Многофункциональные СВЧ схемы SIP (система в корпусе)
11.08.2024
Технология SIP подразумевает использование отдельных функциональных узлов схемы в виде кристаллов, которые монтируются в один корпус и образуют законченное изделие. Основными преимуществами системы в корпусе являются:
· Совместное использование в одном устройстве разных технологий (например Si и материалов из группы A3B5). Что позволяет объединить различные функциональные элементы, то есть одна и та же схема может содержать цифровую часть, в которую могут входить микроконтроллеры, АЦП, ЦАПи т.д, и аналоговую часть в виде радиочастотного тракта;
· Низкая стоимость реализации, по сравнению с технологией системы на кристалле (Core Chip), особенно на стадии прототипирования;
· Высокая скорость разработки и возможность модернизировать схему без внесения серьезных изменений в конструкцию и технологию;
· Повышенная производительность и увеличение числа выхода годных по сравнению с технологией системы на кристалле.
Поэтому основное применение технология SIP находит там, где требуется высокая интеграция, компактность, невысокая стоимость изготовления при массовом производстве и высокая производительность. Можно выделить следующие основные сферы применения:
· Беспроводные устройства – производство Wi-Fi, Bluetooth модулей и других устройств;
· Интернет вещей, где в одном корпусе размещают датчики, передатчики и устройства обработки данных;
· Мобильные устройства – производство смартфонов и планшетов;
· Системы связи – производство миниатюрных модулей для систем связи.
Многофункциональные микросхемы SIP имеют различные конструктивные исполнения:
· При сборке элементов в одной плоскости (2D монтаж) – самый распространенный и простой в реализации способ. Все узлы СВЧ схемы собираются на одном основании вместе с платами для соединения всех узлов схемы и подачи напряжения питания и управления. Выводы корпуса соединяются с элементами схемы с помощью золотых проволок. На рисунке ниже приведен пример данного типа конструктива - микросхема двунаправленного усилителя, в составе которого есть два кристалла усилителя и два кристалла переключателя с микрополосковыми платами, все элементы схемы установлены на общее металлическое основание. Для герметизации в основном используются корпуса типа QFN;
Двунаправленный усилитель
· При сборке элементов на основание через подложку (2.5D монтаж) – монтаж всех узлов схемы на основание корпуса осуществляется через интерпозер. На верхнюю сторону интерпозера устанавливаются кристаллы, которые имеют многослойную схему соединения, а на нижней располагаются выводы для соединения с контактными площадками корпуса микросхемы, в которой также может быть организована многослойная структура. На сегодняшний момент чаще всего используют кремниевые интерпозеры, в которых соединение верхних и нижних площадок осуществляется через переходные металлизированные отверстия (TSV);
· При сборке элементов в трехмерном пространстве (3D монтаж) – это самый сложный и высокотехнологичный тип монтажа. При данном типе монтажа используются следующие технологии:
- Установка корпуса на корпус (PoP), которая подразумевает размещение одного корпуса микросхемы на другой с электрическими соединениями выполненными через металлизированные отверстия в соединяемых корпусах микросхем;
- Установка кристалла на кристалл (CoC), которая подразумевает установку кристалла на поверхности другого кристалла (стековый монтаж) с коммутацией проволочными выводами или в виде сквозных металлизированных отверстий, реализованных в стеке с помощью полимера. Также вертикальная структура может реализовываться с помощью подложек, внутри которых установлены кристаллы, при этом электрическое соединение между ними осуществляется проволокой, а подложки внутри корпуса соединяются контактными микровыступами (бамппами).
На рисунке ниже продемонстрированы возможности реализации разных технологий трехмерного монтажа.
Трехмерный монтаж СВЧ компонентов в корпусе
Наша компания поставляет как серийно изготавливаемые многофункциональные устройства, построенные по технологии SIP, так и разработанные по требованию заказчика. На базе микросхем, производимых нашими партнерами, вы можете спроектировать по SIP технологии такие устройства как приемо-передающие модули, синтезаторы частот, front-end модули, преобразователи частоты и др. На рисунке ниже представлена схема серийно-изготавливаемого двухканального front-end модуля, в состав которого включены микросхемы усилителей и переключателей.
Схема двухканального Front-end модуля
За дополнительной информацией или запросом продукции отправляйте письмо нам на почту info@m-projects.ru или звоните по номеру +7 (812) 509-39-08.