多芯片封装-group4PPT文件格式下载.ppt

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（4）不需增加新设备,就可使用SMT批量生产这类MCP产品。

MCM的研制最早是在美国、日本进行。

最早的应用领域主要是军工/航天和计算机。

因为成本居高不下，发展和应用并没有达到人们预想的目标。

为适用市场需求，MCM制造商开始考虑另一种技术方案，即商用芯片，便于使用标准化的先进IC封装（如QFP、BGA、CSP等）。

这就是多芯片封装（Multi-ChipinPackage，简称MCP）。

6.2MCM的概念、分类与特性,至今对MCM尚无统一的定义，综合国外专家对MCM所下的定义，MCM原则上应具备以下条件：

（1）多层基板有4层以上的导体布线层。

（2）封装效率（芯片面积/基板面积）大于20%。

（3）封装壳体通常应有100个以上的I/O引脚。

其他附加条件：

布线宽度每英寸从250根到500根，有多个LSI和（或）VLSI裸芯片等。

从组装（或封装）对MCM定义为：

两个或更多的集成电路裸芯片电连接于共用电路基板上,并利用它实现芯片间互连的组件。

MCM可分为五大类：

MCML（withLaminatedSubstrate）：

有机叠层布线基板制成的MCM；

MCMC（withCeramicSubstrate）：

厚膜或陶瓷多层布线基板制成的MCM；

MCMD（withDepositedThinFilmInteconnectSubstrate）：

薄膜多层布线基板制成的MCM；

MCMC/D（withThinFilmDepositedonCeramicSubstrate）：

厚、薄膜混合多层基板制成的MCM；

MCMSi（withSiliconSubstrate）：

Si基板制成的MCM；

MCM的特性：

1.高速性能MCM产品，采用多个裸芯片高密度安装在一起，缩短了芯片间的距离，信号延迟大大减少，使LSI的信号工作频率得到提高。

2.高密度性能MCM具有高密度布线特性和高引脚密度特性，在1cm2面积内引脚数可达到3002500个。

3.高散热性能MCM多有散热装置，并采用一些新的散热技术，因此具有高散热性能。

4.低成本性能MCM安装工艺技术比原来的一般安装技术在封装密度和组件工作频率两方面高24倍，因此可实现产品相对低的成本。

早期的MCM采用QFP和PGA，现在采用BGA，称为MCMBGA。

传统的MCMBGA封装采用模塑封装，MCM中芯片、BGA基板、WB均形成于单一整体结构中，如图所示的AT&

T公司用于电话中的MCMBGA模塑封装。

6.8.1概述,6.3MCM的BGA封装,后又经过改进，其结构如下图所示。

6.8.2AT&

T公司带外壳及灌硅胶的MCMBGA工艺流程简介,使用保护性外壳和硅胶灌封。

安装外壳有两种方案：

（1）印制粘接剂，并使外壳安放的位置合适。

（2）将外壳粘接剂直接涂覆到每一个BGAPWB四周的WB焊区外围相应位置上，然后将外壳安放到粘接剂的框架中。

6.8.3封装中的几个问题,1.粘接剂,采用AT&

T公司研制的绝缘性芯片粘接剂,配方和性能是特有的。

2.焊球,每个BGAI/O焊区都有焊球，用这些焊球将MCMBGA组件与母板连接起来，AT&

T公司已就焊球材料及制作工艺申请了专利。

在包封并采用特定的超厚膜板印制特有的AT&

TYD系列BGA焊膏后，通过倒置BGA基板来连接焊球。

AT&

T公司焊料合金有两种：

单面板：

采用43%Sn-43%Pb-14%Bi配方。

双面板：

95%Sn-5%Pb配方。

3.BGA焊膏印制,普通焊膏采用一般模板印制，而AT&

T公司制作BGA焊球的焊膏印制必须采用超厚的模板。

MCMBGA的可靠性通过热应变测量及全面的可靠性试验进行检验。

6.4MCM的可靠性,AT&

T公司采用光栅干涉测量法研究MCMBGA的热应变。

6.9.1热应变测量,6.9.2可靠性实验,所测试项目包括：

MILSTD883（方法2002和2007）机械冲击和振动测试；

（方法2019）芯片剪切试验；

IEC95易燃性测试；

1000小时THB（85，85%RH，5V）测试；

T19435ESD（5000V和1000V）测试；

HTOB寿命测试；

母板安装生产MCMBGA试样的热循环周期测试（0100，72周期/天）。

早期应用在军事领域，后来在汽车电子、计算机及电子信息领域，未来的应用范围将更广阔。

6.10.1概述,6.5MCM的应用,6.10.2典型应用实例介绍,1.MCML/D在笔记本电脑中的应用,Fujitus公司将其用于笔记本电脑的CPU制造中，与原来使用SMD技术相比，尺寸和重量均减为前者的25%。

2.MCM-D在ATM-WAN（异步传输模式宽带网络）开关系统中的应用,国外已将MCMD应用于ATMWAN开关系统中。

3.MCM在各类计算机上的应用,美国国家先进技术研究计划局（DARPA）选定两组承包商建立两个数字多芯片组件生产基地，其组件至少在100MHz频率下工作，通过采用MCM，可使数字系统的尺寸和重量分别减少到原来的1/10和1/100，可靠性提高10倍，系统成本降低到原来的1/21/10。

美国为航天飞机研制的并行处理计算机系统，采用了面积为152mm2、运算能力为1.25亿次/秒的MCM作为处理组件，使整个处理系统的尺寸由原来的机框变成了一块插件，系统运算能力达到5亿次/秒，经扩展可达80亿次/秒。