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浅析后摩尔时代的SiP系统级封装
2023-12-15

在当前后摩尔时代,Sip系统级封装(System-in-Package)技术崭露头角,通过将多个裸片(Die)和无源器件融合在单个封装体内,实现了集成电路封装的创新突破。这项技术为芯片成品增加了显著的集成度,有效减小产品体积,并在降低功耗方面取得了一定的成果。

具体而言,SiP系统级封装技术将处理芯片、存储芯片、被动元件、连接器、天线等多功能器件整合在同一基板上,通过精密的键合和封装过程,创造了一个外观类似单一芯片的模块。尽管仍呈现芯片状,但这一模块实现了多颗芯片协同工作的强大功能。这种创新性的系统级封装不仅大幅降低了PCB的使用面积,同时减少了对外围器件的依赖。更为重要的是,SiP系统级封装为设备提供了更高的性能和更低的能耗,使得电子产品在紧凑设计的同时仍能实现卓越的功能表现

据Yole报告,2022年,SiP系统级封装市场总收入达到212亿美元。受5G、人工智能、高性能计算、自动驾驶和物联网等细分市场的异构集成、芯粒、封装尺寸和成本优化等趋势的推动,预计到2028年,SiP系统级封装市场总收入将达到338亿美元,年复合增长率为8.1%。

SiP系统级封装作为一种集成封装技术,在满足多种先进应用需求方面发挥着关键作用。以其更小、薄、轻和更多功能的竞争力,为芯片和器件整合提供了新的可能性,目前其主要应用领域为射频/无线应用、移动通信、网络设备、计算机和外设、数码产品、图像、生物和MEMS传感器等。

固晶贴片机(Die bonder),是封装过程中的芯片贴装(Die attach)的核心设备。随着SiP系统级封装、3D封装等先进封装的普及,对固晶机设备在性能方面提出了更高的需求。这些需求主要包括以下几个方面:

1、精度:先进封装对于精度的要求非常高,因为封装中的芯片和其他器件的尺寸越来越小,而封装密度却越来越大。因此,固晶设备需要具备高精度的定位和控制能力,以确保每个芯片都能准确地放置在预定的位置上。

2、速度:先进封装的生产效率对于封装成本和产品竞争力有着重要影响。因此,固晶设备需要具备高速度的生产能力,以提高生产效率并降低成本。

3、良品率:先进封装的制造过程中,任何一个环节的失误都可能导致整个封装的失败。因此,固晶设备需要具备高良品率的生产能力,以确保封装的质量和可靠性。

4、稳定的力控制:在固晶过程中,需要对芯片施加一定的压力以确保其与基板之间的良好连接。然而,过大的压力可能导致芯片损坏,而过小的压力则可能导致连接不良。因此,固晶设备需要具备稳定的力控制能力,以确保施加在芯片上的压力恰到好处。

5、温度场及变形的控制:在固晶过程中,温度的变化和基板的变形都可能影响芯片的位置和连接质量。因此,固晶设备需要具备对温度场和基板变形的控制能力,以确保在整个固晶过程中温度和变形的稳定。

博众半导体星驰系列固晶贴片机是面向多芯片封装的高速高精度设备,实际贴片精度高达±10μm@3σ。采用开放式架构和模块化设计,可提供极致效率的按需定制能力,通过集成了点胶、自动换刀、热压贴合等功能,可最大处理12寸晶圆,兼容多种基板传送方式,满足固晶,Flip chip,SiP等封装工艺。解决了目前SiP封装设备依赖国外进口设备的痛点,在一定程度上填补了国内空白。

2023921


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