系统级封装技术(SiP)引领封测产业的“混搭”潮

系统级封装技术（SiP）引领封测系统级封装技术（SiP）引领封测产业的“混搭”潮产业的混搭潮2010年6月25号混搭英文原词为MixandMatch。混搭是一个时尚界专用名词，指将不同风格，不同材质，不同身价的东西按照个人口味拼凑在一起，从而混合风格，不同材质，不同身价的东西按照个人口味拼凑在起，从而混合搭配出完全个人化的风格，就是不要规规矩矩，是一种时髦，但决不能等同于胡穿乱配的毫无章法。混搭最典型的莫过于韩式混搭，韩国街头流行起一种更实用，更有味道的混搭新哲学。穿出层次，叠穿法则是混搭哲学中最基础课程，其中最重要的是搭配的节奏感，这也正是混搭风能在当今流行的重要原因。奏系统级封装技术的特点非常符合和“混搭”的精髓，有一脉相承异曲同工之处脉相承、异曲同工之处内容1、系统级封装的发展背景2系统级封装的定义2、系统级封装的定义3、系统级封装的优势3系统级封装的优势4、系统级封装的成本5、长电科技系统级封装技术及服务的介绍长电科技系统级封装产品及应用6、长电科技系统级封装产品及应用7、总结7、总结1、系统级封装的发展背景¾当今社会，电子系统的发展趋势是小型化、高性能、多功能、高可靠性和低成本，在这些需求的强力驱动下，电子产品的演进速度超乎寻常¾在物联网、移动支付、移动电视、移动互联网、3G通讯等新生应用的引导下，一大批新型电子产品孕育而生¾目前系统级封装产品在计算机、汽车电子、医疗电子、军事电子、消费类电子（手机蓝牙交换机等）等领域内都有巨大消费类电子（手机、蓝牙、Wi-Fi、交换机等）等领域内都有巨大的市场¾系统级芯片（StChiSC）的发展随着摩尔定律的脚¾系统级芯片（SystemonChip,SoC）的发展随着摩尔定律的脚步不断演进，然而随着SoC发展至深次微米以下先进制程世代后，已经面临极大的技术发展瓶颈，SoC已难面面俱到。此时使得兼具面临极大的技术发展瓶颈难面面俱到时使得兼具尺寸与开发弹性等优势的系统级集成封装技术跃然而起，成为后摩尔定律时代的典型代表¾国家科技重大专项（02专项）给予系统级封装技术和产品的发展提供了充分的扶持和政策保证PDAPDAMP3MP3PlayerPlayeryyGPSGPSLaptopwithLaptopwithInternetInternetDigitalDigitalDigitalDigitalCamcorderCamcorderConnectivityConnectivityDigitalDigitalChronographChronographDigitalDigitalDigitalDigitalCameraCameraCellPhoneCellPhone高密度多功能集成MorethanMoore:DiversificationSensorsHV国际半导体路线组织(ITRS)2007发展趋势Analog/RFBiochipsSensorsActuatorsHVPowerPassives130nmory,LogicurizationInteractingwithpeopleandenvironmentNon-Digitalcontent“Inthefuture,theintegration90nm45nmCPU,Memooore:MiniatuSystem-in-package(SiP)InformationProcessingintegration…technologieswithinasinglepackage(orSystem-in-package,(SiP))willbecome45nm32nmelineCMOS:MoreMoDigitalContentSystem-on-chip(SoC)(SiP))willbecomeincreasinglyimportant.”－ITRS2007Edition22nm...BaseBeyondCMOSITRS2007EditionExecutiveSummary.BeyondCMOS因此对于国内半导体产业，尤其是对于封测企业来说，掌握系统级封装技术的研发和应用将会带来前所未有的一次发展系统级封装技术的研发和应用将会带来前所未有的一次发展，是缩小和国际一流企业之间差距的好机会2、系统级封装的定义根据国际半导体技术蓝图（ITRS）的定义，SiP是指将多个具有不同功能的主动元件与被动元件，以及诸如微机电系统具有不同功能的主动元件与被动元件，以及诸如微机电系统（MEMS）、光学（Optic）元件等其他元件组合在同一封装，成为可提供多种功能的单颗标准封装元件，形成一个系统或子系统子系统。芯片塑封树脂电容、电阻、电感基板金线3、系统级封装的优势随着SoC发展至深次微米以下先进制程世代后，面临极大的瓶劲，主要体现在以下几个方面：1.设计挑战日渐加剧，研发时间往往长达一年半以上；2.所需研发費用和研发风险更是急剧增加；3在射频(RF)电路、感測器、驱动器，甚至被动元件等异质元件整合上面3.在射频(RF)电路、感測器、驱动器，甚至被动元件等异质元件整合上面临巨大的困难。与此同时随着消费性电子与移动通讯产品的快速发展相关电子产品功能与此同时，随着消费性电子与移动通讯产品的快速发展，相关电子产品功能整合日趋多样(个性化、客户定制化)，在外观设计薄型化与产品开发周期日益缩短等双重压力下SC已难面面俱到因而使得兼具尺寸与开发弹性等益缩短等双重压力下，SoC已难面面俱到，因而使得兼具尺寸与开发弹性等优势的系统级封装技术和产品跃然而起。資料來源：瑞薩科技系统级封装被看作为不同功能芯片整合的特效药，目前可以看到的SiP产品的优势主要有以下几点：圖1SiP技術的主要特點★1.SiP产品设计弹性大、开发时间快速，开发成本低；★2.整合密度高，尺寸小，并使用更少的系统电路板空间，让产品设计拥有更多的想像空间；的想像空间；★3.SiP设计具有良好的电磁干扰（EMI）抑制效果；★4.简化元件采购，改善终端产品的制造效率；4、系统级封装的成本若就单一产品的封装制造成本来看：SiP一般使用的多层结构的BT材质的基板（Substrate）作为封装的载体，再加上各类元件组装芯片封装及整个封装产品的測試費用因此从封装再加上各类元件组装、芯片封装及整个封装产品的測試費用，因此从封装制造的角度上来说成本的确比封装单芯片的SoC产品来得高；但从产业链整合营运及产品销售的角度来看但从产业链整合、营运及产品销售的角度来看：1.SiP产品开发时间较SoC大幅缩短，在很多新产品的开发上，时间就是金钱；2.透过封装产品的高度整合可减少印刷电路板(PCB)尺寸及层数，降低整体材料清單(BOM)成本，大大减少了终端产品的制造和运行成本，提高了生产效率；3.SiP设计具有良好的电磁干扰(EMI)抑制效果，對系统整合客戶而言更可減少工程时间耗费；4使用更少的电路板空间，让终端产品设计拥有更多想象空间，可以使4.使用更少的电路板空间，让终端产品设计拥有更多想象空间，可以使终端产品做的轻、薄、短、小，具有时尚个性化的外观设计，增加产品的附加值。因此从产品销售的角度来看，系统级封装具有非常强的市场竞争力。5、长电科技系统级封装技术及服务的介绍SMTSMTDieDieWaferSawingWaferSawingWaferGrindingWaferGrindingAttachingAttachingFliChiFliChiWaferProbingWaferProbingWireWireFlipChipFlipChipBallBallWL-CSPPackageWL-CSPPackageWireBondingWireBondingMoldingMoldingBallPlacementBallPlacementWaferBumpingWaferBumpingSingulationSingulationFTFTMarkingMarkingWaferRDL(Redistribution)WaferRDL(Redistribution)PackingPacking长电科技（JCST）长电先进（JCAP）PackingPacking长电科技（JCST）长电先进（JCAP）SMTSolderPastePrinting:50-100umSMTMountingAfterReflowMinComponentSize:0201(massproduction)SolderPasteThicknessMinComponentSize:0201(massproduction)01005(engineeringrun)(afterreflow):35-75umWaferGrinding&SawingWaferGrinderWaferSawMachineWaferSize:12”maxWaferSize:12”max.GrinderCapability:25ummin.GrinderMassProductionCapability:50ummin.WaferSawStreet:60ummin.GrindedSawnDieAttaching封装是强调芯片的技术说明产品图片关键技术SiP3D封装是强调芯片的多芯片堆叠（包括Flash芯片、DigitalASIC芯片及RF芯片等），实际上它也是FilmOnWire装片技术芯片等），实际上它也是一种堆叠封装。堆叠封装可堆叠不同类型，不同厂商的多种芯片，解决了所遇到的麻烦它为FilmonWire装片技术SoC所遇到的麻烦。它为便携式电子产品小型化、多功能化、低成本化和快速多变化提供了一条有效速多变化提供了条有效的途径。因此，大尺寸、超薄厚度芯片的堆叠装片技术是实现高密度系统封装的重要基础是不可或多种结构芯片堆叠技术“金字塔”式芯片堆叠装片技术装的重要基础，是不可或缺的关键工艺技术。“金字塔”式芯片堆叠装片技术载板芯片堆叠装片技术“台阶”式芯片堆叠装片技术“SpacerDie”式芯片堆叠装片技术WireBonding通常SiP产品中需要在有限的空间中集成数颗尺寸大小各异的芯片，一般都会采用芯片堆叠的封装工艺进行，同时此类产品中芯片的压焊点间距非常的小，压焊点的数量非常多因此这类产品的焊线技术与传统的封装产品有着更高芯片间焊线多，因此这类产品的焊线技术与传统的封装产品有着更高的要求。1.为了实现多层堆叠芯片的金线焊接工艺，提升焊线工艺的稳定性和确保产品良率的稳定，采用芯片间金线串连的焊线技术必不可少。芯片间焊线互连技术2.在一些超薄塑封体的产品中，为了避免金丝露出塑封体表面，需要严格控制芯片的金线弧高，因此稳定的低弧度金线倒打工艺是确保良率的关键焊线技术。3.为了满足压焊点间距达到45－60微米、压焊点开口尺寸超低弧度芯片间焊线互连技术3.为了满足压焊点间距达到4560微米、压焊点开口尺寸小于45微米的芯片的焊线工艺，需要开发超密间距劈刀的小球径焊线工艺。4.当焊线的层数增加时，不同线环形层之间的间隙相应减少，需要降低较低层的引线键合弧高，以避免不同的环形层之间的引线短路因此必须采用高密度立体多层焊线技超低弧度、密间距焊线技术层之间的引线短路，因此必须采用高密度立体多层焊线技术。超低弧度金线倒打技术密间距劈刀的小球焊线技术高密度立体多层焊线技术高密度立体多层焊线技术Molding&MarkingAuto-moldingSystemMoldCapThickness:0.38mm,0.45mm，0.58mm,0.75mm,1.2mm1.8mm(Available)MarkingSystemInk&LaserMarkingInkMarkingSystemLaserMarkingSystemSingulationPackageSawingWater-JetCuttingGreenLaserCuttingGreenLaserCuttingProfileCuttingStraightCuttingWaferBumpingServicesPadRedistributionPolyimide,CuTtraceThinF