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5G背景下半導體SIP封裝迅速發展,SMT生產工藝迎挑戰

時間:2021-01-29

來源:國奧科技(深圳)有限公司

導語:隨著消費電子產品集成度的提升,部分模組、甚至系統組裝的精度要求都向微米級逼近,這就使得可將多顆裸晶整合在單一封裝中的SiP技術備受矚目,現已成為半導體產業最重要的技術之一。

2021年剛過去一個月,三星、小米、vivoOPPO等廠商就紛紛發布了多款5G手機,聯發科也發布了全新旗艦5G芯片,并在發布會上表示20215G智能手機出貨量預計將達到5億部,與去年相比幾乎翻番。

5G

5G技術逐步成熟,以手機為代表的智能電子設備對芯片的性能和功耗要求越來越高,推動半導體領域向先進制程、先進封裝加速發展。
如何實現芯片效能最大化、封裝體積最小化,成了企業不懈的追求。

5G

▲SiP 5G 手機中廣泛應用
隨著消費電子產品集成度的提升,部分模組、甚至系統組裝的精度要求都向微米級逼近,這就使得可將多顆裸晶整合在單一封裝中的SiP技術備受矚目,現已成為半導體產業最重要的技術之一。

什么是SiP?

SiP全稱System in Package,即系統級封裝。SiP模組是一個功能齊全的子系統,它將一個或多個IC芯片及被動元件整合在一個封裝中。此IC芯片(采用不同的技術:CMOSBiCMOSGaAs)Wire bonding芯片或Flipchip芯片,貼裝在LeadfreamSubstrateLTCC基板上。被動元器件如RLC及濾波器(SAW/BAW/Balun)以分離式被動元件、整合性被動元件或嵌入式被動元件的方式整合在一個模組中。

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典型SiP封裝結構示意圖
 為了支持5G技術,電子產品內部將增加很多元器件,普通的一些封裝或組裝方式很難達到這樣高密的程度。 SiP將所有器件集成于一個系統模塊,相對獨立封裝的IC更能節省PCB的空間,且集成化性能比原來更高,同時節省了設計產品的時間和供應鏈管理成本,與傳統封裝技術相比具有很大的優勢。

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▲ SiP 融合了傳統封測和系統組裝

SiP技術融合了傳統封測中的 moldingsingulation 制程和傳統系統組裝的 SMT 和系統測試制程,這或許意味著其將會對現有的封測環節/業務造成一定的沖擊。

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▲SIP板身元件尺寸小、密度高、數量多
同時,元件小型化、異形化、密集化等特點都會給現有的SMT生產工藝帶來不小的挑戰。
隨著集成的功能越來越多,PCB所承載的功能必將逐步轉移到SIP芯片上,單位面積內元件的數量增加,相應地,元件的尺寸就越變越小。

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電子元件尺寸不斷縮小

不僅如此,隨著元件小型化和布局的密集化程度越來越高,元件的種類也越來越豐富,相比較為平整的矩形元件,其貼裝難度大大增加。

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形態各異的電子元件

傳統貼片機配置難以滿足如此高標準的貼片要求,企業勢必要會尋求更高精度、高穩定性、智能化的設備和解決方案。
可見,隨著SiP封裝的風靡和逐步普及,將促使SMT行業掀起新一輪變革。

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