื่อสิบปีที่แล้ว และในปัจจุบันยังคงเป็น 3 ล้าน โดยมีการปรับปรุงเพียงเล็กน้อย ท้ายที่สุดแล้ว PCB ก็ไม่เป็นไปตามกฎของมัวร์ เนื่องจากข้อจำกัดของ PCB การปรับปรุงประสิทธิภาพของทั้งระบบจึงประสบปัญหาคอขวด ตัวอย่างเช่น เนื่องจากความกว้างของการติดตาม PCB ไม่มีการเปลี่ยนแปลง ความหนาแน่นของสายไฟระหว่างโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำจึงยังคงเท่าเดิม กล่าวอีกนัยหนึ่ง จำนวนสายระหว่างโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญหากไม่เปลี่ยนขนาดของโปรเซสเซอร์และแพ็คเกจหน่วยความจำ แบนด์วิธหน่วยความจำเท่ากับความกว้างบิตของอินเทอร์เฟซหน่วยความจำคูณด้วยความถี่การทำงานของอินเทอร์เฟซหน่วยความจำ ความกว้างบิตเอาต์พุตหน่วยความจำเท่ากับจำนวนการเชื่อมต่อระหว่างโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำ ในช่วงสิบปีที่ผ่านมา 64 บิตไม่มีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากข้อจำกัดของเทคโนโลยีบอร์ด PCB ดังนั้น หากคุณต้องการเพิ่มแบนด์วิธหน่วยความจำ คุณสามารถเพิ่มความถี่การทำงานของอินเทอร์เฟซหน่วยความจำได้เท่านั้น สิ่งนี้จะจำกัดการปรับปรุงประสิทธิภาพของทั้งระบบ

SIP เป็นผู้ชนะและผู้แพ้ในการแก้ปัญหาโซ่ตรวนของระบบ ห่อหุ้มชิปเซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์พาสซีฟหลายตัวไว้ในชิปเดียวกันเพื่อสร้างชิประดับระบบ แทนที่จะใช้บอร์ด PCB เป็นตัวพาระหว่างการเชื่อมต่อระหว่างชิปตัวพา ซึ่งสามารถแก้ไขประสิทธิภาพของระบบที่เกิดจากความบกพร่องโดยธรรมชาติของ PCB ตัวมันเอง พบกับปัญหาคอขวด ยกตัวอย่างโปรเซสเซอร์และชิปหน่วยความจำ เนื่องจากความหนาแน่นของการเดินสายไฟภายในในระบบในแพ็คเกจอาจสูงกว่าการเดินสาย PCB มาก เพื่อที่จะแก้ไขคอขวดของระบบที่เกิดจากบรอดแบนด์ของสาย PCB ตัวอย่างเช่น เนื่องจากชิปหน่วยความจำและชิปโปรเซสเซอร์สามารถเชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยใช้รูทะลุ จึงไม่ถูกจำกัดด้วยความกว้างของเส้น PCB อีกต่อไป เพื่อให้สามารถปรับปรุงแบนด์วิดท์ข้อมูลในแบนด์วิดท์อินเทอร์เฟซได้

เราเชื่อว่า SiP เป็นมากกว่าแค่การรวมชิปเข้าด้วยกัน SiP ยังมีข้อดีของวงจรการพัฒนาที่สั้นอีกด้วย ฟังก์ชั่นเพิ่มเติม; การใช้พลังงานลดลง ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น ราคาต้นทุนที่ลดลง ขนาดที่เล็กลง และน้ำหนักที่เบาลง สรุปมีดังนี้:

การวิเคราะห์กระบวนการ SiP

กระบวนการบรรจุภัณฑ์ SIP สามารถแบ่งออกเป็นบรรจุภัณฑ์ด้วยลวดเชื่อมและพันธะฟลิปชิปตามวิธีการเชื่อมต่อระหว่างชิปและวัสดุพิมพ์

2.1. กระบวนการบรรจุลวดเชื่อม

กระบวนการหลักของกระบวนการบรรจุภัณฑ์ด้วยลวดเชื่อมมีดังนี้:

เวเฟอร์ → การทำให้ผอมบางของเวเฟอร์ → การตัดเวเฟอร์ → การยึดติดด้วยลวด → การทำความสะอาดพลาสมา → การเติมสารห่อหุ้มของเหลว → การประกอบลูกประสาน → การบัดกรีแบบรีโฟลว์ → การทำเครื่องหมายพื้นผิว → การแยก → การตรวจสอบขั้นสุดท้าย → การทดสอบ → บรรจุภัณฑ์

• การทำให้ผอมบางของเวเฟอร์

การทำให้แผ่นเวเฟอร์บางลงหมายถึงการบดด้วยกลไกเชิงกลหรือทางเคมี (CMP) จากด้านหลังของแผ่นเวเฟอร์เพื่อทำให้แผ่นเวเฟอร์บางลงจนถึงระดับที่เหมาะสมสำหรับบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากขนาดของเวเฟอร์มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของเวเฟอร์และป้องกันการเสียรูปและการแตกร้าวระหว่างการประมวลผล ความหนาของเวเฟอร์จึงเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาระบบในทิศทางของแสง บางและสั้น ความหนาของโมดูลหลังจากบรรจุภัณฑ์ชิปจะบางลงและบางลง ดังนั้น ความหนาของแผ่นเวเฟอร์จะต้องลดลงให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ก่อนบรรจุภัณฑ์เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดในการประกอบชิป

• การตัดเวเฟอร์

หลังจากที่แผ่นเวเฟอร์บางลงแล้วก็สามารถหั่นสี่เหลี่ยมลูกเต๋าได้ เครื่องหั่นเต๋ารุ่นเก่าทำงานแบบแมนนวล และปัจจุบันเครื่องหั่นเต๋าทั่วไปเป็นแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นการเขียนบางส่วนหรือแบ่งแผ่นเวเฟอร์ทั้งหมด ปัจจุบันใช้ใบเลื่อยเนื่องจากสามารถดึงขอบที่เรียบร้อยโดยมีเศษและรอยแตกเล็กน้อย

• แนบตาย

ชิปหั่นสี่เหลี่ยมลูกเต๋าจะติดตั้งอยู่บนแผ่นกลางของเฟรม ขนาดของแผ่นควรตรงกับขนาดของชิป หากขนาดของแผ่นมีขนาดใหญ่เกินไป ช่วงตะกั่วจะใหญ่เกินไป และลีดจะงอและชิปจะถูกแทนที่ด้วยความเครียดที่เกิดจากการไหลในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปด้วยการถ่ายโอน วิธีการติดตั้งสามารถบัดกรีเข้ากับพื้นผิวได้โดยใช้บัดกรีอ่อน (หมายถึงโลหะผสม Pb-Sn โดยเฉพาะโลหะผสมที่มี Sn) โลหะผสมยูเทคติก Au-Si ฯลฯ วิธีการที่ใช้กันมากที่สุดในบรรจุภัณฑ์พลาสติกคือการใช้กาวโพลีเมอร์ กาวติดอยู่กับโครงโลหะ

• ลวดเชื่อม

ตะกั่วที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์พลาสติกส่วนใหญ่เป็นลวดทอง และเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปคือ 0.025 มม.~0.032 มม. ความยาวของตะกั่วมักจะอยู่ระหว่าง 1.5 มม. ถึง 3 มม. และความสูงของส่วนโค้งอาจสูงกว่าระนาบที่มีชิปอยู่ 0.75 มม.

เทคนิคการติดได้แก่ การเชื่อมแบบเทอร์โมคอมเพรสชั่น การเชื่อมแบบเทอร์โมโซนิก ฯลฯ ข้อดีของเทคนิคเหล่านี้คือความง่ายในการสร้างทรงกลม (เช่น เทคโนโลยีลูกบอลบัดกรี) และการป้องกันการเกิดออกซิเดชันของลวดทอง เพื่อลดต้นทุน จึงมีการศึกษาลวดโลหะอื่นๆ เช่น อลูมิเนียม ทองแดง เงิน แพลเลเดียม ฯลฯ เพื่อใช้แทนการเชื่อมด้วยลวดทอง สภาวะของการเชื่อมด้วยแรงดันร้อนคือพื้นผิวโลหะทั้งสองสัมผัสกันอย่างใกล้ชิด และควบคุมอุณหภูมิ เวลา และความดันเพื่อให้โลหะทั้งสองเชื่อมต่อกัน พื้นผิวที่หยาบ (ไม่สม่ำเสมอ) การก่อตัวของชั้นออกไซด์หรือการปนเปื้อนสารเคมี การดูดซับความชื้น ฯลฯ จะส่งผลต่อการยึดเกาะและลดความแข็งแรงในการยึดเกาะ อุณหภูมิของการเชื่อมด้วยความร้อนอัดอยู่ที่ 300°C~400°C และเวลาโดยทั่วไปคือ 40 มิลลิวินาที (โดยปกติ บวกกับขั้นตอนต่างๆ เช่น การค้นหาตำแหน่งการเชื่อม ความเร็วในการเชื่อมคือ 20 สายต่อวินาที) ข้อดีของการเชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิกคือสามารถหลีกเลี่ยงอุณหภูมิสูงได้ เนื่องจากใช้การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก 60kHz~350kHz เพื่อให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการเชื่อม ดังนั้นอุณหภูมิในการเชื่อมจึงสามารถลดลงได้ การใช้ความร้อนและพลังงานอัลตราโซนิกในการเชื่อมพร้อมกันเรียกว่าการเชื่อมแบบเทอร์โมโซนิก เมื่อเทียบกับการเชื่อมด้วยความร้อนอัด ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการเชื่อมด้วยความร้อนคือการลดอุณหภูมิการเชื่อมจาก 250°C เหลือประมาณ 100°C (บางคนคิดว่าสามารถใช้สภาวะ 150°C~0.4°C ได้) ซึ่งสามารถลดได้อย่างมาก อุณหภูมิการติดบนแผ่นอลูมิเนียม ความเป็นไปได้ในการสร้างสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิก Au-Al ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ในขณะที่ลดการเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์ของวงจร การปรับปรุงการติดลวดมีสาเหตุหลักมาจากความต้องการบรรจุภัณฑ์ที่บางกว่าและบางกว่า แพ็คเกจที่บางพิเศษบางอันมีเพียงประมาณ 200 มม. ดังนั้น ลูปตะกั่ว (ลูป) จะลดลงจากทั่วไป 300 μm~100 μm เป็น 125 μm~625 μm เพื่อให้ความตึงของตะกั่วมีขนาดใหญ่มากและแน่นมาก นอกจากนี้ โดยปกติแล้วจะมีสายไฟรูปวงแหวน/สายกราวด์สองเส้นที่ขอบของแผ่นลวดบนพื้นผิว เพื่อป้องกันไม่ให้ลวดทองลัดวงจรระหว่างการติด ช่องว่างขั้นต่ำจะต้อง > XNUMX μm และลวดเชื่อมต้องมีความเป็นเส้นตรงสูง องศาและส่วนโค้งที่ดี

• การทำความสะอาดพลาสม่า

หน้าที่ที่สำคัญประการหนึ่งของการทำความสะอาดคือการปรับปรุงการยึดเกาะของฟิล์ม เช่น การสะสมฟิล์ม Au บนพื้นผิว Si และการบำบัดพื้นผิวของไฮโดรคาร์บอนและสิ่งปนเปื้อนอื่น ๆ ด้วย Ar plasma ซึ่งปรับปรุงการยึดเกาะของ Au อย่างมีนัยสำคัญ พื้นผิวของสารตั้งต้นหลังการบำบัดด้วยพลาสมาจะเหลือชั้นของสารสีเทาที่มีฟลูออไรด์ ซึ่งสามารถกำจัดออกได้ด้วยสารละลาย การทำความสะอาดพร้อมกันยังช่วยปรับปรุงการยึดเกาะและการเปียกของพื้นผิวอีกด้วย

• น้ำยาเคลือบหลุมร่องฟัน

วางชิปที่ติดตั้งและเทปติดเฟรมลวดเชื่อมไว้ในแม่พิมพ์ ให้ความร้อนบล็อกที่ขึ้นรูปไว้ล่วงหน้าของสารประกอบการขึ้นรูปในเตาอุ่น (อุณหภูมิอุ่นอยู่ระหว่าง 90°C ถึง 95°C) จากนั้นจึงนำไปใส่ในการถ่ายโอน ในถังถ่ายโอนของเครื่องขึ้นรูป ภายใต้แรงกดดันของลูกสูบการขึ้นรูปแบบถ่ายโอน สารประกอบการขึ้นรูปจะถูกอัดเข้าไปในรันเนอร์และฉีดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ผ่านทางประตู (อุณหภูมิของแม่พิมพ์จะคงที่ประมาณ 170°C ถึง 175°C ตลอดกระบวนการ) สารประกอบการขึ้นรูปจะแข็งตัวอย่างรวดเร็วในแม่พิมพ์ และหลังจากผ่านช่วงความดันค้างไว้ โมดูลจะมีความแข็งระดับหนึ่ง จากนั้นโมดูลจะถูกดีดออกด้วยหมุดอีเจ็คเตอร์ และกระบวนการขึ้นรูปจะเสร็จสมบูรณ์ สำหรับสารประกอบการขึ้นรูปส่วนใหญ่ หลังจากกดค้างไว้ในแม่พิมพ์ไม่กี่นาที โมดูลจะแข็งพอที่จะสามารถดีดออกได้ แต่การบ่ม (โพลีเมอไรเซชัน) ของโพลีเมอร์ยังไม่สมบูรณ์อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากระดับของการเกิดพอลิเมอไรเซชัน (ระดับการบ่ม) ของวัสดุส่งผลกระทบอย่างมากต่ออุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วและความเครียดจากความร้อนของวัสดุ จึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องส่งเสริมให้วัสดุได้รับการบ่มอย่างสมบูรณ์เพื่อให้ได้สถานะที่มั่นคง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากในการปรับปรุง ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ และการบ่มหลังคือการปรับปรุงสารประกอบการขึ้นรูป ขั้นตอนกระบวนการที่จำเป็นสำหรับระดับของการเกิดพอลิเมอไรเซชัน เงื่อนไขหลังการบ่มโดยทั่วไปคือ 170 ℃ ~ 175 ℃, 2 ชม. ~ 4 ชม.

• น้ำยาเคลือบหลุมร่องฟัน

ในปัจจุบัน มีวิธีการติดตั้งลูกบอลสองวิธีที่ใช้ในอุตสาหกรรม: "การบัดกรีแบบแปะ" + "แบบบัดกรีบอล" และ "แบบฟลักซ์เพสต์" + "แบบบัดกรีบอล" วิธีการติดตั้งแบบ "บัดกรีแปะ" + "ดีบุกบอล" ได้รับการยอมรับว่าเป็นวิธีการติดตั้งแบบบอลมาตรฐานที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรม ลูกบอลที่ปลูกด้วยวิธีนี้มีความสามารถในการเชื่อมและความมันวาวได้ดี และปรากฏการณ์ออฟเซ็ตของลูกบอลบัดกรีจะไม่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการหลอมดีบุก ง่ายต่อการควบคุม วิธีการเฉพาะคือการพิมพ์สารบัดกรีบนแผ่น BGA ก่อน จากนั้นใช้เครื่องติดลูกบอลหรือการพิมพ์สกรีนเพื่อเพิ่มลูกบอลบัดกรีตามขนาดที่กำหนด ในเวลานี้บทบาทของสารประสานคือการยึดติดกับดีบุก เมื่อให้ความร้อน พื้นผิวสัมผัสของลูกบอลบัดกรีจะมีขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อให้ลูกบอลบัดกรีได้รับความร้อนเร็วขึ้นและครอบคลุมมากขึ้น เพื่อให้ลูกบอลบัดกรีมีความสามารถในการบัดกรีกับแผ่นอิเล็กโทรดได้ดีขึ้นหลังจากการหลอมละลาย และลดความเป็นไปได้ของการบัดกรีเสมือน

• การทำเครื่องหมายพื้นผิว

การทำเครื่องหมายคือตัวอักษรและโลโก้ที่ชัดเจนและลบไม่ออกซึ่งพิมพ์บนพื้นผิวด้านบนของโมดูลที่บรรจุ รวมถึงข้อมูลของผู้ผลิต ประเทศ รหัสอุปกรณ์ ฯลฯ โดยมีจุดประสงค์หลักเพื่อการระบุตัวตนและการตรวจสอบย้อนกลับ การเข้ารหัสมีหลายวิธี โดยวิธีที่ใช้กันมากที่สุดคือวิธีการเข้ารหัส ซึ่งรวมถึงการพิมพ์ด้วยหมึกและการพิมพ์ด้วยเลเซอร์

• แยก

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและประหยัดวัสดุ งานประกอบ SIP ส่วนใหญ่จะดำเนินการในรูปแบบของการรวมอาร์เรย์ ซึ่งแบ่งออกเป็นอุปกรณ์แต่ละชิ้นหลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการขึ้นรูปและทดสอบ การแบ่งสามารถทำได้โดยการเลื่อยหรือการตอก กระบวนการเลื่อยมีความยืดหยุ่นมากกว่าและไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษมากมาย กระบวนการปั๊มขึ้นรูปมีประสิทธิภาพการผลิตที่สูงขึ้นและต้นทุนที่ต่ำกว่า แต่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ

2.2. กระบวนการเชื่อมแบบพลิกชิป

เมื่อเทียบกับกระบวนการเชื่อมลวด กระบวนการพลิกชิปมีข้อดีดังต่อไปนี้:

(1) เทคโนโลยีการเชื่อมแบบ Flip-chip เอาชนะปัญหาขีดจำกัดระยะห่างกึ่งกลางของแผ่นยึดลวด

(2) ให้ความสะดวกสบายมากขึ้นสำหรับนักออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ในการออกแบบการกระจายพลังงาน/กราวด์ของชิป

(3) โดยการลดความยาวของการเชื่อมต่อโครงข่ายและลดความล่าช้าของ RC จะทำให้สัญญาณสมบูรณ์มากขึ้นสำหรับอุปกรณ์ความถี่สูงและกำลังสูง

(4) ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดีเยี่ยม สามารถติดตั้งหม้อน้ำที่ด้านหลังของชิป

(5) ความน่าเชื่อถือสูง เนื่องจากการทำงานของฟิลเลอร์ใต้ชิป ทำให้อายุความล้าของบรรจุภัณฑ์เพิ่มขึ้น

(6) ซ่อมง่าย

ต่อไปนี้เป็นผังกระบวนการของการเชื่อมฟลิปชิป (กระบวนการเดียวกับการเชื่อมด้วยลวดจะไม่อธิบายแยกต่างหาก): เวเฟอร์ → การกระจายแผ่น → การทำให้ผอมบางของเวเฟอร์ การทำกระแทก → การตัดเวเฟอร์ → การเชื่อมฟลิปชิป การเติมด้านล่าง → การห่อหุ้ม → แอสเซมบลี บัดกรีบอล → การบัดกรีแบบ Reflow →การทำเครื่องหมายพื้นผิว→การแยก→การตรวจสอบขั้นสุดท้าย→การทดสอบ→บรรจุภัณฑ์

• การแจกจ่ายแผ่น

เพื่อที่จะเพิ่มระดับเสียงของลีดและเป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการเชื่อมฟลิปชิป จำเป็นต้องกระจายลีดของชิปใหม่

• ทำให้กระแทก

หลังจากการกระจายแผ่นอิเล็กโทรดเสร็จสิ้นแล้ว จะต้องเพิ่มปุ่มกันกระแทกบนแผ่นอิเล็กโทรดบนชิป เทคนิคการผลิตแบบบัดกรีสามารถทำการชุบด้วยไฟฟ้า การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้า การระเหย การวางลูกบอล และการพิมพ์แบบวางบัดกรี ปัจจุบันวิธีการชุบด้วยไฟฟ้ายังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย รองลงมาคือวิธีการพิมพ์แบบวางประสาน

• การยึดติดแบบ Flip-chip, การเติมด้านล่าง

หลังจากที่การบัดกรีกระแทกถูกจัดเรียงบนพื้นผิวพันธะชิปทั้งหมดในรูปของกริดอาเรย์ ชิปจะถูกติดตั้งบนพื้นผิวบรรจุภัณฑ์ในลักษณะกลับด้าน และการเชื่อมต่อไฟฟ้าทำได้ผ่านการกระแทกและแผ่นอิเล็กโทรดบนวัสดุพิมพ์ โดยเปลี่ยน WB และ TAB วิธีการเชื่อมต่อ หลังจากการติดฟลิปชิป การเติมอีพอกซีเรซินระหว่างชิปและซับสเตรตสามารถลดความเครียดจากความร้อนและความเค้นเชิงกลที่นำไปใช้กับกระแทก และปรับปรุงความน่าเชื่อถือได้ 1 ถึง 2 ลำดับความสำคัญเมื่อเทียบกับการไม่เติม

SiP - สำหรับแอปพลิเคชัน

3.1. พื้นที่ใช้งานหลัก

การประยุกต์ใช้ SiP มีขอบเขตกว้างขวางมาก โดยส่วนใหญ่รวมถึงการสื่อสารไร้สาย อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ คอมพิวเตอร์ เป็นต้น

สาขาการสื่อสารไร้สายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด การประยุกต์ใช้ SiP ในด้านการสื่อสารไร้สายเป็นการใช้งานแรกสุดและยังเป็นสาขาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดอีกด้วย ในด้านการสื่อสารไร้สาย ข้อกำหนดสำหรับประสิทธิภาพในการรับส่งข้อมูล เสียง ปริมาตร น้ำหนัก และต้นทุนเริ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ส่งผลให้การสื่อสารไร้สายต้องพัฒนาไปในทิศทางที่มีต้นทุนต่ำ พกพาได้ มัลติฟังก์ชั่น และประสิทธิภาพสูง SiP เป็นโซลูชันในอุดมคติที่รวมข้อดีของทรัพยากรหลักที่มีอยู่และกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ลดต้นทุน และลดระยะเวลาในการออกสู่ตลาด ขณะเดียวกันก็เอาชนะปัญหาใน SOC เช่น ความเข้ากันได้ของกระบวนการ การผสมสัญญาณ การรบกวนทางเสียง และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า เพาเวอร์แอมป์ความถี่วิทยุในโทรศัพท์มือถือรวมฟังก์ชั่นของเพาเวอร์แอมป์ความถี่วิทยุ การควบคุมพลังงาน และสวิตช์ตัวรับส่งสัญญาณ ซึ่งได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ใน SiP

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ถือเป็นสถานการณ์การใช้งานที่สำคัญสำหรับ SiP การใช้งาน SiP ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์กำลังเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ยกตัวอย่างหน่วยควบคุมเครื่องยนต์ (ECU) ECU ประกอบด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ (CPU) หน่วยความจำ (ROM, RAM) อินเทอร์เฟซอินพุต/เอาท์พุต (I/O) ตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (A/D) รวมถึงองค์ประกอบวงจรรวมขนาดใหญ่ ชิปประเภทต่างๆ ก็มีกระบวนการที่แตกต่างกัน ปัจจุบัน SiP มักถูกใช้เพื่อรวมชิปเข้ากับระบบควบคุมที่สมบูรณ์ นอกจากนี้ระบบเบรกป้องกันล้อล็อก (ABS) ระบบควบคุมการฉีดเชื้อเพลิง ระบบอิเล็กทรอนิกส์ถุงลมนิรภัย ระบบควบคุมพวงมาลัย ระบบเตือนแรงดันลมยางต่ำ และหน่วยอื่นๆ การใช้งาน SiP ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ เทคโนโลยี SIP ยังถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในระบบสำนักงานในรถยนต์และระบบความบันเทิงที่เติบโตอย่างรวดเร็ว

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ต้องการการผสมผสานระหว่างความน่าเชื่อถือและขนาดที่เล็ก รวมกับฟังก์ชันการทำงานและอายุการใช้งานที่ยาวนาน การใช้งานทั่วไปในสาขานี้คืออุปกรณ์ทางการแพทย์อิเล็กทรอนิกส์แบบฝัง เช่น กล้องเอนโดสโคปแบบแคปซูล กล้องเอนโดสโคปประกอบด้วยเลนส์สายตา ชิปประมวลผลภาพ เครื่องส่งสัญญาณความถี่วิทยุ เสาอากาศ และแบตเตอรี่ ชิปประมวลผลภาพเป็นชิปดิจิทัล เครื่องส่งสัญญาณความถี่วิทยุเป็นชิปแอนะล็อก และเสาอากาศเป็นอุปกรณ์แบบพาสซีฟ การบรรจุอุปกรณ์เหล่านี้ไว้ด้วยกันใน SiP ตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพและการย่อขนาดได้อย่างสมบูรณ์แบบ

การประยุกต์ใช้ SiP ในสาขาคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มาจากการรวมโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำเข้าด้วยกัน ยกตัวอย่าง GPU โดยทั่วไปจะมีชิปประมวลผลกราฟิกและ SDRAM วิธีการบรรจุทั้งสองวิธีไม่เหมือนกัน การประมวลผลกราฟิกบรรจุอยู่ในแพ็คเกจมัลติชิปพลาสติก Ball Array มาตรฐาน ซึ่งไม่เหมาะสำหรับ SDRAM ดังนั้นจึงจำเป็นต้องบรรจุชิปทั้งสองประเภทแยกกัน จากนั้นจึงบรรจุเข้าด้วยกันในรูปแบบของ SiP

SiP ยังมีแอปพลิเคชันมากมายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอื่นๆ ซึ่งรวมถึง ISP (ชิปประมวลผลภาพ), ชิปบลูทูธ และอื่นๆ ISP เป็นอุปกรณ์หลักของกล้องดิจิตอล เครื่องสแกน กล้อง ของเล่น และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ โดยจะแปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณดิจิตอลผ่านการแปลงโฟโตอิเล็กทริก จากนั้นจึงประมวลผลภาพ การแสดงผล และการจัดเก็บภาพ เซ็นเซอร์รับภาพประกอบด้วยชุดส่วนประกอบประเภทต่างๆ เช่น CCD, เซ็นเซอร์รับภาพ CMOS, เซ็นเซอร์รับภาพแบบสัมผัส, อุปกรณ์โหลดประจุ, อาร์เรย์ไดโอดออปติคัล, เซ็นเซอร์ซิลิคอนอสัณฐาน ฯลฯ เทคโนโลยี SiP ถือเป็นโซลูชันเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ในอุดมคติอย่างไม่ต้องสงสัย

โดยทั่วไประบบ Bluetooth จะประกอบด้วยส่วนไร้สาย ส่วนควบคุมลิงก์ ส่วนสนับสนุนการจัดการลิงก์ และอินเทอร์เฟซเทอร์มินัลหลัก เทคโนโลยี SiP สามารถทำให้บลูทูธมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด จึงส่งเสริมการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีบลูทูธอย่างจริงจัง SiP เติมเต็มส่วนประกอบทั้งหมด (วิทยุ โปรเซสเซอร์เบสแบนด์ ROM ตัวกรอง และส่วนประกอบแยกอื่นๆ) ที่จำเป็นในการรวมฟังก์ชันการทำงานของเทคโนโลยีไร้สาย Bluetooth ไว้ในแพ็คเกจขนาดเล็กพิเศษ

ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์มีคุณลักษณะของประสิทธิภาพสูง ขนาดเล็ก หลากหลาย และผลิตเป็นล็อตเล็ก เทคโนโลยี SiP สอดคล้องกับข้อกำหนดการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ จึงมีตลาดการใช้งานที่กว้างขวางและมีโอกาสในการพัฒนาในด้านเทคนิคนี้ 

3.2.SiP - ปรับแต่งมาสำหรับสมาร์ทโฟน

ความบางและความเบาของโทรศัพท์มือถือทำให้ความต้องการ SiP เพิ่มขึ้น โทรศัพท์มือถือเป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดสำหรับบรรจุภัณฑ์ SiP เมื่อสมาร์ทโฟนบางลงและเบาลง ความต้องการ SiP ก็จะเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติ ตั้งแต่ปี 2011 ถึงปี 2015 ความหนาของโทรศัพท์มือถือของแบรนด์ต่างๆ ลดลงอย่างต่อเนื่อง การทำให้ผอมบางตามธรรมชาติมีข้อกำหนดด้านความหนาของส่วนประกอบที่ประกอบขึ้นเรื่อยๆ ยกตัวอย่าง iPhone 6s การใช้ PCB ลดลงอย่างมาก และส่วนประกอบชิปจำนวนมากจะถูกนำไปใช้ในโมดูล SiP เมื่อพูดถึง iPhone 8 นี่อาจเป็นโทรศัพท์มือถือเครื่องแรกของ Apple ที่ใช้ SiP ซึ่งหมายความว่าในอีกด้านหนึ่ง iPhone 8 สามารถทำให้บางลงและเบาลงได้ และในทางกลับกัน จะมีพื้นที่มากขึ้นสำหรับโมดูลการทำงานอื่นๆ เช่น กล้อง ลำโพง และแบตเตอรี่ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น

ดูแอปพลิเคชัน SiP จากผลิตภัณฑ์ Apple Apple เป็นบริษัทที่มองในแง่ดีเกี่ยวกับแอปพลิเคชัน SiP Apple เคยใช้บรรจุภัณฑ์ SiP บน Apple Watch มาก่อน

นอกจากนาฬิกาแล้ว จำนวน SiP ที่ใช้ในโทรศัพท์มือถือ Apple ก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้นเช่นกัน รายการได้แก่: ชิปสัมผัส, ชิประบุลายนิ้วมือ, RFPA และอื่นๆ

ชิปสัมผัส ใน Iphone6 ​​มีชิปสัมผัสสองตัวที่ Broadcom และ TI จัดหาให้ตามลำดับ ในขณะที่ใน 6S ทั้งสองชิปถูกผนึกไว้ในแพ็คเกจเดียวกันเพื่อรับแพ็คเกจ SiP ในอนาคต TDDI ทั้งหมดจะถูกสรุปเพิ่มเติม เทคโนโลยี 3D Touch เจเนอเรชันใหม่ได้แสดงอยู่ใน iPhone 6s การตรวจจับการสัมผัสสามารถเจาะเปลือกวัสดุฉนวน และตัดสินการกระทำการสัมผัสของนิ้วมนุษย์โดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากนิ้วของมนุษย์ เพื่อให้ทราบฟังก์ชั่นต่างๆ ชิปสัมผัสคือการรวบรวมค่าแรงดันไฟฟ้าของจุดสัมผัส แปลงสัญญาณแรงดันอิเล็กโทรดเหล่านี้เป็นสัญญาณพิกัดหลังการประมวลผล และควบคุมโทรศัพท์มือถือให้ตอบสนองต่อฟังก์ชันที่สอดคล้องกันตามสัญญาณพิกัด เพื่อให้ทราบถึงฟังก์ชันการควบคุม การเกิดขึ้นของ 3D Touch ได้ก่อให้เกิดข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับความสามารถในการประมวลผลและประสิทธิภาพของโมดูลสัมผัส โครงสร้างที่ซับซ้อนต้องใช้ชิปสัมผัสที่ประกอบเข้ากับ SiP และฟังก์ชันการตอบสนองแบบสัมผัสช่วยเพิ่มความเป็นมิตรในการปฏิบัติงาน

การจดจำลายนิ้วมือยังใช้แพ็คเกจ SiP เซ็นเซอร์และชิปควบคุมถูกบรรจุไว้ด้วยกัน และเทคโนโลยีที่คล้ายกันนี้ถูกนำมาใช้ตั้งแต่ iPhone 5

โมดูล RFPA RFPA ในโทรศัพท์มือถือเป็นรูปแบบหนึ่งของ SiP ที่ใช้บ่อยที่สุด iPhone 6S ก็ไม่มีข้อยกเว้น ใน iPhone 6S มีชิป RFPA หลายตัว ซึ่งทั้งหมดใช้ SiP

ตามนิสัยของ Apple เทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่ทั้งหมดจะถูกส่งต่อไปยังคนรุ่นต่อไป เราตัดสินว่า Apple iPhone 7 ที่กำลังจะมาถึงจะนำเทคโนโลยี SiP มาใช้มากขึ้น ในขณะที่ iPhone 7s และ iPhone 8 ในอนาคตจะมีความครอบคลุมมากขึ้นและใช้เทคโนโลยี SiP ในระดับที่มากขึ้น เพื่อบีบอัดพื้นที่ภายใน

แบบฟอร์มแพ็คเกจ SIP

เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ SIP ใช้ชิปเปล่าหรือโมดูลที่หลากหลายเพื่อจัดเรียงและประกอบ หากการจัดเรียงมีความแตกต่างกัน ก็สามารถแบ่งคร่าวๆ ออกเป็นบรรจุภัณฑ์ 2 มิติแบบเรียบและโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ 3 มิติได้ เมื่อเปรียบเทียบกับบรรจุภัณฑ์ 2 มิติ การใช้เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ 3 มิติแบบเรียงซ้อนสามารถเพิ่มจำนวนเวเฟอร์หรือโมดูลที่ใช้ได้ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มจำนวนชั้นที่สามารถวางเวเฟอร์ในแนวตั้งได้ และเพิ่มความสามารถในการบูรณาการการทำงานของเทคโนโลยี SIP ต่อไป เทคโนโลยีการติดภายในอาจเป็นการติดด้วยลวดอย่างง่าย (Wire Bonding) หรือการติดฟลิปชิป (Flip Chip) หรือทั้งสองอย่างรวมกัน

จากประเภทการออกแบบ SIP ของอุตสาหกรรมปัจจุบันและความแตกต่างของโครงสร้าง SIP สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท

จิบ 2D

บรรจุภัณฑ์ประเภทนี้คือการบรรจุชิปทีละชิ้นในโหมดสองมิติในตัวบรรจุภัณฑ์บนวัสดุพิมพ์บรรจุภัณฑ์เดียวกัน

SIP แบบซ้อน

บรรจุภัณฑ์ประเภทนี้เป็นบรรจุภัณฑ์ที่รวมชิปสแต็กตั้งแต่สองสแต็กขึ้นไปเข้าไว้ในแพ็คเกจเดียว

จิบ 3D

บรรจุภัณฑ์ประเภทนี้ใช้บรรจุภัณฑ์แบบ 2 มิติ และชิปหลายตัว ชิปในแพ็คเกจ มัลติชิป และแม้แต่เวเฟอร์จะถูกซ้อนกันและเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างแพ็คเกจสามมิติ โครงสร้างนี้เรียกอีกอย่างว่าบรรจุภัณฑ์ 3 มิติแบบเรียงซ้อน

นอกจากนี้ นอกเหนือจากโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ 2D และ 3D แล้ว ยังสามารถนำวิธีการรวมส่วนประกอบต่างๆ ลงบนพื้นผิวแบบมัลติฟังก์ชั่นได้อีกด้วย - ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกฝังอยู่ในวัสดุพิมพ์แบบมัลติฟังก์ชั่น เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการรวมฟังก์ชันต่างๆ การจัดเรียงชิปที่แตกต่างกัน รวมกับเทคโนโลยีการยึดติดภายในที่แตกต่างกัน ทำให้แพ็คเกจ SIP มีการผสมผสานที่หลากหลาย และสามารถปรับแต่งหรือผลิตได้อย่างยืดหยุ่นตามความต้องการของลูกค้าหรือผลิตภัณฑ์

ปัญหาทางเทคนิคของ SIP

รูปแบบบรรจุภัณฑ์ทั่วไปของ SIP คือ BGA แต่ไม่ได้หมายความว่าคุณเชี่ยวชาญเทคโนโลยี SIP ด้วยเทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงแบบดั้งเดิม

สำหรับการออกแบบวงจร แพ็คเกจชิปสามมิติจะมีสแต็กหลายสแต็ก การออกแบบแพ็คเกจที่ซับซ้อนดังกล่าวจะนำมาซึ่งปัญหามากมาย เช่น การรวมชิปหลายตัวไว้ในแพ็คเกจเดียว วิธีซ้อนชิป วัสดุพิมพ์แบบเลเยอร์เป็นเรื่องยากที่จะกำหนดเส้นทางการติดตามด้วยเครื่องมือแบบเดิมๆ นอกจากนี้ยังมีปัญหาต่างๆ เช่น ระยะห่างระหว่างร่องรอย การออกแบบที่มีความยาวเท่ากัน และการออกแบบคู่ที่แตกต่างกัน  

นอกจากนี้ ด้วยความซับซ้อนของโมดูลที่เพิ่มขึ้นและความถี่ในการทำงานที่เพิ่มขึ้น (ความถี่สัญญาณนาฬิกาหรือความถี่พาหะ) ความยากในการออกแบบระบบก็จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง นอกเหนือจากประสบการณ์การออกแบบที่จำเป็นแล้ว การจำลองเชิงตัวเลขของประสิทธิภาพของระบบก็มีความสำคัญเช่นกัน ลิงค์การออกแบบ