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“SiP”这个词,相信大家一定不会陌生。随着物联网时代来临,全球终端电子产品渐渐走向多功能整合及低功耗设计,因而使得可将多颗裸晶整合在单一封装中的SiP技术日益受到关注。但事实上,大部分行外人士,对SiP知之甚少。即使是学了N年专业知识,但工作中要面对SiP封装技术的新人,估计也是一脸懵。
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" Y5 u8 h: S. BSiP是什么?
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! p) p% f: \9 n* X根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义: SiP(System-in-package)为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。( Z7 ~" u, N0 q4 b" ~8 G3 l
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简单点说,SiP模组是一个功能齐全的全系统或子系统,它将一个或多个IC芯片及被动元件整合在一个封装中,从而实现一个基本完整的功能。
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其中IC芯片(采用不同的技术:CMOS、BiCMOS、GaAs等)是Wire bonding芯片或Flipchip芯片,贴装在Leadfream、Substrate或LTCC基板上。
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9 x+ ~# }. T w) t被动元器件如RLC、Balun及滤波器(SAW/BAW等)以分离式被动元件、整合性被动元件或嵌入式被动元件的方式整合在一个模组中。
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0 t# ?: }5 z; Q- a6 O. E下图是Apple watch的内部的S1模组,就是典型的一个全系统SiP模块。它将AP、BB、WiFi、Bluetooth、PMU、MEMS等功能芯片以及电阻、电容、电感、巴伦、滤波器等被动器件都集成在一个封装内部,形成一个完整的系统。
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Apple watch S1 SiP模组
# M. T& m5 l3 s6 X9 p' z8 ~而一些子系统,只实现部分功能的系统,也被称为SiP。# `0 f7 X2 E+ O `" N
8 S b2 B% L- MSiP有什么特点? % k6 ^( f; @; C5 l6 Y4 ]3 p/ X/ q
了解了SiP的定义,那么它有什么特点呢,也就是说,大家为什么要关注SiP?" S. D4 g5 k4 \* |/ ?3 F9 \
SiP的特点简单来讲可总结为以下几点:
# {6 K% {# ^' c" d' s5 E0 q1.尺寸小- W/ l. p, }- g, A& X
在相同的功能上,SiP模组将多种芯片集成在一起,相对独立封装的IC更能节省PCB的空间。
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& }+ h9 Y9 O3 Y% e/ d2.时间快2 b$ w* m3 U* [
SiP模组本身是一个系统或子系统,用在更大的系统中,调试阶段能更快的完成预测及预审。' p ^3 `5 h4 ?# [9 N
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3.成本低" i; [7 Z( a3 W6 m* H- ?& v3 b$ @ r3 h
SiP模组价格虽比单个零件昂贵,然而PCB空间缩小,低故障率、低测试成本及简化系统设计,使总体成本减少。
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4.高生产效率1 h+ u H4 ~: U) \! A6 w
通过SiP里整合分离被动元件,降低不良率,从而提高整体产品的成品率。模组采用高阶的IC封装工艺,减少系统故障率。8 Q# ^2 s1 ^* t3 D+ _3 I3 K+ c
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5.简化系统设计
' n/ n: m/ O& L1 W: V! TSiP将复杂的电路融入模组中,降低PCB电路设计的复杂性。SiP模组提供快速更换功能,让系统设计人员轻易加入所需功能。9 o# |2 d. c0 P* z" G
& R& R5 Y3 `3 ^. {6.简化系统测试" X( ` G7 K( {
SiP模组出货前已经过测试,减少整机系统测试时间。
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6 u" i, r. ]7 s* r6 l, S7.简化物流管理6 H8 u3 s* g3 U
SiP模组能够减少仓库备料的项目及数量,简化生产的步骤。
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' f1 P! R+ c; z: F& I2 p拥有这么多优点的SiP,可想而知它的应用范围也是非常的广。& o6 W( j: h; g9 _, r1 M
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SiP的应用
/ j. H8 E# ~/ f% x- f4 O8 CSiP技术与我们的生活密不可分,像手机、电脑、相机等里都有SiP技术。不仅如此,它的范围也已经从3C产品扩展到医疗电子、汽车电子、军工以及航空航天等领域。我们常闻的Apple Watch、Google Glass、PillCam(胶囊内窥镜)等都得益于SiP技术的发展。# A# [, W5 H% f+ Z1 J+ m$ k) P( n
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$ d$ p1 `: ^. A$ x m2 ^- X+ p如何研发一款SiP? 那SiP应用范围如此之广,是不是意味着研发一款SiP就很容易呢?: {" f3 T3 z% d. q( d
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并不是!' d5 L+ g D$ I% ?, s8 `
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近年来,随着设备小型化的发展,业界对芯片的封装形式有了新的需求,尤其是物联网等应用的发展,让SIP封装技术逐渐成为主流。物联网企业需要SIP封装!
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7 j2 {( Z3 |2 E但SiP封装的研发是一个系统性的工程,不仅包含电性能、热性能、机械性能、可靠性的设计,还有材料、工艺的选择,更需要对周期、成本、供应链、风险进行精确的控制……这些都对从业人员的专业程度提出了高标准、高要求。
3 R' Z k0 l3 w8 s2 p而物联网企业主要以云平台、软件、服务为核心,SiP则跨步到了半导体行业,半导体的技术并非他们所擅长。若能有一个平台,将物联网企业与SiP技术相结合,对物联网市场来说,极有帮助。
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