SiP封装在RF／无线电等方面的应用

Griffin

当今的无线电市场，在很大程度上受到无线电话产业的推动。产品的成本，尺寸，性能以及上市时间则是主要的推动因素。许多公司例如爱立信和摩托罗拉公司都在改变其垂直生产系统，在为其电话手机的生产寻找另外的生产基地。随着外加工OEM日益增加，以及随着中国市场的兴起，出现越来越多的在中国制造的产品，手机的制造对于生产人员在工程技术水平方面的要求也越来越低。并且手机本身为了适应2．5G和3G的要求，又需要支持比较高数据传输速率，还需要增加蓝牙之类的应用功能；最后还要求在增加功能，提高性能以后仍能保持成本不上升；同时在更小的体积内实现同样功能，达到同样或更好的性能。在更短的时间内引入更小，更鼠更轻，同时又具备功能更多的产品，已经成为生产厂家必须保持的竞争优势。
/ }) d/ s9 c4 j+ p% c& n此外，由于蓝牙目前在手机中越来越多地被广泛采用，它本身也需要能够达到市场对手机的要采同时，如果把蓝牙作为一个单独的无线产品来观察，它对成本的要求也十分敏感。目前市场上出现的蓝牙产品，它们所采用的SiP大致可分为以下三种类型：
; N* ~! P8 o% s* m/ z4 {' o1．SiP中仅仅包括RFIC。 在这种情况下，蓝牙的DSP功能部分被划分在手机的基带线路内，而将蓝牙的RFIC部分单独封装；
1 T( w$ _' A% \" U0 b2．全部功能的单芯片或多芯片SiP是将RF,基带功能线路，以及快闪存储芯片都封装在一个SiP模块内。在这种情况下，根据IC划分的区别，SiP的解决方式也不相同，又可以有许多种解决的方案；
3．天线也包括在内的即插即用方案。这种解决方式比较适合于对RF技术经验比较少，而又希望在手机上安装蓝牙的OEM用户。由于大多数蓝牙的解决方案，都是采用CMOS工艺技术设计的，需要对发射和接收部分的I／O仔细安排。为了防止互相之间出现不良的影响往往需要安装屏蔽和带通滤波器，以便既能够实现蓝牙的功能，同时又能够满足无线电管理部门的规定要求。 除了手机以外，还有一些其它的整机产品也需要安装蓝牙模块。如果这些应用产品的开发人员对于RF技术的经验也比较少时，同样也要求蓝牙，能够成为一个独立的无线电部件。这样用户就能够十分方便地加以利用了。这时，就要求能够将天线，屏蔽部件，支持线路，以及芯片都能够包括在一个封装内。这样的蓝牙部件，现在正在开发之中，Amkor公司正在和客户一起共同开发这方面的产品。
目前无线电话手机的发展趋势，是实现模块化。首先将手机的零部件集成为3-4个模块，然后再逐步集成成为一个手机模块。手机厂商一般都首先考虑，将SiP应用在发射部分的功率放大级PA。以前的PA解决方案都是应用分立器件，而将阻抗匹配线路和控制线路安置在母板上。当前的SiPPA解决方案，一般都将匹配阻抗做在SiP以内。并且SiP能够提供适合RF应用的I／O。这样可以显著地简化整机制造中的操作，避免不必要的返修。所采用的衬底既有陶瓷，也有多层线路板。但是从发展趋势看，人们倾向于采用多层板。预计不久就会将屏蔽部件，也集成在PASiP内，以进一步简化装配操作，减少后勤供应工作量。
5 f1 z: E( G8 A! G( V! Q* }; Y# e在完成PA集成以后，不少厂商希望对手机中的基带功能线路进行集成。集成的基带模块一般包括有基带引擎，SRAM，闪存，BAI，以及一些无源元件。要求在手机的前端模拟线路改变时，能够迅速组成并提供相适应的引擎功能线路。将芯片叠加主要是为了减少面积。可以根据对散热与布线的情况，将2-3个芯片相叠加。这种解决方案可以将大多数系统的布线转移到基带SiP中去了，因此SiP可以采用节距为1．0或1．27 mm的较大的BGA封装，以取代为单个分立器件提供的节距为0．5-0．8 mm的BGA封装。这样可以降低OEM厂商对装配的技术要求，减少母板的复杂性，降低母板成本。
下一步工作将是针对整个发射和／或接收部分进行集成。估计仍然需要分为接收与发射两部分，以保证充分的隔离。Amkor公司已经开发成功内嵌屏蔽的模块，既可以满足线路隔离的要求，也能够满足无线电管理部门的要求。由于RF线路的复杂性，以及OEM厂商希望将"RF技术”的专业知识保留在公司内，不外传。这部分工作一般是手机集成工作的最后一步。进行这项工作需要对衬底材料的RF微波性能，对嵌入的无源元件，对元件结构，以及对可能影响装配与测试的一切线路的设计技术，都具有比较深入的了解。

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SiP中仅仅包括RFIC。 在这种情况下，蓝牙的DSP功能部分被划分在手机的基带线路内，而将蓝牙的RFIC部分单独封装