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

Сравнительный анализ социальных сетей
Мы живем в 21 веке в эпоху бурного развития информационных технологий. Мобильные устройства, интернет и «умная» бытовая техника присутствуют в каждом ...

Таймер на микроконтроллере MSP430F2013
Практически в любой современной электронной технике можно найти микроконтроллеры. Столь широкое применение этих микросхем обусловлено чрезвычайно удачным со ...

Расчет основных характеристик усилительного каскада биполярного транзистора
транзистор усилитель каскад Целью данной курсовой работы по предмету “Схемотехника телекоммуникационных устройств” является применение знаний полученных ...