隨著5G新興市場的發展，對于半導體封裝在智能手機，物聯網領域的應用提出了很高的要求，對于功能傳輸效率，噪聲，體積，重量和成本等方面要求越來越高。不但尺寸越來越小，厚度越來越薄，還要集成更多的功能和更高的性能。作為先進封裝的系統級封裝（SIP）是理想的解決方案。系統級封裝（SIP）由于可以同時集成很多半導體器件，包括有源器件，控制器，內存等，和無源器件，電阻，電容等，形成具有多功能，高性能的控制系統。隨著封裝密度的增加，構成SIP封裝的半導體元器件尺寸也越來越小，相應的焊盤尺寸和焊盤間距也變得更小。
而在焊接這些元器件時，由于器件的極小尺寸和精密間距，對焊接錫膏提出了很高的要求，尤其是構成錫膏的焊粉，既實現高質量的焊接，改善空洞，減少飛濺。錫珠等帶來的短路等焊接缺陷。賀利氏電子推出的基于Welco焊粉制備技術的AP5112 T7 錫膏，不但很好解決了上述技術問題，而且簡化了SIP印刷制程，帶來一體化解決方案，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SIP封裝流程如圖1所示，印刷完錫膏后，先粘貼無源器件，再通過倒裝芯片的銅柱蘸取助焊劑，進行第二次貼裝，然后過回流。而使用AP5112 T7，可以簡化工藝流程，如圖2所示，印刷完錫膏后，可以一次性貼裝無源器件和倒裝芯片，減少了倒裝芯片蘸取助焊劑進行二次貼裝的工序；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。基板的翹曲和銅柱的高度的共面性差異都會帶來焊接的缺陷，通過使用AP5112 T7會很好解決這些問題，提高焊接良率。

圖1 傳統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 倒裝芯片的銅柱技術的發展，相對于植球技術，推動了封裝密度的提升和封裝的小型化。常規的銅柱技術要在銅柱的頂端進行錫-銀的處理，提高了成本和帶來共面性問題，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的焊接缺陷，因空洞率改善，可以帶來4倍良率的提升；因為錫帽工序的省略，可以帶來成本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化，都和構成AP5112 T7的焊粉和錫膏的特性分不開的。 三、AP5112T7錫膏的特點1、Welco焊粉技術 焊粉的品質在錫膏的特性中起著至關重要的作用，不論是在作業性，還是飛濺、錫珠、空洞率的管控和多次回流的表現。圖4列出了AP5112 T7焊粉Welco技術相對于傳統焊粉的不同，通過熔融金屬液體和油的表面張力的差異和工藝參數的調整，得到不同粒徑的粉體，極窄的粒徑分布，光滑的表面，無表面損傷和氧化。

圖4 獨特的Welco焊粉制作技術 2、AP5112 T7錫膏特點 形成錫膏后，錫膏的良好物性穩定，帶來穩定的印刷作業性，如圖5，圖6.

在不同基板表面，ENIG, OSP和浸錫表面，都有很好的潤濕性，不論是在T0和8小時后。

圖7AP5112 T7 在不同基板表面的潤濕情況 兩次回流后，空洞型對于其他型號具有很好的表現。

圖8 多次回流后空洞表現

圖9和圖10是倒裝芯片和008004刷完錫膏后，貼片前的表現，可以看到印刷的一致性，沒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；倒裝芯片銅柱和焊盤準確的對準，無偏移和良好的共面性；008004沒有飛濺，立碑和焊盤終端的高度一致性。

圖13和圖14是回流后的x-ray照片，空洞率小于1%。 四、AP5112 T7的應用 進入5G時代，智能手機中的RF數量大幅增加，在手機輕薄化趨勢下，SIP獲得廣泛使用；射頻前端模組在使用復雜的SIP的架構，單個封裝中包含10-15個器件（開關，濾波器，功率放大器）和幾種類型的互聯技術（引線鍵合，倒裝芯片，銅柱），高密度，高集成化，以實現最小化信號路徑和低損耗的控制。

圖15是手機射頻前端結構示意圖和典型SIP封裝結構圖。接收路徑的低噪聲放大器（LNA）和發送路徑的功率放大器（PA）經由雙工器（Duplexer）連接到天線，雙工器分開兩個信號，并防止相對強大的PA輸出使靈敏的LNA輸入過載。

目前AP5112 T7已經被國內外數十個頂級品牌新出品的5G手機應用在射頻前端SIP封裝中。

責任編輯：xj

原文標題：應用于先進封裝印刷工藝的賀利氏一體化解決方案

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