Многокристальные модули типа MKM-D и МКМ-А. Конструктивно-технологические особенности. Предельные возможности технологии. Частотные характеристики. Перспективы развития

Как правило, основание МКМ одновременно является элементом корпуса. В этом случае его материал по величине температурного коэффициента расширения (ТКР) должен быть максимально близок к ТКР кремния. В других МКМ, прежде всего Si-типа, основание с многослойной металлизацией напаивается или приклеивается к корпусу.

Необходимость формирования сложных многослойных проводниковых структур, рассеивания большой выделяемой МКМ мощности и согласования ТКР потребовала создания и внедрения новых материалов для оснований МКМ и тонкопленочных диэлектриков для межслойной изоляции.

Основания МКМ должны иметь теплопроводность не менее 50-100 Bт/м∙°C, прочность на изгиб не менее 200 МПа, диэлектрическую постоянную е не более 4-6, а КТР не более (4-5) ∙ 10-6 °С-1.

Традиционно используемая алюмооксидная (корундовая) керамика и материалы печатных плат (стеклоэпоксид, стеклотекстолит и др.) не отвечают этим требованиям, что вызывает необходимость разработки и внедрения новых керамических и полимерных материалов. Первые включают нитриды алюминия, кремния, карбид кремния, стеклокерамику на основе природных материалов - муллита (ЗАl2О3 х 2SiO2) и кордиерита (2МgО х 2Аl2О3 х 5SiO2), боросиликатного стекла. Вторые разрабатываются на основе полиимида, фторопласта, эпоксида с различными наполнителями. Стоимость подложки зависит от выбора диэлектрика, количества слоев в ней и плотности металлизации. Если стоимость стандартной печатной платы с проводниками шириной 125-150 мкм равна 0,1 долл. за 6,5 кв. см (квадратный дюйм), то стоимость подложек для современных МКМ L-типа достигает 1,5 долл. за 6,5 кв. см в пересчете на один проводниковый слой.

Наиболее перспективным материалом для оснований МКМ можно считать нитрид алюминия, имеющий высокую теплопроводность и сравнительно небольшой ТКР. Однако его диэлектрическая постоянная находится на уровне оксида алюминия, а стоимость по зарубежным данным примерно в 4 раза выше. Тем не менее, указанные недостатки не являются большим препятствием для внедрения AlN в производство МКМ. Стоимость алюмонитридной керамики высока только для очень прецизионно выполненных, химически особо чистых подложек с теплопроводностью >200 Вт/м·К и в последние годы падает по мере расширения объемов ее выпуска. Другой недостаток - большие габариты и масса, преодолевается принятым для МКМ D-типа конструктивным приемом, когда сигнальные проводники размещаются в многослойной тонкопленочной структуре, в которой используется диэлектрик с малым значением диэлектрической проницаемости, а шины заземления и питания сформированы по толстопленочной технологии в толще многослойного керамического основания.

Металлические основания обеспечивают перераспределение тепла между элементами схемы, достаточно прочны и широко используются в производстве МКМ (рисунок 13). Перспективным является использование в качестве оснований алюминия. Это обусловлено тем, что алюминий сочетает в себе ряд важных достоинств: высокую теплопроводность и механическую прочность, возможность придания любой конфигурации простой механической обработкой, малый удельный вес и высокую теплопроводность, относительно низкую стоимость.

Наряду с этим, алюминий обладает еще одним свойством, выделяющим его среди прочих материалов, - способностью образовывать в процессе анодного окисления толстые (до сотен микрометров) высококачественные диэлектрические слои.

Рисунок 12 - Конструкция МКМ с подложкой на основе металла и диэлектрика

Система межсоединений МКМ

Рост функциональной сложности электронных устройств, использование ноговыводных полупроводниковых компонентов в МКМ обусловили необходимость создания в них многоуровневой разводки. К многоуровневым системам межсоединений (МСМ) предъявляются следующие основные требования:

) высокая плотность монтажа;

Лучшие статьи по информатике

Цифровая обработка сигналов
сигнал преобразование фурье искажение Цифрова́я обрабо́тка сигна́лов (ЦОС, DSP - англ. digital signal processing) - преобразование сигналов, п ...

Оборудование Среда-1
Автоматизация технологического процесса - совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлят ...

Расчёт параметров настройки ПИ и ПИД регуляторов
Автоматизация производства является на современном этапе важнейшим фактором научно-технического прогресса во всех отраслях промышленности, в том числе ...