1.1.2　系统级封装技术的开发和专利申请

当今企业的竞争力归根结底是技术和创新能力的竞争，而专利则是创新技术的“盾”，起着保护创新成果的作用。事实上，为了保护创新成果，很多公司都会采取“专利先行”的策略实施新技术、新产品的知识产权保护。所以，系统级封装技术的专利申请在一定程度上反映了系统级封装技术的开发趋势。

本书采用关键词“系统级封装”或“SiP”，结合分类号进行初步检索与筛选，最终确定涉及系统级封装技术的专利申请共有47168件。其中，中国专利申请共有20190件，其他国家/地区（包括日本、韩国、美国、欧洲）专利申请共有26978件。

检索与分析显示，其他国家/地区从1987年开始，有关系统级封装技术的专利申请就有了较大幅度的增长。中国的系统级封装技术专利的布局比较晚，从2001年才有较大幅度的稳定增长，如图1-11所示。2009年，虽然系统级封装专利申请数量在全球范围内出现了较大幅度的下降（这可能是2008年全球金融危机造成的），但在2009年之后都迅速回归之前的上升趋势。系统级封装技术目前处于生命周期的成长期，具有很大的成长空间，在全球范围内依然有很好的发展趋势。

我们对检索出的系统级封装技术专利申请进行了必要的技术标引、初步的技术分类，如表1-1所示。

图1-11　系统级封装专利申请数量的发展趋势

表1-1　系统级封装技术专利申请分类表

注：1. 上述数据为智慧芽专利检索与服务系统中截至2019年4月30日已被收录的公开专利申请数据，检索时尽量查全，并进行了筛选。

2. 一件专利申请在其生命周期中可能被公开多次，产生不同公开文本，数据系统仅显示最新/最旧公开的文本。“组”代表申请数量。“条”代表总条数（包括多个公开文本）。本表数据以“组”为准。

3. 各个模块均存在专利/专利申请文件的重复情况。

4. 限于审查制度，相对于申请日，不同专利的公开有一定的滞后性，故2018年统计的专利申请量少于实际申请量。

对扇出型封装、电磁屏蔽、双面封装、堆叠封装、高密度贴装这几个板块进行重点分析，总结各技术发展路线，具体如下。

① 扇出型封装。其结构朝着高度集成化的方向发展，与3D堆叠封装紧密结合。扇出型封装的关键技术诸如焊球凸块、重布线层、钝化层、球下金属层等也随着高集成度结构的发展而不断完善创新。同时，这些技术方案的创新进一步推动了扇出型封装的改进。

② 电磁屏蔽。在较早的专利申请中，通过设置金属壳或金属网来实现整个封装体的电磁屏蔽。后来，为适应封装体小型化并降低成本，通过封装体上表面及侧面的金属层实现电磁屏蔽。再后来，屏蔽层被延伸至基板的侧面或下表面，进一步升级为分腔屏蔽，以避免同一封装体内不同元器件之间的信号干扰。之后，主要的创新点集中在不同圆片级封装中的屏蔽结构。

③ 双面封装。随着技术的发展，基板双面倒装芯片及引线键合结构逐步发展为通过TSV和中介转接板等技术实现更高密度的双面封装结构。这种结构的优势也被用于与电磁屏蔽、圆片级封装等技术相结合。

④ 堆叠封装。除较早的PiP结构有所发展外，PoP结构也成了堆叠封装的主流发展方向。随着封装技术的深入发展，PoP结构与中介转接板、层间通孔、模塑穿孔等技术相结合，使得堆叠封装的封装密度更高，结构尺寸更加优化。同时，针对上述结构的种种缺陷诸如翘曲、散热等，PoP结构有了显著改善。

⑤ 高密度贴装。其发展趋势是不断提高基板上的布线密度，以满足芯片更加密集的线路分布要求，以及使更多芯片集成在单一封装模块中。重布线层结合高密度贴装技术的深入发展可以进一步改进与完善多芯片集成的系统级封装结构。

这些系统级封装技术的发展方向与系统级封装产品的发展方向保持一致，都在向高集成化、小型化、高密度方向发展。