多芯片组件(MCM)技术ppt课件
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MCU芯片介绍 PPT
− 1 个 16 位带死区控制和紧急刹车，用于电机控制的 PWM 高级控制定时器
− 2 个看门狗定时器(独立和窗口型) − 系统时间定时器：24 位自减型计数器
主要参数
• 9 个通信接口
− 2 个 I2C 接口 − 3 个 UART 接口 − 2 个 SPI 接口 − CAN 接口 − USB 2.0 全速接口
无刷直流电
MCU控制器
机
PWM信号
刹车信号
开关机信号
基于单片机的VRAM型彩色液晶显示模块设计 硬件系统总体设计框图
SRAM 61LV5128
硬件汉字库 AT29C040A
RJMU103 微控制器
彩色液晶 YD-502
主要参数
• 2 个 12 位模数转换器，1μs 转换时间( 16 个输入通道)
− 转换范围：0 至 1.2V − 温度传感器
• 2 个 12 位数模转换器 • 2 个电压比较器 • 调试模式
− 串行单线调试(SWD)和JTAG 接口
主要参数
• 7 个定时器
− 3 个 16 位定时器，每个定时器有多达 4 个用于输入 捕获/输出比较/PWM 或脉冲计数的通道和增量编码器输 入
敏度高。
大容量存储、多样化封装
Flash 字节
1M
512K 256K
96 MHz ARM ® CortexTM-M3 通用型微控制器
RJMU103CG RJMU103CE RJMU103CC
LQFP48
RJMU103RG RJMU103RE RJMU103RC
LQFP64
RJMU103VC
LQFP100
行业对比 性能上相较ST产品有明显优势
支持多种封装 提供多种可定制化封装
− 2 个看门狗定时器(独立和窗口型) − 系统时间定时器：24 位自减型计数器
主要参数
• 9 个通信接口
− 2 个 I2C 接口 − 3 个 UART 接口 − 2 个 SPI 接口 − CAN 接口 − USB 2.0 全速接口
无刷直流电
MCU控制器
机
PWM信号
刹车信号
开关机信号
基于单片机的VRAM型彩色液晶显示模块设计 硬件系统总体设计框图
SRAM 61LV5128
硬件汉字库 AT29C040A
RJMU103 微控制器
彩色液晶 YD-502
主要参数
• 2 个 12 位模数转换器，1μs 转换时间( 16 个输入通道)
− 转换范围：0 至 1.2V − 温度传感器
• 2 个 12 位数模转换器 • 2 个电压比较器 • 调试模式
− 串行单线调试(SWD)和JTAG 接口
主要参数
• 7 个定时器
− 3 个 16 位定时器，每个定时器有多达 4 个用于输入 捕获/输出比较/PWM 或脉冲计数的通道和增量编码器输 入
敏度高。
大容量存储、多样化封装
Flash 字节
1M
512K 256K
96 MHz ARM ® CortexTM-M3 通用型微控制器
RJMU103CG RJMU103CE RJMU103CC
LQFP48
RJMU103RG RJMU103RE RJMU103RC
LQFP64
RJMU103VC
LQFP100
行业对比 性能上相较ST产品有明显优势
支持多种封装 提供多种可定制化封装
多芯片组件(MCM)技术综述
流 程 图。
Ｍ ｃＭ 的 主 要 特 点 有 ：
・
ＭＣＭ 是 将 多 块 末 封 装 的 Ｉ 芯 片 高 密 Ｃ
度 地 安 装 在 同 一 基 板 上 构 成 的 部 件 ，省 去 了 Ｉ Ｃ 的 封 装材 料 和 Ｉ 艺 ， 省 了原 料 ， 少 了制 造 工 节 减 艺 ， 大 地 缩 小 了体 积 ， 单 芯 片 封 装 相 比 重 量 极 与
０ ０ｕ ｎ ０— 片 组 件 ， 它 是 电 路 组 件 功 能 实 现 系 统 级 的 基 产 品 ， 线 宽 在 １ ０— ３ ０ ｒ． 通 孔 直 径 在 １ 础 。 随 着 Ｍ ＣＭ 的 若 起 ， 封 装 的 概 念 发 生 了 本 使 质 的 变 化 在 ８ 年 代 以 前 ， 有 的 封 装 是 面 向 ０ 所 器 件 的 ， 而 Ｍ ＣＭ － ＂ Ｔ以 说 是 面 向 部 件 的 或 者 说 是 面 向 系 统 或 整 机 的 。 Ｍ ＣＭ 技 术 集 先 进 印 刷
电 路 板 技 术 、 进 混 合 集 成 电 路 技 术 、 进 表 面 先 先 安 装 技 术 、 导 体 集 成 电 路 技 术 于 一 体 ， 典 型 半 是 的 垂 直 集 成 技 术 ， 半 导 体 器 件 来 说 ，它 是 典 型 对
的 柔 型 封 装 技 术 ， 一 种 电 路 的 集 成 。 Ｍ ＣＭ 的 是
目前 普 遍 认 为 有 如 下 一 些 种 类 ：
Ｍ ＣＭ — Ｌ Ｍ ＣＭ — Ｌｒ ｕｌｉ Ｃｈｉ Ｍ ｔ ｐ Ｍ ｏ ｌ — ｄｕ ｅ
ａ ｎｔ） 工 艺 层 出 不 穷 。 最 新 出 现 的 ｃｓ 芯 片 尺 寸 封 Ｌ ｍ ｉ ａ ｅ 是 采 用 多 层 印 刷 电 路 板 制 成 的 Ｐ（
Ｍ ｃＭ 的 主 要 特 点 有 ：
・
ＭＣＭ 是 将 多 块 末 封 装 的 Ｉ 芯 片 高 密 Ｃ
度 地 安 装 在 同 一 基 板 上 构 成 的 部 件 ，省 去 了 Ｉ Ｃ 的 封 装材 料 和 Ｉ 艺 ， 省 了原 料 ， 少 了制 造 工 节 减 艺 ， 大 地 缩 小 了体 积 ， 单 芯 片 封 装 相 比 重 量 极 与
０ ０ｕ ｎ ０— 片 组 件 ， 它 是 电 路 组 件 功 能 实 现 系 统 级 的 基 产 品 ， 线 宽 在 １ ０— ３ ０ ｒ． 通 孔 直 径 在 １ 础 。 随 着 Ｍ ＣＭ 的 若 起 ， 封 装 的 概 念 发 生 了 本 使 质 的 变 化 在 ８ 年 代 以 前 ， 有 的 封 装 是 面 向 ０ 所 器 件 的 ， 而 Ｍ ＣＭ － ＂ Ｔ以 说 是 面 向 部 件 的 或 者 说 是 面 向 系 统 或 整 机 的 。 Ｍ ＣＭ 技 术 集 先 进 印 刷
电 路 板 技 术 、 进 混 合 集 成 电 路 技 术 、 进 表 面 先 先 安 装 技 术 、 导 体 集 成 电 路 技 术 于 一 体 ， 典 型 半 是 的 垂 直 集 成 技 术 ， 半 导 体 器 件 来 说 ，它 是 典 型 对
的 柔 型 封 装 技 术 ， 一 种 电 路 的 集 成 。 Ｍ ＣＭ 的 是
目前 普 遍 认 为 有 如 下 一 些 种 类 ：
Ｍ ＣＭ — Ｌ Ｍ ＣＭ — Ｌｒ ｕｌｉ Ｃｈｉ Ｍ ｔ ｐ Ｍ ｏ ｌ — ｄｕ ｅ
ａ ｎｔ） 工 艺 层 出 不 穷 。 最 新 出 现 的 ｃｓ 芯 片 尺 寸 封 Ｌ ｍ ｉ ａ ｅ 是 采 用 多 层 印 刷 电 路 板 制 成 的 Ｐ（
微电路模块
微电路模块
微电路模块（Microcircuit Module，MCM）是一种电子模块，它包含了多个封装好的芯片（IC）和其他器件，以及互联和功率管理电路。
MCM通常包括多个芯片，可以是同一种芯片，也可以是不同种类的芯片。
这些芯片在模块内部进行封装，形成一个独立的、可互换的功能模块。
MCM主要用于高速计算机、通信系统和消费电子产品中。
MCM的主要特点包括：
高集成度：MCM内部集成了多个芯片和器件，可以在小的封装中实现多个功能。
高性能：MCM内部的芯片和器件都是高性能的，可以提供更快的运行速度和更高的计算能力。
高可靠性：MCM采用先进的封装和测试技术，可以保证高可靠性和长寿命。
高密度：MCM内部采用高密度互联技术，可以实现更多的互联线路和更高的电路密度。
MCM的应用范围很广，涉及到各个领域。
在计算机和通信领域中，MCM可以用于高速处理器、存储器、网络和其他计算和通信设备中。
在消费电子产品领域中，MCM可以用于智能手机、平板电脑、数字相机等电子设备中。
总之，微电路模块是一种集成度高、性能优异、可靠性高的电子模块，广泛应用于计算机、通信和消费电子产品等领域。
微组装技术简述及工艺流程及设备概述.pptx
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.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。
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.
微组装技术简述
张经国 1404
Байду номын сангаас
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。
微电子封装技术讲义06.07[1]
![微电子封装技术讲义06.07[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8423da2c5acfa1c7aa00ccc4.png)
如下图所示：
二、集成电路(IC)
集成电路: 半导体晶片经过平面工艺加工制造成
元件、器件和互连线、并集成在基片表面、 内部或之上的微小型化电路或系统。
通常所说的“芯片”是指封装好的集 成电路。 如果不能生产芯片， 就好像我 们盖房子的水平已经不错了,但是，盖房子 所用的砖瓦还不能生产一样，要命的是， 这个“砖瓦”还很贵。一般来说，“芯片” 成本最能影响电子产品整机的成本。
5、环境保护：半导体器件和电路的许多参数， 以及器件的稳定性、可靠性都直接与半导体表面的状 态密切相关。半导体器件和电路制造过程中的许多工 艺措施也是针对半导体表面问题的。半导体芯片制造 出来后，在没有将其封装之前，始终都处于周围环境 的威胁之中。在使用中，有的环境条件极为恶劣，必 须将芯片严加密封和包封。所以，微电子封装对芯片 的环境保护作用显得尤为重要。
用墨点标注的芯 片（随机和无功 能的芯片）
光刻对 准标记
用墨点标注的芯 片（边缘芯片和 无功能的芯片）
测试芯片
分离芯片 的划片线
边缘芯片 （100mm直径晶 圆片留6mm）
硅圆片的规格
直径小于150MM的圆片，要在晶锭的整个长度上沿 一定的晶向磨出平边，以指示晶向和掺杂类型：直径更 大的圆片，在边缘磨出缺口。
（2） 锯片法：厚晶片的出现使得锯片法的发展成 为划片工艺的首选方法。此工艺使用了两种技术， 并且每种技术开始都用钻石锯片从芯片划线上经过。 对于薄的晶片，锯片降低到晶片的表面划出一条深 入1/3晶片厚度的浅槽。芯片分离的方法仍沿用划片 法中所述的圆柱滚轴加压法。第二种划片的方法是 用锯片将晶片完全锯开成单个芯片。
三、 光刻
光刻：指用光技术在晶圆上刻蚀电路，IC生产 的主要工艺手段。
四、 前道工序
二、集成电路(IC)
集成电路: 半导体晶片经过平面工艺加工制造成
元件、器件和互连线、并集成在基片表面、 内部或之上的微小型化电路或系统。
通常所说的“芯片”是指封装好的集 成电路。 如果不能生产芯片， 就好像我 们盖房子的水平已经不错了,但是，盖房子 所用的砖瓦还不能生产一样，要命的是， 这个“砖瓦”还很贵。一般来说，“芯片” 成本最能影响电子产品整机的成本。
5、环境保护：半导体器件和电路的许多参数， 以及器件的稳定性、可靠性都直接与半导体表面的状 态密切相关。半导体器件和电路制造过程中的许多工 艺措施也是针对半导体表面问题的。半导体芯片制造 出来后，在没有将其封装之前，始终都处于周围环境 的威胁之中。在使用中，有的环境条件极为恶劣，必 须将芯片严加密封和包封。所以，微电子封装对芯片 的环境保护作用显得尤为重要。
用墨点标注的芯 片（随机和无功 能的芯片）
光刻对 准标记
用墨点标注的芯 片（边缘芯片和 无功能的芯片）
测试芯片
分离芯片 的划片线
边缘芯片 （100mm直径晶 圆片留6mm）
硅圆片的规格
直径小于150MM的圆片，要在晶锭的整个长度上沿 一定的晶向磨出平边，以指示晶向和掺杂类型：直径更 大的圆片，在边缘磨出缺口。
（2） 锯片法：厚晶片的出现使得锯片法的发展成 为划片工艺的首选方法。此工艺使用了两种技术， 并且每种技术开始都用钻石锯片从芯片划线上经过。 对于薄的晶片，锯片降低到晶片的表面划出一条深 入1/3晶片厚度的浅槽。芯片分离的方法仍沿用划片 法中所述的圆柱滚轴加压法。第二种划片的方法是 用锯片将晶片完全锯开成单个芯片。
三、 光刻
光刻：指用光技术在晶圆上刻蚀电路，IC生产 的主要工艺手段。
四、 前道工序
多芯片封装(MCM)方案(二)
多芯片封装（MCM)方案随着科技的飞速发展，电子产品对高性能、小型化和低成本的需求日益增长。
为了满足这些需求，多芯片封装（MCM）技术应运而生。
本文将详细介绍MCM方案在产业结构改革中的重要性、工作原理、实施步骤、适用范围、创新点、预期效果、收益以及优缺点，并针对下一步改进提出建议。
一、实施背景随着物联网、人工智能和5G等技术的快速发展，电子产品的复杂性和集成度不断提高。
传统的单芯片封装已经无法满足这些需求，因此需要采用多芯片封装技术，将多个芯片集成到一个封装内，以提高性能、减小体积并降低成本。
二、工作原理MCM技术是一种将多个集成电路芯片同时封装在一个封装内的制造过程。
它通过将多个芯片连接到一个共享的基板上，实现芯片之间的互连和通信。
这种技术可以显著提高电子设备的性能和可靠性，同时降低成本和体积。
三、实施计划步骤1.确定封装需求：根据产品需求确定需要封装的芯片数量、类型和封装尺寸。
2.选择合适的基板：根据封装需求选择合适的基板材料和大小，确保基板具有优良的电气性能和热稳定性。
3.芯片贴装：将多个芯片贴装到基板上，确保芯片之间的间距和连接正确。
4.芯片互联：通过金属线或其他互联技术将芯片连接到底层基板上，实现芯片之间的互连和通信。
5.封装保护：对封装体进行保护，防止外界环境对芯片产生不良影响。
6.测试与验证：对封装好的芯片进行测试和验证，确保其性能符合要求。
四、适用范围MCM技术适用于各种需要高性能、小型化和低成本的电子产品，如手机、笔记本电脑、平板电脑、服务器、交换机等。
五、创新要点MCM技术的创新点在于它将多个芯片集成到一个封装内，从而实现高性能、小型化和低成本的目标。
此外，MCM 技术还可以采用先进的互联技术，如无线互联和光互联，进一步提高芯片之间的通信速度和可靠性。
六、预期效果与收益采用MCM技术可以带来以下预期效果和收益：1.提高性能：通过将多个芯片集成到一个封装内，可以显著提高电子设备的性能和可靠性。
微组装技术简述及工艺流程及设备课件
PPT学习交流
28
2.应用特点 薄膜电路具有：精度高、稳定性好、高频特性好、组装
密度高、信号传输速度快等特点，其应用主要在三个方面： 1）高精度转换电路，如高位数（12~18位）数／
还可制作高压输出（160V~900V）的厚膜混合集成
DC∕DC变换器.
PPT学习交流
24
采用厚膜混合电路工艺制作DC∕DC电源的优点——
1）减小产品体积和重量
பைடு நூலகம்
与常规PCB板组装电源同比，重量可减少30%~60%，
体积可减小25%~70%，
2）提高功率密度（25%~70%）
3）提高微组装密度达30~40个元器件∕平方厘米
PPT学习交流
23
NASA采用厚膜混合集成技术研制了导弹制导计算 机的运算组件。其中采用了2.88in见方的厚膜多层布线基 板，组装了5个大规模半导体集成电路芯片，12个中规模 半导体集成电路芯片（TTL），6个片式电容和6个片式电 阻，629根键合互连丝。
采用厚膜集成技术制作厚膜混合集成DC∕DC变换器是
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。
PPT学习交流
4
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）。
PPT学习交流
5
SMT课件
业大国 (4)2005年起进入调整转型期 SMT强国
3、表面组装技术的发展趋势 (1)元器件体积进一步小型化 (2)进一步提高SMT产品的可靠性 (3)新型生产设备的研制 (4)柔性PCB表面组装技术的刚性固定
1.1.2 SMT的组装技术特点 1、SMT与THT(Through Hole Technology)比较: (1)元器件的差别 (2)焊点形态不同 (3)基板 (4)组装工艺
§2.2 表面组装无源元件(SMC)
2.2.1 SMC的外形尺寸表示及技术参数 1、外形尺寸 矩形六面体、圆柱体、异形 矩形SMC系列型号的表示方法:前两位表示
长度、后两位表示宽度 如3216矩形贴片元件， 长=3.2mm，宽=1.6mm
2、标称数值的表示
SMC元件种类用型号加后缀的方法表示:
2、SMT技术的特点 (1)元器件实现微型化 (2)信号传输速度高 (3)高频特性好 (4)有利于自动化生产，提高成品率和生产效率 (5)材料成本低 (6)SMT技术简化了电子整机产品的生产工序，降
低了生产成本
§1.2 SMT及SMT工艺技术的基本内容
1.2.1 SMT主要内容
表面组装 元器件
2.3.1 表面组装分立器件 包括各种分立半导体，有二极管、晶体管、场
效应管，也有由2、3支晶体管、二极管组成的 简单复合电路。 1、表面组装分立器件的外形 电极引脚数为2~6个 二极管:2端或3端封装；小功率晶体管: 3端或4 端封装；4~6端SMD内大多封装两支晶体管或 场效应管。
2、表面组装二极管 无引线柱形玻璃封装二极管:稳压开关、通用
或只有非常短小的引线，引线间距小。
(2)表面组装元器件直接贴装在PCB的表面，将 电极焊接在与元器件同一面的焊盘上。
3、表面组装技术的发展趋势 (1)元器件体积进一步小型化 (2)进一步提高SMT产品的可靠性 (3)新型生产设备的研制 (4)柔性PCB表面组装技术的刚性固定
1.1.2 SMT的组装技术特点 1、SMT与THT(Through Hole Technology)比较: (1)元器件的差别 (2)焊点形态不同 (3)基板 (4)组装工艺
§2.2 表面组装无源元件(SMC)
2.2.1 SMC的外形尺寸表示及技术参数 1、外形尺寸 矩形六面体、圆柱体、异形 矩形SMC系列型号的表示方法:前两位表示
长度、后两位表示宽度 如3216矩形贴片元件， 长=3.2mm，宽=1.6mm
2、标称数值的表示
SMC元件种类用型号加后缀的方法表示:
2、SMT技术的特点 (1)元器件实现微型化 (2)信号传输速度高 (3)高频特性好 (4)有利于自动化生产，提高成品率和生产效率 (5)材料成本低 (6)SMT技术简化了电子整机产品的生产工序，降
低了生产成本
§1.2 SMT及SMT工艺技术的基本内容
1.2.1 SMT主要内容
表面组装 元器件
2.3.1 表面组装分立器件 包括各种分立半导体，有二极管、晶体管、场
效应管，也有由2、3支晶体管、二极管组成的 简单复合电路。 1、表面组装分立器件的外形 电极引脚数为2~6个 二极管:2端或3端封装；小功率晶体管: 3端或4 端封装；4~6端SMD内大多封装两支晶体管或 场效应管。
2、表面组装二极管 无引线柱形玻璃封装二极管:稳压开关、通用
或只有非常短小的引线，引线间距小。
(2)表面组装元器件直接贴装在PCB的表面，将 电极焊接在与元器件同一面的焊盘上。
芯片资料PPT
其他领域应用展望
物联网领域
物联网设备需要大量芯片支持， 如传感器芯片、RFID芯片等。
汽车电子领域
汽车智能化、电动化趋势加速， 对芯片需求不断增长，如自动驾 驶芯片、车载娱乐系统芯片等。
医疗器械领域
医疗器械对芯片精度和稳定性要 求极高，如心脏起搏器芯片、医
疗影像设备芯片等。
05
芯片产业链及竞争格局分析
产业链上游：原材料与设备供应商
原材料
主要包括硅片、光刻胶、化学气体、 靶材等，这些原材料的质量直接影响 到芯片的质量和性能。
设备供应商
芯片制造需要高精度的设备，如光刻 机、刻蚀机、离子注入机等，这些设 备的供应商在产业链上游占据重要地 位。
产业链中游：芯片设计与制造企业
芯片设计
芯片设计是芯片产业链的核心环节，需要专业的芯片设计人才和先进的EDA工 具。
行业标准制定
行业组织和企业积极参与芯片标准制定，推动产 业规范化发展。
知识产权保护
加强知识产权保护力度，保障创新者的合法权益 ，促进技术创新和产业发展。
THANKS
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混合信号芯片
同时包含模拟和数字 电路的芯片，用于处 理复杂的信号和控制 任务。
芯片主要技术参数解析
封装形式
指芯片封装后的外观和尺寸， 如DIP、QFP、BGA等。
工作电压与电流
芯片正常工作所需的电压和电 流范围。
工艺制程
描述芯片制造过程中所使用的 技术，如纳米级别表示晶体管 尺寸大小。
引脚数
芯片上的引脚数量，决定了芯 片与外部电路的连接能力。
完善的质量检测体系
建立全面的质量检测体系，对பைடு நூலகம்个生 产环节进行严格把关，确保产品符合 质量要求。
第13章-先进封装技术
1.27mm。
图 CBGA结构图
4.载带球栅阵列（TBGA）
也称为阵列载带自动键合（Array Tape Automated Bonding,ATAB），是一种相对新 颖的BGA封装。
TBGA优点：
比其它BGA封装轻、小； 电性能优良； 装配的PCB上，封装效率高。
13.2 CSP技术
刚性基板封装
3、引线框架式CSP封装（Custom Lead Frame）
由日本Fujitsu公司开发的此类CSP封装基本 结构如下页图所示。它分为Tape-LOC和MFLOC 两种形式，将芯片安装在引线框架上， 引线框架作为外引脚，因此不需要制作焊料 凸点，可实现芯片与外部的互连。它通常分 为Tape-LOC和MF-LOC 两种形式。
世界上首款BGA封装的主板芯片组i850
1.塑料球栅阵列（PBGA）工艺流程
PBGA（Plastic Ball Grid Array） PBGA的载体用材料：FR-4环氧树脂，与PCB用材
料相同； 芯片通过引线键合技术连接到载体上表面； 采用塑封进行载体塑模； 采用阵列式低共熔点37Pb/63Sn焊料（约在183℃
引线框架式CSP
4、圆片级CSP封装（Wafer-Level Package）
封装见下页图。它是在圆片前道工序完成后，直接 对圆片利用半导体工艺进行后续组件封装，利用划 片槽构造周边互连，再切割分离成单个器件。
WLP主要包括两项关键技术即再分布技术和凸焊点 制作技术。
它有以下特点：
①相当于裸片大小的小型组件（在最后工序切割分片）； ②以圆片为单位的加工成本（圆片成本率同步成本）； ③加工精度高（由于圆片的平坦性、精度的稳定性）。
BGA定义：
图 CBGA结构图
4.载带球栅阵列（TBGA）
也称为阵列载带自动键合（Array Tape Automated Bonding,ATAB），是一种相对新 颖的BGA封装。
TBGA优点：
比其它BGA封装轻、小； 电性能优良； 装配的PCB上，封装效率高。
13.2 CSP技术
刚性基板封装
3、引线框架式CSP封装（Custom Lead Frame）
由日本Fujitsu公司开发的此类CSP封装基本 结构如下页图所示。它分为Tape-LOC和MFLOC 两种形式，将芯片安装在引线框架上， 引线框架作为外引脚，因此不需要制作焊料 凸点，可实现芯片与外部的互连。它通常分 为Tape-LOC和MF-LOC 两种形式。
世界上首款BGA封装的主板芯片组i850
1.塑料球栅阵列（PBGA）工艺流程
PBGA（Plastic Ball Grid Array） PBGA的载体用材料：FR-4环氧树脂，与PCB用材
料相同； 芯片通过引线键合技术连接到载体上表面； 采用塑封进行载体塑模； 采用阵列式低共熔点37Pb/63Sn焊料（约在183℃
引线框架式CSP
4、圆片级CSP封装（Wafer-Level Package）
封装见下页图。它是在圆片前道工序完成后，直接 对圆片利用半导体工艺进行后续组件封装，利用划 片槽构造周边互连，再切割分离成单个器件。
WLP主要包括两项关键技术即再分布技术和凸焊点 制作技术。
它有以下特点：
①相当于裸片大小的小型组件（在最后工序切割分片）； ②以圆片为单位的加工成本（圆片成本率同步成本）； ③加工精度高（由于圆片的平坦性、精度的稳定性）。
BGA定义：
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二、多芯片组件（MCM）分类
• MCM-D
MCM - D是一类在Si、陶瓷或金属基板上采用薄膜工艺 形成高密度互连布线的MCM。MCM - D的基材可以是硅、 铝、氧化铝或氮化铝。典型的线宽25微米，线中心距50微米。 层间通道在10到50微米之间。低介电常数材料二氧化硅、聚 酰亚胺或BCB常用作介质来分隔金属层，介质层要求薄，金 属互连要求细小且保持适当阻抗。
二、多芯片组件（MCM）分类
• MCM-C
共烧陶瓷多芯片组件则以共烧陶瓷混合电路技术发展为基 础。相比于叠层MCM ，陶瓷MCM 需要附加工艺步骤，包括在 介质层上铺设导体图形的薄膜印刷技术。制备足够的布线层数 以实现需要的互连设计，同时还要保证基板的良好机械性能。 介质层打孔形成通孔，通孔会被导体材料填实起到连接上下层 的电学互连。陶瓷上印制电阻材料可获得所需要的电阻值的电 阻，通过微调技术对其进行阻值修正。
一、多芯片组件（MCM）认知
• 基本特点： MCM是高密度组装产品，芯片面积占
基板面积至少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。
MCM的多层布线基板导体层数应不少 于4层，能把模拟电路、数字电路、功率器 件、光电器件、微波器件及各类片式化元 器件合理而有效地组装在封装体内，形成 单一半导体集成电路不可能完成的多功能 部件、子系统或系统。使线路之间的串扰 噪声减少，阻抗易控，电路性能提高。
多芯片组件（MCM）技术
机电学院 2013.03.21
一、多芯片组件（MCM）认知
• 概念：
多芯片组件,英文缩写 MCM( Multi-Chip Module)—— 是继表面安装技术后，在微电 子领域出现的一项最引人瞩目 的新技术，是将多块半导体裸 芯片组装在一块布线基板上的 一种封装技术。其与混合集成 电路产品并没有本质的区别， 只不过多芯片组件具有更高的 性能、更多的功能和更小的体 积，可以说多芯片组件属于高 级混合集成电路产品。
一、多芯片组件（MCM）认知
• 基本特点： MCM 组装的是超大规模集成电路和专
用集成电路的裸片，而不是中小规模的集 成电路，技术上MCM追求高速度、高性能、 高可靠和多功能，而不像一般混合IC 技术 以缩小体积重量为主。
MCM 是将多块未封装的IC 芯片高密度 安装在同一基板上构成的部件，省去了IC 的封装材料和工艺，节约了原材料，减少 了制造工艺，缩小了整机／组件封装尺寸 和重量。
印制好的陶瓷层在其他层叠加前要在烘箱中烘干。所有印刷 完毕的陶瓷层叠放在一起，在一个设定温度环境下烧结成一个 完整的多层布线。依烧结温度可分为高温共烧陶瓷(HTCC)和低 温共烧陶瓷(LTCC)。MCM - C自1979年由IBM应用到计算机中后， 发展相当迅速、广泛，应用领域已涉及到模拟电路、数字电路、 混合电路以及微波器件。
在过去30年通孔插装 的印刷电路板和高密度封 装的多芯片组件之间的封 装效率相差8 ～10 倍。而对于 3D - MCM技术在50～ 300μm 线宽下就可以获得 100% 的效率。
三、芯片贴装技术
多芯片组件的芯片贴装是实现半导体器件和 元件与MCM 基板的机械连接和电气互连。这种组 装可通过两个独立的操作进行；也可同时完成。 下图为三种占主导地位的贴装方法，丝焊、倒装 焊和载带自动焊。
二、多芯片组件（MCM）分类
与2D-MCM相比，3D - MCM 具有以下的优越性：
• 系统体积缩小10倍以上，重量减轻6倍以上； • 芯片间的互连更短，减小信号传输延迟时间和信号
噪声，降低功耗； • 组装效率达200%，有望实现多功能系统封装； • 更高的集成度，减少外部连接点数可靠性提高。
封装效率比较图
MCM 结构示意及技术领域
二、多芯片组件（MCM）分类 多芯片组件的分类，国际上通常采用美
国电子电路互连和封装协会( IPC )提出的M CM 分类方式，将MCM分为三个基本类型， 即MCM-L ( 叠层多芯片组件) 、MCM-C ( 共 烧陶瓷多芯片组件)与MCM-D(淀积多芯片 组件) 。
MCM 分类与比较
一、多芯片组件（MCM）认知
• 基本特点： MCM避免了单块IC封装的热阻、引线及
焊接等一系列问题，使产品的可靠性获得 极大提高。
MCM集中了先进的半导体IC的微细加工 技术，厚、薄膜混合集成材料与工艺技术， 厚膜、陶瓷与PCB的多层基板技术以及 MCM电路的模拟、仿真、优化设计、散热 和可靠性设计、芯片的高密度互连与封装 等一系列新技术。
MCM - D属多芯片组件中高端产品，适用于组装密度高、 体积小、高速信号传输和处理系统。IBM390/ES9000、 NECSX3等超级计算机、工作站以及德国宇航公司研制的微 波发射/ 接受雷达组件都是MCM - D典型的应用实例。
二、多芯片组件（MCM）分类
• 3D-MCM
通常所说的多芯片组件是指二维MCM，它的 所有元器件布置在一个平面上。随着微电子技术 的进一步发展，芯片的集成度大幅度提高， 对封 装的要求也更加严格，2D - MCM的缺点也逐渐暴 露出来。目前，2D - MCM 组装效率最高可达85%， 已接近二维组装的理论极限。为了改变这种状况， 三维的多芯生组件(3D - MCM) 应运而生，其最高 组装效率可达200%。3D - MCM是指元器件除在x y平面上展开外，还在垂直方向(z方向) 上排列。
二、多芯片组件（MCM）分类
• MCM-L 叠层MCM是基于传统印刷电路板的方
法发展而来，将导体铜材料和绝缘介质材 料三明治式夹在一起通过腐蚀、打孔、镀 涂等工艺提供一种可以实现互连的多层布 线结构，作为此类MCM的基板。
在基板制作过程中，该技术已可预先埋固定 阻值的电阻、电容和电感的元件在介质层中。 MCM - L制造工艺较成熟、生产成本较低。但因 芯片的安装方式和基板的结构所限，更高密度化 则不容易实现。MCM - L组成结构也将其限制在 非长期可靠性和极限环境条件下的应用。