一、5G 技術(shù)的發(fā)展, 

 SiP 在5G器件中的應(yīng)用趨勢(shì)

5G 技術(shù)的發(fā)展,會(huì)將電子產(chǎn)業(yè)帶人一個(gè)新的領(lǐng)域.由于 5G 技術(shù)的先進(jìn)性,將會(huì)使電子產(chǎn)品的性能獲得極大的提升.與此同時(shí),人們也需要在這之中獲得便利,即這些電子產(chǎn)品要具有較高的便攜性.以手機(jī)為例,從最早的智能手機(jī)時(shí)代開始,每次發(fā)售的新手機(jī)都引人了一些新的功能,比如雙卡雙待、指紋識(shí)別多攝像頭、移動(dòng)支付、人臉識(shí)別等新功能,這些都增加了手機(jī)的耗電量.但是以現(xiàn)有的技術(shù),大幅度增加鉀電池的電量密度是難以實(shí)現(xiàn)的.這就要求系統(tǒng)級(jí)封裝和模組化技術(shù)的發(fā)展.以此來實(shí)現(xiàn)手機(jī)的外觀輕薄和減小功耗.SiP從封裝和組裝為切入點(diǎn)以高精度的表面貼裝技術(shù)(Surface Mounted Technology,SMT) 和先進(jìn)封裝技術(shù),將若干裸芯片和微型的無源器件進(jìn)行高度的集成化,并成為微型化的高性能組件，成熟運(yùn)用 SiP 技術(shù)可以加快 5G 技術(shù)的研發(fā)過程.也可以極大程度上簡(jiǎn)化電子產(chǎn)品的制造流程.為人們的生活帶來更多便利.

未來滿足 5G 器件的功能性、小型化、可靠性以及成本效益要求根據(jù) Inan Ndip 等人的總結(jié)SiP的架構(gòu)以及封裝材料和互連必須滿足以下要求.

(1) 性能需求.如電磁兼容性、信號(hào)完整性、電源完整性、高增益的天線陣列、高品質(zhì)因數(shù)的無源器件.

(2)可靠性要求5G 器件的 SiP 結(jié)構(gòu)必須充分考慮到散熱性能以及熱穩(wěn)定性,并且要盡可能杜絕正常使用過程中的熱機(jī)械可靠性問題.

(3)小型化要求SiP 必須能夠使未來的 5G 器件小型化,從而能夠達(dá)到隨時(shí)集成到其他組件/模塊上的目的.

(4) 成本要求.在滿足使用要求的前提下,SiP 應(yīng)該盡可能降低成本.

對(duì)于上述幾個(gè)問題,除了從封裝材料以及組裝方法上著手,從工藝和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行考慮也是必要的.例如,在工藝上可以利用面板級(jí)封裝工藝制作 SiP,同時(shí)制作數(shù)百個(gè) 5G 模塊,分?jǐn)偝杀緩慕Y(jié)構(gòu)方面考慮,為了滿足 5G 器件小型化要求以及高性能的要求就必須使SiP 脫離傳統(tǒng)的二維層面,逐漸向著2.5D SiP,特別是 3D SiP 的方向進(jìn)發(fā)此外較為先進(jìn)的雙面 SiP也在 5G 及之后的高頻毫米波器件的封裝中得到了用武之地,雙面SiP 不需要使用中介層(interposer)來實(shí)現(xiàn) SiP,從而能夠在保證小型化和提高集成度的同時(shí)降低成本.

二、6G技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)

6G技術(shù)的三大顯著特點(diǎn)是：一是高速率，理論下載速度可達(dá)每秒1TB，比5G快100倍；二是低時(shí)延，網(wǎng)絡(luò)延遲將從毫秒級(jí)降到微秒級(jí)；三是大連接，支持大規(guī)模設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)。這些特點(diǎn)將推動(dòng)6G成為創(chuàng)建全球無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的最佳候選方案，并促進(jìn)無人駕駛、人工智能、VR和AR等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

6G技術(shù)的發(fā)展正逐漸從概念走向現(xiàn)實(shí)，預(yù)計(jì)將為智慧城市、智能交通、智能制造等領(lǐng)域提供更強(qiáng)大的技術(shù)支持。6G技術(shù)不僅在傳輸速率和連接密度上有顯著提升，還計(jì)劃向太赫茲頻段拓展，目標(biāo)傳輸速率超過100Gbps，甚至達(dá)到1Tbps。此外，6G將進(jìn)一步提高連接密度和服務(wù)質(zhì)量，確保每個(gè)單元區(qū)域內(nèi)更多設(shè)備高效接入，并提供極致的服務(wù)質(zhì)量和個(gè)性化體驗(yàn)。中國工程院院士張平指出，6G時(shí)代需要找到可持續(xù)發(fā)展路徑，人工智能將在6G發(fā)展中發(fā)揮重要作用。華為技術(shù)有限公司無線CTO童文認(rèn)為，AI將取代大部分研發(fā)設(shè)計(jì)工作，成為6G服務(wù)和應(yīng)用的核心載體。目前，各國正在積極開展6G基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，并計(jì)劃逐步推進(jìn)6G商用化進(jìn)程。

6G技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)包括超級(jí)無線寬帶、超大規(guī)模連接、極其可靠通信能力，并拓展感知和智能服務(wù)新場(chǎng)景。具體應(yīng)用領(lǐng)域有無人駕駛汽車、遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)、高清視頻傳輸、智能交通系統(tǒng)等。6G技術(shù)將實(shí)現(xiàn)更快的傳輸速度、更低的延遲，以及支持更多的頻段和更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)和自動(dòng)駕駛等。此外，6G還將實(shí)現(xiàn)全球立體覆蓋，支持全時(shí)全地域的無線寬帶接入。

三、通信技術(shù)電子產(chǎn)品清洗的必要性介紹

5G/6G關(guān)鍵器件的影響來自于兩個(gè)方面，一方面在5G/6G芯片和組件制程中焊接溫度的影響，二方面在設(shè)備使用環(huán)境溫度對(duì)器件和組件的長(zhǎng)期影響。由于芯片內(nèi)部各種結(jié)構(gòu)關(guān)系，需要在芯片內(nèi)部進(jìn)行焊接組裝，必然產(chǎn)生焊接殘留物，錫膏或焊膏殘留物，如果不予以徹底清除，封裝后容易造成塑封結(jié)合強(qiáng)度不夠，進(jìn)行二次工藝焊接的時(shí)，由于溫度的因素而產(chǎn)生殘留物膨脹，甚至成為蒸汽擠壓、膨脹，造成芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破損和損害。封裝前必須將焊劑殘留物去除，以保障封裝料與內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的結(jié)合強(qiáng)度，避免在二次工藝焊接中由于殘留物原因而產(chǎn)生芯片的破壞和失效。

5G/6G設(shè)備電子組件，制造焊接過程中，必然使用到錫膏和助焊劑進(jìn)行工藝加工，在基板和組件上留下了焊劑或焊膏殘留物，如未經(jīng)處理，在使用環(huán)境中，由于溫度和濕度的聯(lián)合作用，非常有可能產(chǎn)生殘留物引起的電化學(xué)腐蝕或電化學(xué)遷移的現(xiàn)象，引起基板和組件電氣性能偏離、線路短路乃至完全失效，而造成5G/6G設(shè)備功能破壞，形成可靠性風(fēng)險(xiǎn)。

5G/6G信號(hào)高頻傳輸?shù)奶匦裕瑢?duì)信號(hào)傳輸導(dǎo)體的材質(zhì)、表面狀態(tài)以及表面附著物都有嚴(yán)格的要求，以保障5G信號(hào)傳輸趨膚效應(yīng)的有效性，降低信號(hào)傳輸?shù)氖д婧驮鲆鎿p耗。目前還沒有一種助焊劑和錫膏的殘留能夠確保對(duì)5G/6G信號(hào)趨膚效應(yīng)沒有影響或可以忽略。因此，必然必須將表面的附著物，特別是助焊劑和錫膏殘留物徹底清除干凈，才可保證趨膚效應(yīng)的有效性。

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