江西半導(dǎo)體芯片封裝流程

隨著科技的不斷進(jìn)步，半導(dǎo)體行業(yè)正經(jīng)歷著一場(chǎng)由微型化和集成化驅(qū)動(dòng)的變革。系統(tǒng)級(jí)封裝（System in Package，簡(jiǎn)稱SiP）技術(shù)，作為這一變革的主要，正在引導(dǎo)著行業(yè)的發(fā)展。SiP技術(shù)通過將多個(gè)功能組件集成到一個(gè)封裝中，不只有效節(jié)省空間，實(shí)現(xiàn)更高的集成度，還提高了性能，這對(duì)于追求高性能和緊湊設(shè)計(jì)的現(xiàn)代電子產(chǎn)品至關(guān)重要。SiP被認(rèn)為是超越摩爾定律的必然選擇。什么是SiP技術(shù)？SiP（System in Package）技術(shù)是一種先進(jìn)的封裝技術(shù)，它允許將多個(gè)集成電路（IC）或者電子組件集成到一個(gè)單一的封裝中。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同功能組件的物理集成，而這些組件可能是用不同的制造工藝制造的。SiP技術(shù)的關(guān)鍵在于它提供了一種方式來構(gòu)建復(fù)雜的系統(tǒng)，同時(shí)保持小尺寸和高性能。SiP是使用成熟的組裝和互連技術(shù)，把各種集成電路器件集成到一個(gè)封裝體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的功能。江西半導(dǎo)體芯片封裝流程

淺談系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)的優(yōu)勢(shì)及失效分析，半導(dǎo)體組件隨著各種消費(fèi)性通訊產(chǎn)品的需求提升而必須擁有更多功能，組件之間也需要系統(tǒng)整合。因應(yīng)半導(dǎo)體制程技術(shù)發(fā)展瓶頸，系統(tǒng)單芯片（SoC）的開發(fā)效益開始降低，異質(zhì)整合困難度也提高，成本和所需時(shí)間居高不下。此時(shí)，系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）的市場(chǎng)機(jī)會(huì)開始隨之而生。 采用系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)的優(yōu)勢(shì)，SiP，USI 云茂電子一站式微小化解決方案，相較于SoC制程，采用系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)的較大優(yōu)勢(shì)來自于可以根據(jù)功能和需求自由組合，為客戶提供彈性化設(shè)計(jì)。以較常見的智能型手機(jī)為例，常見的的功能模塊包括傳感器、Wi-Fi、BT/BLE、RF FEM、電源管理芯片…...等。而系統(tǒng)級(jí)封裝即是將這些單獨(dú)制造的芯片和組件共同整合成模塊，再?gòu)膯我还δ苣K整合成子系統(tǒng)，再將該系統(tǒng)安裝到手機(jī)系統(tǒng)PCB上。江西半導(dǎo)體芯片封裝流程固晶貼片機(jī)（Die bonder），是封裝過程中的芯片貼裝（Die attach）的主要設(shè)備。

除了2D和3D的封裝結(jié)構(gòu)外，另一種以多功能性基板整合組件的方式，也可納入SiP的范圍。此技術(shù)主要是將不同組件內(nèi)藏于多功能基板中，亦可視為是SiP的概念，達(dá)到功能整合的目的。不同的芯片，排列方式，與不同內(nèi)部結(jié)合技術(shù)搭配，使SiP 的封裝形態(tài)產(chǎn)生多樣化的組合，并可按照客戶或產(chǎn)品的需求加以客制化或彈性生產(chǎn)。SiP技術(shù)路線表明，越來越多的半導(dǎo)體芯片和封裝將彼此堆疊，以實(shí)現(xiàn)更深層次的3D封裝。圖2.19 是8芯片堆疊SiP，將現(xiàn)有多芯片封裝結(jié)合在一個(gè)堆疊中。微晶片的減薄化是SiP增長(zhǎng)面對(duì)的重要技術(shù)挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在用于生產(chǎn)200mm和300mm微晶片的焊接設(shè)備可處理厚度為50um的晶片，因此允許更密集地堆疊芯片。

SiP模塊可靠度及失效分析，由于內(nèi)部線路和基板之間的復(fù)雜鏈接，當(dāng)模塊出現(xiàn)問題時(shí)，分析微米級(jí)組件的異常變得特別具有挑戰(zhàn)性，尤其是在電性測(cè)試期間，其他部件的導(dǎo)電性會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。而且某些異常污染可能光只有幾奈米的厚度，如：氧化或微侵蝕，使用一般的光學(xué)或電子顯微鏡根本無法發(fā)現(xiàn)。為了將制程問題降至較低，云茂電子在SiP模塊失效分析領(lǐng)域持續(xù)強(qiáng)化分析能力，以X射線檢測(cè)(3D X–ray)、材料表面元素分析(XPS) 及傅立葉紅外線光譜儀（FTIR）等三大品管儀器找出解決之道。 SiP 封裝技術(shù)采取多種裸芯片或模塊進(jìn)行排列組裝。

元件密集化，Chip元件密集化，隨著SIP元件的推廣，SIP封裝所需元件數(shù)量和種類越來越多，在尺寸受限或不變的前提下，要求單位面積內(nèi)元件密集程度必須增加。貼片精度高精化，SIP板身元件尺寸小，密度高，數(shù)量多，傳統(tǒng)貼片機(jī)配置難以滿足其貼片要求，因此需要精度更高的貼片設(shè)備，才能滿足其工藝要求。工藝要求越來越趨于極限化，SIP工藝板身就是系統(tǒng)集成化的結(jié)晶，但是隨著元件小型化和布局的密集化程度越來越高，勢(shì)必度傳統(tǒng)工藝提出挑戰(zhàn)，印刷，貼片，回流面臨前所未有的工藝挑戰(zhàn)，因此需要工藝管控界限向著6 Sigma靠近，以提高良率。SIP是從封裝的立場(chǎng)出發(fā)，對(duì)不同芯片進(jìn)行并排或疊加的封裝方式，實(shí)現(xiàn)一定功能的單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)封裝件。江西半導(dǎo)體芯片封裝流程

通信SiP在無線通信領(lǐng)域的應(yīng)用較早，也是應(yīng)用較為普遍的領(lǐng)域。江西半導(dǎo)體芯片封裝流程

SiP技術(shù)特點(diǎn)：制造工藝，SiP的制造涉及多種工藝，包括：基板技術(shù)：提供電氣連接和物理支持的基板，可以是有機(jī)材料（如PCB）或無機(jī)材料（如硅、陶瓷）。芯片堆疊：通過垂直堆疊芯片來節(jié)省空間，可能使用通過硅孔（TSV）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部連接。焊接和鍵合：使用焊球、金線鍵合或銅線鍵合等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)芯片之間的電氣連接。封裝：較終的SiP模塊可能采用BGA（球柵陣列）、CSP（芯片尺寸封裝）或其他封裝形式。SiP 封裝制程按照芯片與基板的連接方式可分為引線鍵合封裝和倒裝焊兩種。江西半導(dǎo)體芯片封裝流程