单列直插式封装(SIP)原理
单列直插式封装(SIP),引脚从封装一个旁边面引出,摆放成一条直线。一般,它们是通孔式的,管脚刺进印刷电路板的金属孔内。当装配到印刷基板上时封装呈侧立状。这种方法的一种改动是锯齿型单列式封装(ZIP),它的管脚仍是从封装体的一边伸出,但摆放成锯齿型。这样,在一个给定的长度规模内,进步了管脚密度。引脚中心距一般为2.54mm,引脚数从2至23,大都为定制产品。封装的形状各异。也有的把形状与ZIP相同的封装称为SIP。
SIP封装并无必定型态,就芯片的摆放方法而言,SIP可为多芯片模块(MulTI-chip Module;MCM)的平面式2D封装,也可再利用3D封装的结构,以有用减缩封装面积;而其内部接合技能可所以单纯的打线接合(Wire Bonding),亦可运用覆晶接合(Flip Chip),但也可二者混用。除了2D与3D的封装结构外,另一种以多功用性基板整合组件的方法,也可归入SIP的包含规模。此技能主要是将不同组件内藏于多功用基板中,亦可视为是SIP的概念,到达功用整合的意图。
不同的芯片摆放方法,与不同的内部接合技能调配,使SIP的封装型态发生多样化的组合,并可按照客户或产品的需求加以客制化或弹性出产。
构成SIP技能的要素是封装载体与拼装工艺。前者包含PCB,LTCC,Silicon Submount(其自身也可所以一块IC)。后者包含传统封装工艺(Wirebond和Flip Chip)和SMT设备。无源器材是SIP的一个重要组成部分,其间一些能够与载体集成为一体(Embedded,MCM-D等),另一些(精度高、Q值高、数值高的电感、电容等)经过SMT拼装在载体上。SIP的干流封装方法是BGA。就现在的技能状况看,SIP自身没有特别的工艺或资料。这并不是说具有传统先进封装技能就把握了SIP技能。因为SIP的工业方式不再是单一的代工,模块区分和电路规划是别的的重要因素。模块区分是指从电子设备中别离出一块功用,既便于后续的整机集成又便于SIP封装。电路规划要考虑模块内部的细节、模块与外部的联系、信号的完好性(推迟、散布、噪声等)。跟着模块复杂度的添加和作业频率(时钟频率或载波频率)的进步,体系规划的难度会不断添加,导致产品开发的屡次重复和费用的上升,除规划经历外,体系功用的数值仿真有必要参加规划进程。
与在印刷电路板上进行体系集成比较,SIP能最大极限地优化体系功用、防止重复封装、缩短开发周期、降低本钱、进步集成度。比照SoC,SIP具有灵敏度高、集成度高、规划周期短、开发本钱低、简单进入等特征。SIP将打破现在集成电路的工业格式,改动封装仅仅是一个后道加工厂的状况。未来集成电路工业中会呈现一批结合规划能力与封装工艺的实体,把握有自己品牌的产品和赢利。现在全世界封装的产量只占集成电路总值的10%,当SIP技能被封装企业把握后,工业格式就要开端调整,封装业的产量将会呈现一个跳跃式的进步。
SIP封装可将其它如被迫组件,以及天线等体系所需的组件整合于单一构装中,使其更具完好的体系功用。由使用产品的观念来看,SIP更适用于低本钱、小面积、高频高速,以及出产周期短的电子产品上,特别如功率放大器(PA)、全球定位体系、蓝芽模块(Bluetooth)、印象感测模块、记忆卡等可携式产品商场。但在许多体系中,封闭式的电路板约束了SIP的高度和使用。以久远的开展规划而言,SoC的开展将能有用改进未来电子产品的效能要求,而其所适用之封装型态,也将以能供给更好效能之覆晶技能为开展主轴;相较于SoC的开展,SIP则将更适用于本钱敏感性高的通讯用及消费性产品商场。
SIP技能能够使用到信息工业的各个领域,但现在研讨和使用最具特征的是在无线通讯中的物理层电路。商用射频芯片很难以用硅平面工艺完成,使得SoC技能能完成的集成度相对较低,功用难以满足要求。一起因为物理层电路作业频率高,各种匹配与滤波网络含有很多无源器材,SIP的技能优势就在这些方面充沛显示出来。现在SIP技能尚属初级阶段,虽有很多产品选用了SIP技能,其封装的技能含量不高,体系的构成与在PCB上的体系集成类似,无非是选用了未经封装的芯片经过COB技能与无源器材组合在一起,体系内的大都无源器材并没有集成到载体内,而是选用SMT分立器材。
在SIP这一名词遍及之前就现已呈现了多种单一封装体内集成的产品,前史原因造成了这些产品至今还没有贴上SIP的标签。最早呈现的模块是手机中的功率放大器,这类模块中可集成多频功放、功率操控、及收发转换开关等功用。别的三维多芯片的存储模块,逻辑电路与存储电路的集成也处于这种状况。
集成度较高的是Bluetooth和802.11(b/g/a)。Philips公司的BGB202 Bluetooth SIP模块除了天线之外,包含了基带处理器和一切的物理层电路,其间一部分滤波电路便是用薄膜工艺完成的(但不是在SIP的载体中,而是以一个分立的无源芯片方法呈现的)。整个模块的外围尺度是7mm×8mm×1.4mm。外部单元只需要天线和时钟。Philips还有一款面向3G通讯的手机电视解决方案也选用了SIP技能,9mmx9mm的模块内包含了高频头、信道解调和解码。
UWB是SIP的另一个抱负使用。Freescale Semiconductor现已开端供给DS-UWB芯片组。