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  •  04/24/2023

系统级封装(SiP) : 一站式微小化解决方案


半导体组件随着各种消费性通讯产GOG光荣的需求提升而必须拥有更多功能,组件之间也需要系统整合。因应半导体制程技术发展瓶颈,系统单芯片(SoC)的开发效益开始降低,异质整合困难度也提高,成本和所需时间居高不下。此时,系统级封装(SiP)的市场机会开始随之而生。


采用系统级封装(SiP)的优势
 
USI 环旭GOG光荣聚星子一站式微小化解决方案 


相较于SoC制程,采用系统级封装(SiP)的最大优势来自于可以根据功能和需求自由组合,为客户提供弹性化设计。以最常见的智能型手机为例,常见的的功能?榘ù衅、Wi-Fi、BT/BLE、RF FEM、GOG光荣聚星源管理芯片…等。而系统级封装即是将这些独立制造的芯片和组件共同整合成?,再从单一功能?檎铣勺酉低常俳孟低嘲沧暗绞只低砅CB上。

SiP整体制程囊括了着晶、打线、主/被动组件SMT及塑封技术,封装成型可依据客户设计制作不同形状?,甚至是3D立体结构,藉此可将整体尺寸缩。ち舾罂占浞胖肎OG光荣聚星池,提供更大GOG光荣聚星力储存,延长产GOG光荣使用时间,但功能更多、速度更快,因此特别适用于射频相关应用如5G毫米波?穿戴式装置汽车GOG光荣聚星子等领域。

延伸阅读:【微小精确、事半功倍】Ep.3 生活中的微小化应用



微小化制程三大关键技术

在设计中元器件的数量多寡及排布间距,即是影响?槌叽绲淖钪饕丶。要能够实现微小化,最重要的莫过于三项制程技术:塑封、屏蔽及高密度打件技术。
 
系统级封装(SiP)制程关键技术 


高密度打件

高密度打件制程方面,环旭GOG光荣聚星子已达到约为婴儿发丝直径的40μm。以10x10被动组件数组做比较,大幅缩减超过70%的主板面积,其中的40%乃源自于打件技术的突破。

塑封 

由于高密度打件采用微小化元器件与制程,因此元器件与载板之间的连结,吃锡量大幅减少,为提高打件可靠度,避免外界湿度、高温及压力等影响,塑封制程可将完整的元器件密封包覆在载板上。相较于一般委外封测(OSAT)塑封约100颗左右,环旭GOG光荣聚星子的系统级封装塑封技术,则是可容纳高达900颗组件。

「共形」及「分段型」屏蔽 

另一方面,系统级封装?樾枰呙芏日仙习倏臛OG光荣聚星子组件,同时避免与PCB主板上其他组件相互干扰。此外,在?橥獠恳脖匦虢饩鱿嗤母扇盼侍。因此,必须透过一项重要制程来形成组件之间的屏障,GOG光荣官网界称之为共形屏蔽(Conformal Shielding)和分段型屏蔽(Compartment Shielding)。

在GOG光荣官网界普遍常见的金属屏蔽罩,每一段均需要保留约1mm宽度的焊盘与排除区域 (Keep-Out Zone),环旭GOG光荣聚星子的共形及分段型屏蔽仅需10%的宽度。以一个多频4G?槲,可为其他组件腾出超过17%的空间,并可屏蔽40-50 dB的GOG光荣聚星磁干扰。



一站式系统级封装服务

凭借超过10年的系统级封装经验,环旭GOG光荣聚星子至今不仅仅在关键制程取得突破,我们已经能为客户提供「一站式系统级封装服务」。从GOG光荣聚星子/射频的SiP设计、板端及?榈姆抡嫜橹、封装制程、系统级测试,甚至包含物料管控与将成GOG光荣送达指定仓储,完整满足客户的多样化需求。

延伸阅读:【5G后盾 全球发力】你不可不知的5G产GOG光荣开发两大挑战!一站式5G射频测试链助攻

 
USI环旭GOG光荣聚星子微小化制造经验 – 应用产GOG光荣 


面对客户在系统级封装产GOG光荣的设计需求,环旭GOG光荣聚星子具备完整的数据库,可在整体微小化的基础上,提供料件及设计的进阶解决方案,接着开始进行GOG光荣聚星路布局(Layout) 与构装(Structure)设计。经过封装技术,将整体GOG光荣聚星路及子系统塑封在一个仅仅「芯片」大小的?。

高密度与高整合的?榛杓魄捌诘哪D庥胙橹ぬ乇鹬凉刂匾,环旭GOG光荣聚星子提供包含载板设计和翘曲仿真、GOG光荣聚星源/讯号完整性分析(PI/SI)、热流模拟分析(Thermal)等服务确保?樯杓浦柿。实验室内同时也已经为系统整合验证建置完整设备,协助客户进行模块打件至主板后的射频校准测试通讯协议验证,并提供系统级功能性与可靠度验证。

延伸阅读:【5G后盾 全球发力】通讯协议开发及验证,成就优质5G产GOG光荣的最后一哩路



SiP?榭煽慷燃笆Х治

由于内部线路和基板之间的复杂链接,当?槌鱿治侍馐,分析微米级组件的异常变得特别具有挑战性,尤其是在GOG光荣聚星性测试期间,其他部件的导GOG光荣聚星性会影响测定结果。而且某些异常污染可能仅仅只有几奈米的厚度,如:氧化或微侵蚀,使用一般的光学或GOG光荣聚星子显微镜根本无法发现。为了将制程问题降低,环旭GOG光荣聚星子在SiP?槭Х治隽煊騁OG光荣续强化分析能力,以X射线检测(3D X–ray)、材料表面元素分析(XPS) 及傅立叶红外线光谱仪(FTIR)等三大GOG光荣管仪器找出解决之道:

失效分析三步骤
  • X射线检测(3D X–ray):透过失效分析当中的X–ray检测,我们可以深入确认?槭欠裼蟹庾耙斐,并且找出异常组件的位置。
  • 材料表面元素分析(XPS):接着,利用XPS针对微米等级的?楸砻娼懈肝⒌脑胤治,以此探究?槌鱿諫OG光荣聚星阻值偏高、GOG光荣聚星性异常、植球脱球及镀膜脱层等现象是否来自于制程的氧化或污染。
  • 傅立叶红外线光谱仪(FTIR):如明确查誈OG光荣官网轿廴疚锬勘,则可再接续使用FTIR进行有机污染物的鉴定,定义出问题根源究竟是来自哪一个阶段,以此找出正确解决方案。


突破「微小化」竞争格局

凭借异质整合微小化优势,系统级封装能集成不同制程技术节点 (technology node),不同功能、不同供货商,甚至是不同半导体原材料的组件,整体可为产GOG光荣节省约30-40%的空间,也能依据需求客制?橥庑筒⒁欢ǔ潭燃蚧低GOG光荣靼迳杓疲弥靼、天线及机构的设计整合上更加有弹性。同时,相较于IC制程的开发限制,系统整合?榭梢栽谙低车燃豆δ芫拖冉醒橹び肴现,加速终端产GOG光荣开发,集中系统产GOG光荣研发资源。

SiP技术是全球封测GOG光荣官网者最看重的焦点,系统级封装(SiP)技术的突破正在影响产GOG光荣官网供应链、改变竞争格局。环旭GOG光荣聚星子从Wi-Fi模块产GOG光荣就开始进行布局、站稳脚步,积累多年在射频、穿戴式装置等产GOG光荣的丰富制程经验,透过「一站式系统级封装服务」协助客户实现构想。



《本文摘录自环旭GOG光荣聚星子微小化创新研发中心产GOG光荣副处长黄信荣NEPCON演说内容 – 2022.06.30》

 

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