硬核科普丨一文看懂系统级封装(SiP)





芯片在智慧生活的时代无处不在,随着智能芯片越来越轻便,芯片也必须更轻薄、更低功耗。





什么是系统级封装(SiP)?


硬核科普丨一文看懂系统级封装(SiP)

系统级封装(SiP)技术是通过将多个裸片(Die)及无源器件整合在单个封装体内的集成电路封装技术。在后摩尔时代,系统级封装(SiP)技术可以帮助芯片成品增加集成度、减小体积并降低功耗。

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具体来说处理芯片、存储芯片、被动元件、连接器、天线等不同功能的器件,被封装在同一基板上,完成键合和加盖。系统级封装完成后提供的模块,从外观上看仍然类似一颗芯片,却实现了多颗芯片联合的功能。因此可以大幅降低PCB使用面积和对外围器件的依赖,也为设备提供更高的性能与更低的能耗。


SiP芯片成品的制造过程

系统级封装(SiP)技术种类繁多,本文以长电科技双面塑封SiP产品为例,简要介绍SiP芯片成品的制造过程

SiP封装通常在一块大的基板上进行,每块基板可以制造几十到几百颗SiP成品。

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无源器件贴片

倒装芯片封装(Flip Chip)贴片——裸片(Die)通过凸点(Bump)与基板互连

回流焊接(正面)——通过控制加温熔化焊料达到器件与基板间的键合

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焊线键合(Wire Bond)——通过细金属线将裸片与基板焊盘连接

塑封(Molding)——注入塑封材料包裹和保护裸片及元器件

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裸片与无源器件贴片

植球——将焊锡球置于基板焊盘上,用于电气连接

回流焊接(反面)——通过控制加温熔化焊料达到器件与基板间的键合

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塑封(Molding)——注入塑封材料包裹和保护裸片及器件

减薄——通过研磨将多余的塑封材料去除

BGA植球——进行成品的BGA(球栅阵列封装)植球

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切割——将整块基板切割为多个SiP成品

SiP芯片成品


通过测试后的芯片成品,将被集成在各类智能产品内,最终应用在智能生活的各个领域。


长电科技技术优势

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长电科技在SiP封装的优势体现在3种先进技术:双面塑形技术、EMI电磁屏蔽技术、激光辅助键合(LAB)技术

  1. 双面成型有效地降低了封装的外形尺寸,缩短了多个裸芯片和无源器件的连接,降低了电阻,并改善了系统电气性能。

  2. 对于EMI屏蔽,长电科技使用背面金属化技术来有效地提高热导率和EMI屏蔽。

  3. 长电科技使用激光辅助键合来克服传统的回流键合问题,例如CTE不匹配、高翘曲、高热机械应力等导致可靠性问题。


在未来,长电科技将持续推进SiP封装技术的演进,针对不同技术应用条件和市场需求,从SiP的集成级别、密度、复杂性等方面入手,形成更多具有差异化的解决方案。


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长电科技是全球领先的集成电路制造和技术服务提供商,提供全方位的芯片成品制造一站式服务,包括集成电路的系统集成、设计仿真、技术开发、产品认证、晶圆中测、晶圆级中道封装测试、系统级封装测试、芯片成品测试并可向世界各地的半导体客户提供直运服务。

通过高集成度的晶圆级(WLP)、2.5D/3D、系统级(SiP)封装技术和高性能的倒装芯片和引线互联封装技术,长电科技的产品、服务和技术涵盖了主流集成电路系统应用,包括网络通讯、移动终端、高性能计算、车载电子、大数据存储、人工智能与物联网、工业智造等领域。长电科技在全球拥有23,000多名员工,在中国、韩国和新加坡设有六大生产基地和两大研发中心,在20多个国家和地区设有业务机构,可与全球客户进行紧密的技术合作并提供高效的产业链支持。

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原文始发于微信公众号(长电科技):硬核科普丨一文看懂系统级封装(SiP)

先进封装设备类似前道晶圆制造设备,供应商受益先进封测产业增长。随着先进封装的发展,Bumping(凸块)、Flip(倒装) 、TSV 和 RDL(重布线)等新的连接形式所需要用到的设备也越先进。以长球凸点为例,主要的工艺流程为预清洗、UBM、淀积、光刻、焊料 电镀、去胶、刻蚀、清洗、检测等,因此所需要的设备包括清洗机、PVD 设备、光刻机、 刻蚀机、电镀设备、清洗机等,材料需要包括光刻胶、显影剂、刻蚀液、清洗液等。为促进行业发展,互通有无,欢迎芯片设计、晶圆制造、装备、材料等产业链上下游加入艾邦半导体先进封装产业链交流群。

作者 808, ab