SiP系統(tǒng)級封裝的關鍵工藝流程

SiP（System in Package）系統(tǒng)級封裝技術是一種先進的封裝技術，它允許將多個集成電路（IC）或者電子組件集成到一個單一的封裝中。這種技術可以實現(xiàn)不同功能組件的物理集成，而這些組件可能是用不同的制造工藝制造的。以下是SiP系統(tǒng)級封裝的關鍵工藝流程：

1. 設計準備

設計準備是SiP封裝設計的第一步，主要包括收集各種資料，確定封裝類型和尺寸，確定封裝管腳間距、管腳數(shù)目，以及選擇封裝工藝和材料等。

2. 建庫及庫管理

建庫及庫管理主要包括原理圖符號庫、IC裸芯片庫、BGA封裝庫、Part庫以及仿真模型庫等。

3. 原理圖設計

原理圖設計包括原理圖輸入，射頻原理圖設計以及原理圖協(xié)同設計等。

4. 設計前仿真

設計前仿真可和原理圖設計同步進行，通過“Whatif”分析，確定設計層疊結構、關鍵信號的網絡拓撲結構、阻抗匹配，以及電源平面的分割、電容種類及型號選擇等。

5. 工藝選擇

工藝選擇主要是為了確定SiP采用哪種工藝的封裝形式，如WireBonding、FlipChip、TAB、TSV等。

6. 進入版圖設計環(huán)境

通過打包Package功能，以及前向標注等手段將原理圖的連接關系、規(guī)則定義等傳輸?shù)桨鎴D環(huán)境，同時自動調用中心庫的相關Cell放到版圖設計環(huán)境中。

7. 層疊設置

根據(jù)工藝的選擇及設計的復雜程度進行層疊結構的設置，包括層數(shù)以及層疊結構的選擇，是采用1+N+1、2+N+2、m+N+m或者ALIVH等層疊結構。

8. 約束規(guī)則設置

主要包括網絡分類，結構約束規(guī)則、間距約束規(guī)則、電氣約束規(guī)則，高速網絡約束、差分對約束等。

9. 器件布局

主要確定裸芯片的擺放位置。 如果芯片需要放置到腔體里，則需要確定腔體的深度以及是單級還是多級腔體，腔體形狀的繪制等。

10. 引線鍵合、布線和敷銅

主要確定鍵合線的鍵合方式，是單層鍵合線還是多層鍵合線，鍵合線的模型選擇，電源環(huán)的設置；選擇交互式手工布線或自動布線，電源平面層分割，射頻電路設計，埋阻埋容的自動綜合等。

11. 版圖設計檢查

通過檢查可發(fā)現(xiàn)版圖設計中的DRC錯誤并進行修正，確保設計功能的正確性。

12. 設計后仿真

設計后仿真可通過專用接口導出到仿真工具，進行信號完整性、電源完整性及電磁兼容方面的仿真和分析。

13. 設計熱分析

可通過專用接口導入熱分析工具。 通過熱分析，可解決SiP工作中由于芯片功耗過大而發(fā)生的過熱問題，確保產品的穩(wěn)定性和可靠性。

14. 后處理及生產文件

包括Gerber及鉆孔文件的生成，BOM、DXF、IDF、GDSII、ODB++等格式的輸出。

15. 電子結構一體化設計

電子結構一體化主要包括電子和結構的協(xié)同。 而SiP的外殼等數(shù)據(jù)通常需要通過結構設計軟件來確定，如陶瓷封裝的金屬框架、蓋板、塑封的模封，金屬封裝的外殼等。

以上就是SiP系統(tǒng)級封裝的關鍵工藝流程。

SiP系統(tǒng)級封裝的應用市場

SiP（System-in-Package）系統(tǒng)級封裝技術因其能夠實現(xiàn)更高的集成度和性能，以及更小的外形尺寸，已經在多個應用市場中找到了廣泛的應用。以下是SiP系統(tǒng)級封裝的一些主要應用市場：

消費電子產品

消費電子產品，尤其是智能手機、TWS耳機、智能手表等對小型化要求高的產品，是SiP技術的主要應用場景。根據(jù)智研咨詢統(tǒng)計，智能手機占據(jù)SiP下游產品應用的70%，是最主要的應用場景。

移動和消費市場

移動和消費市場是SiP市場的主要細分領域，占2022年總收入的89%，且未來將繼續(xù)主導市場。這個細分市場的動力包括2.5D/3D技術在手機、高端PC和游戲領域的日益普及，以及高端手機設備的高清FO等。

電信和基礎設施市場

電信和基礎設施市場預計將在未來幾年增長20.2%，驅動力包括AI、HPC和網絡領域不斷提高的性能要求。

汽車市場

汽車市場正在以15.3%的年復合增長率增長，驅動力包括汽車電氣化和自動駕駛趨勢，也包括ADAS和LiDAR等應用，這些應用需求更多數(shù)量的傳感器和攝像頭。

工業(yè)控制、智能汽車、云計算、醫(yī)療電子等新興領域

隨著SiP模塊成本的降低、效率的提升、以及制造流程趨于成熟，采用這種封裝方式的應用領域已從消費電子市場領域逐漸滲透拓展至工業(yè)控制、智能汽車、云計算、醫(yī)療電子等諸多新興領域。

總結

綜上所述，SiP系統(tǒng)級封裝技術在消費電子產品、移動和消費市場、電信和基礎設施市場、汽車市場以及工業(yè)控制、智能汽車、云計算、醫(yī)療電子等新興領域都有廣泛的應用，并且隨著技術的不斷發(fā)展和完善，其應用市場還有進一步擴大的趨勢。

先進封裝-SiP系統(tǒng)級封裝芯片清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據(jù)主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

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