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SIP系统封装技术浅析

作者:admin  更新时间:2020-05-21
  系统级封装(systeminpackage,SIP)是指将不同种类的元件,通过不同种技术,混载于同一封装体内,由此构成系统集成封装形式。我们经常混淆2个概念系统封装SIP和系统级芯片SOC。迄今为止,在IC芯片领域,SOC系统级芯片是最高级的芯片;在IC封装领域,SIP系统级封装是最高级的封装。SIP涵盖SOC,SOC简化SIPSOC,与SIP是极为相似的,两者均希望将一个包含逻辑组件、内存组件,甚至包含被动组件的系统,整合在一个单位中。然而就发展的方向来说,两者却是大大的不同:SOC是站在设计的角度出发,目的在于将一个系统所需的组件整合到一块芯片上,而SIP则是由封装的立场出发,将不同功能的芯片整合于一个电子构造体中。 
  SIP系统级封装不仅是一种封装,它代表的是一种先进的系统化设计的思想,它是研究人员创意的平台,它所涉及到芯片、系统、材料、封装等诸多层面问题,涵盖十分广泛,是一个较宽泛的指称,所以从不同角度研究和理解SIP的内涵是十分必要的,这里列举了当前的一部分SIP技术的内涵概念:
  ①SIP通过各功能芯片的裸管芯及分立元器件在同一衬底的集成,实现整个系统功能,是一种可实现系统级芯片集成的半导体技术。
  ②SIP是指将多芯片及无源元件(或无源集成元件)形成的系统功能集中于一个单一封装体内,构成一个类似的系统器件。
  ③当SOC的特征尺寸更小以后,将模拟、射频和数字功能整合到一起的难度随之增大,有一种可选择的解决方案是将多个不同的裸芯片封装成一体,从而产生了系统级封装(SIP)。
  ④SIP为一个封装内集成了各种完成系统功能的电路芯片,是缩小芯片线宽之外的另一种提高集成度的方法,而与之相比可大大降低成本和节省时间。
  ⑤SIP实际上是多芯片封装(MCP)或芯片尺寸封装(CSP)的演进,可称其为层叠式MCP、堆叠式CSP,特别是CSP因其生产成本低,将成为最优的集成无源元件技术,但SIP强调的是该封装内要包含某种系统的功能。
  SIP的技术要素是封装载体和组装工艺,它与传统封装结构不同之处是与系统集成有关的2个步骤:系统模块的划分与设计,实现系统组合的载体。传统封装中的载体(即基板)只能起互连作用,而SIP的载体包括电路单元,属于系统的组成部分。
  模块的划分指从电子设备中分离出一块功能模块,既利于后续整机集成又便于SIP封装。以蓝牙模块为例,其核心是一块基带处理器,它的一端与系统CPU接口,另一端与物理层硬件接口(调制解调、发送与接收、天线等)。
  组合的载体包括高密度多层封装基板和多层薄膜技术等先进技术。而在芯片组装方面,板上芯片(COB)和片上芯片(COC)是目前的主流技术。COB是针对器件与有机基板或陶瓷基板间的互连技术。现有的技术包括引线键合和倒装芯片。COC是一种在单封装体中堆叠多芯片的结构,即叠层芯片封装技术。
  SIP技术现在广泛应用于3个方面:一是在RF/无线电方面。例如全部功能的单芯片或多芯片SIP将RF基带功能线路及快闪式存储器芯片都封装在一个模块内。二是在传感器方面。以硅为基础的传感器技术发展迅速,应用范围广泛。三是在网络和计算机技术方面。