集成电路系统级封装
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2.2.3 发展趋势和挑战

当前,高频、高速技术不断普及,毫米波通信技术飞速发展,在物联网的概念下,出现了越来越多的无线通信模块封装应用场景,无线通信模块封装面临越来越大的挑战。

无线通信模块的系统级封装示意图如图2-9所示。从封装结构来看,随着频率的提高,平面系统级封装的2D布局由于存在信号线损耗等问题已经难以满足需求,基于硅转接板的2.5D封装和基于TSV技术的3D封装是无线通信模块系统级封装未来的发展方向。

图2-9 无线通信模块的系统级封装示意图

在性能方面,更多功能的集成是无线通信模块系统级封装的目标,传统系统级封装集成部分射频系统模块,新型的无线通信模块系统级封装将实现收发天线、双工、接收通道、发射通道这四大功能模块的集成。多功能将带来多信号混合集成,对封装设计、多芯片射频封装系统的建模仿真和封装可靠性等提出了更高的要求和更大的挑战。多功能、多频段的复杂射频应用增加了产品的测试成本,相应的可靠性测试技术也在不断发展。

采用系统级封装的产品往往是一个系统,拥有多种功能,采用芯片、封装的系统协同设计可以简化设计流程,助力系统性能提升。一些主要的电子设计自动化(Electronics Design Automation,EDA)公司正在专门针对系统级封装进一步开发更新设计软件。基于优化算法的新设计方法不断出现,如实验设计(Deisgn of Experiment,DOE)、前馈神经网络和遗传算法等,它们都综合考虑了系统级封装结构的耦合影响。此外,大功率器件的集成也将带来散热难题,无线通信模块系统级封装的散热管理需要进一步发展。