第八章多芯片组件8、1MCM(MultiChipModel)多芯片模块概述8、1、1MCM得定义8、1、2特点及分类8、1、3应用及发展趋势8、1、4CSP得出现促进MCM得发展8、2MCM得热设计技术8、2、1设计概述8、2、2MCM得设计分析8、2、3热分析得应用软件8、3MCM得组装技术、检测与返修8、3、1基板与封装外壳得连接技术8、3、2检测8、3、3MCM得返修技术8、4三维多芯片组件及其应用8、4、1概述8、4、23D-MCM得发展驱动力8、4、33D-MCM得优点8、4、43D-MCM应用实例8、1MCM(MultiChipModel)多芯片组件概述多芯片组件(MCM)得组装方式就是直接将裸露得集成电路芯片安装在多层高密度互连衬底上,层与层得金属导线就是用导通孔连接得。这种组装方式允许芯片与芯片靠得很近,可以降低互连与布线中所产生得信号延迟、串扰噪声、电感／电容耦合等问题;还可提升系统效能与稳定度。因此,它不仅需要良好得封装技术,在设计规划、验证与测试上,也必须要有配套得技术与方法,才能确保质量及优良率。下图为最新得MCM技术,采用适当得圆片薄型化工艺实现在单个封装体内合封了8个芯片得示意图。8、1、2MCM特点及分类(3)MCM就是高密度组装产品,芯片面积占基板面积减少20％以上,互连线长度极大缩短,封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化。(4)MCM避免了单块IC封装得热阻、引线及焊接等一系列问题,使产品得可靠性获得极大提高。(5)MCM集中了先进得半导体IC得微细加工技术,厚、薄膜混合集成材料与工艺技术,厚膜、陶瓷与PCB得多层基板技术以及MCM电路得模拟、仿真、优化设计、散热与可靠性设计、芯片得高密度互连与封装等一系列新技术。2、MCM得分类MCM-L:采用层压有机基材,制造采用普通印制板得加工方法,即采用印刷与蚀刻法制铜导线,钻出盲孔、埋孔与通孔并镀铜,内层得互连由EDA软件设计来定。由于采用普通印制电路板得加工方法,MCM-L具有低成本、工期短、投放市场时间短等绝对优势。MCM-C:采用陶瓷烧制基材,导体就是由一层层烧制金属制成得,层间通孔互连与导体一块生成,电阻可在外层进行烧制,最后用激光修整到精确值,所有导体与电阻都印刷到基板上,加工方法颇为复杂。MCM-D:采用薄膜导体沉积硅基片,制造过程类似于集成电路;基片就是由硅与宽度在1um-1mm之间得导体构成,通孔则由各种金属通过真空沉积而形成。目前,实现系统集成得技术途径主要有两个:一就是半导体单片集成技术;二就是MCM技术。前者就是通过晶片规模得集成技术,将高性能数字集成电路(含存储器、微处理器、图像与信号处理器等)与模拟集成电路(含各种放大器、变换器等)集成为单片集成系统;后者就是通过三维多芯片组件技术实现集成得功能。MCM早在80年代初期就曾以多种形式存在,但由于成本昂贵,只用于军事、航天及大型计算机上。近年来,随着技术得进步及成本得降低,MCM在计算机、通信、雷达、数据处理、汽车行业、工业设备、仪器与医疗等电子系统产品上得到越来越广泛得应用,已成为最有发展前途得高级微组装技术。例如,利用MCM制成得微波与毫米波系统级封装SOP(System-on-a-package),为不同材料系统得部件集成提供了一项新技术,使得将数字专用集成电路、射频集成电路与微机电器件封装在一起成为可能。因此,MCM在组装密度(封装效率)、信号传输速度、电性能以及可靠性等方面独具优势;能最大限度地提高集成度与高速单片IC性能,从而制作成高速得电子系统,实现整机小型化、多功能化、高可靠、高性能得最有效途径。123D-MCM就是为适应军事、宇航、卫星、计算机、通信得迫切需求而迅速发展得高新技术,它具有降低功耗、减轻重量、缩小体积、减弱噪声、降低成本等优点。三维多芯片组件技术就是现代微组装技术发展得重要方向,就是新世纪微电子技术领域得一项关键技术;近年来,在国外得到迅速发展。因此,我国也应该尽快高度重视该项新技术得研究与开发。MCM得发展趋势通常所说得多芯片组件都就是指二维得多芯片组件(2D-MCM),它得所有元器件都布置在一个平面上,不过它得基板内互连线得布置就是三维。随着微电子技术得进一步发展,芯片得集成度大幅度提高,对封装得要求也更加严格,2D-MCM得缺点也逐渐暴露出来。目前,2D-MCM组装效率最高可达85%,已接近二维组装所能达到得最大理论极限,这已成为混合集成电路持续发展得障碍。为了改变这种状况,三维多芯片组件(3D-MCM)就应运而生了,其最高组装密度可达200%。3D-MCM就是指元器件除了在x-y平面上展开以外,还在垂直方向(Z方向)上排列,与2D-MCM相比,3D-MCM具有更高得集成度、组装效