隨著5G新興市場(chǎng)的發(fā)展，對(duì)于半導(dǎo)體封裝在智能手機(jī)，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用提出了很高的要求，對(duì)于功能傳輸效率，噪聲，體積，重量和成本等方面要求越來(lái)越高。不但尺寸越來(lái)越小，厚度越來(lái)越薄，還要集成更多的功能和更高的性能。作為先進(jìn)封裝的系統(tǒng)級(jí)封裝（SIP）是理想的解決方案。系統(tǒng)級(jí)封裝（SIP）由于可以同時(shí)集成很多半導(dǎo)體器件，包括有源器件，控制器，內(nèi)存等，和無(wú)源器件，電阻，電容等，形成具有多功能，高性能的控制系統(tǒng)。隨著封裝密度的增加，構(gòu)成SIP封裝的半導(dǎo)體元器件尺寸也越來(lái)越小，相應(yīng)的焊盤(pán)尺寸和焊盤(pán)間距也變得更小。
而在焊接這些元器件時(shí)，由于器件的極小尺寸和精密間距，對(duì)焊接錫膏提出了很高的要求，尤其是構(gòu)成錫膏的焊粉，既實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的焊接，改善空洞，減少飛濺。錫珠等帶來(lái)的短路等焊接缺陷。賀利氏電子推出的基于Welco焊粉制備技術(shù)的AP5112 T7 錫膏，不但很好解決了上述技術(shù)問(wèn)題，而且簡(jiǎn)化了SIP印刷制程，帶來(lái)一體化解決方案，并且降低封裝制程成本和材料成本，提高了良率。
一、SMD和倒裝（FC）芯片的一體化印刷方案 傳統(tǒng)SIP封裝流程如圖1所示，印刷完錫膏后，先粘貼無(wú)源器件，再通過(guò)倒裝芯片的銅柱蘸取助焊劑，進(jìn)行第二次貼裝，然后過(guò)回流。而使用AP5112 T7，可以簡(jiǎn)化工藝流程，如圖2所示，印刷完錫膏后，可以一次性貼裝無(wú)源器件和倒裝芯片，減少了倒裝芯片蘸取助焊劑進(jìn)行二次貼裝的工序；工藝步驟的減少，伴隨著良率的大幅提升和封裝成本的降低?；宓穆N曲和銅柱的高度的共面性差異都會(huì)帶來(lái)焊接的缺陷，通過(guò)使用AP5112 T7會(huì)很好解決這些問(wèn)題，提高焊接良率。

圖1 傳統(tǒng)SIP印刷焊接流程

圖2 基于AP5112 T7的一體化SIP焊接流程
二、用于倒裝焊接的芯片銅柱去焊錫帽技術(shù) 倒裝芯片的銅柱技術(shù)的發(fā)展，相對(duì)于植球技術(shù)，推動(dòng)了封裝密度的提升和封裝的小型化。常規(guī)的銅柱技術(shù)要在銅柱的頂端進(jìn)行錫-銀的處理，提高了成本和帶來(lái)共面性問(wèn)題，如圖3所示，使用AP5112 T7 可以省去錫帽的工序，直接引述錫膏進(jìn)行倒裝焊接。同樣可以避免基板的翹曲和銅柱的高度的共面性差異等帶來(lái)的焊接缺陷，因空洞率改善，可以帶來(lái)4倍良率的提升；因?yàn)殄a帽工序的省略，可以帶來(lái)成本15%的降低。

圖3 基于AP5112 T7的一體化SIP焊接流程 上述不論是在SIP封裝良率的提升、成本的降低和工序的簡(jiǎn)化，都和構(gòu)成AP5112 T7的焊粉和錫膏的特性分不開(kāi)的。 三、AP5112T7錫膏的特點(diǎn)1、Welco焊粉技術(shù) 焊粉的品質(zhì)在錫膏的特性中起著至關(guān)重要的作用，不論是在作業(yè)性，還是飛濺、錫珠、空洞率的管控和多次回流的表現(xiàn)。圖4列出了AP5112 T7焊粉Welco技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)焊粉的不同，通過(guò)熔融金屬液體和油的表面張力的差異和工藝參數(shù)的調(diào)整，得到不同粒徑的粉體，極窄的粒徑分布，光滑的表面，無(wú)表面損傷和氧化。

圖4 獨(dú)特的Welco焊粉制作技術(shù) 2、AP5112 T7錫膏特點(diǎn) 形成錫膏后，錫膏的良好物性穩(wěn)定，帶來(lái)穩(wěn)定的印刷作業(yè)性，如圖5，圖6.

在不同基板表面，ENIG, OSP和浸錫表面，都有很好的潤(rùn)濕性，不論是在T0和8小時(shí)后。

圖7AP5112 T7 在不同基板表面的潤(rùn)濕情況 兩次回流后，空洞型對(duì)于其他型號(hào)具有很好的表現(xiàn)。

圖8 多次回流后空洞表現(xiàn)

圖9和圖10是倒裝芯片和008004刷完錫膏后，貼片前的表現(xiàn)，可以看到印刷的一致性，沒(méi)有連橋和印刷不完整的缺陷。

圖11和圖12是倒裝銅柱和008004回流后的表現(xiàn)；倒裝芯片銅柱和焊盤(pán)準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)，無(wú)偏移和良好的共面性；008004沒(méi)有飛濺，立碑和焊盤(pán)終端的高度一致性。

圖13和圖14是回流后的x-ray照片，空洞率小于1%。 四、AP5112 T7的應(yīng)用 進(jìn)入5G時(shí)代，智能手機(jī)中的RF數(shù)量大幅增加，在手機(jī)輕薄化趨勢(shì)下，SIP獲得廣泛使用；射頻前端模組在使用復(fù)雜的SIP的架構(gòu)，單個(gè)封裝中包含10-15個(gè)器件（開(kāi)關(guān)，濾波器，功率放大器）和幾種類型的互聯(lián)技術(shù)（引線鍵合，倒裝芯片，銅柱），高密度，高集成化，以實(shí)現(xiàn)最小化信號(hào)路徑和低損耗的控制。

圖15是手機(jī)射頻前端結(jié)構(gòu)示意圖和典型SIP封裝結(jié)構(gòu)圖。接收路徑的低噪聲放大器（LNA）和發(fā)送路徑的功率放大器（PA）經(jīng)由雙工器（Duplexer）連接到天線，雙工器分開(kāi)兩個(gè)信號(hào)，并防止相對(duì)強(qiáng)大的PA輸出使靈敏的LNA輸入過(guò)載。

目前AP5112 T7已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外數(shù)十個(gè)頂級(jí)品牌新出品的5G手機(jī)應(yīng)用在射頻前端SIP封裝中。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：應(yīng)用于先進(jìn)封裝印刷工藝的賀利氏一體化解決方案

文章出處：【微信公眾號(hào)：電子發(fā)燒友網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。