微组装技术简述及工艺流程及设备

2)厚膜陶瓷型MCM（MCM-C，其中C是“陶 瓷”的英文名Ceramic的第一个字母），系 采用高密度厚膜多层布线基板或高密度共烧 陶瓷多层基板构成的多芯片组件。其主要特 点是布线密度较高，制造成本适中，能耐受 较恶劣的使用环境，其可靠性较高，特别是 采用低温共烧陶瓷多层基板构成的MCM-C， 还易于在多层基板中埋置元器件，进一步缩 小体积，构成多功能微电子组件。MCM-C 主要应用于30~50MHz的高可靠中高档产品。 包括汽车电子及中高档计算机和数字通信领 域。
3.类型和特点——
通常可按MCM所用高密度多层布线基板的结构 和工艺，将MCM分为以下几个类型。
1)叠层型MCM（MCM-L，其中L为“叠层”的 英文词“Laminate”的第一个字母）也称为L 型多芯片组件，系采用高密度多层印制电路板 构成的多芯片组件，其特点是生产成本低，制 造工艺较为成熟，但布线密度不够高，其组装 效率和性能较低，主要应用于30MHz和100个 焊点/英寸2以下的产品以及应用环境不太严酷 的消费类电子产品和个人计算机等民用领域。
2）组件级的主要关键技术——多层布线基板设计、 工艺、材料及检测技术，倒装芯片焊接、检测 和清洗技术，细间距丝键合技术，芯片互连可 靠性评估和检测技术，高导热封装的设计、工 艺、材料和密封技术，其他片式元器件的集成 技术。
3）印制板级的主要关键技术——电路分割设计 技术，大面积多层印制电路板的设计、工艺、 材料、检测技术以及结构设计、工艺技术以及 组件与母板的互连技术。
四。多芯片组件（MCM）的技术内涵、优点及类型
1.技术内涵—— MCM是multichip module英文的缩写， 通常译为多芯片组件（也有译为多芯片模块）。 MCM技术属于混合微电子技术的范畴，是混合微电 子技术向高级阶段发展的集中体现，是一种典型的高 级混合集成电路技术。
关于MCM的定义，国际上有多种说法。就本人 的观点而言，定性的来说MCM应具备以下三个条件： （1）具有高密度多层布线基板；（2）内装两块以上 的裸芯片IC（一般为大规模集成电路）；（3）组装 在同一个封装内。也就是说，MCM是一种在高密度 多层布线基板上组装有2块以上裸芯片IC（一般为LSI） 以及其它微型元器件，并封装在同一外壳内的高密度 微电子组件。
3)淀积型MCM（MCM-D，其中D是“淀积”的英 文名Deposition 的第一个字母），系采用高密度 薄膜多层布线基板构成的多芯片组件。其主要特 点是布线密度和组装效率高，具有良好的传输特 性、频率特性和稳定性.
3）3Leabharlann Baidu（印制电路板级）——系指在大面积 的多层印制电路板上组装多芯片组件和其 他的微电子组件、单芯片封装器件，以及 其他功能元器件，构成大型电子部件或整 机系统。
2.关键技术——以下为不同微组装层次的主要关键 技术：
1）芯片级的主要关键技术——凸点形成技术和 植球技术，KGD技术，TAB技术，细间距丝键合 技术，细间距引出封装的工艺技术
2.优点——MCM技术有以下主要优点。
1）使电路组装更加高密度化，进一步实现整机 的小型化和轻量化。与同样功能的SMT组装 电路相比，通常MCM的重量可减轻 80%~90%，其尺寸减小70~80%。在军事应 用领域，MCM的小型化和轻量化效果更为明 显，采用MCM技术可使导弹体积缩小90%以 上，重量可减轻80%以上。卫星微波通信系 统中采用MCM技术制作的T/R组件，其体积 仅为原来的1/10~1/20。
2) 进一步提高性能，实现高速化。与通常SMT 组装电路相比，MCM的信号传输速度一般可 提高4~6倍。NEC公司在1979~1989年期间 研究MCM在大型计算机中的应用，从采用一 般的厚膜多层布线到使用高级的多芯片组件—混 合多芯片组件，其系统的运算速度提高了37倍， 达220亿次/秒。采用MCM技术，有效的减小了 高速VLSI之间的互连距离、互连电容、电阻和电 感，从而使信号传输延迟大大减少。
2.微组装技术与电子组装技术的关系
微电子组装技术是电子组装技术 最新发展的产物，是新一代高级（先进） 的电子组装技术，属第五代电子组装技 术（从80年代至今）。与传统的电子组 装技术比较，其特点是在“微”字上。 “微”字有两个含义：一是微型化，二 是针对微电子领域。
二。微组装技术对整机发展的作用
微组装技术是充分发挥高集成度、高 速单片IC性能，实现小型、轻量、多功能、 高可靠电子系统系统集成的重要技术途径。
三。微组装技术的层次和关键技术. 1.微组装技术的层次——整机系统的微组装层次 大致可分为三个层次： 1）1级（芯片级）——系指通过陶瓷载体、TAB 和倒装焊结构方式对单芯片进行封装。 2）2级（组件级）——系指在各种多层基板上组 装各种裸芯片、载体IC器件、倒装焊器件以及 其他微型元器件，并加以适当的封装和散热 器，构成微电子组件（如MCM）。
微组装技术简述
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一.微组装技术内涵及其与电子组装技术的关系 1.内涵——微组装技术（micropackging technology） 是微电子组装技术（microelectronic packging technology)的简称，是新一代高级的电子组装技 术。它是通过微焊互连和微封装工艺技术，将高 集成度的IC器件及其他元器件组装在高密度多层 基板上，构成高密度、高可靠、高性能、多功能 的立体结构微电子产品的综合性高技术，是一种 高级的混合微电子技术。
4) 易于实现多功能。MCM可将模拟电路、数 字电路、光电器件、微波器件、传感器以及 其片式元器件等多种功能的元器件组装在一 起，通过高密度互连构成具有多种功能微电 子部件、子系统或系统。Hughes Reserch laboratory 采用三维多芯片组件技术开发 的计算机系统就是MCM实现系统级组件的 典型实例。
3)提高可靠性。统计表明，电子整机的失效大 约90%是由封装和互连引起的。MCM与 SMT组装电路相比，其单位面积内的焊点减 少了95%以上，单位面积内的I/O数减少84% 以上，单位面积的接口减少75%以上，且大 大改善了散热，降低了结温，使热应力和过 载应力大大降低，从而提高可靠性可达5倍以 上。