先进LGA-SIP封装技术

先进LGA‐SiP封装技术内容纲要内容纲要1SiP技术的主要应用和发展趋势1.SiP技术的主要应用和发展趋势2.华天科技自主设计SiP产品介绍3.高密度SiP封装主要技术挑战4.SiP技术带动MCP封装工艺技术的发展5.SiP技术促进BGA封装技术的发展催生新的先进封装技术的发展6.SiP催生新的先进封装技术的发展1.SiP技术的主要应用2. 华天的SiP技术：UTILGA‐SiP Application: UTI(Universal Transport Interface)LGA‐SiP Application: UTI(Universal Transport Interface)1.SMTPAD开窗方式：0201：non-Soldermaskdefine0402:Soldermaskdefine2.关键信号的差分阻抗控制3.大片敷铜时采取void设计，有效释放塑封、高温流程的应力高度装中结构4.高密度封装中的3D结构及布局，防止SMT污染第二压焊点5与客户协同设计，将许多IC和5.与客户协同设计，将许多IC和封装的组装技术结合起来，创建出具有最优成本、尺寸和性能的高集成度产品。2. 华天的SiP技术：UTI（续）差分阻抗（差分阻抗（differentialpairs)differentialpairs)模拟模拟LGA‐SiP, 堆叠芯片+并肩芯片+27无源器件LGA‐SiP, 堆叠芯片+并肩芯片+27无源器件2. 华天的SiP技术：UTI（续）PackageTypeMCM/SiPPACKAGE INFORMATIONPACKAGE INFORMATIONLGA‐SiP Application: UTI(UilTtItf)LGA‐SiP Application: UTI(UilTtItf)PackageSizeLGA12X1464P0.65PitchMaxpackagethk1.00mmmaxDiesize1(Level1)3.242x3.241mm(Universal Transport Interface)(Universal Transport Interface)Loop1Loop2DietoDieBondingParameterLoop140umBondpadopening/pitch55.0x55.0umDiesize2(Level1)3.220x3.320mmBondpadopening/pitch75.0x75.0umBallLoop140umLoop2120umBallsize42umppgpDiesize3(Level2)1.600x1.800mmBondpadopening/pitch75.0x75.0umSUBSTRATESUBSTRATEBumpBumpheight15umSUBSTRATESUBSTRATESubstratethk0.26mm[150umcore,GreenMaterial]SubstratetypeNormalplatingtraceprocessCOMPONENTSCOMPONENTSNo.of0201components26Nf0402t1No.of0402components12. 华天的SiP技术：UTI（续）LGA‐SiP（UTI）主要结构参数LGA‐SiP（UTI）主要结构参数N/SITEMMin(unit:mm)Nomimal(unit:mm)Max(unit:mm)eSubstratethickness基板厚度0.220.260.30aMarkingdepth印字深度0.0250.040.05bTopdieloopheight顶层芯片高度NANA140c1Topdiethickness顶层芯片厚度NA0.150NAcTopdiethickness顶层芯片厚度050d1Topadhesivethickness顶层粘片胶厚度NANA0.025c2Btmdiethickness底层芯片厚度0.2700.2800.290d2Btmadhesivethickness底层粘片胶厚度NANA0.025MMoldcapthickness塑封体厚度0.6500.7000.750GWiretomoldclearance[M-(a+b+c+d)]线-塑封体间隙0.07NANAf1Padtopadclearance(sidebyside)器件pad间间距0.280NANAf2Clearbondingtowardscomponents器件到第二焊点间距0.292NANAgp器件到第焊点间距TTotalthickness总厚度0.900.961.022. 华天的SiP技术：RF‐SIMPackageTypeMCM/SiP(PiP)PACKAGE INFORMATIONPACKAGE INFORMATIONLGA‐SiP Application: RF‐SIM，一种超薄的RF-SiP封装产品LGA‐SiP Application: RF‐SIM，一种超薄的RF-SiP封装产品PackageSizeLGA12X189PMaxpackagethk0.63mmDiesize1(Level1)2.400x2.400mmSiP封装产品Feature: •Volume50% current RF Module in MarketsSiP封装产品Feature: •Volume50% current RF Module in MarketsBondpadopening/pitch60.0x60.0umDiesize2(Level1)3.710X3.610mmBondpadopening/pitch60.0x60.0um•Area 60% current RF Module in Markets•Area 60% current RF Module in MarketsDiesize3(Level2)1.350x1.980mmBondpadopening/pitch60.0x60.0umSUBSTRATESUBSTRATESubstratethk0.13mm[60umthincore]SubstratetypeEtchingbackbuslessprocessCOMPONENTSCOMPONENTSNo.of0201components23LGA1.6X1.24P12. 华天的SiP技术：RF‐SIMRF‐SIM的主要结构指标RF‐SIM的主要结构指标ITEMMin(unit:mm)Nomimal(unit:mm)Max(unit:mm)eSubstratethickness基板厚度0.090.130.17aMarkingdepth印字深度NANANAbTopdieloopheight顶层芯片高度NA901101Tdithik顶层芯片厚度NA0190NAc1Topdiethickness顶层芯片厚度NA0.190NAd1Topadhesivethickness顶层粘片胶厚度NANA0.025c2Btmdiethickness底层芯片厚度0.0900.1000.110d2Btmadhesivethickness底层粘片胶厚度NANA0.025MMoldcapthickness塑封体厚度NANA0.500GWiretomoldclearance[M-(a+b+c+d)]线-塑封体间隙0.04NANAf1Padtopadclearance(sidebyside)器件pad间间距0.190NANAf2Clearbondingtowardscomponents器件到第二焊点间距0290NANAf2Clearbondingtowardscomponents器件到第二焊点间距0.290NANATTotalthickness总厚度NANA0.633.高密度SiP封装主要技术挑战1.SiP设计技术设计技术2.超薄基板（0.13mm）封装过程中板翘曲的控制3.更高的封装密度和更薄的封装厚度（总封装厚度可控制在063mm/053mm）0.63mm/0.53mm）4.高密度SiP封装中的塑封紊流冲线与塑封空洞问题的控制高密度封装中的塑封紊流冲线与塑封洞问题的控制5.多段真空塑封技术6.高密度小器件在超薄基板（0.13mm）上的SMT技术3.高密度SiP封装主要技术挑战3.1SiP设计技术华天科技封装技术研究中心设计团队拥有成熟的SiP设计技术，在所有设计都严格按照设计流程控制系统来进行，从而保术，在所有设计都严格按照设计流程控制系统来进行，从而保证了设计的质量。SOUOBDTO原始设计文件植球、塑封、切割模具，SMT钢网上芯压焊PO客户spec3.高密度SiP封装主要技术挑战3.2超薄基板（0.13mm）封装过程中板翘曲的控制超薄基板在封装过程中要经历SMT前烘烤、SMT后REFLOW、D/B前预烘、D/B后的EPOXYCURE、塑封、后固化等多道受高温的过程，而产品在过程中面临的很现实的技术问题就是如何防止翘曲，华天科技工程师参照QFN控制翘曲的数学模型，通过一系列技术攻关很好系列技术攻关，很好地解决了这个问题，板翘高度均能控制在02翘高度均能控制在0.2mm以内。3.高密度SiP封装主要技术挑战翘曲控制数学模型‐程序界面翘曲控制数学模型‐程序界面3.高密度SiP封装主要技术挑战3.3更高的封装密度和更薄的封装厚度（总封装厚度可控制在063mm/053mm）高密度的SiP封装在很小的面积和体积内制在0.63mm/0.53mm）高密度的SiP封装在很小的面积和体积内包含多了无源器件（电阻、电感、电容、晶振等）和多个芯片，对封装从设计到制造流程提出了更高的要求。对封装从设计到制造流程提出了更高的要求。12寸晶圆减薄到50um厚度抛光后0.13mm超薄基板在叠层封装中的应用3.高密度SiP封装主要技术挑战3.4高密度SiP封装中的塑封紊流冲线与塑封空洞问题的控制控制塑封紊流冲线与塑封空洞问题在高密度SiP封装中是个常见塑封紊流冲线与塑封空洞问题在高密度SiP封装中是个常见的问题，我们在设计阶段就考虑到这个问题，在芯片和无源器件的布局上就进行了模流的分析，再加上真空塑封工艺技术，很好的预防了这些问题的产生。SiP设计规则注意事项SiP设计规则注意事项：1）塑封进料口的位置）塑封进料口的位置2）无源器件与芯片之间的距离控制3）无源器件与模流方向的角度金线角度和长度与模流方向的4）金线角度和长度与模流方向的匹配3.高密度SiP封装主要技术挑战3.5多段真空塑封技术塑封时采取真空技术，可以有效预防空洞和气泡的产生，但是如果注射阶段真空度控制不好，反而会造成模流对焊线的冲击和模流自身的撞击而造成冲线及弧度不稳定华天封装技冲击和模流自身的撞击而造成冲线及弧度不稳定，华天封装技术研究中心经过模型计算及工艺试验，找出了合适的多段真空塑封技术有效地提高了产品的品质塑封技术，有效地提高了产品的品质。3.高密度SiP封装主要技术挑战3.6 高密度小器件在超薄基板（0.13mm）上的SMT技术包含了以下要点：1）超薄基板在SMT前会有因烘烤去湿造成的翘曲的控制2）SMT前对刷的锡膏厚度和位置的控制3）SMT时多个无源器件放置精度的控制4）REFLOW时严格的炉温曲线的控制华天科技产线工程对以上控制建立了相关的文件和规范从而保证了的质量华天科技产线工程对以上控制建立了相关的文件和规范，从而保证了SMT的质量。3.高密度SiP封装主要技术挑战回流焊：回流焊温度曲线度曲线锡膏型号锡膏成分PeaktemperatureRampuprateFallingRateDwelltimerateRatetimeM705SAC305230℃--250℃1~5℃/sec5℃/sec30—50sec4.SiP技术带动MCP封装工艺技术的发展华天MCP封装技术的经过多年的研究和实践应用，已经为诸多IC企业提供了大量的MCP封装测试产品其中很多产品在设计多IC企业提供了大量的MCP封装测试产品，其中很多产品在设计阶段就提供了相应封装设计服务。5.SiP技术促进