由于指紋識(shí)別技術(shù)的快速發(fā)展,芯片封測(cè)的SIP市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)十分迅猛,指紋識(shí)別的大尺寸芯片的封測(cè)產(chǎn)能跟晶圓廠的一樣,十分吃緊。
為了抓住這個(gè)不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)趨勢(shì),IDM公司、半導(dǎo)體封裝廠商、測(cè)試分包廠商,以及EMS(電子產(chǎn)品制造服務(wù))公司等都爭(zhēng)相投入SIP領(lǐng)域(包含研究開(kāi)發(fā)與產(chǎn)能擴(kuò)充)
SIP(SysteminPackage)封裝對(duì)于指紋識(shí)別芯片的重要性:
因?yàn)橹讣y識(shí)別芯片的特性需求必須做到與外界隔離,以防止空氣中的雜質(zhì)對(duì)芯片電路的腐蝕而影響其功能性。
何謂封裝技術(shù)的好壞:
根據(jù)封裝的需求其主要材料的好壞也會(huì)直接影響到芯片的功能的發(fā)揮,主要材料有a.芯片b.Substrate(封裝載板)c.封裝材料(包含銀膠,線材,環(huán)氧樹(shù)酯…)d.封裝工藝水平均影響了成品的質(zhì)量!
SIP的封裝工藝
SIP封裝也可以說(shuō)是采用高階封裝方式將芯片包裹,它不僅起著安放、固定、密封、保護(hù)芯片的作用,Substrate是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁——芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過(guò)印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。
手機(jī)上應(yīng)用的指紋識(shí)別模組對(duì)于小型化的需求十分強(qiáng)烈,是推動(dòng)SIP技術(shù)在指紋識(shí)別芯片封裝領(lǐng)域發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?/p>
目前指紋識(shí)別芯片,除單獨(dú)封裝感應(yīng)SENSOR外,還可以嵌入邏輯電路與存儲(chǔ)器及安全加密電路,能非常經(jīng)濟(jì)有效地制成高性能指紋識(shí)別芯片組系統(tǒng)。
這樣的模組具有高度的靈活性,有利于系統(tǒng)的劃分,分別對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。并且設(shè)計(jì)周期與樣品制作周期都比較短。模組的客戶亦即模組組裝廠商,采用SIP技術(shù)以后,還可以簡(jiǎn)化裝配過(guò)程,降低測(cè)試的復(fù)雜性與難度,同時(shí)由于減少了零部件的數(shù)目還可以節(jié)省整個(gè)系統(tǒng)的成本。
為了降低指紋識(shí)別模組產(chǎn)品的成本,提高其集成度往往需要采用SIP(系統(tǒng)封裝)。成本的降低主要是由于SIP制程中采用模塊化直接連接方式,利用PCB及導(dǎo)線等將幾個(gè)不同功能芯片以引線鍵合或倒叩焊的工藝實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器與邏輯電路連接起來(lái)封裝在一個(gè)膠體內(nèi),從而減少了產(chǎn)品于組裝時(shí)的零部件的數(shù)量與花費(fèi)的時(shí)間,從而降低了成本。
特別是當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)芯片之間存在大量的共同連接時(shí),由于能夠共享封裝提供的I/O,這種方式的SIP是最經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。
除了節(jié)省封裝的成本以外,這種芯片層疊式封裝還可以大量節(jié)約電路板面積,降低電路板上互連的復(fù)雜程度。
東莞晶匯半導(dǎo)體是一家專業(yè)的SIP封測(cè)廠,LCDDriver芯片的封測(cè)代工產(chǎn)能居行業(yè)首位,其中三分之二的業(yè)務(wù)集中在手機(jī)上。
晶匯半導(dǎo)體擁有十多年的芯片封測(cè)經(jīng)驗(yàn),熟悉多數(shù)晶圓廠的制程和工藝,所以很多指紋識(shí)別芯片企業(yè)都有意跟晶匯合作,晶匯為此也規(guī)劃了月產(chǎn)10KK的新建指紋識(shí)別封測(cè)產(chǎn)能,并提供從芯片測(cè)試、切割、封裝到模組組裝的服務(wù)。
為了解指紋識(shí)別封測(cè)的相關(guān)要點(diǎn),《手機(jī)報(bào)》李星拜訪了晶匯半導(dǎo)體有限公司董事長(zhǎng)廖富江先生。
《手機(jī)報(bào)》:SIP封裝從工藝上看,有哪些難點(diǎn)?
廖富江:SIP封裝工藝是把很多個(gè)不同功能的芯片集中封裝在一個(gè)封包里面的疊層或并行封裝技術(shù),故于封裝前的每一個(gè)零組件都需要經(jīng)過(guò)測(cè)試以保障于封裝后的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定!同時(shí),因SIP一般是多芯片,多功能的模組,對(duì)產(chǎn)品可靠性要求較高,封裝工藝控制相對(duì)難度較高。
晶匯也在十多年的從業(yè)過(guò)程中,積累了不同尺寸晶圓的封裝工藝,才在SIP封裝過(guò)程中,少走很多彎路,并獲得了較高的良率。
《手機(jī)報(bào)》:指紋識(shí)別芯片的封裝,跟其它芯片封裝有哪些不同?
廖富江:指紋識(shí)別芯片的單一芯片面積比較大,僅僅采用最簡(jiǎn)單的傳統(tǒng)單獨(dú)封裝,將無(wú)法滿足產(chǎn)品的需求。
如果是采用SIP封裝的話,由于各芯片的尺寸大小不一樣,受力受熱后的應(yīng)力與變形也有差別,所以不管是處理單個(gè)芯片的應(yīng)力與變形,還是平衡各個(gè)晶元的應(yīng)力與變形,故在芯片處理、封裝材料選擇、基板處理、工藝流程的設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)上都十分講究,且對(duì)工廠設(shè)備、人員都是很高的挑戰(zhàn)。
現(xiàn)有的指紋識(shí)別技術(shù)因芯片需穿透膠面進(jìn)行識(shí)別,故其對(duì)封裝材料的介電常數(shù)與封裝的厚度要求十分嚴(yán)格,這對(duì)本來(lái)就難度較高的封裝工藝提出了更高的要求,往往因?yàn)榇蚓€或是注模時(shí)的參數(shù)偏移,將造成產(chǎn)品于辨識(shí)作業(yè)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤,也因而容易造就產(chǎn)品批量性的品質(zhì)事故。
《手機(jī)報(bào)》:晶匯在承接指紋識(shí)別加工業(yè)務(wù)的時(shí)候,并不僅僅只是簡(jiǎn)單的提供封測(cè)代工,而是提供整個(gè)指紋識(shí)別模組產(chǎn)品的加工服務(wù),晶匯這樣做的目的是出于什么樣的考慮?
廖富江:晶匯在十幾年的從業(yè)經(jīng)歷中,掌握了多數(shù)芯片封測(cè)與芯片模組組裝的關(guān)鍵工藝與經(jīng)驗(yàn),從而總結(jié)出了自己的一套工藝流程。
晶匯整體性SIP封測(cè)代工業(yè)務(wù)(TOTALSOLUTION)
包含了從晶圓測(cè)試、磨片、拋光、切割、上DIE、打線、封裝、成品檢測(cè)、模組組裝、鍍膜、FINALTEST,并根據(jù)客戶要求完成產(chǎn)品檢驗(yàn),確保產(chǎn)品的出貨品質(zhì)。以此減少作業(yè)中的TurnKey次數(shù)和減少客戶多個(gè)對(duì)應(yīng)窗口的麻煩。
這個(gè)流程的好處是可以給客戶各個(gè)環(huán)節(jié)提供一致的品質(zhì)水準(zhǔn),合理優(yōu)化配置產(chǎn)能,提高產(chǎn)品的良率與效率。
《手機(jī)報(bào)》:晶匯的指紋識(shí)別模組封測(cè)、組裝良率達(dá)到了99.9%,這跟前期業(yè)界傳出的指紋識(shí)模組出貨困難是因?yàn)榱悸瘦^低的傳聞完全不一樣,我們要怎么理解這里面的差異?
廖富江:一個(gè)封測(cè)企業(yè)新接觸一款從來(lái)沒(méi)有加工過(guò)的芯片封測(cè)業(yè)務(wù),前期出現(xiàn)良率波動(dòng)十分正常。
芯片封測(cè)是一項(xiàng)十分精密的加工業(yè)務(wù),需要的不僅僅是好的設(shè)備就能完成,還需要有十分豐富的操作經(jīng)驗(yàn)積累與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に噮?shù)管理方法,這個(gè)過(guò)程不是一蹴可及的。
晶匯根據(jù)以往的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化,可以避免很多不良產(chǎn)品進(jìn)入后段的封測(cè)組裝工序中,再加上完善的制程流程控管與熟練的技術(shù)人員、工程師,所以晶匯的產(chǎn)品良率能維持相對(duì)較高的水平。
《手機(jī)報(bào)》:晶匯未來(lái)的產(chǎn)品規(guī)劃主要有哪些?
廖富江:晶匯主要的業(yè)務(wù)還是SIP封裝為主,指紋識(shí)別芯片也會(huì)是晶匯下一步的業(yè)務(wù)拓展方向。
晶匯2015年在指紋識(shí)別領(lǐng)域新規(guī)劃了10KK的模組月產(chǎn)能,計(jì)劃2016年把指紋識(shí)芯片模組封測(cè)組裝的月產(chǎn)能擴(kuò)充到25KK左右。