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SMT中,區(qū)別于傳統(tǒng)的芯片封裝有哪些形式?
隨著科技的發(fā)展,全球的芯片封裝工藝正在由雙列直插的通孔插裝型,逐漸轉(zhuǎn)向金譽半導(dǎo)體今天要講的表面貼裝的封裝形式(SMT)。
SMT是表?貼裝技術(shù)(表?組裝技術(shù))(Surface Mounted Technology的縮寫),是電?組裝?業(yè)?最流?的?種技術(shù)和工藝。電?電路表?組裝技術(shù)(Surface Mount Technology,SMT),稱為表?貼裝或表?安裝技術(shù)。它是?種將無引腳或短引線表?組裝元器件(簡稱SMC/SMD,中?稱?狀元器件)安裝在印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)的表?或其它基板的表?上,通過再流焊或浸焊等?法加以焊接組裝的電路裝連技術(shù)。
區(qū)別于傳統(tǒng)的封裝形式,今天要聊的SMT(表?貼裝技術(shù)),對芯片封裝難度更大,要求更嚴,技術(shù)更嚴苛的封裝形式,包括晶圓級封裝(WLP)、三維封裝(3DP)和系統(tǒng)級封裝(SiP)三種。
什么是晶圓級封裝(WLP)?
晶圓級封裝(Wafer Level Packaging,縮寫WLP)是一種先進的封裝技術(shù),因其具有尺寸小、電性能優(yōu)良、散熱好、成本低等優(yōu)勢,近年來發(fā)展迅速。
不同于傳統(tǒng)封裝工藝,晶圓級封裝是在芯片還在晶圓上的時候就對芯片進行封裝,保護層可以黏接在晶圓的頂部或底部,然后連接電路,再將晶圓切成單個芯片。
相比于傳統(tǒng)封裝,晶圓級封裝具有以下優(yōu)點:
1.封裝尺寸小
由于沒有引線、鍵合和塑膠工藝,封裝無需向芯片外擴展,使得WLP的封裝尺寸幾乎等于芯片尺寸。
2.高傳輸速度
與傳統(tǒng)金屬引線產(chǎn)品相比,WLP一般有較短的連接線路,在高效能要求如高頻下,會有較好的表現(xiàn)。
3.高密度連接
WLP可運用數(shù)組式連接,芯片和電路板之間連接不限制于芯片四周,提高單位面積的連接密度。
4.生產(chǎn)周期短
WLP從芯片制造到、封裝到成品的整個過程中,中間環(huán)節(jié)大大減少,生產(chǎn)效率高,周期縮短很多。
5.工藝成本低
WLP是在硅片層面上完成封裝測試的,以批量化的生產(chǎn)方式達到成本最小化的目標。WLP的成本取決于每個硅片上合格芯片的數(shù)量,芯片設(shè)計尺寸減小和硅片尺寸增大的發(fā)展趨勢使得單個器件封裝的成本相應(yīng)地減少。WLP可充分利用晶圓制造設(shè)備,生產(chǎn)設(shè)施費用低。
目前,晶圓級封裝技術(shù)已廣泛用于閃速存儲器、EEPROM、高速DRAM、SRAM、LCD驅(qū)動器、射頻器件、邏輯器件、電源/電池管理器件和模擬器件(穩(wěn)壓器、溫度傳感器、控制器、運算放大器、功率放大器)等領(lǐng)域。
什么是三維封裝(3DP)?
三維封裝,英文簡稱(3DP),包括CIS發(fā)射器、MEMS封裝、標準器件封裝。是指在不改變封裝體尺寸的前提下,在同一個封裝體內(nèi)于垂直方向疊放兩個以上芯片的封裝技術(shù),從而實現(xiàn)大芯片的的功能和性能。它起源于快閃存儲器(NOR/NAND)及SDRAM的疊層封裝。
主要特點包括:多功能、高效能;大容量高密度,單位體積上的功能及應(yīng)用成倍提升以及低成本。
什么是系統(tǒng)級封裝(SiP)?
系統(tǒng)級封裝,將多種功能芯片(包括處理器、存儲器等)集成在一個封裝內(nèi),集成組裝成為具有多層器件結(jié)構(gòu),并且可以提供多種功能的單個標準封裝件,形成一個系統(tǒng)或者子系統(tǒng),以實現(xiàn)更高的性能、功能和處理速度,同時大幅降低電子器件內(nèi)部的空間要求。即達到所謂的Convergent System的電子系統(tǒng)水平。
系統(tǒng)級封裝包含兩個非常重要的特征:
(1)將各種不同工藝、不同功能的芯片集成在一個封裝內(nèi)實現(xiàn)強大的系統(tǒng)功能;
(2)將過去PCB版上的分立元件集成在多層集成結(jié)構(gòu)中,使系統(tǒng)小型化,達到所謂的Convergent System 。
封裝主要是為了實現(xiàn)芯片內(nèi)部和外部電路之間的連接和保護作用。這三種較為先進的封裝形式各有千秋,應(yīng)用場合也有所不同,雖目前并未普及,但這一定是未來的發(fā)展方向,不久后的將來哪一個會成為最主流的方式,時間會給我們答案。