系统级封装技术及其应用

本文介绍了系统级封装技术及其兴起背景,对比了与SoC的异同。通过分析系统级封装的技术特点,阐述了其优势;分析了系统级封装的成本构成和特点。本文从集成电路产业链整合的观点,分析了国内系统级封装的机遇与挑战;以长电科技为例,介绍了系统级封装在设计、制造上的关键技术与当前的能力,并分析了未来的趋势和挑战。本丈还对当前的系统级封装产品与应用领域做了详细介绍。     

三级微电子封装技术

微电子封装一般可分为三级封装,即用封装外壳(金属、陶瓷、塑料等)封装成单芯片组件(SCM)和多芯片组件(MCM)的一级封装,常称芯片级封装;将一级封装和其它元器件一同组装到基板(PWB或其它基板)上的二级封装,又称板级封装;以及再将二级封装组装到母板上的三级封装,这一级也称为系统级封装.(而一、二级封装的关系更加密切,已达到技术上的融合).     

系统级封装技术综述

介绍了系统级封装SiP如何将多块集成电路芯片和其他的分立元件集成在同一个封装内,有效解决了传统封装面临的带宽、互连延迟、功耗和集成度方面的难题.同时将SiP与系统级芯片SoC相比较,指出各自的特点和发展趋势.     

电子元器件封装技术发展趋势

晶圆级封装、多芯片封装、系统封装和三维叠层封装是近几年来迅速发展的新型封装方式,在推动更高性能、更低功耗、更低成本和更小形状因子的产品上,先进封装技术发挥着至关重要的作用。晶圆级芯片尺寸封装(WCSP)应用范围在不断扩展,无源器件、分立器件、RF和存储器的比例不断提高。随着芯片尺寸和引脚数目的增加,板级可靠性成为一大挑战。系统封装(SIP)已经开始集成MEMS器件、逻辑电路和特定应用电路。使用TSV的三维封装技术可以为MEMS器件与其他芯片的叠层提供解决方案。     

几种新的封装工艺

文章介绍了几种新的封装工艺,如新型圆片级封装工艺——OSmium圆片级封装工艺,它能够把裸片面积减少一半;新型SiP封装工艺——Smafti封装工艺,它改进了传统SiP封装工艺,把传输速度提高了10倍;超薄型封装工艺,超薄型变容二极管和Wi-Fi系统功率放大器;CDFN封装工艺和RCP封装工艺等。     

高可靠先进微系统封装技术综述

在人工智能、航空航天、国防武器装备电子系统小型化、模块化、智能化需求驱动下,系统级封装设计及关键工艺技术取得了革命性突破。新型的系统封装方法可把不同功能器件集成在一起,并实现了相互间高速通讯功能。封装工艺与晶圆制造工艺的全面融合,使封装可靠性、封装效率得到极大的提升,封装寄生效应得到有效抑制。文章概述了微系统封装结构及类型,阐述了高可靠晶圆级芯片封装(WLP)、倒装焊封装(BGA)、系统级封装(SIP)、三维叠层封装、TSV通孔结构的实现原理、关键工艺技术及发展趋势。     

后摩尔时代的封装技术

综述了进入后摩尔时代半导体业界面临制造技术极限的挑战所进行的各种应对措施的现状,着重介绍了叠层封装、系统级封装、晶圆级封装、硅通孔技术等一些新型的三维垂直封装技术在电子电路集成方面的进展及高密度3D芯片封装的前景。     

堆叠封装的最新动态

文章介绍了堆叠封装的最新动态,包括芯片堆叠封装、封装堆叠封装、系统级封装、多芯片封装、堆叠芯片尺寸封装和三维封装等。文章归纳出当前堆叠封装的发展方向是:种类越来越多、市场越来越大、高度越来越薄、功能越来越多和应用越来越广等。     

技术评价：系统级芯片（SoC)和系统级封闭（SiP)

文中对系统级芯片和系统级封装的定义，进展和相互比较进行了简要介绍和评论，其中，对SiGe技术用于系统级芯片也有介绍。     

射频系统的系统级封装

射频系统级封装是近年发展起来的实现射频电子系统的一种创新技术。对高速数据处理和高密度封装技术的特点及对射频系统封装的特殊要求进行论述．介绍了射频系统封装的基本技术和一种包含LAN、PPA、滤波器、天线开关等的射频系统级封装组件。论述了射频系统级封装的系统设计、仿真、测试的方法和步骤。     

基板堆叠型三维系统级封装技术

系统级封装是将多个具有不同功能的有源电子元件与无源器件组装到一起,组成具有一定功能的封装体,从而形成一个系统或者子系统。在三维系统级封装技术中,基板堆叠是对芯片堆叠的有益补充。从基板堆叠的角度出发,分析了三维系统级封装所需HTCC一体化封装外壳形式以及各类三维系统级封装形式,提出系统级封装的发展趋势与面临的问题。     

射频系统的系统级封装

论述了高速数据处理和高密度封装技术的特点及对射频系统封装的特殊要求,介绍了射频系统封装的基本技术和一种包含LNA、PPA、滤波器及天线开关的射频系统级封装模块.概述了射频系统级封装的设计、仿真和测试的方法和步骤.     

SIP封装技术现状与发展前景

SIP（System in Package）,指系统级封装。特点是将不同功能的有源电子元器件加上无源或类似MEMS的光学器件集中于一个单一封装体内,构成一个类似系统的器件为系统或子系统提供多种功能。它与系统级芯片（SOC）互补,实现混合集成,具有设计灵活、周期短、成本低的特点。文章通过系统封装技术的研发历程,评价了封装的优越性、探讨了此种封装技术的产品架构和相关技术及其发展前景。     

系统级封装(SiP)集成技术的发展与挑战

系统级封装集成技术是实现电子产品小型化和多功能化的重要手段。国际半导体技术发展路线已经将SiP列为未来的重要发展方向。本文从新型互连技术的发展、堆叠封装技术的研究、埋置技术的发展以及高性能基板的开发等方面概述了系统级封装集成技术的一些重要发展和面临的挑战。     

产品导向的先进封装设计

在日益激烈竞争的电子工业中,高成本效益、高可靠性的电子封装方案不单是电子产品发展的主要驱动力,甚至往往成为当中的促成科技(EnablingTechnology),用于轻巧、细小的无线电/可携带式消费性电子产品中尤见适合。其中更理想的性能效益(cost/performanceratio)、更短的产品开发周期、集多功能于一身的消费性电子产品亦是崭新科技应用的主要原动力。要达到以上目标,相关的微电子封装方案与焊接技术的进步是不可或缺的:例如从金属线焊接技术发展到倒装芯片技术,及至近年的晶圆级封装技术;从外围焊接(peripheral)发展到数组焊接(area-array);从陶制基版发展到有机基版;从单芯片封装发展到复芯片封装的构装方案等。事实上,系统级封装比一般的封装方案拥有一定的优势。在报告中首先概述最近在系统级封装的发展情况与应用。另外,借此报告突显出跟供应链有关产业之间的密切协调是达到有效而迅速地执行系统级封装的关键。最后,在报告中进一步详述一个集顶尖封装设计、分析及可靠性评估技术的服务中心的好处,及如何对工业界从事原型设计发展到大量生产的协助。     

两种先进的封装技术SOC和SOP

为了能够实现通过集成所获得的优点，像高性能、低价格、较小的接触面、电源管理和缩短产品进入市场的时间，出现了针对晶圆级的系统级芯片（system on a chip简称SOC）和针对组件级的系统级封装（system on a package简称SOP）。本文着重介绍了SOC和SOP的功能和优点。     

半导体封装形式介绍

半导体器件有许多封装型式,从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP,技术指标一代比一代先进,这些都是前人根据当时的组装技术和市场需求而研制的。总体说来,它大概有三次重大的革新:第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装,极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第二次是在上世纪90年代球型矩正封装的出现,它不但满足了市场高引脚的需求,而且大大地改善了半导体器件的性能;晶片级封装、系统封装、芯片级封装是现在第三次革新的产物,其目的就是将封装减到最小。每一种封装都有其独特的地方,即其优点和不足之处,而所用的封装材料,封装设备,封装技术根据其需要而有所不同。驱动半导体封装形式不断发展的动力是其价格和性能。     

圆片级封装技术展望

圆片级封装(Wafer-Level Packa-ging,WLP)已成为先进封装技术的重要部分。全圆片级封装虽然能够为芯片封装带来批量加工的规模经济效益,但由于系统集成方面的某些因素限制了其在主流应用中的推广。在圆片规模上开始加工,但结束于芯片规模的部分圆片级封装将在面型阵列倒装芯片的封装中得到日益广泛的应用。圆片级封装加工将成为业界前端和后端之间的高性能衔接桥梁。     

圆片级封装的凸点制作技术

圆片级封装是一种先进的电子封装技术,近年来,圆片级封装技术的发展速度很快,主要应用于系统级芯片、光电器件和MEMS等.凸点制作是圆片级封装工艺的关键工序,目前凸点制作工艺方法有多种,重点介绍常用的电镀法、植球法和蒸发沉积法凸点工艺,分别介绍这三种凸点制作技术的工艺流程、关键技术.     

微机电系统封装技术

首先提出了MEMS封装技术的一些基本要求,包括低应力、高真空、高气密性、高隔离度等,随后简要介绍了MEMS封装技术的分类.在此基础上,综述了三个微机电系统封装的关键技术:微盖封装、圆片级芯片尺寸封装和近气密封装,并介绍了其封装结构和工艺流程.