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三分钟带你搞懂SiP技术!

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发表于 2020-3-31 14:43 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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“SiP”这个词,相信大家一定不会陌生。随着物联网时代来临,全球终端电子产品渐渐走向多功能整合及低功耗设计,因而使得可将多颗裸晶整合在单一封装中的SiP技术日益受到关注。但事实上,大部分行外人士,对SiP知之甚少。即使是学了N年专业知识,但工作中要面对SiP封装技术的新人,估计也是一脸懵。
! V4 Q0 ~3 P' U% ]
- i( e+ K& o# O3 `# _" |+ p2 z, S 1 Q+ A1 @5 ^1 P6 p
SiP是什么?9 u" n* s( e  n3 @9 F& x6 g
/ d* u' R& {* [5 Q: C) o
根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义: SiP(System-in-package)为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。
& g. @* {8 V) z; |8 A3 \: y ) }0 j. W% l" K* E2 S
简单点说,SiP模组是一个功能齐全的全系统或子系统,它将一个或多个IC芯片及被动元件整合在一个封装中,从而实现一个基本完整的功能。
/ e+ D7 s' P+ T: N
3 A" F9 X, C1 K0 J& c8 {其中IC芯片(采用不同的技术:CMOS、BiCMOS、GaAs等)是Wire bonding芯片或Flipchip芯片,贴装在Leadfream、Substrate或LTCC基板上。0 N; u" b/ e8 t) M2 u

" l+ H9 X/ A5 r/ R; D  j被动元器件如RLC、Balun及滤波器(SAW/BAW等)以分离式被动元件、整合性被动元件或嵌入式被动元件的方式整合在一个模组中。( m8 f: U7 R2 A6 l( X7 c
) L' ^- ^1 [9 }0 f8 q
下图是Apple watch的内部的S1模组,就是典型的一个全系统SiP模块。它将AP、BB、WiFi、Bluetooth、PMU、MEMS等功能芯片以及电阻电容电感、巴伦、滤波器等被动器件都集成在一个封装内部,形成一个完整的系统。2 J+ Z. I7 W1 r  ~2 l3 |9 |- Q
                                                ; [5 `& r3 d, ~' c. ~
Apple watch S1 SiP模组
) \0 L' i/ h  I4 E9 L" k! k
而一些子系统,只实现部分功能的系统,也被称为SiP。
7 Q: }+ }" O4 }: w, A: @. ?; m) ~
5 W/ z+ P3 K/ g4 x
SiP有什么特点?

2 c" l. Q" a( s% v& v& j, D9 Z+ A了解了SiP的定义,那么它有什么特点呢,也就是说,大家为什么要关注SiP?& t6 s% e9 ?& @- k3 \& \
SiP的特点简单来讲可总结为以下几点:) F2 J/ T( ]5 a+ W& B
1.尺寸小$ x1 ~* N  p* D& _4 Z  N0 `" ~
在相同的功能上,SiP模组将多种芯片集成在一起,相对独立封装的IC更能节省PCB的空间。# G+ g, }6 j9 i. d, ]9 s

# ^8 [# v) l8 ?- s- ~, Q2.时间快, h  G. H! C+ {' B7 a
SiP模组本身是一个系统或子系统,用在更大的系统中,调试阶段能更快的完成预测及预审。, ^* ?9 ]$ l% |+ z$ y
) ?' _7 s( G3 G% g2 G0 A6 L% Q
3.成本低
9 j/ k( Q+ a  t9 h) G. TSiP模组价格虽比单个零件昂贵,然而PCB空间缩小,低故障率、低测试成本及简化系统设计,使总体成本减少。! v8 Q) A% X) ^* y! q1 I. k7 I& W
7 h5 J2 @8 w& F0 Y* d
4.高生产效率
  @- z( q" w2 D' L( z通过SiP里整合分离被动元件,降低不良率,从而提高整体产品的成品率。模组采用高阶的IC封装工艺,减少系统故障率。
; d! m- N9 Y' r5 L 6 p9 I7 b; \4 D! [/ K$ l& X
5.简化系统设计
" z1 i0 ]0 R: V7 o! PSiP将复杂的电路融入模组中,降低PCB电路设计的复杂性。SiP模组提供快速更换功能,让系统设计人员轻易加入所需功能。
' |& M! M4 X! `& l, @2 ~/ G" P   d' T- |- p/ B0 v  [, F9 f
6.简化系统测试
9 o% H( o# _2 e$ t  PSiP模组出货前已经过测试,减少整机系统测试时间。; z& t8 `' _" C  [# N
; @7 p, [  r$ j. d' g
7.简化物流管理) H* b' S; s2 Y, {
SiP模组能够减少仓库备料的项目及数量,简化生产的步骤。# _' y$ F5 m' w; o: E. y
  \, }8 ^- X* L- S
* @  @0 L9 l4 f7 A8 a

6 y: g- [! O% L; I# ^0 Q拥有这么多优点的SiP,可想而知它的应用范围也是非常的广。' C5 z, g* x7 U! t1 q9 K
. g; _4 r2 ~) \! C7 Z* s3 v) A- C
SiP的应用

. P; B# M% F- R) k* ?: \" w( N1 sSiP技术与我们的生活密不可分,像手机、电脑、相机等里都有SiP技术。不仅如此,它的范围也已经从3C产品扩展到医疗电子、汽车电子、军工以及航空航天等领域。我们常闻的Apple Watch、Google Glass、PillCam(胶囊内窥镜)等都得益于SiP技术的发展。& H1 \* S* E  _

4 A6 I+ C8 j( n; s* G- m( v9 f9 ^8 i! y2 t; ~" u

6 s8 D5 c, ?: n5 V+ l% L
如何研发一款SiP?
那SiP应用范围如此之广,是不是意味着研发一款SiP就很容易呢?
2 v' U% b& T6 t& ]: U3 m
4 z- e& _7 }* ^" c并不是!
( v1 m6 o5 ^+ \+ G! l
3 Y; L' q" @" T( l* j+ R* ~0 P近年来,随着设备小型化的发展,业界对芯片的封装形式有了新的需求,尤其是物联网等应用的发展,让SIP封装技术逐渐成为主流。物联网企业需要SIP封装!4 ~- z4 Z' Z* F. j+ s$ Z

* C2 i: Q1 \( |" b' n0 R5 m但SiP封装的研发是一个系统性的工程,不仅包含电性能、热性能、机械性能、可靠性的设计,还有材料、工艺的选择,更需要对周期、成本、供应链、风险进行精确的控制……这些都对从业人员的专业程度提出了高标准、高要求。
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而物联网企业主要以云平台、软件、服务为核心,SiP则跨步到了半导体行业,半导体的技术并非他们所擅长。若能有一个平台,将物联网企业与SiP技术相结合,对物联网市场来说,极有帮助。7 M0 J* y8 h. z+ W! o* i, x

* C, [$ d8 d+ `0 t3 g6 S
  
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发表于 2020-4-1 15:23 | 只看该作者
封装设计+SI/PI + 机械应力+热仿真,,还有文档验证及输出一共才花两周时间?这设计及验证周期也太短了,请问多少个pin?
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