一、系統(tǒng)級封裝（SIP）技術(shù)概述

系統(tǒng)級封裝（System in Package，簡稱SIP）技術(shù)是一種先進(jìn)的集成電路封裝技術(shù)，它將多種不同功能的芯片集成在一個(gè)封裝體內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)更高效、更小型化的電子設(shè)備。這種技術(shù)的發(fā)展得益于半導(dǎo)體工藝與新材料水平的不斷提升，是IC產(chǎn)業(yè)鏈中知識(shí)、技術(shù)和方法相互融合的產(chǎn)物。SIP的核心概念在于將原本分散在多個(gè)封裝中的功能模塊整合到一起。

（一）與SOC的區(qū)別

SIP與SOC（System on Chip系統(tǒng)級芯片）相對應(yīng)。不同的是系統(tǒng)級封裝是采用不同芯片進(jìn)行并排或疊加的封裝方式，而SOC則是高度集成的芯片產(chǎn)品。SIP能最大限度地優(yōu)化系統(tǒng)性能、避免重復(fù)封裝、縮短開發(fā)周期、降低成本、提高集成度。對比SoC，SIP具有靈活度高、集成度高、設(shè)計(jì)周期短、開發(fā)成本低、容易進(jìn)入等特點(diǎn)。

（二）封裝形式與組成

• SIP不僅可以組裝多個(gè)芯片，還可以將處理器、DRAM、快閃存儲(chǔ)器與被動(dòng)元件（如電阻器和電容器）、連接器、天線等結(jié)合起來，全部安裝在同一基板上。這意味著，一個(gè)完整的功能單位可以建在一個(gè)多芯片封裝內(nèi)，因此，只需要添加少量的外部元件，就能使其工作。

• 其主流封裝形式是BGA（Ball Grid Array，球柵陣列封裝）。

二、SIP技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

（一）消費(fèi)電子領(lǐng)域

• 智能手機(jī)與可穿戴設(shè)備：蘋果公司是最早將SiP工藝實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品商業(yè)化應(yīng)用的公司之一，其iWatch和iPhone等產(chǎn)品已經(jīng)開始采用SiP模組。SIP技術(shù)可使這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化、高性能和低功耗等要求，滿足消費(fèi)者對于輕薄、多功能設(shè)備的需求。

（二）物聯(lián)網(wǎng)（IoT）領(lǐng)域

• 隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，對小型化、低功耗、高可靠性等要求越來越高，SIP封裝技術(shù)可以滿足這些要求。例如在一些物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)備中，SIP技術(shù)可以將傳感器芯片、通信芯片等集成在一起，減少設(shè)備體積并提高整體性能。

（三）通信領(lǐng)域

• 隨著5G、6G等通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，SIP封裝技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速度和更低的延遲，因此在通信設(shè)備（如基站、路由器等）中受到極大的青睞。它可以集成多種通信功能芯片，優(yōu)化通信設(shè)備的性能。

（四）汽車電子領(lǐng)域

• 在自動(dòng)駕駛等汽車電子領(lǐng)域，對電子設(shè)備的集成度、可靠性和性能要求極高。SIP技術(shù)可以將汽車電子控制單元（ECU）中的多個(gè)芯片集成在一起，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度，同時(shí)滿足汽車電子設(shè)備小型化的需求。

三、SIP技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

（一）生產(chǎn)工藝復(fù)雜

• SIP封裝技術(shù)的生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，其生產(chǎn)成本相對較高。這可能會(huì)限制一些對成本較為敏感的應(yīng)用場景的大規(guī)模采用。

（二）技術(shù)研發(fā)與設(shè)備要求高

• 由于SIP封裝技術(shù)需要使用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，因此其研發(fā)和生產(chǎn)難度也相對較大。例如在晶圓級和板級封裝工藝上新材料的開發(fā)、設(shè)備的選取和工藝流程的創(chuàng)新，行業(yè)內(nèi)還在做新的探索、調(diào)整和改良。

（三）電氣穩(wěn)定性問題

• 高度的縮小化和微型化也帶來了許多與產(chǎn)品電氣穩(wěn)定性相關(guān)的問題。隨著封裝尺寸的不斷縮小，如何確保芯片在集成封裝后的電氣性能（如信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、抗干擾能力等）是一個(gè)挑戰(zhàn)。

四、SIP技術(shù)的發(fā)展前景

（一）市場需求增長

• 物聯(lián)網(wǎng)、通信、人工智能、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的快速發(fā)展對SIP技術(shù)有著持續(xù)的需求，未來市場需求將會(huì)不斷增加。業(yè)界人士認(rèn)為，未來三到五年SiP的市場需求將達(dá)到每年5000億美元以上。

（二）技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)

• 隨著扇出型晶圓級封裝工藝和重新布線技術(shù)（RDL工藝）等的不斷成熟，全球各大晶圓封裝企業(yè)也陸續(xù)推出了各自的SIP技術(shù)和產(chǎn)品。例如Amkor公司發(fā)明的WL - SiP或晶圓級別的系統(tǒng)封裝技術(shù)，宣稱該項(xiàng)技術(shù)可以將不同功能的晶圓裸片如存儲(chǔ)、邏輯、功率芯片、射頻和無源器件通過精細(xì)RDL工藝完成，有效提升了處理器的運(yùn)轉(zhuǎn)性能并降低電氣性能提升等優(yōu)勢。這些技術(shù)創(chuàng)新將不斷拓展SIP技術(shù)的應(yīng)用范圍和提升其性能。

系統(tǒng)級封裝（SiP）技術(shù)-先進(jìn)芯片封裝清洗介紹

·         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(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)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(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)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(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)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(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)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(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)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(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

·         合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。