系統(tǒng)級封裝SIP陶瓷基板的特點

系統(tǒng)級封裝（SIP）用陶瓷基板具有以下顯著特點：

• 低介電常數(shù)：信號傳輸速度與基板材料的介電常數(shù)和信號傳輸距離有關(guān)，低介電常數(shù)能使信號傳輸更快，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和性能。

• 低介電損耗：在基板材料的電導(dǎo)和松弛極化過程中，帶電質(zhì)點將電磁場能部分轉(zhuǎn)化為熱能，介電損耗低能大大降低基板的發(fā)熱效應(yīng)，減少能量消耗和熱量產(chǎn)生，有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

• 高熱導(dǎo)率：隨著芯片電路密度增加、功率提高、信號速度加快，芯片發(fā)熱量顯著增加。高熱導(dǎo)率的陶瓷基板能夠有效散發(fā)芯片發(fā)出的熱量，保證系統(tǒng)在高功率運行時的穩(wěn)定性和可靠性，避免因過熱導(dǎo)致的性能下降或故障。

• 適宜的熱膨脹系數(shù)：電路工作時，由于熱膨脹系數(shù)不同會產(chǎn)生應(yīng)力，使焊點疲勞、失效，嚴重時導(dǎo)致膜層剝落，甚至破壞芯片。因此，基板材料要與芯片的熱膨脹系數(shù)匹配，以減少熱應(yīng)力對系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

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• 良好的力學(xué)性能：基板材料需要具有良好的彎曲強度和彈性模量，一方面保證基板燒結(jié)過程中變形量小，減少尺寸差別；另一方面，保證基板在制備、裝配、使用過程中不至于破損，從而確保系統(tǒng)的完整性和可靠性。

系統(tǒng)級封裝SIP陶瓷基板的應(yīng)用領(lǐng)域

系統(tǒng)級封裝SIP陶瓷基板在以下領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用：

• 消費電子：在智能手機中，如電源管理、射頻收發(fā)器等電路模塊采用SiP封裝，朝著整合基帶等更多零部件的整機SiP化方向發(fā)展。在穿戴產(chǎn)品如Apple Watch中，電路以單塊SiP呈現(xiàn)，集成了大量元器件。TWS耳機也逐漸采用SiP封裝，提高空間利用率和性能。

• 汽車電子：在汽車的傳感器等部件中有所應(yīng)用，因其良好的性能能夠滿足汽車電子在高溫、振動等復(fù)雜環(huán)境下的工作要求。

• 微波與射頻通信：利用低溫共燒多層陶瓷基板具有可內(nèi)埋無源元件、IC封裝基板、高頻特性優(yōu)良、高集成化等優(yōu)點，在軍事、宇航等領(lǐng)域的X波段T/R組件中得到應(yīng)用。

系統(tǒng)級封裝SIP陶瓷基板的制造工藝

系統(tǒng)級封裝（SIP）陶瓷基板的制造工藝多樣，主要包括以下幾種：

• 直接鍍銅陶瓷基板（DPC）工藝：具備高線路精準度、高表面平整度、高絕緣及高導(dǎo)熱的特性，在半導(dǎo)體功率器件封裝領(lǐng)域迅速占據(jù)了重要的市場地位，廣泛應(yīng)用于大功率LED、半導(dǎo)體激光器、VCSEL等領(lǐng)域。

• 直接鍵合銅陶瓷基板（DBC）工藝：線路層較厚，耐熱性較好，主要應(yīng)用于高功率、大溫變的IGBT封裝。

• 厚膜印刷陶瓷基板（TPC）工藝：TPC厚膜陶瓷基板耐熱性好，成本低，但線路層精度差，主要應(yīng)用于汽車傳感器等領(lǐng)域。

• 薄膜陶瓷基板（TFC）工藝：在平面陶瓷基板中，薄膜陶瓷基板TFC基板圖形精度高，但金屬層較薄，主要應(yīng)用于小電流光電器件封裝。

• AMB活性釬焊工藝：AMB基板線路層較厚，耐熱性較好，主要應(yīng)用于高功率、大溫變的IGBT封裝。

• 多層htcc高溫共燒工藝：高溫共燒陶瓷材料主要為氧化鋁、莫來石和氮化鋁為主成分的陶瓷，導(dǎo)體漿料采用材料為鎢、鉬、鉬、錳等高熔點金屬發(fā)熱電阻漿料。燒結(jié)溫度在1600°~1800°。由于HTCC基板具有結(jié)構(gòu)強度高、熱導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性好和布線密度高等優(yōu)點，因此在大功率微組裝電路中具有廣泛的應(yīng)用前景。

• 多層ltcc低溫共燒工藝：低溫共燒陶瓷為了保證在低溫共燒條件下有高的燒結(jié)密度，通常在組分中添加無定形玻璃、晶化玻璃、低熔點氧化物等來促進燒結(jié)。

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系統(tǒng)級封裝SIP陶瓷基板的優(yōu)勢與劣勢

系統(tǒng)級封裝SIP陶瓷基板具有以下優(yōu)勢：

• 封裝效率高：可在同一封裝體內(nèi)加多個芯片，減少了封裝體積，提高了空間利用率。

• 兼容性好：實現(xiàn)了不同的工藝、材料制作的芯片封裝成一個系統(tǒng)，并可實現(xiàn)嵌入集成無源組件的夢幻組合，適應(yīng)多種芯片和組件的集成需求。

• 電性能好：SIP技術(shù)可以使多個封裝合為一體，這樣在減少了總的焊點數(shù)的同時顯著減小了封裝體積、重量，縮短了組件的連接路線，提高了電性能。

• 低功耗和低噪音：SIP可提供低功耗和低噪音的系統(tǒng)級連接，在較高的頻率下工作可獲得幾乎與系統(tǒng)級芯片（SoC）相等的總線寬度。

• 系統(tǒng)成本低、開發(fā)時間短：由于可以大量采用成熟器件，SIP無論從研發(fā)成本、生產(chǎn)成本方面和研發(fā)周期方面均低于SOC。

然而，SIP陶瓷基板也存在一些劣勢：

• 材料成本高：如AlN陶瓷，雖然性能優(yōu)異，但成本較高，限制了其廣泛應(yīng)用。

• 工藝復(fù)雜：涉及多種材料、芯片、互連、封裝、組裝和測試等，是一個龐大的系統(tǒng)工程，對制造工藝和技術(shù)要求高。

• 高溫下難致密燒結(jié)：如AlN陶瓷在高溫下難致密燒結(jié)，生產(chǎn)中的重復(fù)性差，增加了生產(chǎn)難度和成本。

系統(tǒng)級封裝SIP陶瓷基板的市場現(xiàn)狀

目前，系統(tǒng)級封裝SIP陶瓷基板的市場呈現(xiàn)出以下特點：

• 需求增長：隨著電子產(chǎn)品向小型化、高性能等方向發(fā)展，對系統(tǒng)級封裝技術(shù)的需求不斷增加，從而推動了SIP陶瓷基板市場的增長。

• 技術(shù)不斷進步：為了滿足系統(tǒng)對封裝的多樣化需求，陶瓷基板材料不斷朝著具有系列化性能、超高導(dǎo)熱、新型納米和低維材料等方向發(fā)展，相關(guān)技術(shù)不斷創(chuàng)新和完善。

• 競爭加?。涸絹碓蕉嗟钠髽I(yè)進入這一領(lǐng)域，市場競爭日益激烈，促使企業(yè)不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。

• 應(yīng)用領(lǐng)域拓展：SIP工藝的快速滲透，逐步打開市場空間，從消費電子領(lǐng)域向云計算、智能汽車、工業(yè)自動化等應(yīng)用領(lǐng)域拓展，彰顯其獨特優(yōu)勢。

SiP系統(tǒng)級封裝芯片清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。

綜上所述，SiP 技術(shù)的核心優(yōu)勢在于其能夠在降低成本、提高靈活性、優(yōu)化性能、實現(xiàn)小型化、降低功耗和提供優(yōu)質(zhì)連接等方面為電子系統(tǒng)的設(shè)計和制造帶來顯著的改進和提升。