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关于集成电路系统级封装(SiP)技术以及应用

2021-12-16 07:55分类:电子元器件 阅读:

 

  因为集成电路芯片设计方案能力和生产工艺的提升 ,集成电路芯片经营规模越来越大,已能够将所有信息系统集成为一个集成ic(现阶段已可在一个集成ic上集成化10八个晶体三极管)。这就促使将带有硬件软件多种多样功能性的线路组合而成的系统软件(或分系统)集成化于单一集成ic变成很有可能。90年代后期集成电路芯片早已进到系统软件级集成ic(SOC)时期。

关于集成电路系统级封装(SiP)技术以及应用

  二十世纪八十年代,专用型集成电路芯片用规范逻辑门做为基础模块,由生产加工线提供设计师免费应用以减少制定周期时间:90年代末进到系统软件级集成ic时期,在一个集成ic上涉及了CPU、DSP、时序逻辑电路、数字集成电路、射频电路、储存器和其他电源电路控制模块及其置入手机软件等,并互相连接组成完善的系统软件。

  因为控制系统设计日益繁杂,设计业发生了主要从事开发设计各种各样具备以上作用的集成电路芯片控制模块(称作专利权的核心,即IP核)的加工厂,并把这类控制模块根据受权方法供应给别的系统软件设计师有偿服务应用。设计师将以IP核做为基础单位完成设计方案。IP核的多次重复使用既减少了控制系统设计周期时间,又提升了控制系统设计的通过率。

  研究表明,与IC构成的操作系统对比,因为SOC设计方案可以综合性并全盘考虑全部体系的各类状况,能够在一样生产工艺前提下完成更多的体系指标值。二十一世纪将是SOC技术性真真正正迅速發展的阶段。

  近些年因为整机的携带式发展趋势和系统软件微型化的发展趋势,规定集成ic上融合大量不一样种类的电子器件,如Si-CMOSIC、GaAs-RFIC、各种无源元件、铣机

  家用电器件、无线天线、射频连接器和控制器等。单一材料和规范加工工艺的SOC就得到了限定。近些年在SOC基本上迅速發展的体系级封裝(SiP),即在一个封裝内不但能够拼装好几个集成ic,还能够将包括以上不一样种类的元件和电源电路集成ic叠在’—起,搭建成更加繁杂的、详细的系统软件。

  SiP与SOC相非常具备:

  (1)可供应大量新作用;

  (2)多种多样加工工艺兼容模式好;

  (3)协调能力和适应能力强;

  (4)成本低;

  (5)便于分层检测;

  (6)开发进度较短等优势。

  SOC和SiP二者互为补充,一般觉得SOC关键运用于升级换代比较慢的设备和军用装备规定性能卓越的商品,SiP关键用以更新换代周期时间较短的消费性产

  品,如智能手机等。SiP在达标率和辅助设计设计方案层面还有待进一步提高。

  因为SiP的多元性,不论是在制定和生产工艺层面都指出了更好的规定。在设计方案领域必须技术工程师、电路原理、版图设计、硅技术性设计方案、检测和生产制造等技术工程师精英团队一起协作一同完成较好的特性、最少的规格和最少的成本费。最先根据辅助设计仿真模拟设计方案使用的IC芯片、输出功率和无源元件等主要参数及合理布局;设计方案密度高的走线时要考虑到清除震荡、过冲、串扰和辐射源等;热损耗和系统可靠性的考虑到;基钢板资料的挑选(包含相对介电常数、耗损、互联特性阻抗等);制订图形界限、间隔和埋孔等设计方案标准;最终制定出母板的布图。

  SiP选用近十年来迅速發展的倒装句焊互联技术性,倒装句焊互联比引线键合具备直流电压减少、互联相对密度高、内寄生电感器小、热特点和热学特性好等优势,但成本较高。SiP的另一大优势是能够集成化各种各样无源元件。无源元件在集成电路芯片中的使用量日益提升,如在手机中无源元件和有源器件之比约为50:1。选用近些年快速发展的超低温共烧双层瓷器(LTCC)和超低温共烧铁氧体磁芯(LTCF)技术性,即在双层瓷器内集成化电阻器、电容器、电感器、过滤器和谐振器等无源元件,就好似在单晶硅片中集成化有源器件一样。除此之外,为了更好地提升芯管在封裝中常占总面积比多使用2个左右的集成ic层叠构造,在Z方位上开展三维集成化。其层叠集成ic中间纤薄软性电缆护套底版的研发、底版上的铜走线、互联埋孔和镀覆等新生产工艺获得了发展趋势。

  SiP因其进到销售市场快、更小、薄、轻和越来越多的基本功能的竞争能力, 现阶段己在工业领域获得普遍地运用。其首要应用场景为频射/无线网络运用、移动通信技术、计算机设备、电子计算机和外接设备、电子产品、图象、微生物和MEMS感应器等。

  到2010年预估SiP的走线相对密度可以达到6000cm/cm2,热相对密度做到100W/cm2,元器件相对密度达5000/cm2,I/O相对密度达3000/cm2。系统软件级封裝设计方案也像SOC的全自动合理布局走线一样向着辅助设计自动化技术的角度发展趋势。Intel企业最领先的SiP技术性已将五片层叠的闪存芯片集成化到1.0mm的纤薄封裝内。日本飞利浦的SiP总体目标是把手机的所有作用融合到一个封裝内。日本近期预测分析如果全世界LSI系统软件的1/5选用SiP技术性,则SiP的销售市场可以达到1.2万亿日元。SiP因其进到销售市场快的优点,在未来两年内将以快速的增速发展趋势。在我国在促进发展趋势集成电路芯片设计方案和芯片制造的与此同时,理应增加系统软件级封裝的分析和开发设计。

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