意见：1 创始人: 网站编辑发布时间：2024-11-21来源：网站
系统级封装（SIP）技术自20世纪90年代初提出以来，已被学术界和工业界广泛接受，并已成为电子技术研究的新焦点和技术应用的主要方向之一，被视为代表电子技术未来的发展方向。作为SIP封装技术的重要组成部分，SIP封装工艺近年来在不断创新中取得了重大进展，并逐步建立了自己的技术体系，值得相关技术行业的技术人员和学者研究和探索。本文从包装工艺的角度全面阐述了SIP包装制造，并对其工艺要点进行了详细分析。
1.引言：使用现有的商用部件，制造成本低；系统级封装（SIP）是指使用不同的技术将不同类型的组件混合在同一个封装中，形成系统集成封装。这个定义是逐渐演变的。起初，无源元件被添加到单芯片封装中（此时，封装形式主要是QFP、SOP等），然后发展为在单个封装中添加多个芯片、层压芯片和无源器件，最后演变为封装形成系统（此时，包装形式主要是BGA和CSP）。SIP是多芯片封装（MCP）进一步发展的产物，两者的区别在于SIP可以携带不同类型的芯片，芯片可以在它们之间访问和交换信号，然后在系统规模上具有一定的功能；MCP中堆叠的多个芯片通常是同一类型的，芯片之间无法访问和交换的存储器是支柱，通常是多芯片存储器由于使用现有的商业组件，制造成本降低设计和工艺更具灵活性；
2.SIP封装概述：-设计和工艺更具灵活性；系统级封装（SIP）技术自20世纪90年代初提出以来，已被学术界和工业界广泛接受，经过十多年的发展，已成为电子技术研究的新热点和技术应用的主要方向之一，被认为代表了未来电子技术的发展方向之一。
1.引线键合封装工艺
实现电子系统功能通常有两种方式：一种是片上系统（SOC），即在单个芯片上实现电子系统的功能；另一种是系统级封装（SIP），它通过封装实现整个系统的功能。从学术角度来看，这是两条技术路线，就像单片集成电路和混合集成电路一样，每一条都有自己的优势和应用市场，在技术和应用方面是相辅相成的。从产品角度来看，SOC主要用于周期长的高性能产品，而SIP主要用于周期短的消费品。SIP采用成熟的组装和互连技术，将CMOS电路、GaAs电路、SiGe电路、光电子器件、MEMS器件、电容器、电感器和其他无源元件等各种集成电路集成到一个封装中，以实现整个系统的功能。其主要优点如下：自20世纪90年代初以来，经过几十年的发展，系统级封装（SIP）技术已被学术界和工业界广泛接受，并已成为电子技术研究中技术应用的新热点和主要方向之一，被认为代表了未来电子技术发展的方向之一。根据当前行业中SIP的设计类型和结构，SIP可分为三类。
2.引线键合
-产品上市时间短；堆叠式SIP是一种使用物理方法将两个或多个芯片物理堆叠在一个封装中进行封装的封装。清洁的重要作用之一是提高膜的附着力，例如在Si基板上沉积Au膜，并用Ar等离子体处理碳氢化合物和其他污染物的表面，这显著提高了Au的附着力。等离子体处理后，基板表面会留下一层含氟化物的灰色物质，可以用溶液去除。同时，清洁也有助于提高表面附着力和润湿性。
-设计和工艺更具灵活性；3.3 3D SIP是一种基于2D封装的封装，它将多个裸芯片、封装芯片、多个芯片甚至晶片堆叠在一起，形成三维封装，也称为堆叠式3D封装。目前，行业中使用的球类种植方法有两种：“焊膏“+”焊球“和”通量“焊膏”+“焊球”植球法被公认为业内最佳的标准植球法，这种方法植入的球具有良好的可焊性和光泽，在锡熔化过程中不会出现焊球偏置现象，更容易控制，具体方法是先将焊膏印刷在BGA的焊盘上，然后使用植球机或丝网印刷在其上添加一定尺寸的焊球，此时焊膏的作用是粘附在焊球上，并在加热时使焊球的接触面更大，从而使焊球加热更快、更全面。它使焊球在焊接后更好地焊接到焊盘上，并降低了虚拟焊接的可能性。
-将不同类型的电路和组件集成在一起相对容易实现。
3.SIP封装工艺：根据芯片和基板之间的连接，SIP封装工艺可分为两种类型：引线键合封装和倒装焊接。为了提高生产率和节约材料，大多数SIP组装都是以阵列组合的形式进行的，在成型和测试过程完成后，阵列组合被分成单独的部分。分割可以锯切或冲压工艺，锯切工艺更灵活，不需要很多专用工具，冲压工艺具有更高的生产效率和更低的成本，但需要使用专用工具。
系统级封装（SIP）技术自20世纪90年代初提出以来，已被学术界和工业界广泛接受，成为电子技术研究的新热点和技术应用的主要方向之一，被认为是未来电子技术的发展方向之一。
1.引线键合封装工艺：晶圆→晶圆薄化→晶圆切割→管芯键合→引线键合→等离子清洗→液体密封剂，灌封→焊球组件→，回流焊→，表面标记→分离、最终检查→测试→包装→最终检验测试包装。
2.为电子设计人员设计芯片的电源/接地分布提供了更多便利；在工艺方面，SIP封装有两个过程：引线键合封装和倒装焊接。引线键合包装涉及一系列过程，从晶片处理到最终封装，每个过程都有自己的技术要点，如满足管芯组装要求的管芯减薄、引线规格和键合技术。倒装焊接工艺克服了引线键合的一些问题，并具有许多优点，例如克服了焊盘中心距离的限制，提供了更多的设计便利性，改善了信号传输，优异的热性能和高可靠性。
然而，SIP也存在技术难题。在电路设计中，3D芯片封装涉及多芯片堆叠，这将带来芯片堆叠方法、多层基板布线、迹线间距、等长差分对设计等问题。
4.SIP包类型：
1.光盘减薄光盘减薄是指从光盘背面使用机械或化学机械（CMP）研磨，将光盘减薄到适合包装的程度。由于圆盘尺寸的增加，圆盘的厚度也在增加，以提高圆盘的机械强度，防止加工过程中变形和开裂。然而，随着系统逐渐变薄变短，芯片封装后模块的厚度变薄，因此在封装前必须将光盘的厚度减小到可接受的程度，以满足芯片组件的要求。
根据当前行业中SIP的设计类型和结构，SIP可分为三类。圆盘切割，圆盘变薄可以切块。旧的切割机是手动操作的，而大多数切割机现在都是全自动的。无论是部分划线还是完全切割晶圆，现在都使用锯片，因为它可以产生整齐的边缘和很少的切屑和撕裂。
SIP4.1.3已切割的管芯键合芯片放置在框架的中间焊盘上。焊盘尺寸需要与芯片尺寸相匹配，如果焊盘尺寸太大，会导致引线跨度太大，引线会弯曲，芯片会因传递模塑过程中流动产生的应力而移位。放置方法可以用软焊料（Pb-Sn合金，特别是含安合金）、Au-Si共晶合金等焊接到基板上，塑料包装中最常见的方法是使用聚合物粘合剂粘贴到金属框架上。
5.包装的基材
1.这种封装是在同一封装基板上以二维模式逐一排列芯片，并将其封装在一个封装中。用于引线键合的塑料封装中的引线主要是金线，直径一般为0.025mm-0.032mm，引线长度通常在1.5mm-3mm之间，而弧形环的高度可以比芯片所在的平面高0.75mm。就结构而言，基板材料可分为两类：刚性基板材料和柔性基板材料。刚性基板材料应用广泛，一般的刚性基板材料主要是覆铜板。它由增强材料制成，浸渍树脂粘合剂，干燥，切割并堆叠成坯料，然后覆盖一层导电性高、可焊性好的纯铜箔，用作钢板模具，在热压下进行高温高压成型。
2.堆叠式SIP粘接技术包括热压焊接、热超声焊接等。这些技术的优点是易于形成球形（即焊球技术），并且能够防止金线氧化。为了降低成本，铝、铜、银和钯等其他金属线也在研究中，以取代金线键合。热压焊接的条件是两种金属的表面紧密接触，通过控制时间、温度和压力将两种金属连接起来。粗糙（不平整）的表面、氧化层的形成、化学污染、吸湿等，都会影响粘接效果，降低粘接强度。热压焊接的温度在300℃之间°C-400°C、 时间一般为40ms（通常，对于寻找键合位置等程序，键合速度为每秒两根线）。超声波焊接的优点是它可以避免高温，因为它使用20kHz-60kHz的超声波振动来提供焊接所需的能量，因此焊接温度可以稍微降低。使用热能和超声波能量进行粘合被称为热超声波焊接。与热压焊接相比，热超声焊接的最大优点是结合温度从350°C至约250°C（有些人认为100°C-150°可以使用C条件），这可以大大降低Au-Al金属间化合物在铝焊盘上形成的可能性，延长器件的寿命，并减少电路参数的漂移。引线键合的改进主要是由于需要越来越薄的封装，其中一些封装的厚度仅为0.4mm左右。因此，引线回路从一般的200减少m米-300mm到100m米-125mm、 因此引线张力非常大并且非常紧。此外，基板上的引线焊盘周围通常有两根环形电源/地线，金线和导线之间的最小间隙必须>625mm以防止在键合过程中与它短路，键合引线必须具有高线性和良好的弧形。
3.包装基板的制造工艺
这种类型的封装是一种将两个或多个芯片物理地组合在一个封装中的封装。清洁的一个重要作用是提高薄膜的附着力，例如，在Si基板上沉积Au薄膜时，用Ar等离子体处理碳氢化合物和其他污染物的表面后，Au的附着力可以显著提高。等离子体处理过的基质表面留下一层含氟化物的灰色物质，可以用溶液去除。同时，清洁也有助于提高表面附着力和润湿性。作为一种贵金属，金具有可焊性好、抗氧化、耐腐蚀、接触电阻小、合金耐磨性好等优点
4.3D SIP将模具安装和引线键合的框架带放入模具中，在预热炉中加热模具化合物的预成型块（预热温度在90°C和95°C） 并将它们放置在传递模塑机的传递罐中。在传送活塞的压力下，模料被挤出到浇口中，并通过浇口注入模腔（模具温度保持在170℃左右°C-175°C贯穿整个过程）。成型材料在模具中快速固化，经过一段时间的保压后，模块达到一定的硬度，然后用推杆将模块弹出，成型过程完成。对于大多数模塑料，在模具中保持压力几分钟后，模块足够硬，可以喷射，但聚合物的固化（聚合）并不完全。由于材料的聚合度（固化度）强烈影响材料的玻璃化转变温度和热应力，因此促进材料的固化以达到稳定状态非常重要，这对提高器件的可靠性非常重要，后固化是提高成型材料聚合度的必要工艺步骤，一般后固化条件为170℃°C-175°C、 2小时至4小时。
组装焊球电镀是指在溶液中借助外部直流电的电解反应，即导体（如金属）的表面利用金属或合金层。电镀分为电镀硬金和软金工艺，镀硬金和软金的工艺基本相同，槽液的成分基本相同，区别在于在硬金槽中加入了一些微量金属镍或钴或铁等元素，因为电镀过程中镀金属的厚度和成分易于控制，平整度极佳，因此在使用键合工艺对包装基板进行表面处理时，通常使用电镀镍金工艺，铝线的键合通常由硬金制成，金线的键合一般由软金制成。无论是化学镀镍金还是电镀镍金，结合质量的关键在于镀层和表面的结晶是否被污染，以及所需的镍金厚度。
5.这种封装是基于2D封装，多个裸芯片、封装芯片、多个芯片甚至光盘以堆叠的方式相互连接，形成三维封装，也称为堆叠式3D封装。目前，工业上使用的植球方法有两种：“焊膏”+“焊球”和“助焊剂”+“锡球”。"左侧粘贴“+焊球”造球法被公认为业内最佳的标准植球法，用这种方法植入的球具有良好的可焊性和光泽，在锡熔化过程中不会出现焊球偏斜现象，更容易控制，具体方法是印刷焊膏首先在BGA的焊盘上，然后使用植球机或丝网印刷在其上添加一定尺寸的焊球，然后焊膏起到粘附焊球的作用，并在加热时使焊球的接触面更大，从而更快、更全面地加热焊球。它使焊球在焊接后更好地焊接到焊盘上，并降低了虚拟焊接的可能性。SiP是各种功能芯片的组合，包括处理器、存储器和其他功能芯片在一个封装中，从而实现基本完整的功能。对应于SOC（片上系统）。不同之处在于，系统级封装是一种并排或叠加使用不同芯片的封装方法，而SOC是一种高度集成的芯片产品。
6.SIP包装的工艺技术：标记是在包装模块的顶面打印不易擦除且字迹清晰的字母和徽标，包括制造商信息、国家、设备代码等，主要用于识别和跟踪。编码的方法有很多，其中最常用的是印刷方法，包括油墨印刷和激光印刷。
6.更多摩尔VS更多摩尔——SoC和SiP-SiP之间的比较是超越摩尔定律的重要实现路径。众所周知的摩尔定律已经发展到了现在的阶段，它将走向何方？行业有两条路径：一条是按照摩尔定律继续发展，走这条路径的产品是CPU、内存、逻辑器件等，占整个市场的50%。此外，超越摩尔定律的摩尔路线，芯片的发展已经从盲目追求降低功耗和提高性能转变为更务实地满足市场需求。这些产品包括模拟/RF设备、无源元件、电源管理设备等，约占剩余市场的50%。
SiP是超越摩尔定律的重要实现路径。摩尔定律发展至今，其后续方向仍是个谜。业界有两条路：一条是继续遵循摩尔定律，CPU、内存、逻辑器件等产品走这条路，占整个市场的50%。二是超越摩尔定律的超越摩尔路线，芯片的发展已经从单纯追求降低功耗和提高性能转变为更符合市场需求。该领域的产品包括模拟/RF设备、无源元件、电源管理设备等，约占剩余50%的市场份额。SoC与SIP非常相似，两者都将系统与逻辑组件、内存组件甚至无源组件组合在一个单元中。从设计的角度来看，SoC是一个高度集成的系统，系统所需的组件都集成在单个芯片上。SiP是一种单一的标准封装，从封装的角度来看，它通过并排或叠加放置不同的芯片，将具有不同功能的多个有源电子元件与可选的无源元件和其他器件（如MEMS或光学器件）组合在一起。
基于这两条路径，出现了两种产品：SoC和SiP。SoC是摩尔定律不断发展的产物，而SiP是实现超越摩尔定律的关键路径。两者都旨在实现芯片级系统的小型化和小型化。从封装发展的角度来看，由于电子产品在体积、处理速度或电气特性方面的需求，SoC已被确立为未来电子产品设计的关键和发展方向。然而，近年来，SoC的生产成本越来越高，经常遇到技术障碍，导致SoC发展出现瓶颈，这反过来又使SiP的发展越来越受到业界的重视。
SoC和SIP非常相似，因为它们将系统与逻辑、存储器甚至无源组件组合在一个单元中。从设计角度来看，SoC与系统所需的组件高度集成在单个芯片中。从封装的角度来看，SiP采用不同芯片并排或叠加的封装方法，优先将多个具有不同功能的有源电子元件与可选的无源元件以及MEMS或光学器件等其他器件组装在一起，以实现具有特定功能的单一标准封装。摩尔定律确保芯片性能持续提高。众所周知，摩尔定律是半导体行业发展的“圣经”。在硅基半导体上，晶体管的特征尺寸减半，性能每18个月翻一番。在提高性能的同时，降低了成本，这为半导体制造商提供了足够的动力来实现半导体特征尺寸的减小。其中，处理器芯片和存储芯片是最符合摩尔定律的两种芯片。就英特尔而言，每一代产品都完美地遵循摩尔定律。在芯片层面，摩尔定律推动了性能的提升。
在集成方面，一般来说，SoC只集成AP等逻辑系统，而SIP集成AP+移动DDR，在某种程度上，SIP=SoC+DDR，随着未来集成度的提高，eMMC也很可能集成到SIP中。SIP是解决系统束缚的赢家或输家。将多个半导体芯片和无源元件封装在同一芯片中，形成一个系统级芯片，而不是使用PCB板作为载体连接承载芯片，可以解决PCB本身固有缺陷造成的系统性能瓶颈问题。在处理器和存储芯片的情况下，SiP中的内部迹线密度可以远高于PCB，从而解决了PCB线宽造成的系统瓶颈。例如，由于存储芯片和处理器芯片可以通过通孔连接在一起，因此它们不再受PCB线宽的限制，从而可以在接口带宽中增加数据带宽。
从封装发展的角度来看，由于电子产品在体积、处理速度或电气特性方面的要求，SoC已被确定为未来电子产品设计的关键和发展方向。然而，近年来，SoC的生产成本一直在上升，技术问题频繁出现，导致SoC发展出现瓶颈，因此SiP的发展越来越受到业界的关注。SiP工艺分析
7.SiP——超越摩尔定律2.1的必然选择路径。引线键合封装工艺
摩尔定律确保芯片性能持续提高。众所周知，摩尔定律堪称半导体产业发展的“圣经”。在硅基半导体上，晶体管特征尺寸每18个月减半，性能翻倍。性能的提高伴随着成本的降低，这给了半导体制造商足够的动力来缩小半导体特征的尺寸。其中，处理器芯片和存储芯片是遵循摩尔定律最多的两种芯片。例如，英特尔在每一代产品中都完美地遵循了摩尔定律。在芯片层面，摩尔定律推动了性能的提升。晶圆→晶圆减薄→晶圆切割→芯片键合→引线键合→等离子清洗→液体密封剂、灌封→组装、焊接、焊球→回流焊接→表面标记→分离→最终检查→测试→封装。
PCB板不遵循摩尔定律，这是整体系统性能提升的瓶颈。与芯片尺寸的缩小相反，PCB板多年来没有太大变化。例如，十年前，PCB主板的标准最小线宽为3密耳（约75微米），今天仍然是3密耳，进展甚微。毕竟，PCB并不遵循摩尔定律。由于PCB的局限性，整个系统的性能提升遇到了瓶颈。例如，由于PCB线宽不变，处理器和存储器之间的连接密度也不变。换句话说，当处理器和存储器封装的大小基本相同时，处理器和存储器外壳之间的连接数量不会发生显著变化。内存带宽等于内存接口位宽乘以内存接口工作频率，内存输出位宽等于处理器和内存之间的连接数量，这个值受到PCB板工艺的限制，十年来一直是64bit，因此增加内存带宽只能增加内存接口工作频率，这限制了整个系统的性能提升。光盘减薄是指从光盘背面进行机械或化学机械（CMP）研磨，使其适合包装。随着圆盘的尺寸越来越大，圆盘的厚度也在增加，以提高圆盘的机械强度，防止加工过程中变形和开裂。然而，随着系统朝着轻、薄、短的方向发展，芯片封装后模块的厚度越来越薄，因此在封装前必须将光盘的厚度减小到可接受的程度，以满足芯片组装的要求。
SIP是解决系统约束的关键。将多个半导体芯片和无源元件封装在同一芯片中，形成片上系统，不再使用PCB板作为载体承载芯片连接，可以解决PCB自身缺陷造成的系统性能瓶颈问题。以处理器和存储芯片为例，系统级封装的内部迹线密度远高于PCB，可以解决PCB线宽造成的系统瓶颈。例如，存储芯片和处理器芯片可以通过通孔连接，通孔不再受PCB线宽的限制，从而可以在接口带宽中增加数据带宽。圆盘变薄后，可以切块。旧的切割机是手动操作的，而大多数切割机现在都是全自动的。无论是部分划线还是完全切割晶圆，现在都使用锯片，因为它边缘整齐，几乎没有碎屑和撕裂。
我们认为，SiP不仅仅是将芯片集成在一起。SiP还具有开发周期短、功能多、功耗低、性能好、成本低、体积小、重量轻等优点，可以概括如下：将切割的芯片放置在框架的中间焊盘上。焊盘的尺寸应与芯片的尺寸相匹配，如果焊盘尺寸太大，会导致引线跨度太大，引线会弯曲，芯片会因传递模塑过程中流动产生的应力而移位。放置可以通过用软焊料（Pb-Sn合金，特别是含Sn的合金）、Au-Si共晶合金等焊接到基板上来完成，塑料包装中最常见的方法是使用聚合物粘合剂附着到金属框架上。
8.SiP工艺分析
塑料包装中使用的引线主要是金线，其直径一般为0.025mm~0.032mm。引线的长度通常在1.5mm~3mm之间，圆弧的高度可以比芯片所在的平面高0.75mm。
光盘减薄是指从光盘背面进行机械或化学机械（CMP）研磨，使光盘适合包装。随着圆盘尺寸的增加，为了提高圆盘的机械强度，防止加工过程中变形和开裂，其厚度也会增加。然而，随着系统朝着轻、薄、短的方向发展，芯片封装后的模块厚度越来越薄，因此在封装前必须将光盘的厚度减小到可接受的程度，以满足芯片组装的要求。2.2. 翻转焊接工艺
圆盘切割（1）倒装焊接技术克服了引线键合焊盘中心距离限制的问题；
圆盘变薄后可以切块。旧的切割机是手动操作的，但现在一般的切割机都是全自动的。锯子现在既可用于部分划片，也可用于完全划片，因为它们边缘整齐，碎屑和撕裂很少。（3） 通过缩短互连长度和减少RC延迟，它为高频和大功率器件提供了更完整的信号；
芯片键合（5）具有高可靠性，由于芯片下填料的作用，封装的抗疲劳寿命得到了提高；
切割好的模具被放置在框架中间的衬垫上。焊盘尺寸需要与芯片尺寸相匹配，如果焊盘尺寸太大，会导致引线跨度太大，流动产生的应力会导致引线在传递模塑过程中弯曲和芯片位移。安装方法可以用软焊料（如Pb-Sn合金，特别是含Sn合金）、Au-Si共晶合金等焊接到基板上，塑料封装中最常见的方法是将聚合物粘合剂粘贴到金属框架上。以下是倒装焊接的过程（与引线键合相同的工艺部分不单独描述）：光盘→焊盘重新分布→光盘减薄、凸块→光盘切割→倒装键合、底部填充→封装→组装焊球→回流焊接→表面标记→分离→最终检查→测试→包装。
引线键合为了增加引线间距并满足倒装焊接工艺的要求，引线键合需要重新分配芯片的引线。
塑料封装中使用的大多数引线都是金线，直径为0.025mm-0.032mm，引线长度为1.5mm-3mm，弯曲圆高度比芯片所在平面高0.75mm。焊盘重新分布完成后，需要在芯片上的焊盘上添加凸块，焊料凸块制造技术可以是电镀、化学镀、蒸发、球放置和焊膏印刷。目前，电镀仍然是应用最广泛的，其次是焊膏印刷。
粘接技术包括热压焊接、热超声焊接等。这些技术的优点是它们易于形成球形（即焊球技术）并防止金线氧化。为了降低成本，我们还在研究使用铝、铜、银和钯等金属线来代替金线键合。恒温焊接要求两个金属表面紧密接触，通过控制时间、温度和压力将两种金属连接起来。粗糙（不平整）的表面、氧化层的形成、化学污染、吸湿等，都会影响粘接效果，降低粘接强度。热压焊接温度为300°C-400°C、 时间一般为40ms（通常，通过查找键合位置等程序，键合速度为每秒两根线）。超声波焊接的优点是避免了高温，它利用20kHz至60kHz的超声波振动来提供焊接所需的能量，从而降低了焊接温度。使用热能和超声波能量进行粘合被称为热超声波焊接。与热压焊接相比，热超声焊接的最大优点是结合温度从350°C至约250°C（有些人认为100°C-150°可以使用C条件），这可以大大降低Au-Al金属间化合物在铝焊盘上形成的可能性，延长器件寿命，减少电路参数漂移。引线键合的改进源于对越来越薄的封装的需求，其中一些封装的厚度仅为0.4mm左右。因此，引线回路从一般的200减少m米-300mm到100m米-125mm、 从而引线张力增加并且非常紧。此外，基板上的引线焊盘周围通常有两根环形电源/地线，键合线和金线之间的最小间隙必须>625mm以防止键合过程中的短路，这需要键合引线的高线性和良好的弧形。在整个芯片键合表面上以网格阵列的形状排列焊料凸块后，以倒置的方式将芯片安装在封装基板上，并将凸块电连接到基板上的焊盘，用围绕周边布置的端子取代WB和TAB的连接方法。倒装键合后，使用环氧树脂填充芯片和基板，这减少了施加在凸块上的热应力和机械应力，与不填充相比，可靠性提高了1到2个数量级。
9.等离子体清洗的重要作用之一是提高膜的附着力，例如，在Si基板上沉积Au膜并用Ar等离子体处理表面上的碳氢化合物和其他污染物后，Au的附着力显著提高。等离子体处理过的基质表面留下一层含氟化物的灰色物质，可以用溶液去除。同时，清洁也有助于提高表面附着力和润湿性。使用最广泛的无线通信领域。SiP是无线通信领域中应用最早、应用最广泛的技术。在无线通信领域，对功能传输效率、噪声、体积、重量和成本的要求越来越高，迫使无线通信朝着低成本、便携、多功能和高性能的方向发展。SiP是一种理想的解决方案，它结合了现有核心资源和半导体生产工艺的优势，以降低成本和上市时间，同时克服了SOC的挑战，如工艺兼容性、信号混合、噪声干扰和电磁干扰。手机中的射频功率放大器集成了频率功率放大器、功率控制和收发器转换开关的功能，完全在SiP中解决。
液体密封剂灌封医疗电子产品需要可靠性和小尺寸的结合，同时结合功能和寿命。该领域的典型应用是植入式电子医疗设备，如胶囊内窥镜。内窥镜由光学透镜、图像处理芯片、射频信号发射器、天线、电池等组成。其中，图像处理芯片是数字芯片，射频信号发射器是模拟芯片，天线是无源器件。将这些器件集中在单个SiP中完美地满足了性能和小型化要求。
将模具安装和引线键合的框架带放置在模具中，在预热炉中加热模塑料的预成型块（预热温度在90°C和95°C） 并放置在传递模塑机的传递罐中。在传递成型活塞的压力下，模塑料被挤出到浇口中，并通过浇口注入模腔（模具温度保持在170℃左右°C-175°C贯穿整个过程）。成型材料在模具中快速固化，经过一段时间的压力，模块达到一定的硬度，然后用推杆将模块弹出，成型过程完成。对于大多数模塑料，在模具中保持压力几分钟后，模块足够硬，可以喷射，但聚合物的固化（聚合）并不完全。由于材料的聚合度（固化度）强烈影响材料的玻璃化转变温度和热应力，因此促进材料的固化以达到稳定状态以提高器件的可靠性非常重要，后固化是提高成型材料聚合度的必要工艺步骤，一般后固化条件为170℃°C-175°C、 2小时至4小时。SiP在其他消费电子产品中也有许多应用。这包括ISP（图像处理芯片）、蓝牙芯片等。ISP是数码相机、扫描仪、相机、玩具等电子产品的核心设备，它通过光电转换将光信号转换为数字信号，然后实现图像处理、显示和存储。图像传感器包括一系列不同类型的组件，如CCD、COMS图像传感器、接触式图像传感器、电荷加载器件、光学二极管阵列、非晶硅传感器等，SiP技术无疑是一种理想的封装技术解决方案。
液体密封胶灌封军用电子产品具有高性能、小型化、多品种、小批量的特点，SiP技术符合军用电子的应用需求，因此在该技术领域具有广泛的应用市场和发展前景。SiP产品涉及卫星、运载火箭、飞机、导弹、雷达、超级计算机等军事装备，最典型的应用产品是各种频段的收发器组件。
目前，行业中使用的植球方法有两种：“焊膏”+“焊球”和“通量粘贴“+”焊球焊膏“+”焊球“造球法是业内公认的最佳标准造球法，用这种方法种植的球具有良好的可焊性和良好的光泽，在锡熔化过程中不会出现焊球偏置，易于控制。具体方法是先将焊膏印刷在BGA的焊盘上，然后用植球机或丝网印刷添加一定尺寸的焊球，此时焊膏起到粘附在焊球上的作用，加热时，焊球的接触面更大，使焊球加热更快、更全面，使焊珠和焊盘在熔化后具有更好的焊接性。降低虚拟焊接的可能性。手机的薄型化导致了对SiP的需求增加。手机是SiP封装的最大市场。随着智能手机变得更薄更轻，对SiP的需求自然会上升。从2011年到2015年，各品牌手机的厚度一直在缩小。变薄自然会对组装部件的厚度提出越来越高的要求。以iPhone 6s为例，PCB的使用已经大大减少，许多芯片组件都将采用SiP模块，而iPhone 8可能是苹果第一款在整机中使用SiP的手机。这意味着iPhone 8可以做得更薄更轻，另一方面，将有更多空间用于其他功能模块，如更强大的摄像头、扬声器和电池。
除了手表，苹果手机中使用的SiP数量也在逐渐增加。列表包括：触摸芯片、指纹识别芯片、RFPA等。
标记是在包装模块的顶面打印字母和徽标，字迹清晰，包括制造商信息、国家、设备代码等，主要用于识别和跟踪。编码方法有很多，其中最常用的是印刷方法，包括油墨印刷和激光印刷。SiP封装中也提供指纹识别功能。从iPhone 5开始，传感器和控制芯片被封装在一起，采用类似的技术。
根据苹果的习惯，所有成熟的技术都会传给下一代，我们判断即将推出的苹果iPhone7将采用更多的SiP技术，而未来的iPhone7和iPhone8将更加全面，在更大程度上使用SiP技术来实现内部空间的压缩。
为了提高生产效率和节约材料，大多数SIP组装都是以阵列组合的形式进行的，在成型和测试过程完成后，将阵列组合划分为单独的设备。分割和分割可以锯切或冲压工艺，锯切工艺灵活，不需要太多的专用工具；冲压过程具有很高的生产率和成本效益，但需要专门的工具。由于集成电路器件的封装从单一元件的发展进入了多元件的集成，随着产品效率的提高和对轻、薄、低耗的需求，它进入了封装集成的新阶段。在这一发展方向的指引下，与电子行业相关的两个新主流已经形成：片上系统（SoC）和系统级封装（SIP）。
10.倒装焊接工艺SoC是从设计的角度来看的，即将系统所需的组件高度集成到芯片中。
与引线键合相比，倒装焊接工艺具有以下优点：构成SIP技术的组件是封装载体和组装工艺，包括PCB、LTCC、Silicon Submount（本身也可以是IC），以及组装工艺，其中包括传统的封装工艺（引线键合和倒装芯片）和SMT设备。无源元件是SIP的重要组成部分，如传统的电容器、电阻器、电感器等，其中一些可以与载体集成，而另一些如高精度、高Q值和高值的电感器和电容器则通过SMT组装在载体上。
（1） 翻转焊接技术克服了引线键合焊盘中心距离有限的问题；从封装发展的角度来看，由于电子产品在体积、处理速度或电气特性方面的需求，SoC已被确立为未来电子产品设计的关键和发展方向。然而，近年来，随着SoC的生产成本越来越高，技术障碍频繁出现，导致SoC发展出现瓶颈，这反过来又使SIP的发展越来越受到业界的重视。
（2） 为电子设计人员设计芯片的电源/接地分布提供更多便利；SIP封装技术使用各种裸芯片或模块进行排列和组装，如果排列方式不同，大致可分为平面2D封装和3D封装结构。与2D封装相比，使用堆叠式3D封装技术可以增加使用的晶片或模块的数量，从而增加可以在垂直方向上放置的层数，进一步增强SIP技术的功能集成能力。另一方面，内部键合技术可以是简单的引线键合、倒装芯片键合或两者的组合。
（3） 通过缩短互连长度和减少RC延迟，它为高频和大功率器件提供了更完整的信号；SIP的技术难点
（4） 散热性能优异，散热片可安装在芯片背面；对于电路设计，3D芯片封装将有多个管芯堆叠，如此复杂的封装设计将带来许多问题：例如如何在一个封装中堆叠多个芯片；另一个例子是，复杂的布线需要多层基板，用传统工具很难布置布线；还存在迹线间距、等长设计、差分对设计等问题
（5） 可靠性高，由于芯片下填料的作用，提高了封装的抗疲劳寿命；SIP在满足不同领域的需求方面显示出了独特的优势，但它也面临着一些需要克服的技术困难。
从应用领域来看，SiP是无线通信领域的理想解决方案，它克服了SOC的许多困难，具有多种优势，例如手机中与RF功率放大器相关的功能完全在SiP中解决。在医疗电子领域，不同类型的芯片，如胶囊内窥镜，都集中封装在SiP中，以满足性能和小型化要求。在其他消费电子产品中，如ISP、蓝牙芯片等，SiP也是一种理想的封装技术。由于军用电子产品的特点，SiP技术也具有广阔的应用前景。从iPhone 6s到iPhone 8，SiP的应用一直在深化，触摸芯片、指纹识别芯片等也在SiP封装中使用，这一趋势将在未来的iPhone机型中继续进行。
在工艺方面，SIP封装有两个过程：引线键合封装和倒装焊接。引线键合包装涉及一系列过程，从晶圆处理到最终封装，每个过程都有自己的技术要点，如满足管芯组装要求的管芯减薄、引线规格和键合技术。倒装焊接工艺克服了引线键合的一些问题，并具有许多优点，例如克服了焊盘中心距离的限制，提供了更多的设计便利性，改善了信号传输，优异的热性能和高可靠性。
然而，SIP也存在技术难题。在电路设计中，3D芯片封装涉及多芯片堆叠，这将带来芯片堆叠方法、多层基板布线、迹线间距、等长差分对设计等问题。
综上所述，SiP作为超越摩尔定律的重要实现路径，在许多领域得到了广泛的应用，具有多种优势，但在发展过程中也面临着一些需要不断解决和优化的技术挑战。
SIP在满足不同领域的需求方面显示出了独特的优势，但它也面临着一些需要克服的技术困难。
在应用领域方面，SiP是无线通信领域的理想解决方案，它克服了SOC的许多困难，具有多种优势，例如手机中与RF功率放大器相关的功能完全在SiP中解决。在医疗电子领域，不同类型的芯片，如胶囊内窥镜，都集中封装在SiP中，以满足性能和小型化要求。在其他消费电子产品中，如ISP蓝牙芯片等。，SiP也是一种理想的封装技术。由于军用电子产品的特点，SiP技术也具有广阔的应用前景。从iPhone 6s到iPhone 8，theSiP的应用一直在深化，触摸芯片、指纹识别芯片等也在SiP封装中使用，这一趋势将在未来的iPhone机型中继续进行。
总之，SiP作为超越摩尔定律的重要实现路径，在许多领域得到了广泛的应用，具有多种优势，但在发展过程中也面临着一些需要不断解决和优化的技术挑战。
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