PiP (Package In Package), 一般稱堆疊封裝又稱封裝內(nèi)的封裝,還稱器件內(nèi)置器件,是在同一個(gè)封裝腔體內(nèi)堆疊多個(gè)芯片形成3D 封裝的一種技術(shù)方案。封裝內(nèi)芯片通過金線鍵合堆疊到基板上,同樣的堆疊,通過金線再將兩個(gè)堆疊之間的基板鍵合,然后整個(gè)封裝成一個(gè)元件便是PiP(器件內(nèi)置器件)。PiP封裝技術(shù)較初是由KINGMAX公司研發(fā)的一種電子產(chǎn)品封裝技術(shù),該技術(shù)整合了PCB基板組裝及半導(dǎo)體封裝制作流程,可以將小型存儲卡所需 要的零部件(控制器、閃存集成電路、基礎(chǔ)材質(zhì)、無源計(jì)算組件)直接封裝,制成功能完整的Flash存儲卡產(chǎn) 品。PiP一體化封裝技術(shù)具有下列技術(shù)優(yōu)勢:超大容量、高讀寫速度、堅(jiān)固耐用、強(qiáng)防水、防靜電、耐高溫等, 因此常運(yùn)用于SD卡、XD卡、MM卡等系列數(shù)碼存儲卡上。SiP封裝基板半導(dǎo)體芯片封裝基板是封裝測試環(huán)境的關(guān)鍵載體。山東WLCSP封裝方式
構(gòu)成SiP技術(shù)的要素是封裝載體與組裝工藝。前者包括基板,LTCC,SiliconSubmount(其本身也可以是一塊IC)。后者包括傳統(tǒng)封裝工藝(Wirebond和FlipChip)JI和SMT設(shè)備。無源器件是SiP的一個(gè)重要組成部分,其中一些可以與載體集成為一體(Embedded,MCM-D等),另一些(精度高、Q值高、數(shù)值高的電感、電容等)通過SMT組裝在載體上。SiP的主流封裝形式是BGA。就目前的技術(shù)狀況看,SiP本身沒有特殊的工藝或材料。這并不是說具備傳統(tǒng)先進(jìn)封裝技術(shù)就掌握了SiP技術(shù)。由于SiP的產(chǎn)業(yè)模式不再是單一的代工,模塊劃分和電路設(shè)計(jì)是另外的重要因素。重慶MEMS封裝先進(jìn)封裝對于精度的要求非常高,因?yàn)榉庋b中的芯片和其他器件的尺寸越來越小,而封裝密度卻越來越大。
面對客戶在系統(tǒng)級封裝產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求,云茂電子具備完整的數(shù)據(jù)庫,可在整體微小化的基礎(chǔ)上,提供料件及設(shè)計(jì)的較佳解,接著開始進(jìn)行電路布局(Layout) 與構(gòu)裝(Structure)設(shè)計(jì)。經(jīng)過封裝技術(shù),將整體電路及子系統(tǒng)塑封在一個(gè)光「芯片」大小的模塊。 高密度與高整合的模塊化設(shè)計(jì)前期的模擬與驗(yàn)證特別至關(guān)重要,云茂電子提供包含載板設(shè)計(jì)和翹曲仿真、電源/訊號完整性分析(PI/SI)、熱流模擬分析(Thermal)等服務(wù)確保模塊設(shè)計(jì)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)同時(shí)也已經(jīng)為系統(tǒng)整合驗(yàn)證建置完整設(shè)備,協(xié)助客戶進(jìn)行模塊打件至主板后的射頻校準(zhǔn)測試與通訊協(xié)議驗(yàn)證,并提供系統(tǒng)級功能性與可靠度驗(yàn)證。
應(yīng)用領(lǐng)域,SiP技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常普遍,包括但不限于:智能手機(jī)和平板電腦:SiP技術(shù)使得這些設(shè)備能夠在有限的空間內(nèi)集成更多的功能,如高性能處理器、內(nèi)存和傳感器。可穿戴設(shè)備:支持可穿戴設(shè)備的小型化設(shè)計(jì),同時(shí)集成必要的傳感器和處理能力。物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備:為IoT設(shè)備提供了一種高效的方式來集成通信模塊、處理器和其他傳感器。汽車電子:隨著汽車逐漸變得“更智能”,SiP技術(shù)在汽車電子中的應(yīng)用也在增加,用于控制系統(tǒng)、導(dǎo)航和安全特性等。盡管SiP技術(shù)有許多優(yōu)勢,但也面臨一些挑戰(zhàn):熱管理:多個(gè)功率密集型組件集成在一起可能導(dǎo)致熱量積聚。設(shè)計(jì)復(fù)雜性:設(shè)計(jì)一個(gè)SiP需要多學(xué)科的知識,包括電子、機(jī)械和熱學(xué)。測試和驗(yàn)證:集成的系統(tǒng)可能需要更復(fù)雜的測試策略來確保所有組件的功能。SiP系統(tǒng)級封裝以其更小、薄、輕和更多功能的競爭力,為芯片和器件整合提供了新的可能性。
SiP 與其他封裝形式又有何區(qū)別?SiP 與 3D、Chiplet 的區(qū)別Chiplet 可以使用更可靠和更便宜的技術(shù)制造,也不需要采用同樣的工藝,同時(shí)較小的硅片本身也不太容易產(chǎn)生制造缺陷。不同工藝制造的 Chiplet 可以通過先進(jìn)封裝技術(shù)集成在一起。Chiplet 可以看成是一種硬核形式的 IP,但它是以芯片的形式提供的。3D 封裝就是將一顆原來需要一次性流片的大芯片,改為若干顆小面積的芯片,然后通過先進(jìn)的封裝工藝,即硅片層面的封裝,將這些小面積的芯片組裝成一顆大芯片,從而實(shí)現(xiàn)大芯片的功能和性能,其中采用的小面積芯片就是 Chiplet。?因此,Chiplet 可以說是封裝中的單元,先進(jìn)封裝是由 Chiplet /Chip 組成的,3D 是先進(jìn)封裝的工藝手段,SiP 則指代的是完成的封裝整體。通過 3D 技術(shù),SiP 可以實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)集成度,在更小的面積內(nèi)封裝更多的芯片。不過,是否采用了先進(jìn)封裝工藝,并不是 SiP 的關(guān)注重點(diǎn),SiP 關(guān)注系統(tǒng)在封裝內(nèi)的實(shí)現(xiàn)。隨著集成的功能越來越多,PCB承載的功能將逐步轉(zhuǎn)移到SIP芯片上。廣西陶瓷封裝參考價(jià)
隨著SiP模塊成本的降低,且制造工藝效率和成熟度的提高。山東WLCSP封裝方式
硅中介層具有TSV集成方式為2.5D集成技術(shù)中較為普遍的方式,芯片一般用MicroBump與中介層連接,硅基板做中介層使用Bump與基板連接,硅基板的表面采用RDL接線,TSV是硅基板上、下表面的電連接通道,該2.5D集成方式適用于芯片尺寸相對較大的場合,當(dāng)引腳密度較大時(shí),通常采用Flip Chip方式將Die鍵合到硅基板中。硅中介層無TSV的2.5D集成結(jié)構(gòu)一般如下圖所示,有一顆面積較大的裸芯片直接安裝在基板上,該芯片和基板的連接可以采用Bond Wire 或者Flip Chip兩種方式。大芯片上方由于面積較大,可以安裝多個(gè)較小的裸芯片,但是小芯片無法直接連接到基板,所以需要插入一塊中介層,若干裸芯片安裝于中介層之上,中介層具有RDL布線可以從中介層邊緣引出芯片信號,再經(jīng)Bond Wire 與基板相連。這種中介層一般無需TSV,只需在interposer的上層布線來實(shí)現(xiàn)電氣互連,interposer采用Bond Wire和封裝基板連接。山東WLCSP封裝方式