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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。; W3 H1 F* K' o* D) G. A5 I* n

( H" H: B8 S( I$ f* Y# ?5 S
/ j% c" [- ]9 Z( A# c& PSiP是什么?! k" |% W% {# B( {
0 e9 {8 K+ Q3 ]! `0 N- C
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。
6 T8 l: f4 G- _ 7 G& |# l$ k6 ^6 ^' q' y; L; a
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。
. X% ]  d3 q" I7 A . m$ Q! Q1 e( i( ?: H/ A# l) I; H
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。- M' n/ l/ `5 x2 v/ p

3 }5 P- u- A" M1 V$ T# s, ~; M* q( F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。
9 |$ z5 G% ?8 w! }+ i( I! H . K7 k7 x0 A# h) q/ Z& S8 {* u
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 R" e8 V& B: g8 ]                                               
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Apple watch S1 SiP模组
2 n5 q0 ^3 B( C" H
而一些子系统,只实现部分功能的系统,也被称为SiP。9 ]1 R/ W7 r2 |& j
5 W* T4 I' w; q' I! Z: r9 u
SiP有什么特点?
3 j  [# p' N, y% l4 ]
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?& x. }* _8 M6 s5 ^
SiP的特点简单来讲可总结为以下几点:/ |+ b3 Z# R* T" _1 x  C
1.尺寸小" R$ M3 K; G% v* j
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。& m/ T/ M8 e0 Z) s0 E

0 }) ?6 [  n  @" {2.时间快7 J$ q$ y& E$ a' g' L0 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。! a4 b  U9 r% [* k9 {7 e5 g1 }
5 q2 z2 S  b; n' p" b
3.成本低
# w5 Z# Y0 o( D5 sSiP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。
4 Z) |) N. ?+ [/ G% U
, |2 z. g/ W8 |4 S4.高生产效率, H( G: E2 g$ H3 E
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。% o9 r/ @7 m( @8 J# Z  ^0 ^: w
' {% V) {/ ~9 w3 V
5.简化系统设计7 A" l5 F; i1 w& C7 J# l6 z
SiP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。
. h( P7 P  }  @! n$ _
) |3 M- B; c, C+ p9 V/ H. h6.简化系统测试2 |  Y0 m% m$ @/ r  {( q
SiP模组出货前已经过测试,减少整机系统测试时间。
/ X4 w* ^% ]7 ~7 H8 j
) g3 n2 E$ {0 U6 v4 `8 w8 B7.简化物流管理  E$ k; c: a7 _7 h( o. H8 |6 h2 X( _
SiP模组能够减少仓库备料的项目及数量,简化生产的步骤。
% q$ L. E( y7 ?! d 4 Q& u3 D1 m8 ~2 a
' t- y' b) N, w8 ^/ D$ t9 y

. g  z. l, J/ ~8 ^, F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。
5 r9 B3 F; O' R6 Z+ u9 H % U( H: I( {) D9 e
SiP的应用

: Z' N% E, d  aSiP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。- l) _1 ~# m2 F: I: i

: r$ r, l! n; }+ w9 ?; g# l* g: r! S$ I" |$ C' j# X+ N

$ H; J  x. l" r
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?* Z) h4 ?* u. y9 r$ f

1 \, f, ?$ A# T! E! \并不是!" U5 |% V% l# ]1 W& g$ c7 ^1 w; T
* C+ w/ J  _$ }. e
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!# y# k" `8 X" ^$ K
" x7 x% e% `4 Y# W5 p
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。
! p% w! Z6 _, R# C* g6 a
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。; u+ d$ \  I" |: I
! y' K! I- X9 r2 {
  

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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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