一、系统级封装（SIP）技术概述

系统级封装（System in Package，简称SIP）技术是一种先进的集成电路封装技术，它将多种不同功能的芯片集成在一个封装体内，以实现更高效、更小型化的电子设备。这种技术的发展得益于半导体工艺与新材料水平的不断提升，是IC产业链中知识、技术和方法相互融合的产物。SIP的核心概念在于将原本分散在多个封装中的功能模块整合到一起。

（一）与SOC的区别

SIP与SOC（System on Chip系统级芯片）相对应。不同的是系统级封装是采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式，而SOC则是高度集成的芯片产品。SIP能最大限度地优化系统性能、避免重复封装、缩短开发周期、降低成本、提高集成度。对比SoC，SIP具有灵活度高、集成度高、设计周期短、开发成本低、容易进入等特点。

（二）封装形式与组成

• SIP不仅可以组装多个芯片，还可以将处理器、DRAM、快闪存储器与被动元件（如电阻器和电容器）、连接器、天线等结合起来，全部安装在同一基板上。这意味着，一个完整的功能单位可以建在一个多芯片封装内，因此，只需要添加少量的外部元件，就能使其工作。

• 其主流封装形式是BGA（Ball Grid Array，球栅阵列封装）。

二、SIP技术的应用领域

（一）消费电子领域

• 智能手机与可穿戴设备：苹果公司是最早将SiP工艺实现产品商业化应用的公司之一，其iWatch和iphoness等产品已经开始采用SiP模组。SIP技术可使这些设备实现小型化、高性能和低功耗等要求，满足消费者对于轻薄、多功能设备的需求。

（二）物联网（IoT）领域

• 随着物联网的快速发展，对小型化、低功耗、高可靠性等要求越来越高，SIP封装技术可以满足这些要求。例如在一些物联网传感器设备中，SIP技术可以将传感器芯片、通信芯片等集成在一起，减少设备体积并提高整体性能。

（三）通信领域

• 随着5G、6G等通信技术的不断进步，SIP封装技术可以实现更高的传输速度和更低的延迟，因此在通信设备（如基站、路由器等）中受到极大的青睐。它可以集成多种通信功能芯片，优化通信设备的性能。

（四）汽车电子领域

• 在自动驾驶等汽车电子领域，对电子设备的集成度、可靠性和性能要求极高。SIP技术可以将汽车电子控制单元（ECU）中的多个芯片集成在一起，提高系统的稳定性和响应速度，同时满足汽车电子设备小型化的需求。

三、SIP技术面临的挑战

（一）生产工艺复杂

• SIP封装技术的生产过程较为复杂，其生产成本相对较高。这可能会限制一些对成本较为敏感的应用场景的大规模采用。

（二）技术研发与设备要求高

• 由于SIP封装技术需要使用先进的生产设备和技术，因此其研发和生产难度也相对较大。例如在晶圆级和板级封装工艺上新材料的开发、设备的选取和工艺流程的创新，行业内还在做新的探索、调整和改良。

（三）电气稳定性问题

• 高度的缩小化和微型化也带来了许多与产品电气稳定性相关的问题。随着封装尺寸的不断缩小，如何确保芯片在集成封装后的电气性能（如信号传输的稳定性、抗干扰能力等）是一个挑战。

四、SIP技术的发展前景

（一）市场需求增长

• 物联网、通信、人工智能、自动驾驶等领域的快速发展对SIP技术有着持续的需求，未来市场需求将会不断增加。业界人士认为，未来三到五年SiP的市场需求将达到每年5000亿美元以上。

（二）技术创新推动

• 随着扇出型晶圆级封装工艺和重新布线技术（RDL工艺）等的不断成熟，全球各大晶圆封装企业也陆续推出了各自的SIP技术和产品。例如Amkor公司发明的WL - SiP或晶圆级别的系统封装技术，宣称该项技术可以将不同功能的晶圆裸片如存储、逻辑、功率芯片、射频和无源器件通过精细RDL工艺完成，有效提升了处理器的运转性能并降低电气性能提升等优势。这些技术创新将不断拓展SIP技术的应用范围和提升其性能。

系统级封装（SiP）技术-先进芯片封装清洗介绍

·         合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

·         水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

·         污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

·         这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

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