SiP封裝技術簡介

電子工程的發(fā)展方向，是由一個「組件」（如IC）的開發(fā)，進入到集結(jié)「多個組件」（如多個IC組合成系統(tǒng)）的階段，再隨著產(chǎn)品效能與輕薄短小的需求帶動下，邁向「整合」的階段。在此發(fā)展方向的引導下，便形成了現(xiàn)今電子產(chǎn)業(yè)上相關的兩大主流：系統(tǒng)單芯片(System on Chip；SoC)與系統(tǒng)化封裝(System in a Package；SiP)。

由發(fā)展的精神來看，SoC與SiP是極為相似的；兩者均希望將一個包含邏輯組件、內(nèi)存組件，甚至包含被動組件的「系統(tǒng)」，整合在一個單位中。然而就發(fā)展的方向來說，兩者卻是大大的不同：SoC是站在設計的角度出發(fā)，目的在將一個系統(tǒng)所需的組件，整合于一芯片上；而SiP則是由封裝的立場發(fā)展，將不同功能的芯片整合于一電子構(gòu)裝中。

在未來電子產(chǎn)品在體積、處理速度或電性特性各方面的需求考量下，SoC確為未來電子產(chǎn)品設計的關鍵與發(fā)展方向。但SoC發(fā)展至今，除了面臨諸如技術瓶頸高、CMOS、DRAM、GaAs、SiGe等不同制程整合不易、生產(chǎn)良率低等技術挑戰(zhàn)尚待克服外，現(xiàn)階段SoC生產(chǎn)成本高，以及其所需研發(fā)時間過長等因素，都造成SoC的發(fā)展面臨瓶頸，也造就SiP的發(fā)展方向再次受到廣泛地討論與看好。

SiP封裝并無一定型態(tài)，就芯片的排列方式而言，SiP可為多芯片模塊(Multi-chip Module；MCM)的平面式2D封裝，也可再利用3D封裝的結(jié)構(gòu)，以有效縮減封裝面積；而其內(nèi)部接合技術可以是單純的打線接合(Wire Bonding)，亦可使用覆晶接合(Flip Chip)，但也可二者混用(參見圖一)。

資料來源：鉅景科技；工研院IEK-ITIS計畫(2003/06)
圖一 SiP封裝架構(gòu)圖



除了2D與3D的封裝結(jié)構(gòu)外，另一種以多功能性基板整合組件的方式，也可納入SiP的涵蓋范圍。圖二說明了由三洋電機所發(fā)展的ISB(Integrated System in Board)的概念，此技術主要是將不同組件內(nèi)藏于多功能基板中，亦可視為是SiP的概念，達到功能整合的目的。

資料來源：三洋電機；工研院IEK-ITIS計畫(2003/06)
圖二 多功能基板—ISB架構(gòu)圖

不同的芯片排列方式，與不同的內(nèi)部接合技術搭配，使SiP的封裝型態(tài)產(chǎn)生多樣化的組合，并可依照客戶或產(chǎn)品的需求加以客制化或彈性生產(chǎn)。

SiP封裝可將其它如被動組件，以及天線等系統(tǒng)所需的組件整合于單一構(gòu)裝中，使其更具完整的系統(tǒng)功能。由應用產(chǎn)品的觀點來看，SiP更適用于低成本、小面積、高頻高速，以及生產(chǎn)周期短的電子產(chǎn)品上，尤其如功率放大器(PA)、全球定位系統(tǒng)、藍芽模塊(Bluetooth)、影像感測模塊、記憶卡等可攜式產(chǎn)品市場。以長遠的發(fā)展規(guī)劃而言，SoC的發(fā)展將能有效改善未來電子產(chǎn)品的效能要求，而其所適用之封裝型態(tài)，也將以能提供更好效能之覆晶技術為發(fā)展主軸；相較于SoC的發(fā)展，SiP則將更適用于成本敏感性高的通訊用及消費性產(chǎn)品市場。