半導(dǎo)體多芯片組件專用諧波減速機CSF-50-50-2UH的英文縮寫為MCM(Multi-Chip Module),這是一種新的電子組裝技術(shù)。
半導(dǎo)體多芯片組件專用諧波減速機CSF-50-50-2UHMCM)是指多個
集成電路芯片電連接于共用電路基板上,并利用它實現(xiàn)芯片間互連的組件。它是一種典型的混合集成組件。這些元件通常通過引線鍵合、載帶鍵合或倒裝芯片的方式未密封地組裝在多層互連的基板上,然后經(jīng)過塑料模塑,再用與安裝QFP或
BGA封裝元件同樣的方法將它安裝在
印制電路板上。
比起將元件直接安裝在PCB上,MCM具有一定的優(yōu)勢。
(1)性能高,例如芯片間傳輸路徑縮短(減少了信號延遲)、低電源自感、低電容、低串?dāng)_以及低驅(qū)動電壓。
(2)小型化,由于MCM的小型化和多功能的優(yōu)點,系統(tǒng)電路板的I/O數(shù)得以減少。
(3)廣泛應(yīng)用于專用集成電路,尤其是生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品。
(4)主要使用廉價的硅芯片,允許混合的半導(dǎo)體技術(shù),例如si、Ge或GaAs。
(5)混合型結(jié)構(gòu),包括以芯片級或球柵陣列封裝的形式進行表面安裝的設(shè)備以及離散片式的電容器和電阻。
(6)由于封裝體內(nèi)芯片有限,可保證所封裝產(chǎn)品有較高的成品率。
(7)通過縮短元件和芯片間的互連尺寸,提高了產(chǎn)品可靠性。
(8)對各種兩級互連有良好的適應(yīng)性。引線框架方案可以提高連接點的性能,并使升級模塊化。
(9)增加了許多新功能。
雖然使用MCM有很多優(yōu)勢,但它仍然存在不足之處。阻礙其普遍應(yīng)用的主要問題是元件如何保持各自的成品率。雖然它的行情看漲,但要提高大部分元件的成品率仍是任重而道遠。另一個關(guān)鍵是成本,最新的MCM—L(疊層基片多芯片組件)技術(shù)有較低的制造成本。
下面是與半導(dǎo)體多芯片組件專用諧波減速機CSF-50-50-2UH制造有關(guān)的三項技術(shù):
(2)芯片安裝及焊接技術(shù),例如引線鍵合、載帶自動焊和倒裝芯片法。
(3)封裝技術(shù)。 [1]
MCM原則上要具備下列條件:基板具有多層導(dǎo)體層;封裝效率>20%;封裝外殼的I/O引線>100;有多個專用集成電路(ASIC,application specific integrated circuit)或者超大規(guī)模集成電路(VLSI,Very Large Scale Integration)等。
MCM可以分為四大類。
1)MCM—Z(Z意為零——Zero):組件不使用基板,而是芯片到芯片、芯片到封裝的直接互連。
2)MCM—L(L意為層壓板——Laminate):組件基板采用細導(dǎo)線
印制電路板技術(shù),在塑料層壓介電板上涂覆銅導(dǎo)線。
3)MCM-C(C意為陶瓷——CerarIlic):組件的基板為共燒陶瓷,并用厚膜(絲網(wǎng)印制)技術(shù)制作導(dǎo)體圖樣(“共燒”意思是導(dǎo)線和陶瓷同時在一個爐子中加熱制作)。
4)MCM—D(D意為沉積——Deposited):是指通過在
介電材料(有機或者無機)上進行薄膜沉積金屬來完成互連。陶瓷、玻璃、硅或金屬等都可用于基板。有時把硅基板的MCM—D稱為MCM—Si。
后三類MCM還派生出MCM—D/L、MCM—D/C、MCM-D/Si、MCM—Si等封裝結(jié)構(gòu)。 [2]
MCM的特點是:封裝延遲時間縮小,易于實現(xiàn)組件高速化;縮小整機/組件封裝尺寸和重量,一般體積可減小1/4,重量減輕1/3;可靠性大大提高。
(1)高速度(高頻):20世紀(jì)80年代末
微處理器(MPU)的工作頻率為10~20MHz;90年代為100~200MHz,超大型計算機的工作頻率達到幾個
GHz。
影響MPU存儲器高速化的主要障礙是信號傳輸延遲問題,MCM產(chǎn)品采用多個裸芯片高密度地安裝在一起,縮短了傳輸路徑長度,使得信號延遲大大減小,從而提高了工作頻率。
(2)高密度:MCM電路圖形可實現(xiàn)導(dǎo)體線寬/間距為100~20μm;埋孔直徑為150~50μm;通孔直徑為300~200μm;焊盤直徑為250~150μm;層間厚度為100~30μm的水平。SMT的安裝效率(LSI總面積/組件基板面積)為5%~15%,COB約為30%,MCM—L在30%~40%,MCM—C在30%~50%,MCM—D可達到70%以上。
(3)高散熱:隨著高密度、高速度的發(fā)展,產(chǎn)生MCM的散熱問題。出現(xiàn)了一些新的散熱技術(shù),使得散熱效率大大提高。
(4)低成本:MCM技術(shù)比一般的
SMT等技術(shù)成本降低2~4倍,而MCM—L在低成本開發(fā)方面最有前景。