大家好,小品为大家解答以上问题。sip是什么意思的简称,sip是什么意思这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
解答:
1、 随着物联网时代的到来,全球终端电子产品逐渐走向多功能集成和低功耗设计,这使得能够将多个裸芯片集成到单个封装中的SIP技术越来越受到关注。除了现有封装测试厂商积极拓展SIP制造能力之外,晶圆代工和IC基板工厂也竞相投资这项技术,以满足市场需求。
2、 此前,苹果发布了最新的apple watch手表,该手表采用SIP封装芯片,在尺寸和性能方面为新手表增添了不少色彩。但芯片发展已经从一味追求功耗降低和性能提升(摩尔定律)转变为更加务实地满足市场需求(超越摩尔定律)。
3、 本文从五个方面对SIP封装过程进行分析,让大家了解SIP封装的真正目的。
4、 一、SIP产品包介绍
5、 什么是SIP?
6、 SiP模块是一个功能齐全的子系统,它将一个或多个IC芯片和无源元件集成在一个封装中。这款IC芯片(采用不同技术:CMOS、BiCMOS、GaAs等。)是引线键合芯片或倒装芯片,安装在引线框架、衬底或LTCC衬底上。无源元件,如RLC和滤波器(声表面波/BAW/巴伦等)。)以分离无源元件、集成无源元件或嵌入式无源元件的形式集成在模块中。
7、 什么时候用SIP?
8、 当产品功能越来越多,而电路板的空间布局有限,无法设计更多的元器件和电路时,设计者会将这种PCB功能与各种有源或无源元器件集成在一个IC芯片上,完成整个产品的设计,即SIP应用。
9、 SIP的优势
10、 小尺寸
11、 在同一功能上,SIP模块将各种芯片集成在一起,比独立封装的IC更能节省PCB空间。
12、 时间过得真快。
13、 SIP模块板是一个系统或子系统,可以在更大的系统中使用,在调试阶段可以更快地完成预测和预审。
14、 低成本
15、 虽然SIP模块的价格比单个部件贵,但由于减少了PCB空间,故障率低,测试成本低,系统设计简化,整体成本降低。
16、 生产效率高
17、 通过在SIP中集成和分离无源元件,降低了不良率,从而提高了整个产品的良率。该模块采用先进的集成电路封装技术,降低系统故障率。
18、 简化系统设计
19、 SIP将复杂的电路集成到模块中,降低了PCB电路设计的复杂度。SIP模块提供快速替换功能,方便系统设计人员添加所需功能。
20、 简化系统测试
21、 SIP模块在发货前已经过测试,减少了整个系统的测试时间。
22、 简化物流管理
23、 SIP模块可以减少仓库备料的项目和数量,简化生产步骤。
24、 SIP流程划分
25、 SIP封装工艺根据芯片与基板的连接方式可分为引线键合封装和倒装键合。
26、 引线键合封装工艺
27、 倒装焊接工艺
28、 引线键合封装工艺所需的原材料和设备
29、 铅包装工艺的产品结构
30、 倒装芯片工艺的产品结构
31、 SIP导入过程
32、 二、SIP流程分析
33、 引线键合封装工艺介绍
34、 晶圆减薄
35、 为了保持一定的机动性,Foundry生产的圆厚度一般在700um左右。密封和测试工厂必须在适合切割和组装之前对其进行研磨和减薄。一般需要接地到200um左右,一些堆叠管芯结构存储器封装需要接地到50um以下。
36、 晶片切割
37、 晶圆减薄后,可以进行切割。在划片之前,需要将晶圆贴在蓝膜上,通过锯切工艺将晶圆切割成独立的小片。目前主要有两种方式:刀片切割和激光切割。
38、 片焊接
39、 安装方法可以是用软焊料(铅锡合金,特别是含锡的合金)、金硅共晶合金等焊接到基板上。塑料包装中最常见的方法是使用聚合物粘合剂粘在金属框架上。
40、 引线键合
41、 塑料封装中使用的引线主要是直径为0.025 mm ~ 0.032 mm的金线,引线的长度通常在1.5mm ~ 3mm ~ 3mm之间,回路的高度可以比芯片平面高0.75mm。键合技术包括热压键合、热超声键合等。
42、 等离子清洗
43、 重要的一点是
44、 液体密封剂灌封
45、装配焊料球
46、
47、
48、目前业内采用的植球方法有两种:“锡膏”+“锡球”和“助焊膏”+“锡球”。
49、(1)“锡膏”+“锡球”
50、具体做法就是先把锡膏印刷到BGA的焊盘上,再用植球机或丝网印刷在上面加上一定大小的锡球。
51、(2)“助焊膏”+“锡球”
52、“助焊膏”+“锡球”是用助焊膏来代替锡膏的角色。
53、表面打标
54、
55、
56、打标就是在封装模块的顶表面印上去不掉的、字迹清楚的字母和标识,包括制造商的信息、国家、器件代码等,主要介绍激光印码。
57、分离
58、
59、为了提高生产效率和节约材料,大多数SIP的组装工作都是以阵列组合的方式进行,在完成模塑与测试工序以后进行划分,分割成为单个的器件。划分分割主要采用冲压工艺。
60、测试
61、
62、它利用测试设备(Testing Equipment)以及自动分选器(Handler),测定封装IC的电气特性,把良品、不良品区分开来;对某些产品,还要根据测试结果进行良品的分级。
63、测试按功能可分为DC测试(直流特性)、AC测试(交流特性或timing特性)及FT测试(逻辑功能测试)三大类。同时还有一些辅助工序,如BT老化、插入、拔出、实装测试、电容充放电测试等。
64、包装
65、
66、主要目的是保证运输过程中的产品安全,及长期存放时的产品可靠性。
67、对包装材料的强度、重量、温湿度特性、抗静电性能都有一定的要求。主要材料有Tray盘,抗静电袋,干燥剂、湿度卡,纸箱等。包装完毕后,直接入库或按照要求装箱后直接发货给客户。
68、倒装焊封装工艺工序介绍
69、
70、焊盘再分布
71、为了增加引线间距并满足倒装焊工艺的要求,需要对芯片的引线进行再分布。
72、制作凸点
73、焊盘再分布完成之后,需要在芯片上的焊盘添加凸点,焊料凸点制作技术可采用电镀法、化学镀法、蒸发法、置球法和焊膏印尽4法。目前仍以电镀法最为广泛,其次是焊膏印刷法。
74、电镀法添加焊料凸点的工艺流程
75、
76、印刷法添加焊料凸点的工艺流程
77、
78、倒装键合、下填充
79、在整个芯片键合表面按栅阵形状布置好焊料凸点后,芯片以倒扣方式安装在封装基板上,通过凸点与基板上的焊盘实现电气连接,取代了WB和TAB在周边布置端子的连接方式。倒装键合完毕后,在芯片与基板间用环氧树脂进行填充,可以减少施加在凸点上的热应力和机械应力,比不进行填充的可靠性提高了l到2个数量级。
80、其他工序与引线键合工艺工序一致
81、
82、三、SMT生产工艺挑战
83、
84、元件小型化
85、0201 Chip元件逐步淘汰
86、随着产品集成化程度越来越高,产品小型化趋势不可避免,因此0201元件在芯片级制造领域受到微型化发展趋势,将被逐步淘汰。
87、01005 Chip元件普及
88、随着苹果i-watch的面世,SIP的空间设计受到挑战,伴随苹果,三星等移动设备的高标要求,01005 chip元件开始普遍应用在芯片级制造领域。
89、公制0201 Chip元件开始推广
90、SIP工艺的发展,要求元件板身必须小型化,随着集成的功能越来越多,PCB承载的功能将逐步转移到SIP芯片上,这就要求SIP在满足功能的前提下,还能降尺寸控制在合理范围,由此催生出0201元件的推广与应用。
91、元件密集化
92、
93、Chip元件密集化
94、随着SIP元件的推广,SIP封装所需元件数量和种类越来越多,在尺寸受限或不变的前提下,要求单位面积内元件密集程度必须增加。
95、贴片精度高精化
96、SIP板身元件尺寸小,密度高,数量多,传统贴片机配置难以满足其贴片要求,因此需要精度更高的贴片设备,才能满足其工艺要求。
97、工艺要求越来越趋于极限化
98、SIP工艺板身就是系统集成化的结晶,但是随着元件小型化和布局的密集化程度越来越高,势必度传统工艺提出挑战,印刷,贴片,回流面临前所未有的工艺挑战,因此需要工艺管控界限向着6 Sigma靠近,以提高良率。
99、异形元件处理
100、Socket / 层叠型等异形元件
101、因便携式产品的不断发展,功能集成越来越多,势必要求在原SIP工艺基础上,增加更多功能模块,传统的电容电阻已无法满足多功能集成化要求,因此需要引入异形元件进行扩展,因此如何在精密化的集成基板上,进行异形元件的贴装,给工艺带来不小挑战,这就要求设备精度高,稳定性好,处理更智能化方可满足。
102、成本
103、前期投入大,回报周期长,工艺复杂,人工成本高,产品良率低,耗损大。需要大型,稳定,利润率较大的项目方能支撑SIP技术的持续运行。
104、四、SIP发展趋势
105、
106、多样化,复杂化,密集化
107、SIP集成化越来越复杂,元件种类越来越多
108、
109、球间距越来越小,开始采用铜柱代替锡球。
110、
111、多功能化,技术前沿化,低成本化
112、新技术,多功能应用最前沿
113、
114、工艺成熟,成板下降
115、
116、五、工艺难点
117、清洗
118、定制清洗设备、清洗溶液要求、清洗参数验证、清洗标准制定
119、植球
120、植球设备选择、植球球径要求、球体共面性检查、BGA测试、助焊剂残留要求
121、结论:
122、SIP技术是一项先进的系统集成和封装技术,与其它封装技术相比较,SIP技术具有一系列独特的技术优势,满足了当今电子产品更轻、更小和更薄的发展需求,在微电子领域具有广阔的应用市场和发展前景。。此外,国际上至今尚没有制定出SIP技术的统一标准,在一定程度妨碍了SIP技术的推广应用。由此可见,未来SIP技术的发展还面临着一系列的问题和挑战,有待于软件、IC、封装、材料和设备等专业厂家密切合作,共同发展和提升SIP技术。
123、来源:电子制造技术
本文就为大家讲解到这里,希望大家看了会喜欢。
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