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

очень низкое температурное сопротивление подложек благодаря эффективному распространению тепла в толстом слое меди, а также благодаря отсутствию промежуточных слоев;

высокая устойчивость к механическим воздействиям.

Один из вариантов конструкции силовых МКМ показан на рисунке 14. Кремниевый кристалл припаивается к подложке DBC сверху, а затем DBC паяется к плате-основанию. Затем основание присоединяется к основному теплоотводу.

Рисунок 13 - Вариант конструкции силового МКМ

В специальной литературе приводится топология тестовой платы с повышенной плотностью монтажа для оценки электрических и физических параметров тонкопленочной разводки многоуровневых коммутационно-преобразующих устройств для многокристальных модулей. Предложена технология изготовления и оценены характеристики многослойной структуры на основе металлизации « ванадий-алюминий» с полиимидной межслойной изоляцией.

В настоящее время проводятся интенсивные работы по созданию и исследованию межсоединений на основе меди. Медь, по сравнению с алюминием, является более перспективным материалом для межсоединений в МКМ, благодаря своему малому сопротивлению и повышенной стойкостью к электромиграции, вызываемой механическими напряжениями. Металлизация на основе пленок меди в сочетании с химико-механической планаризацией уже признана ведущими фирмами-производителями микросхем (AMD, Intel, Sematex и др.) как процесс, способный обеспечить изготовление МКМ, позволяющий значительно (примерно на 40%) снизить время задержки распространения сигнала по проводнику и как следствие увеличить быстродействие устройств в целом.

К таким МСМ относятся, в частности, МСМ на основе меди (служащей в качестве основного металла межсоединений) и оксида алюминия (служащего в качестве межслоевого диэлектрика). Перспективным считается изготовление такой МСМ с помощью локального электрохимического осаждения, позволяющего исключить из технологической цепочки изготовления МКМ дорогую операцию химико-механической полировки, и, тем самым, уменьшить стоимость МКМ и увеличить выход годных.

Основным элементом больших современных МКМ является многослойная подложка, исполнение которой определяет технические характеристики изделия, его стоимость, эффективность теплоотвода и надежность.

Как правило, подложка в МКМ одновременно служит основанием корпуса. В этом случае ее материал по величине температурного коэффициента расширения (ТКР) должен быть максимально близок к ТКР кремния. В других МКМ, прежде всего Si-типа, подложка с многослойной металлизацией напаивается или приклеивается к основанию корпуса. Такую конструкцию выбрала британская фирма Royal Signals and Radar Establishment для изготовления МКМ Si-типа для цифрового переключателя в системе телекоммуникаций.

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

В тонкопленочных структурах в качестве изолятора может использоваться двуокись кремния SiO2 (MKM-Si), однако количество слоев в таких структурах ограничивается числом 3-5 из-за проблем роста внутренних напряжений в слоях SiO2 и сложности обеспечения планарности их поверхности. Проводниковые слои и межслойные переходы в этих структурах формируются осаждением алюминия. Другим вариантом изготовления тонкопленочных многослойных структур являются структуры с термостойким полимерным диэлектриком. Эти структуры имеют металлизацию на основе Cu с подслоями Сг или Ti, используются в МКМ с подложкой из керамики, кремния. Наиболее широко в них применяются полиимид, в том числе модифицированный (фоточувствительный, с уменьшенным ТКР), а также бензоциклобутан, фторсодержащий полимер марки Тефлон-AF, поливинилхиноксалин, полипараксилилен (парилен). Эти материалы имеют ε<3,5, но в отличие от SiO2 почти все абсорбируют влагу, обладают большим ТКР = (35-60)·10-6 °С-1.

Лучшие статьи по информатике

Проектирование микроконтроллера
Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и ...

Проектирование системы атмосферной оптической связи
В настоящее время на мировом рынке САОС прочно заняли определенную нишу, так как эта технология является вполне достойным конкурентом стационарной радиосвя ...

Расчет антенны для земной станции спутниковой системы связи (ЗССС)
Зеркальные антенны являются наиболее распространёнными остронаправленными антеннами. Их широкое применение в самых разнообразных радиосист ...