mcm高仿包包(mcm高仿舌头包芯片)
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- 2023-07-31
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多芯片组件(MCM),多芯片组件(MCM)是什么意思
MCM一般采用DCA(裸芯片直接安装技术)或CSP,可使电路图形线宽达到几微米到几十微米的等级。在MCM基础上设计的与外部电路连接的扁平引线间距为0.5mm,把几块MCM利用SMT组装在普通的PCB上即可实现系统的功能。 它是为适应现代电子系统短、小、轻、薄和高速、高性能、高可靠性、低成本的发展方向而在多层印制板(PCB)和表面安装技术(SMT)的基础上发展起来的新一代微电子封装与组装技术,是实现系统集成的有力手段。 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、高可靠性和多功能,而不象一般混合IC技术以缩小体积重量为主。 多芯片组件技术的基本特点 (1)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,缩小整机/组件封装尺寸和重量。 (2)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。 (3)MCM的多层布线基板导体层数应不小于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。 (4)MCM避免了单块IC封装的热阻、引线及焊接等一系列问题,便产品的可靠性获得极大提高。 (5)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,因此,有人称其为混合形式的全片规模集成WSI(Wafer-scaleIntegration)技术。 多芯片组件技术的基本类型 根据多层互连基板的结构和工艺技术的不同,MCM大体上可分为三类:①层压介质MCM(MCM-L);②陶瓷或玻璃瓷MCM(MCM-C);③硅或介质材料上的淀积布线MCM(MCM-D)。表1给出MCM三种基本类型的结构、材料和性能。 MCM-L是采用多层印制电路板做成的MCM,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,高密度布线困难,因此电性能较差,主要用于30MHz以下的产品。 MCM-C是采用高密度多层布线陶瓷基板制成的MCM,结构和制造工艺都与先进IC极为相似,其优点是布线层数多,布线密度、封装效率和性能均较高,主要用于工作频率(30-50)MHz的高可靠产品。它的制造过程可分为高温共烧陶瓷法(HTCC)和低温共烧陶瓷法(LTCC),由于低温下可采用Ag、Au、Cu等金属和一些特殊的非传导性材料,近年来,低温共烧陶瓷法占主导地位。 MCM-D是采用薄膜多层布线基板制成的MCM,其基体材料又分为MCM-D/C(陶瓷基体薄膜多层布线基板的MCM)、MCM-D/M(金属基体薄膜多层布线基板的MCM)、MCM-D/Si(硅基薄膜多层布线基板的MCM)等三种,MCM-D的组装密度很高,主要用于500MHz以上的产品。 三维多芯片组件通常所说的多芯片组件都是指二维的(2D-MCM),它的所有元器件都布置在一个平面上,不过它的基板内互连线的布置已是三维。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%,已接近二维组装所能达到的最大理论极限,这已成为混合集成电路持续发展的障碍。为了改变这种状况,三维的多芯生组件(3D-MCM)就应运而生了,其最高组装密度可达200%。3D-MCM是指元器件除了在x-y平面上展开以外,还在垂直方向(z方向)上排列,与2D-MCM相比,3D-MCM具有以下的优越性: ①进一步减小了体积,减轻了重量。相对于2D-MCM而言,3D-MCM可使系统的体积缩小10倍以上,重量减轻6倍以上。 ②3D-MCM中芯片之间的互连长度比2D-MCM短得多,因此可进一步减小信号传输延迟时间和信号噪声,降低了功耗,信号传输(处理)速度增加。 ③由于3D-MCM的组装效率目前己高达200%,进一步增大了组装效率和互连效率,因此可集成更多的功能,实现多功能的部件以至系统(整机)。 ④互连带宽,特别是存储器带宽往往是影响计算机和通信系统性能的重要因素。降低延迟时间和增大总线宽度是增大信号宽度的重要方法。3D-MCM正好具有实现此特性的突出优点。 ⑤由于3D—MCM内部单位面积的互连点数大大增加,具有更高的集成度,使其整机(或系统)的外部连接点数和插板大大减小,因此可靠性得到进一步提高。 3D-MCM虽然具有以上所述的优点,但仍然有一些困难需要克服。和2D-MCM相比,3D-MCM的封装密度增加了,必然导致单位基板面积上的发热量增大,因此散热是关键问题,一般采用以下方法:采用低热阻材料,如金刚石或化学气相淀积(CVD)金刚石薄膜;采用水冷或强制空冷;采用导热粘胶或散热通孔将热量尽快散发出去。另外,作为一项新技术,3D-MCM还需进一步完善,需更新设备,开发新的软件,还要承担一定的风险。 多芯片组件的应用及发展趋势 多芯片组件(MCM)在组装密度(封装效率)、信号传输速度、电性能以及可靠性等方面独具优势,是目前能最大限度地提高集成度、提高高速单片IC性能,制作高速电子系统,实现整机小型化、多功能化、高可靠性、高性能的最有效途径。 MCM早在80年代初期就曾以多种形式存在,但由于成本昂贵,大都只用于军事、航天及大型计算机上。随着技术的进步及成本的降低,近年来,MCM在计算机、通信、雷达、数据处理、汽车行业、工业设备、仪器与医疗等电子系统产品上得到越来越广泛的应用,已成为最有发展前途的高级微组装技术。例如利用MCM制成的微波和毫米波SOP(System-on-a-package),为集成不同材料系统的部件提供了一项新技术使得将数字专用集成电路、射频集成电路和微机电器件封装在一起成为可能。3D-MCM是为适应军事宇航、卫星、计算机、通信的迫切需求而近年来在国外得到迅速发展的高新技术,是实现系统集成的重要技术途径。目前3D-MCM已被应用到高性能大容量的存储器组件和计算机系统,充分发挥了三维多芯片组件技术的优越性。 随着微电子技术的发展,微电子封装将向微型化、轻型化和薄型化方向发展。3-D封装技术具有降低功耗、减轻重量、缩小体积、减弱噪声、降低成本等优点,它将是未来微电子封装的主要发展方向。电子系统(整机)向小型化、高性能化、多功能化、高可靠和低成本发展已成为目前的主要趋势,从而对系统集成的要求也越来越迫切。实现系统集成的技术途径主要有两个:一是半导体单片集成技术,二是MCM技术。前者是通过晶片规模的集成技术(WSl),将高性能数字集成电路(含存储器、微处理器、图象和信号处理器等)和模拟集成电路(含各种放大器、变换器等)集成为单片集成系统。后者是通过三维多芯片组件(3D-MCM)技术实现WSI的功能。 三维多芯片组件技术是现代微组装技术发展的重要方向,是新世纪微电子技术领域的一项关键技术。
MCM封装是什么?什么是MCM封装?
什么是MCM封装? MCM是一种由两个或两个以上裸芯片或者芯片尺寸封装(CSP)的IC组装在一个基板上的模块,模块组成一个电子系统或子系统。基板可以是PCB、厚/薄膜陶瓷或带有互连图形的硅片。整个MCM可以封装在基板上,基板也可以封装在封装体内。MCM封装可以是一个包含了电子功能便于安装在电路板上的标准化的封装,也可以就是一个具备电子功能的模块。它们都可直接安装到电子系统中去(PC,仪器,机械设备等等)。
常见芯片封装有那几种?各有什么特点?
我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式,在我们的电脑中,存在着各种各样不同处理芯片,那么,它们又是是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?那么就请看看下面的这篇文章,将为你介绍个中芯片封装形式的特点和优点。
一、DIP双列直插式封装
DIP(DualIn-line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。
DIP封装具有以下特点:
1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。
Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。
二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装
QFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。
PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。
QFP/PFP封装具有以下特点:
1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。
2.适合高频使用。
3.操作方便,可靠性高。
4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。
Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。
三、PGA插针网格阵列封装
PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少,可以围成2-5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸,从486芯片开始,出现一种名为ZIF的CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起,CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处,利用插座本身的特殊结构生成的挤压力,将CPU的引脚与插座牢牢地接触,绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起,则压力解除,CPU芯片即可轻松取出。
PGA封装具有以下特点:
1.插拔操作更方便,可靠性高。
2.可适应更高的频率。
Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。
四、BGA球栅阵列封装
随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。
BGA封装技术又可详分为五大类:
1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。
2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片(FlipChip,简称FC)的安装方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。
5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。
BGA封装具有以下特点:
1.I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。
2.虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。
3.信号传输延迟小,适应频率大大提高。
4.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。
BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年,日本西铁城(Citizen)公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片(即BGA)。而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组(如i850)中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前,BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在2000年为12亿块,预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。
五、CSP芯片尺寸封装
随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,封装技术已进步到CSP(Chip Size Package)。它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒(Die)大不超过1.4倍。
CSP封装又可分为四类:
1.Lead Frame Type(传统导线架形式),代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。
2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型),代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。
3.Flexible Interposer Type(软质内插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。
4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装):有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。
CSP封装具有以下特点:
1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。
2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。
3.极大地缩短延迟时间。
CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽(Bluetooth)等新兴产品中。
六、MCM多芯片模块
为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。
MCM具有以下特点:
1.封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。
2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。
3.系统可靠性大大提高。
结束语
总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化,而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。
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