沸合多芯片组件(MCM-C%2fD)互边结构和可靠性.pdfVIP

混合多芯片组件(UCU--C／D)互连结构与可靠性 何小琦 信产部电子第五研究所，510610 擅要：本文介绍了M锄一C／O的互连簟构和特点，分祈讨论了影响混台布线互连可 搴性的主要因素，并初步研究了国产麟一c／D混合布鳗工艺样品曲缺陷和失薮模 武， 关键词：l删一c／D互连结构乡层布线道孔薄膜导带阻挡层过菠屡 1．引言 Module简称—锄)是—种为适应电子装备小型化、 多芯片组件(Alultichip 高性能、高可靠要求而从80年代发展起来的徽组装组件产品Ⅱ】，它高度汇集了半 导体Ic技术、捏台厚薄膜电路技术、徽型元器件(片式化、搬小化)技术、多层 布线基板技术，其核心技术之一就量为实现多芯片高密度互连的多层布线基板技 术．也是影响组件可靠性的关键环节。 从多层布线的材料和工艺技术来看，M叫有三种布线工艺和两种混合布线工 艺．砌一L是采用低成本的多层PCB板多层布线基板，特点是成本低组装密度低： MCN--C是采用厚膜导体与陶瓷共烧形成的共烧陶瓷多层布线基板，有高温关饶 (HT0c)和低温共烧(LTCC)两种基扳，特点是组装密度高布线承受功率密度大 但传输损耗大噪声大；MCM--D是采用在陶瓷基板上翻俸薄膜多层布线形成的薄膜 多层布线基板，特点是组装密度高布线损耗嗓声小但工艺难度大；晴明一L／V是-￡M —L和hl皤--D两种工艺结台的混合布线基板，特点是适当提高了组装密度又控制 了成本，适用于个人计算机硬盘系统或民用产品；Mcu-c／v是IdClI--C和MC誓--D 两种工艺结构的混合布线基扳，特点是组装密度更高性能指标更优越，能适应更 严酵的环境条件但工艺要求也高．各种删布线基板性能对比见表1。 表1不同类型煳多层基板对比伽·blt 妣M--L *CM--Dl●CM—C／D 项目 碡叫--C(L1艇) 线宽(St_) 80 100 20 50 导体方阻《-o向一 】～2 6 6～】5 2～3 舟电常数 4|6～0 4．9 3．5 2．9～5 布线层数 80 10 65 延迟时间(ps／,-) 7．3 7．3 6．4 5．4 ·Z73· 这几种唧多层布线基扳工艺备有优势和用途，但对于组装密度要求高、信 号4#mU快、损耗小的组件产品．UCM-C／D混舍布线基板技术具有最佳的性能 ／价格比【”，是目前高级多芯片组件—个重要的发展方向。 2．-a卜·C／D结构特点 为蓑赣传统的厚薄膜工艺，新开发的MCM--C／D产品陶瓷基板都使用低温共烧 技术(LTCC)，它能充分发挥低熔点、高电导率布线导体金Au和银Ag的优点，并 与电性能良好的铜一聚酰亚胺(Cu-PI)薄膜多层布线工艺蘩容，是目前制作混合 多芯片组件的首选工艺．产品内部互连结梅剖面见图1。 过渡 图1 ucu-c／D内部互连结构 由图可见，孵M--C／D内部布线互连分为三个部分，(1)LTcc基板多层布线互 连；(2)Cu-PI薄膜多层布线互连；(3)LTCC与cu—PI薄膜布线之间的互连：其 中mc基扳中的多层布线为电源线和接地线，cu—PI薄膜多层布线为信号线和顶 实现混合布线的互连。 3．混台布姥互连可靠性 混台布线的结构决定了其互连可靠性取决于上述三种互连结构的可靠性，因 此任—部分的互连问题都直接影响整个混合布线的可靠性。 3．1LTCC基扳多层布线互连 LTOC基板是由低温共烧玻璃陶瓷作为绝缘介质，主要有A1203玻璃陶瓷和si吗 玻璃冉瓷．由犀骥金导体作为布线导体(Au)，层问通孔导体(Au)实现