摩爾定律,雖命名為“定律”,但究其本質(zhì)更像是一條預言,一條在過去的 50 年間始終引導半導體行業(yè)發(fā)展的偉大預言。但是,現(xiàn)階段摩爾定律下工藝的無限制成長終會遭遇一道名為“物理極限”的壁壘,如何繞過壁壘以延續(xù)乃至超越摩爾定律成為了現(xiàn)如今業(yè)界的發(fā)展重心。
如果說系統(tǒng)級芯片(System on Chip,英文簡稱 SoC)技術(shù)是摩爾定律不斷發(fā)展所產(chǎn)生的重要產(chǎn)物,那么系統(tǒng)級封裝(System in Package,英文簡稱 SiP)技術(shù)便是實現(xiàn)超越摩爾定律的關(guān)鍵路徑。在“后摩爾定律”所提供的關(guān)鍵助力之下,SiP 生態(tài)系統(tǒng)正持續(xù)成長以緩解因晶體管尺寸日趨物理極限產(chǎn)生的壓力。
隨著 5G 通信及機器學習技術(shù)應用的快速普及,系統(tǒng)級封裝 SiP 技術(shù)在短短的時間內(nèi)便已經(jīng)成為實現(xiàn)微系統(tǒng)功能多樣化、集成異構(gòu)化、體積更小、成本更低的優(yōu)選方案。
目前從技術(shù)發(fā)展的趨勢來看,雙面塑模成型技術(shù)、電磁干擾屏蔽技術(shù)、激光輔助鍵合技術(shù)可以并稱為拉動系統(tǒng)級封裝技術(shù)發(fā)展的“三駕創(chuàng)新馬車”。NO.1雙面塑模成型技術(shù)雙面塑模成型技術(shù)(Double-Sided Molding Technology)之所以成為系統(tǒng)級封裝工程專家的新寵,主要有兩個原因:(一)有效減少封裝體積以節(jié)省空間。(二)有效縮短多個裸芯(Bare Dies)及被動元件之間的連接線路以降低系統(tǒng)阻抗、提升整體電氣性能。
更小的封裝體積、更強的電氣性能,為雙面塑模成型技術(shù)在 SiP 領(lǐng)域的廣泛應用前景提供了良好的基礎(chǔ)。下圖所示為一例由長電科技成功導入規(guī)模量產(chǎn)的雙面塑模成型 SiP 射頻前端模塊產(chǎn)品。
長電科技的雙面封裝 SiP 產(chǎn)品采用了多項先進工藝以確保雙面塑模成型技術(shù)的成功應用。該產(chǎn)品采用了 C-mold 工藝,實現(xiàn)了芯片底部空間的完整填充,并有效減少了封裝后的殘留應力, 保證了封裝的可靠性。
同時 Grinding 工藝的應用,使封裝厚度有了較大范圍的選擇,同步實現(xiàn)精準控制產(chǎn)品的厚度公差。為了去除流程中殘留的多余塑封料,長電科技還采用了 Laser ablation 工藝,以確保產(chǎn)品擁有更好的可焊性。
這項技術(shù)看似稀松平常,實則機關(guān)暗藏,每一項創(chuàng)新技術(shù)的成功落地都要經(jīng)歷許多挑戰(zhàn)。雙面塑模成型(Double-Sided Molding Technology)技術(shù)的落地主要面臨著以下三大挑戰(zhàn):(一)塑模成型過程中的翹曲問題。(二)背面精磨(Back Grinding)過程中的管控風險。(三)激光灼刻(Laser Ablating)及錫球成型(Solder Ball Making)中的管控風險。面對全新工藝所帶來的諸多挑戰(zhàn),長電科技選擇直面困難,攻克一系列技術(shù)難題,并成功于 2020 年 4 月通過全球行業(yè)領(lǐng)先客戶的認證,實現(xiàn)了雙面封裝 SiP 產(chǎn)品的量產(chǎn)。
在這項全新突破的工藝中,長電科技嚴格把控生產(chǎn)流程,采用高度自動化的先進制程,將在雙面塑模成型過程可能發(fā)生的各類風險隱患進行了有效降低。