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半导体分析赵工半导体工程师2022-04-0111:08
摘要：系统级封装（SIP）技术从20世纪90年代初提出到现在，经过十几年的发展，已经能被学术界和工业界广泛接受，成为电子技术研究新热点和技术应用的主要方向之一，并认为他代表了今后电子技术发展的方向， SIP封装工艺作为SIP封装技术的重要组成部分，这些年来在不断的创新中得到了长足发展，逐渐形成了自己的技术体系，值得从事相关技术行业的技术人员和学者进行研究和学习，文章从封装工艺角度出发，对SIP封装制造进行了详细的介绍，另外也对其工艺要点进行了详细的探讨。
一、前言：
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。该定义是通过不断演变、逐渐形成的。开始是单芯片封装体中加入无源元件（此时封装形式多为QFP、SOP等），再到单个封装体中加入多个芯片。叠层芯片以及无源器件，最后发展到一个封装构成一个系统（此时的封装形式多为BGA、CSP）。 SIP是MCP进一步发展的产物，二者的区别在于：SIP中可搭载不同类型的芯片，芯片之间可以进行信号取放和交换，从而以一个系统的规模而具备某种功能；MCP中叠层的多个芯片一般为同一种类型，以芯片之间不能进行信号存取和交换的存储器为主，从整体上来说为一多芯片存储器。
二、SIP封装综述：
实现电子整机系统的功能通常有两个途径：一种是系统级芯片，减成SOC ，即在单一的芯片上实现电子整机系统的功能；另一种是系统级封装，减成SIP ，即通过封装来实现整机系统的功能。从学术上讲，这是两条技术路线，就像单片集成电路和混合集成电路一样，各有各的优势，各有各的应用市场，在技术上和应用上都是香菇补充的关系。从产品上分， SOC应主要用于周期直角厂的高性能产品，而SIP主要应用于周期短的消费类产品。 SIP是使用成熟的组装和互连技术，把各种集成电路如CMOS电路、GaAs电路、SiGe电路或者光电子器件、MEMS器件以及各类无源器件元件如电容、电感等集成到一个封装体内，实现整机系统的功能。主要优点包括：
-采用现有商用元器件，制造成本较低；
-产品进入市场的周期短；
-无论设计和工艺，有较大的灵活性；
-把不同类型的电路和元件集成在一起，相对容易实现。
系统级封装（SIP）技术从20世纪90年代初提出到现在，经过十几年的发展，已经能被学术界和工业界广泛接受，成为电子技术研究新热点和技术应用的主要方向之一，并认为他代表了今后电子技术发展的方向之一。
三、SIP封装类型：
从目前业界SIP的设计类型和结构区分， SIP可分为三类。
3.12DSIP
此类封装是在同一个封装基板上将芯片一个挨一个的排列以二维的模式封装在一个封装体内。
3.2堆叠SIP
此类封装是在一个封装中采用物理的方法将两个或多个芯片堆叠整合起来进行封装。
3.33DSIP
此类封装是在2D封装的基础上，把多个罗芯片、封装芯片、多芯片甚至圆片进行叠层互联，构成立体封装，这种结构也称作叠层型3D封装。
四、SIP封装的制程工艺：
SIP封装制程按照芯片与基板的连接方式可分为引线键合封装和倒装焊两种。
4.1引线键合封装工艺
圆片→圆片减薄→圆片切割→芯片粘结→引线键合→等离子清洗→液态密封剂灌封→装配焊料球→回流焊→表面打标→分离→最终检查→测试→包装。