随着物联网时代的来到，终端电子产品逐渐走向多性能集成和低功耗设计，这使得能够在单个封装中集成多个裸芯片的sip技术日益遭到关注。除了现有的封装和测试工厂踊跃扩展sip制造才干之外，晶圆代工厂和ic基板工厂也在竞争投资这项技术以满足市场需求。
早些时刻，苹果颁布了比拟新的applewatch手表，驳回了sip封装芯片，大大增强了新款手表的尺寸和性能。但是芯片的开展曾经从一味谋求功耗降落和性能优化(摩尔定律)转变为愈加务虚的满足市场需求(逾越摩尔定律)。
本文从五个方面对sip封装环节启动剖析，让大家了解sip封装的真正用途。
一、sip产品包装引见
什么是sip?
sip模块是一特性能完全的子系统，它将一个或多个ic芯片和无源元件集成到一个封装中。这种集成电路芯片(驳回不同的技术：互补金属氧化物半导体、双金属氧化物半导体、gaas等。)是一种引线键合芯片或倒装芯片，装置在引线框架、衬底或ltcc衬底上。无源元件，如rlc和滤波器(声外表波/baw/巴伦等)。)以分立无源元件、集成无源元件或嵌入式无源元件的方式集成到模块中。
什么状况下驳回sip?
当产品性能越来越多，电路板的空间规划有限，无法设计更多的元器件和电路时，设计师会将pcb性能与各种有源或无源元器件集成在一个ic芯片上，成功整个产品的设计，即sip运行。
sip优势
1.小尺寸
在同一性能上，sip模块将各种芯片集成在一同，比独自封装的ic更能节俭pcb空间。
2.期间很快
sip模块板是一个系统或子系统，可以用在更大的系统中，在调试阶段可以更快的成功预测和预审。
3.低老本
只管sip模块的多少钱比单个部件贵，但是增加了pcb空间，缺点率低，测试老本低，简化了系统设计，从而降落了全体老本。
4.消费效率高
经过在sip中集成和分别无源元件，降落了不良率，从而提高了全体产品良率。模块驳回先进的ic封装技术，降落系统缺点率。
5.简化系统设计
sip将复杂的电路集成到模块中，降落了pcb电路设计的复杂度。sip模块提供极速交流性能，繁难系统设计人员参与所需性能。
6.简化系统测试
sip模块在发货前曾经过测试，增加了整个系统的测试期间。
7.简化物流治理
sip模块可以增加仓库备货的名目和数量，简化消费步骤。
sip工艺流程划分
sip封装工艺依据芯片与基板的衔接方式可分为引线键合封装和倒装键合。
引线键合封装工艺
倒装芯片键合工艺流程
引线键合封装工艺所需的原资料和设施
铅包装工艺的产品结构
倒装工艺的产品结构
sip导入环节
二、sip流程剖析
引线键合封装工艺工序引见
圆片减薄
为了坚持肯定的可操作性，铸造厂的圆形厚度普通在700um左右。包装和测试工厂肯定先将其研磨并变薄，而后才干启动切割和组装。普通须要研磨到200um左右，而一些重叠管芯结构的存储器封装须要研磨到50um以下。
圆片切割
晶片变薄后，可以切割。划片前须要将晶圆贴在蓝膜上，经过锯割工艺将晶圆切割成独立的小片。目前关键有两种方法：刀片切割和激光切割。
芯片粘
结
装置方法可以是用软焊料(铅锡合金，特意是含锡合金)、金硅共晶合金等焊接到基板上。塑料包装中比拟经常出现的方法是用聚合物粘合剂粘在金属框架上。
引线键合
塑料封装用的引线关键是金线，直径普通为0.025 mm~ 0.032 mm，引线的长度一直在1.5mm~3mm之间，回路的高度可以比芯片所在的平面高0.75mm。粘接技术包括热压焊接、热超声焊接等。
等离子荡涤
荡涤的关键作用之一是提高膜的附着力。等离子体解决后，基体外表会留下一层含氯化物的灰质，可用溶液去除。同时，荡涤也无利于提高外表附着力。
液态密封剂灌封
将贴有芯片并引线键合的框架带搁置在模具中，并且在预热炉中加热塑料包装资料的预成型块并注射成型。
装配焊料球
目前业界有两种植球方法：“锡膏”、“锡球”、“锡膏”和“锡球”。
(1)“焊膏”和“焊球”
详细方法是先将锡膏印刷在bga的焊盘上，而后经过植球机或丝网印刷在下面参与肯定尺寸的焊球。
(2)“焊膏”和“锡球”
“锡膏”和“焊球”用锡膏替代锡膏的作用。
外表打标
标志是指在包装模块的顶面上打印无法擦除且明晰的字母和标志，包括制造商消息、国度、设施代码等。关键引见激光打印代码。
分别
为了提高消费效率，节俭资料，大局部的sip组装上班都是以阵列组合的方式启动的，经过成型和测试后分为单个器件。冲压工艺关键用于宰割和宰割。
测试
它经常使用测试设施和智能解决器来测量封装集成电路的电气特性，并辨别好的产品和坏的产品。关于某些产品，须要依据检测结果对好的产品启动分级。
测试按性能可分为三类：dc测试(dc特性)、交流测试(交流特性或时序特性)和傅立叶变换测试(逻辑性能测试)。同时还有一些辅佐程序，如bt老化、插拔、装置测试、电容器充放电测试等。
包装
关键目标是保证运输环节中的产品安保和常年贮存环节中的产品牢靠性。
包装资料的强度、重量、温湿度特性和抗静电性能都有肯定的要求。关键资料有托盘、防静电袋、枯燥剂、湿度卡、纸箱等。包装后间接入库或按要求包装，间接交付给客户。
倒装焊封装工艺工序引见
焊盘再散布
为了参与引线间距并满足倒装芯片键合工艺的要求，有必要从新散布芯片的引线。
制造凸点
焊盘从新散布后，须要在芯片上的焊盘上参与凸点。焊料凸块可以经过电镀、化学镀、蒸发、球搁置和焊膏印刷来制造。目前运行比拟宽泛的还是电镀法，其次是焊膏印刷法。
电镀参与焊料凸点的工艺流程
印刷法参与焊料凸点的工艺流程
倒装键合、下填充
将焊料凸点按栅格阵列状态陈列在整个芯片的键合面上后，将芯片倒置装置在封装基板上，凸点与基板上的焊盘电衔接，取代了wb和tab在中心陈列端子的衔接方式。倒装焊后，在芯片和基板之间填充环氧树脂，可以降落施加在凸点上的热应力和机械应力，牢靠性比不填充提高1到2个数量级。
其余工艺与引线键合工艺分歧
三、外表贴装消费工艺的应战
元件小型化
0201芯片组件被淘汰
随着产品集成度的不时提高，产品小型化的趋向无法防止，因此芯片级制造畛域的小型化趋向将逐渐淘汰0201元器件。
01005芯片组件遍及
随着苹果i-watch的产生，sip的空间设计遭到了应战。随着苹果、三星等移动设施的高规范要求，01005芯片组件宽泛运行于芯片级制造。
公制0201芯片组件开局遍及
随着sip技术的开展，元器件板肯定小型化。随着集成性能越来越多，pcb承载的性能会逐渐转移到sip芯片上，这就要求sip在满足性能的前提下，在正当的范围内增加尺寸，从而造成0201元器件的遍及运行。
元件密集化
芯片组件很密集
随着sip组件的遍及，sip封装所需的组件数量和种类越来越多，在尺寸有限或不变的前提下，单位面积的组件密度肯定参与。
贴片精度高精化
sip板组件体积小、密度高、数量大，传统的贴片机性能无法满足其贴装要求，须要更高精度的贴装设施来满足其工艺要求。
工艺要求越来越趋于极限化
sip工艺板是系统集成的结晶。但是，随着元件的小型化和规划的密集化，传统工艺将遭到应战，印刷、贴装和回流将面临史无前例的工艺应战。因此，环节控制边界须要更凑近6西格玛，以提高产量。
异形元件解决
socket/ 层叠型等异形元件
随着便携产品的不时开展，性能集成越来越多，肯定要求在原有sip流程的基础上参与更多的性能模块。传统的电容和电阻曾经不能满足多性能集成的要求，须要引入异形元件启动扩展。因此，如何在精细集成基板上装置异形元件给工艺带来了很大的应战，要求设施精度高、稳固性好、加工愈加智能化。
老本
初期投资大，报答周期长，工艺复杂，人工老本高，产品收率低，损失大。须要大型、稳固、盈利的名目来撑持sip技术的可继续经营。
四、sip的开展趋向
多样化、复杂性和粗放化
sip集成变得越来越复杂，组件种类也越来越多
球与球之间的距离越来越小，所以用铜柱替代锡球。
多性能、技术和低老本
新技术，多性能运行的前沿
环节成熟了，董事会衰败了
动词（verb的缩写）技术艰巨
荡涤
定制清洁设施
植球设施的选用、球径要求、球共面性审核、球栅阵列测试和助焊剂残留要求
论断：
sip技术是一种先进的系统集成和封装技术。与其余封装技术相比，sip技术具备一系列共同的技术优势，满足了当今电子产品更轻、更小、更薄的开展要求，在微电子畛域具备宽广的运行市场和开展前景。另外，国内上没有一致的sip技术规范，肯定水平上阻碍了sip技术的遍及和运行。由此可见，sip技术未来的开展依然面临着一系列的疑问和应战，须要软件、ic、封装、资料、设施等专业厂商严密协作，共同开发和更新sip技术。
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