先进封装技术丨系统级封装（SiP）和无源集成Passive Integration

更多精彩，请点击👇SMT之家👇关注我，设为 ★星标★

• Outline概述

• Introduction 介绍
• SiP concept & definition SiP的概念和定义
• SiP application areas  SiP应用领域
• SiP & Passive Integration benefits SiP和无源集成的优势
• SiP categories & architectures SiP类别和架构
• Passive Integration for SiP 用于SiP的无源集成

1. LTCC
2. Laminate 层压板
3.  Thin film 薄膜

•  Summary & Conclusions 总结与结论

  
  

• Objectives 目标

• Introduce SiP technologies in current application
  介绍当前应用中的SiP技术
• Review benefits of SiP technology
  审查SiP技术的优势
• Provide examples of SiP applications
  提供SiP应用的例子
• Set out available SiP design routes, design tools
  列出可用的SiP设计路线和设计工具
• Outline future trends in technology & applications
  概述技术和应用的未来趋势
• Provide guidance for engineers embarking on SiP design
  为工程师进行SiP设计提供指导

• Integration Trends  一体化趋势

• SiPdefinitions  SiP定义

• System-in-Package is  a  functional  system  or sub-system assembled into a single package

  系统级封装是一个功能系统或子系统组装成一个单一的系统

• It contains a single die or two or more dissimilar die,  (typically) combined with  other  components such as passive components (resistors, capacitors and  inductors),  passive  networks  (filters,  baluns, antennas)    and/or    mechanical    and/or    optical components (MEMS, MOEMS, photonics devices)

  它包含一个芯片或两个或两个以上不同的芯片，（通常）与其他元件相结合，如无源元件（电阻、电容和电感）、无源网络（滤波器、平衡失调器、天线）和/或机械和/或光学元件（MEMS、MOEMS、光子器件等）

• These components are mounted,embedded and/or integrated together   on   a   substrate   or package  base  to  create  a  customised,  highly integrated product for a given application

  这些组件安装、嵌入和/或集成在基板或封装底座上，为特定应用创建定制的高度集成产品
  

• SiP benefits  SiP的优点

• System-in-Package (SiP)   系统级封装

• Smaller form factor           更小的外形尺寸       

• Flexibility  灵活性

• Faster time-to-market  更快的上市时间

• Lower NRE 

• Mixing of technologies    技术的混合    

• Higher performance  更高的性能     

1. signal propagation  信号传播

2.  power dissipation  功率消耗

3. noise & EMC performance  噪声和EMC性能

• High added value  高附加值

• IPR protection  知识产权保护

• SiP Applications  SiP应用

  
  

  
  

• SMT passivecomponents  SMT无源元件

• On a typical PCB, SMT passives comprise:

  在典型的PCB上，SMT无源器件包括:

• 91% of components

  91%的组件

• 29% of solder joints

  29%的焊点

• 41% of board area

  41%的电路板面积

• per year, ~ 1 trillion passives surface-mounted

  每年-1万亿无源表面安装

• ~ 0.5 cents purchase + 1.3 cents “conversion”

  ~0.5分购买+1.3分“转换”

• Passives numbers growing

• Integrated passives benefits

  集成的无源优点

  
  

•  Improved performance  提高了性能

•  Reduced size & weight (2 to 10 fold) 减少尺寸和重量（2至10折）

•  Higher functional density  更高的功能                       

• Reduced mounted component count    密度减少   

• Reduced costs per function   安装元件数量降低                  

• Reduced wiring demand 每个功能的成本降低布线需求

• Greater SMT throughput  更高的SMT吞吐量                       

• Improved reliability & EMC emissions  提高可靠性和EMC排放   

• Continuous component values   放连续元件值            

• Lead-free technology  无铅技术

• SiPcategories,architectures

•  The first class of SiP categorisation

• 第一类SiP分类
  

•  Active devices 有源器件 

1. Technologies: CMOS, BiCMOS, bipolar, 技术：CMOS、BiCMOS、双极型

2. active device packaging(ifany) 活动设备包装（如果有的话)

3. die placementarchitectures 模具安置结构

4. chip-to-chip and chip-to-next-level interconnection technology
   

• Device packaging categories  设备封装类别

• Bare die  裸片

1. important to use Known Good 使用已知商品的重要性
2. ensures high SiP manufacturing 确保高SiP制造

• Chip Scale Packaged (CSP) die  芯片规模封装（CSP）芯片

1. inherently high KGD level  天生高KGD水平

• Conventionally packaged devices  传统封装器件

1. occasionally 偶然性
2. area and headroom overhead  头顶面积和净空
   
   

• Die placement  architectures  芯片放置结构
  

1. 2-dimensional arrays   二维数组

2. 3-dimensional,stacked die structures  三维堆叠管芯结构

1. die thinning to minimise  stack headroom  模具减薄以最大限度地减少堆叠净空

2. spacers to allow wire  bond access  允许导线接合进入的间隔件

• Chip-to-chip,chip-to-next-level interconnect  

  芯片到芯片、芯片到下一级互连

1. wire bonding  引线键合

2. flip chip and solder ball bonding  倒装芯片和焊球键合

3. Through-Silicon-Vias (TSVs)  过硅通孔（TSV）
   

• The second class of SiP categorisation  第二类SiP分类

1. Passivecomponents  无源组件

• SMT passives  SMT钝化剂

1. standard footprints  标准足迹

2.  issues at 0201, 01005  0201规格和01005规格问题

3. E-series value steps  E系列价值步骤

• IPDs  

1. thin-film on glass, silicon  硅玻璃薄膜

2. etworks, arrays  网络、阵列

3. solder ball, CSP format  锡球，CSP格式

4. quasi continuous values  准连续值

   
   

• The third class of SiP categorisation  第三类SiP分类

1. Mechanicalandopticaldevicestructures  机械和光学设备结构

• MEMS, MOEMS  微机电系统、MOEMS

1. Special packaging needs  特殊包装需求

2. Hermetic sealing   密封

• Optical devices  光学器件

1. Sources, detector devices  源、探测器设备

2. Precision alignment needs  精密对准需求

3. Wave-guide, fibre, lens interfacing  波导，光纤，透镜接口

• The fourth class of SiP categorisation  SiP分类的第四类

1. SiP packaging platformcategories  SiP封装平台类别

1. leadframe  引线框架

2. LTCC  LTCC

3. laminate  层压板

4. thinfilmsubstrate  薄膜基板

• leadframe packaging platform  引线框架封装平台

1.  DFP, QFP, QFN  DFP、QFP和QFN

2. metallicleadframe  金属引线框架

3. lowerpin-count  低引脚数

4. highthermaldissipation SiPs  高散热硅橡胶

• LTCC packaging platform  LTCC封装平台

1. glass-ceramic, laservias, printed conductors  

   玻璃陶瓷，激光通孔，印刷导体

2. laminated&fired  层压和烧制

3. printresolution,shrinkage limitations  打印分辨率，收缩率限制

4. cavitypackageoption  空腔包装选项

5. integrated passivescapability  集成无源能力

• laminate packaging platform  层压包装平台

1. surface mountedorembedded components  表面贴装元件

2. integrated passivescapability  集成无源能力

• thin-filmsubstrate packaging  platform  薄膜基板封装平台

1. SiP package platform  SiP封装平台

2. thin-film interposer  薄膜内插器

3. highdensity integrated passives capability  高密度集成无源器件能力

• SiP packaging platforms  SiP封装平台

• On-chip passives 片上无源器件

• Standard CMOS, BiCMOS, bipolar processes

  标准CMOS、BiCMOS、双极工艺
  

1.  Ls: Q limited by Al metallisation, substrate losses

   Ls:Q受铝金属化和衬底损耗的限制
   

2.  Cs: values limited by low er materials

   Cs:受低ER材料限制的值
   

3.  Rs: accuracy, TCR limited by polysilicon properties

   Rs:精度，受多晶硅特性限制的TCR
   

•  Emerging CMOS, BiCMOS, SoI processes

  新兴的CMOS，BiCMOS工艺
  

1.  Ls: copper BEOL metallisation, thick dielectric layers

   Ls:铜BEOL金属化，厚介电层
   

2. Cs: specific capacitor layers

   Cs:特定电容器层

3.  Rs: specific resistor layers

   Rs:特定电阻层
   

• LTCC passives  LTCC无源

• Substrates  基层
  

  Multilayer glass- ceramic  多层微晶玻璃

• Ls

  thick-film Ag alloy metallisation  厚膜银合金金属化

• Cs

1. glass-ceramic  玻璃陶瓷

2. ferroelectric  铁电

• Rs  遥感

1. Thick-film resistors  厚膜电阻器

2. 10 to 10MW/square  10至10兆瓦/平方米

• Laminate passives  层压钝化

• Substrates  基层
  

• FR4, HDI: panel format  FR4，HDI：面板格式

• Ls

• Cu metallisation  铜金属化

• Cs

1. laminate ~ 0.30nF/cm2  层合板~0.30nF/cm

2. PTF ~ 3nF/cm2

3. CTF ~ 150nF/cm2

• Rs

• Thin-film passives  薄膜钝化剂

• Substrates  底物

  Silicon or glass: wafer or LAP format  硅或玻璃:晶圆或LAP格式

• Ls

  thick Al or Cu metallisation  厚铝或铜金属化

• Cs

1. MIM capacitors to 1nF/mm2  MIM电容器至1nF/mm2

2. Pit capacitors > 80nF/mm2    凹坑电容器>80nF/mm2

• Rs

1. TaN, NiCr, SiCr resistors   氮化钽、镍铬、硅铬电阻器

2. @ ~ 10W - 1KW\square  @~10W-1千瓦平方米

• Conclusions  结论

1. SiP concept & definition introduced  引入SiP概念和定义
   

2. SiP & Passive Integration benefits set out  SiP和无源集成的优势

3. SiP categories & architectures defined  定义的SiP类别和架构

4. Passive Integration for SiP discussed  讨论SiP的无源集成

1. LTCC

2. Laminate  层压板

3. Thin film   薄膜

完结——以下无正文

广告位招商：

招商电话：150 9990 5300

招商微信：SMTDFM

传播真知，赋能智造；

若有帮助，甚是荣幸！

▼点击下方卡片 发现更多美文

你“在看”吗