物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)帶動(dòng) 系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)受歡迎
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隨著2020年物聯(lián)網(wǎng)(IoT)市場(chǎng)的半導(dǎo)體商機(jī)可望達(dá)到115億美元,封裝技術(shù)將扮演開(kāi)發(fā)系統(tǒng)更重要角色。評(píng)論指出,其中又以可以節(jié)省廠商成本的系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)技術(shù)最受歡迎。
據(jù)EDN報(bào)導(dǎo),IoT被視為是繼PC與移動(dòng)手機(jī)之后第三波科技主流,技術(shù)人員也利用從前二波獲得經(jīng)驗(yàn)與基礎(chǔ)建設(shè),協(xié)助達(dá)成各種形式連網(wǎng)。分離封裝半導(dǎo)體快速演進(jìn)至集成電路(IC),也將設(shè)計(jì)帶往縮小規(guī)模與增加功能性方向發(fā)展,欲讓IoT達(dá)到預(yù)期成長(zhǎng),封裝技術(shù)也勢(shì)必得出現(xiàn)等同規(guī)模的改變。
評(píng)論指出,低成本、散熱良好以及在封裝內(nèi)可支援藍(lán)牙低功耗(BTLE)、Wi-Fi或ZigBee等多種標(biāo)準(zhǔn)的射頻屏蔽,是常見(jiàn)IoT封裝必要條件,一旦加入傳感器后,以凹槽封裝(Cavity package)為主的解決方案最受歡迎。IoT封裝也必須處于生產(chǎn)就緒階段,而且不管解決方案是采分離或積體,其覆蓋區(qū)(footprint)都必須盡可能細(xì)小。
因?yàn)椴糠諭oT應(yīng)用有大小與高度限制,封裝必要條件也讓系統(tǒng)級(jí)封裝(System in Package;SiP)解決方案開(kāi)始受到歡迎,SiP也是整合傳感器、內(nèi)嵌處理器與RF連線最佳方式。傳感器融合(Sensor Fusion)可讓廠商無(wú)須花費(fèi)太多資金在新的光罩設(shè)定,而能將不同技術(shù)快速整合,讓SiP具備快速上市的優(yōu)勢(shì)。
SiP也可讓廠商直接從市售元件打造解決方案,讓工程師可馬上重新調(diào)整功率耗散將效能達(dá)到最大化。SiP的優(yōu)勢(shì)在于可將多種技術(shù)或元件整合在單一封裝內(nèi),例如整合MEMS與CMOS,在實(shí)務(wù)上并不適合采傳統(tǒng)IC,因?yàn)榧词箖烧咴蓄愃浦?,但仍有極大不同。
首先是MEMS元件必須與環(huán)境互動(dòng),因此必須提供可傳導(dǎo)刺激的方法,其次,MEMS元件微縮方式與不同制程的CMOS也不同。目前SiP設(shè)計(jì)則有晶圓級(jí)封裝、2.5D或3D架構(gòu)、覆晶封裝、焊線封裝、PoP封裝(Package-on-package)等。
MEMS封裝已開(kāi)始從四方形扁平無(wú)引腳(QFN)轉(zhuǎn)移至堆疊壓合式(Laminated)為主封裝,其中包括凹槽為主封裝或混合凹槽封裝,后者則是指一半封裝采封膠(Molding),另一半則為MEMS元件凹槽,封膠部分則可承受更嚴(yán)峻環(huán)境條件。
目前MEMS、傳感器與IoT元件封裝設(shè)計(jì)仍分散,讓封裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后,可望降低成本以及加速M(fèi)EMS采用并提升廠商將產(chǎn)品帶往市場(chǎng)的信心。一般常見(jiàn)可被采用成為產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MEMS封裝技術(shù)則包括ChipArray/BGA/LGA、MLF/QFN與SOIC。
MEMS傳感器是IoT系統(tǒng)關(guān)鍵部分,但其高采用率已侵蝕平均售價(jià),MEMS供應(yīng)商解決辦法之一,便是利用傳感器融合整合多種傳感器以便提升價(jià)值。
至于SiP解決方案則可讓廠商整合不同技術(shù)以及利用市售元件因此降低成本而逐漸受到歡迎,IoT解決方案也可隨著封裝技術(shù)整合而縮小進(jìn)一步降低成本。