对于5G 智能手机和其他毫米波 (mmWave) 应用，将天线从板上集成到封装中可以简化高频设备特有的设计挑战。这些挑战包括信号丢失、信号完整性和电源限制。AiP和封装天线AoP结构提供了高频应用所需的形式、配合度和功能，部分原因是它们能够容纳单个天线或天线阵列。当今的 AiP/AoP 结构利用现有的封装基础设施在单个定制系统级封装 (SiP) 模块内创建完整的射频 (RF) 前端 (RFFE)子系统。
图 1. 采用 AiP 设计时，天线不是单独的器件，而是集成在器件封装中
除了新兴的5G 智能手机之外，其他以非常高的频率运行且需要小尺寸的应用包括可穿戴设备、小型基站、安全摄像头、自动驾驶汽车中的雷达单元以及众多物联网 (IoT) 无线节点。得益于 AiP/AoP 集成，天线不再必须是无线设备中的独立组件，而是可以集成在支持 RF 开关、滤波器和放大器的 SiP 中。这种灵活性使得 Yole Développement 预测，到 2026 年，RFFE 模块 SiP 市场总额将达到 210 亿美元，复合年增长率 (CAGR) 为 8.3%。
如今的全集成射频前端模块完全通过 SiP中的 AiP/AoP 实现，而不是单独的射频片上系统(SoC)、基带 (BB) SoC、表面贴装技术 (SMT) 匹配电路和分立天线。这种集成不仅可以缩小手持式和其他小型毫米波设备的外形尺寸，而且 AiP/AoP 还可以通过减少信号衰减来提高信号完整性，同时克服较高频率下出现的范围和传播挑战。作为领先的OSAT，Amkor 率先开发了 RFFE子系统所需的封装技术。
图 2. 封装模块上的 5G 天线分解图
该器件的预期频率范围决定了哪种封装结构最适用于天线和随附的 IC。选项包括简单地将天线设计到基板本身 (AiP) 中、将天线作为组件安装在基板顶部 (AoP) 以及将单独的天线或发射器基板堆叠到 IC 的基板上（也是 AoP）。对于低于 6 GHz 的应用，倒装芯片球栅阵列 (FCBGA ) 或倒装芯片芯片级封装 ( fcCSP ) 或双面模制球栅阵列( DSMBGA ) 是两种可能性。对于 28 GHz 至 80 GHz 范围内的应用，天线可以是 SiP 模块、fcCSP 或上述堆叠式封装 ( PoP)的一部分。） 建造。此外，晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）和最先进的晶圆级扇出（WLFO）结构可以适当地应用于低频或高频器件。
图 3. 封装模块上的 5G 天线分解图。
为了保护射频电路免受环境影响，射频屏蔽可应用于任何类型的封装。有效的技术包括双面成型、共形屏蔽（选择性和完全）、使用激光沟槽和焊膏填充技术的隔间屏蔽以及部分成型。有多种合格材料可供选择，以确保每种组装工艺都能提供必要的电气保护，而不会导致封装出现机械或热降解
Amkor AiP/AoP 的关键封装技术包括：
- 达到超过 77 GHz
- 使用垂直线的隔室屏蔽
- 部分共形屏蔽
- 部分成型
- 机身尺寸：最大 29.0 毫米
- 基材层数：最多14层
- 77 GHz 及以上频率的薄膜 RDL 和电介质
凭借在各种客户边界条件下的设计经验，Amkor 提供了一系列设计和生产能力，可最大限度地提高电路密度，同时保障 5G 和其他毫米波设计大批量生产的电气性能。
为此，Amkor 提供以下服务：
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先进的多芯片集成工具箱
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RF SiP 设计和仿真专业知识
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广泛的 fcCSP、WLCSP 和 WLFO 产品组合
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成熟可靠的运营
启动 AiP/AoP 设计
Amkor 提供多种选项，将 AiP/AoP 整合到各种封装类型中，此外还在全球范围内拥有大批量生产能力，以支持未来几代毫米波产品。要将 Amkor 市场领先的 5G 和毫米波封装技术集成到下一代应用中，系统设计人员只需联系 Amkor 讨论他们的需求即可。Amkor 已准备好为您提供支持！
原文始发于微信公众号（安靠上海）：AiP/AoP 技术如何帮助实现 5G 和其他更多的应用
