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芯片堆叠技术在SiP中应用的非常普遍，通过芯片堆叠可以有效降低SiP基板的面积，缩小封装体积。
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% F$ ]3 Z2 W8 q# K/ O9 j1 s$ A 芯片堆叠的主要形式有四种：
% r6 u$ _; ]4 ~% X9 B$ _! `' U8 { 金字塔型堆叠0 p# s" z' J. T; t0 ^" B
悬臂型堆叠# G2 G. U; t& R$ o/ C" s: e
并排型堆叠1 @7 `6 P9 V4 C1 p$ _! n; B: j3 f
硅通孔TSV型堆叠
2 m; P# U! |" a; y7 C 为什么芯片可以进行堆叠呢？这里面我们讲的主要是未经过封装的裸芯片。曾经有用户问我，封装好的芯片可不可以进行堆叠呢？一般来说是不可以的，因为封装好的芯片引脚在下表面直接焊接到基板上，而裸芯片的引脚一般在芯片上表面，通过键合的方式连接到基板。正是由于裸芯片引脚在上方，和基板的连接方式比较灵活，才有了芯片堆叠的可行性，参看下图$ Q' Q. h7 ~5 N E
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金字塔型堆叠
0 K) [. \; p9 ~4 M 金字塔型堆叠是指裸芯片按照至下向上从大到小的方式进行堆叠，形状像金字塔一样，故名金字塔型堆叠，这种堆叠对层数没有明确的限制，需要注意的是堆叠的高度会受封装体的厚度限制，以及要考虑到堆叠中芯片的散热问题。金字塔型堆叠参看下图。4 ?5 O8 w8 B- @* u
7 ^- n. D) G Y7 x! u) g 悬臂型堆叠 J) [8 v y: v9 t
悬臂型堆叠是指裸芯片大小相等，甚至上面的芯片更大的堆叠方式，通常需要在芯片之间插入介质，用于垫高上层芯片，便于下层的键合线出线。这种堆叠对层数也没有明确的限制，同样需要注意的是堆叠的高度会受封装体的厚度限制，以及要考虑到堆叠中芯片的散热问题。悬臂型堆叠参看下图。' | a+ E5 ^" t3 F
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并排型堆叠7 R9 N! k( B3 G% S) e9 r
并排堆叠是指在一颗大的裸芯片上方堆叠多个小的裸芯片，因为上方小的裸芯片内侧无法直接键合到SiP封装基板，所以通常在大的裸芯片上方插入一块硅转接板，小的裸芯片并排堆叠在硅转接板上，通过键合线连接到硅转接板，硅转接板上会进行布线，打孔，将信号连接到硅转接板边沿，然后再通过键合线连接到SiP封装基板。并排型堆叠参看下图。$ q2 T/ n! r& S. _; }7 }
, A1 S' {( U6 u3 Z- A7 T3 g( `: w 硅通孔TSV型堆叠
3 ~6 m! x2 k- s, y/ b' L$ k& T5 @" | 硅通孔TSV型堆叠一般是指将相同的芯片通过硅通孔TSV进行电气连接，这种技术对工艺要求较高，需要对芯片内部的电路和结构有充分的了解，因为毕竟要在芯片上打孔，一不小心就会损坏内部电路。这种堆叠方式在存储领域应用比较广泛，通过同类存储芯片的堆叠提高存储容量。目前也有将不同类芯片通过TSV连接，这类芯片需要专门设计才可以进行堆叠。TSV型堆叠参看下图。
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以上介绍的是SiP设计中四种最基本的芯片堆叠方式。
. h6 y6 U0 z# ` 在实际应用的时候，这几种堆叠方式可以组合起来形成更为复杂的堆叠。另外，还有通过将键合芯片和倒装焊芯片进行堆叠，通过柔性电路折叠的方式对芯片进行堆叠，以及通过POP形式的堆叠等几种，这些芯片堆叠方式在SiP设计中也比较常见。0 z& l: l, p; o1 E3 b
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发表于 2021-11-16 14:09
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