系统级封装SIP陶瓷基板的特点

系统级封装（SIP）用陶瓷基板具有以下显著特点：

• 低介电常数：信号传输速度与基板材料的介电常数和信号传输距离有关，低介电常数能使信号传输更快，提高系统的响应速度和性能。

• 低介电损耗：在基板材料的电导和松弛极化过程中，带电质点将电磁场能部分转化为热能，介电损耗低能大大降低基板的发热效应，减少能量消耗和热量产生，有助于提高系统的稳定性和可靠性。

• 高热导率：随着芯片电路密度增加、功率提高、信号速度加快，芯片发热量显著增加。高热导率的陶瓷基板能够有效散发芯片发出的热量，保证系统在高功率运行时的稳定性和可靠性，避免因过热导致的性能下降或故障。

• 适宜的热膨胀系数：电路工作时，由于热膨胀系数不同会产生应力，使焊点疲劳、失效，严重时导致膜层剥落，甚至破坏芯片。因此，基板材料要与芯片的热膨胀系数匹配，以减少热应力对系统的影响，提高系统的可靠性和稳定性。

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• 良好的力学性能：基板材料需要具有良好的弯曲强度和弹性模量，一方面保证基板烧结过程中变形量小，减少尺寸差别；另一方面，保证基板在制备、装配、使用过程中不至于破损，从而确保系统的完整性和可靠性。

系统级封装SIP陶瓷基板的应用领域

系统级封装SIP陶瓷基板在以下领域有着广泛的应用：

• 消费电子：在智能手机中，如电源管理、射频收发器等电路模块采用SiP封装，朝着整合基带等更多零部件的整机SiP化方向发展。在穿戴产品如Apple Watch中，电路以单块SiP呈现，集成了大量元器件。TWS耳机也逐渐采用SiP封装，提高空间利用率和性能。

• 汽车电子：在汽车的传感器等部件中有所应用，因其良好的性能能够满足汽车电子在高温、振动等复杂环境下的工作要求。

• 微波与射频通信：利用低温共烧多层陶瓷基板具有可内埋无源元件、IC封装基板、高频特性优良、高集成化等优点，在军事、宇航等领域的X波段T/R组件中得到应用。

系统级封装SIP陶瓷基板的制造工艺

系统级封装（SIP）陶瓷基板的制造工艺多样，主要包括以下几种：

• 直接镀铜陶瓷基板（DPC）工艺：具备高线路精准度、高表面平整度、高绝缘及高导热的特性，在半导体功率器件封装领域迅速占据了重要的市场地位，广泛应用于大功率LED、半导体激光器、VCSEL等领域。

• 直接键合铜陶瓷基板（DBC）工艺：线路层较厚，耐热性较好，主要应用于高功率、大温变的IGBT封装。

• 厚膜印刷陶瓷基板（TPC）工艺：TPC厚膜陶瓷基板耐热性好，成本低，但线路层精度差，主要应用于汽车传感器等领域。

• 薄膜陶瓷基板（TFC）工艺：在平面陶瓷基板中，薄膜陶瓷基板TFC基板图形精度高，但金属层较薄，主要应用于小电流光电器件封装。

• AMB活性钎焊工艺：AMB基板线路层较厚，耐热性较好，主要应用于高功率、大温变的IGBT封装。

• 多层htcc高温共烧工艺：高温共烧陶瓷材料主要为氧化铝、莫来石和氮化铝为主成分的陶瓷，导体浆料采用材料为钨、钼、钼、锰等高熔点金属发热电阻浆料。烧结温度在1600°~1800°。由于HTCC基板具有结构强度高、热导率高、化学稳定性好和布线密度高等优点，因此在大功率微组装电路中具有广泛的应用前景。

• 多层ltcc低温共烧工艺：低温共烧陶瓷为了保证在低温共烧条件下有高的烧结密度，通常在组分中添加无定形玻璃、晶化玻璃、低熔点氧化物等来促进烧结。

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系统级封装SIP陶瓷基板的优势与劣势

系统级封装SIP陶瓷基板具有以下优势：

• 封装效率高：可在同一封装体内加多个芯片，减少了封装体积，提高了空间利用率。

• 兼容性好：实现了不同的工艺、材料制作的芯片封装成一个系统，并可实现嵌入集成无源组件的梦幻组合，适应多种芯片和组件的集成需求。

• 电性能好：SIP技术可以使多个封装合为一体，这样在减少了总的焊点数的同时显著减小了封装体积、重量，缩短了组件的连接路线，提高了电性能。

• 低功耗和低噪音：SIP可提供低功耗和低噪音的系统级连接，在较高的频率下工作可获得几乎与系统级芯片（SoC）相等的总线宽度。

• 系统成本低、开发时间短：由于可以大量采用成熟器件，SIP无论从研发成本、生产成本方面和研发周期方面均低于SOC。

然而，SIP陶瓷基板也存在一些劣势：

• 材料成本高：如AlN陶瓷，虽然性能优异，但成本较高，限制了其广泛应用。

• 工艺复杂：涉及多种材料、芯片、互连、封装、组装和测试等，是一个庞大的系统工程，对制造工艺和技术要求高。

• 高温下难致密烧结：如AlN陶瓷在高温下难致密烧结，生产中的重复性差，增加了生产难度和成本。

系统级封装SIP陶瓷基板的市场现状

目前，系统级封装SIP陶瓷基板的市场呈现出以下特点：

• 需求增长：随着电子产品向小型化、高性能等方向发展，对系统级封装技术的需求不断增加，从而推动了SIP陶瓷基板市场的增长。

• 技术不断进步：为了满足系统对封装的多样化需求，陶瓷基板材料不断朝着具有系列化性能、超高导热、新型纳米和低维材料等方向发展，相关技术不断创新和完善。

• 竞争加剧：越来越多的企业进入这一领域，市场竞争日益激烈，促使企业不断提高产品质量和降低成本。

• 应用领域拓展：SIP工艺的快速渗透，逐步打开市场空间，从消费电子领域向云计算、智能汽车、工业自动化等应用领域拓展，彰显其独特优势。

SiP系统级封装芯片清洗：

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

合明科技运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用合明科技水基清洗剂产品。

综上所述，SiP 技术的核心优势在于其能够在降低成本、提高灵活性、优化性能、实现小型化、降低功耗和提供优质连接等方面为电子系统的设计和制造带来显著的改进和提升。