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什么是SiP

SiP模組是一個(gè)功能齊全的子系統(tǒng)，它將一個(gè)或多個(gè)IC芯片及被動(dòng)元件整合在一個(gè)封裝中。此IC芯片(采用不同的技術(shù)：CMOS、BiCMOS、GaAs等)是Wire bonding芯片或Flipchip芯片，貼裝在Leadfream、Substrate或LTCC基板上。被動(dòng)元器件如RLC、Balun及濾波器（SAW/BAW等）以分離式被動(dòng)元件、整合性被動(dòng)元件或嵌入式被動(dòng)元件的方式整合在一個(gè)模組中。

    下圖是Apple watch的內(nèi)部的S1模組，就是典型的SiP模塊。它將AP、BB、WiFi、Bluetooth、PMU、MEMS等功能芯片以及電阻、電容、電感、巴倫、濾波器等被動(dòng)器件都集成在一個(gè)封裝內(nèi)部，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

Apple watch S1模組

近幾年，SiP概念被炒的火熱，很多產(chǎn)品上都開始采用SiP技術(shù)，到底SiP技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？簡單來講可總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1.尺寸小

在相同的功能上，SiP模組將多種芯片集成在一起，相對(duì)獨(dú)立封裝的IC更能節(jié)省PCB的空間。

2.時(shí)間快

SiP模組本身是一個(gè)系統(tǒng)或子系統(tǒng)，用在更大的系統(tǒng)中，調(diào)試階段能更快的完成預(yù)測及預(yù)審。

3.成本低

SiP模組價(jià)格雖比單個(gè)零件昂貴，然而PCB空間縮小，低故障率、低測試成本及簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使總體成本減少。

4.高生產(chǎn)效率

通過SiP里整合分離被動(dòng)元件，降低不良率，從而提高整體產(chǎn)品的成品率。模組采用高階的IC封裝工藝，減少系統(tǒng)故障率。

5.簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

SiP將復(fù)雜的電路融入模組中，降低PCB電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。SiP模組提供快速更換功能，讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員輕易加入所需功能。

6.簡化系統(tǒng)測試

SiP模組出貨前已經(jīng)過測試，減少整機(jī)系統(tǒng)測試時(shí)間。

7.簡化物流管理

SiP模組能夠減少倉庫備料的項(xiàng)目及數(shù)量，簡化生產(chǎn)的步驟。

SiP模組的優(yōu)缺點(diǎn)

SiP技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活之中，我們的手機(jī)、相機(jī)、電腦里都有SiP技術(shù)?，F(xiàn)在SiP技術(shù)已經(jīng)從3C產(chǎn)品蔓延到醫(yī)療電子、汽車電子、軍工以及航空航天領(lǐng)域。我們常聞的Apple Watch、Google Glass、PillCam（膠囊內(nèi)窺鏡）等都得益于SiP技術(shù)的發(fā)展。

SiP模組的應(yīng)用范圍

研發(fā)一款SiP方案是一個(gè)系統(tǒng)性的工程問題，包含電性能、熱性能、機(jī)械性能、可靠性的設(shè)計(jì)，材料、工藝的選擇，周期、成本、供應(yīng)鏈、風(fēng)險(xiǎn)的控制等，對(duì)從業(yè)人員的專業(yè)程度提出了很高的要求。若能有一個(gè)統(tǒng)一的指導(dǎo)流程，對(duì)初入行的工程人員來說，極有幫助。

其實(shí)，SiP研發(fā)并沒有固定模式，各廠商都有自己的一套流程，不同產(chǎn)品流程也會(huì)有差異。筆者根據(jù)多年相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，將研發(fā)流程歸結(jié)如下，僅供入門者參考。

產(chǎn)品的設(shè)計(jì)最終要靠加工實(shí)現(xiàn)。對(duì)SiP封裝工藝有深厚的了解，才能設(shè)計(jì)出符合要求的產(chǎn)品，否則設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品經(jīng)常會(huì)超出工藝規(guī)則的限制，而無法實(shí)現(xiàn)。在此行業(yè)深耕，從封裝工藝入門，無疑是一捷徑。

筆者有幸參與《IC封裝基礎(chǔ)與工程設(shè)計(jì)實(shí)例》（毛忠宇，潘計(jì)劃，袁正紅著）一書的編寫，第6章有關(guān)PBGA封裝工藝的詳細(xì)講解，基本包含封裝工藝的主要內(nèi)容。但由于文字形式的局限，不能將工藝過程直觀的呈現(xiàn)出來。我們后續(xù)將推出“SiP封裝工藝”系列，通過圖、文、視頻相結(jié)合的形式全方位展示SiP封裝工藝。

《IC封裝基礎(chǔ)與工程設(shè)計(jì)實(shí)例》封面及部分章節(jié)