摘要：

    本文主要對BGA多芯片組件技術(shù)和三維立體(3D)封裝技術(shù)進行了淺析，同時簡述了它們的主要特點及應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：BGA多芯片組件；三維立體封裝(3D)

引言
    目前半導(dǎo)體IC封裝的主要發(fā)展趨勢為多引腳、窄間距、小型、薄型、高性能、多功能、高可靠性和低成本，因而對系統(tǒng)集成的要求也越來越迫切。通過由二維多芯片組件到三維多芯片組件(3D-MCM或MCM-V)技術(shù)，實現(xiàn)WSI的功能是實現(xiàn)系統(tǒng)集成技術(shù)的主要途徑之一。三維封裝技術(shù)是現(xiàn)代微組裝技術(shù)發(fā)展的重要方向，是微電子技術(shù)領(lǐng)域跨世紀(jì)的一項關(guān)鍵技術(shù)。
BGA多芯片組件
    多芯片組件最簡單的定義是在封裝(芯片載體)中有多于一個的芯片。過去的幾年已證明，在MCM的研究與開發(fā)方面出現(xiàn)了突飛猛進的增長現(xiàn)象，這是單芯片組件密度和性能受限的直接結(jié)果。
    充分利用IC性能優(yōu)點方面?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計的基板結(jié)構(gòu)，MCM把很多個IC芯片結(jié)合成為相當(dāng)于一百多個高性能IC的功能。復(fù)雜的基板結(jié)構(gòu)是MCM技術(shù)的核心。運用薄膜、厚膜、共燒及分層等方法，可把它裝配于各類多層陶瓷、聚合物、各類金屬、玻璃陶瓷和PCB上等。電子電路互連封裝協(xié)會(IPC)已給出了MCM的標(biāo)準(zhǔn)定義，確定了三種主要的MCM的類型。MCM-C是使用厚膜技術(shù)諸如可共燒金屬以形成導(dǎo)體圖形的多芯片組件。整個構(gòu)成材料為陶瓷或玻璃一陶瓷材料或介電常數(shù)高于5的別的材料。一言以蔽之，即在陶瓷或玻璃瓷板上形成MCM-C。MCM-L是使用疊層結(jié)構(gòu)和印制電路板技術(shù)以形成主要的銅導(dǎo)體及通孔的多芯片組件。這些構(gòu)造也許有時包含熱膨脹控制金屬層。簡言之，MCM-L使用加強的塑料疊層PCB技術(shù)。MCM-D就是在多芯片組件上或在硅、陶瓷或金屬支撐的介電常數(shù)低于5的未加強介電材料上，通過薄膜金屬淀積而形成的多層信號導(dǎo)體�？傊�，MCM-D是在多種剛性基板上運用淀積金屬的加強的絕緣材料而形成的。
    可以看出MCM-D的線寬及間距依次小于15μm及30μm靘。每層的線密度也可高達400mm／mm。從下一代高速器件(如微處理器、ASIC、SRAM、及DRAM)的主要類型(如處理器、門陣列、高速緩沖存貯器及主要存貯器)，MCM-L、MCM-C及MCM-D潛在的應(yīng)用中可以看出，由于其功率分布和其布線密度能力，滿足將來適應(yīng)計算機各項要求的MCM-C的應(yīng)用范圍正在擴大。但同時，由于適應(yīng)性、合理的成本及低風(fēng)險，可大量使用MCM-L。
    合格芯片(KGB)是MCM應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。從MCM成品率與組件芯片數(shù)目及最后成品裝運的MCM成品率與檢測故障覆蓋率的比較可以看出，芯片成品率起著非常重要的作用。由于這些特點，芯片數(shù)目、芯片成品率、MCM返工以及最后裝運MCM成品率之間的折衷辦法可得到確定。例如，如果一個有10個芯片的MCM有90％的芯片成品率及95％的檢測故障覆蓋率，那么，MCM的成品率為35％，最后裝運MCM成品率為95％，既然是這樣，MCM中的65％將至少需要返工一次。
    另一方面，如果芯片成品率從90％增加為99％，檢測故障覆蓋率保持不變(95％)，那么MCM的成品率為90％，最后裝運MCM的成品率為99.5％，MCM中只有10％將需要返工。這說明合格芯片(KGD)的重要性，壞芯片越多，芯片成品率越低，它們將逃離進入MCM組裝的可能性越高。如果一個MCM是由一種以上芯片類型構(gòu)成，那么MCM成品率是由下面這一等式求得的:
Ym=(YANA)(YBNB)(YCNC)(YINI)
    這里的Ym為MCM的成品率，YI為I芯片類型的芯片成品率，NI為基板上I類型芯片的數(shù)量。例如有一10個芯片的MCM，6個為A類型芯片(即NA=6) 芯片成品率YA=99％，4個為B類型芯片，(NB=4)芯片成品率YB=95％，那么MCM封裝成品率Ym=(0.99)6(0.95)4=77％。合格芯片解決系統(tǒng)應(yīng)用的方法之-就是把一些芯片與分立器件-起集成于一小的共用基板上(如：硅、陶瓷、FR-4環(huán)氧樹脂、BT樹脂)，接著被組裝進入一標(biāo)準(zhǔn)的單芯片組件(如PBGA、CBGA)，并進行檢測。
3MCM的主要特征
    高速性：隨著計算機等制造技術(shù)上的發(fā)展，要求MPU(微處理機)等信息處理裝置的系統(tǒng)工作頻率不斷地提高，并要達到高速化的信號傳輸。
高密度性：近年來，在計算機、家用電器、移動電話等產(chǎn)品中，都向著組裝高密度化發(fā)展，以實現(xiàn)小型、輕量化。而采用MCM技術(shù)，是達到LSI的I／O引腳和電路布線高密度的重要途徑。
高散熱性：在提高LSI的高功能、高密度化的同時，也帶來了MCM的高熱化問題，由于LSI的大容量、電路組裝密度高，使得MPU等發(fā)出的熱量問題更顯突出。過去的安裝技術(shù)(如SMT、COB等)已很難解決散熱問題。MCM多備有散熱裝置并采用一些新的散熱技術(shù)，以給LSI創(chuàng)造更良好的散熱環(huán)境，從而保證高功能、大容量的LSI不至于因散熱不好而使其性能下降。
低成本性：MCM安裝工藝技術(shù)比原來的一般安裝技術(shù)在安裝密度和組件工作頻率2～4倍的數(shù)值。因此可以實現(xiàn)產(chǎn)