嵌入式芯片封装发展趋势解析
发布时间:2021-10-27 浏览次数:862次
嵌入式芯片封装并不是一项新技术,可由于工艺中存在各种各样的挑战,这项技术被归为小众应用,但前景光明。此外,嵌入式芯片技术提供了可用于各种应用的多个选项,如微型封装、模块及板上系统(system-in-boards,SiBs)等。
多种封装方式的选择
嵌入式芯片封装是众多集成电路(IC)封装类型中的一种。基本上,IC封装可分为三大类:引线框架封装、晶圆级封装(WLP)和基板级封装。
第一类:引线框架封装。用于模拟和其他市场的引线框架封装系列涉及多种封装类型,如方形扁平无引脚封装(QFN)和方型扁平式封装(QFP)。引线框架是金属框架,裸片贴装在框架上,用细引线连接。
第二类:晶圆级封装(WLP)。这类封装主要涉及扇入型(fan-in)和扇出型(fan-out)两种封装类型。WLP封装时裸片还在晶圆上。一般来说,WLP是一种无基板封装。WLP利用由布线层(routing layers)或重新布线层(RDL)构成的薄膜来代替基板,该薄膜在封装中提供电气连接。
RDL不会直接与电路板连接。相反,WLP会在封装体底部使用锡球,从而将RDL连接到电路板。
第三类:基于基板的封装。与此同时,基于基板的封装可分为陶瓷基板与有机层压基板等类别。陶瓷基板是基于氧化铝、氮化铝和其他材料制成。基于陶瓷基板的封装通常用于表面贴装器件(surface-mount devices)、CMOS图像传感器和多芯片模块(multi-chip module)。
为什么嵌入式芯片这么流行?
多年来,这个行业一直以这样或那样的形式来实现嵌入式芯片和无源元器件的封装,嵌入式芯片封装可追溯到上世纪90年代,通用电气(GE)和其他公司推出了该项技术。TechSearch International总裁Jan Vardaman说:“TI的MicroSIP并不是首个嵌入式芯片封装。”
事实上,这项技术是在2010年开始兴起的,当时德州仪器公司(Texas Instruments,TI)推出了其MicroSiP电源模块。该模块将IC嵌入到基板中,其厚度仅为1mm。该产品配置之一是,TI将其PicoStar电源管理器件嵌入到基板中,并将无源元器件安装在封装体的顶部。
TI目前还在销售MicroSiP。TI的Sreenivasan Koduri说:“九游会正在将特别设计和制造的PicoStar封装(不是IC)嵌入到基板/ PCB中。电路IP、PicoStar、嵌入芯片与无源芯片集成的组合,实现了价值定位。这就是这项技术得以突破先前解决方案的限制障碍的原因。”
多种封装方式的选择
嵌入式芯片封装是众多集成电路(IC)封装类型中的一种。基本上,IC封装可分为三大类:引线框架封装、晶圆级封装(WLP)和基板级封装。
第一类:引线框架封装。用于模拟和其他市场的引线框架封装系列涉及多种封装类型,如方形扁平无引脚封装(QFN)和方型扁平式封装(QFP)。引线框架是金属框架,裸片贴装在框架上,用细引线连接。
第二类:晶圆级封装(WLP)。这类封装主要涉及扇入型(fan-in)和扇出型(fan-out)两种封装类型。WLP封装时裸片还在晶圆上。一般来说,WLP是一种无基板封装。WLP利用由布线层(routing layers)或重新布线层(RDL)构成的薄膜来代替基板,该薄膜在封装中提供电气连接。
RDL不会直接与电路板连接。相反,WLP会在封装体底部使用锡球,从而将RDL连接到电路板。
第三类:基于基板的封装。与此同时,基于基板的封装可分为陶瓷基板与有机层压基板等类别。陶瓷基板是基于氧化铝、氮化铝和其他材料制成。基于陶瓷基板的封装通常用于表面贴装器件(surface-mount devices)、CMOS图像传感器和多芯片模块(multi-chip module)。
为什么嵌入式芯片这么流行?
多年来,这个行业一直以这样或那样的形式来实现嵌入式芯片和无源元器件的封装,嵌入式芯片封装可追溯到上世纪90年代,通用电气(GE)和其他公司推出了该项技术。TechSearch International总裁Jan Vardaman说:“TI的MicroSIP并不是首个嵌入式芯片封装。”
事实上,这项技术是在2010年开始兴起的,当时德州仪器公司(Texas Instruments,TI)推出了其MicroSiP电源模块。该模块将IC嵌入到基板中,其厚度仅为1mm。该产品配置之一是,TI将其PicoStar电源管理器件嵌入到基板中,并将无源元器件安装在封装体的顶部。
TI目前还在销售MicroSiP。TI的Sreenivasan Koduri说:“九游会正在将特别设计和制造的PicoStar封装(不是IC)嵌入到基板/ PCB中。电路IP、PicoStar、嵌入芯片与无源芯片集成的组合,实现了价值定位。这就是这项技术得以突破先前解决方案的限制障碍的原因。”