封裝定義為對半導(dǎo)體芯片或MEMS芯片進行互連、供電、冷卻和保護;單芯片封裝定義為將裸芯片互連到單個塑料、陶瓷或其他載體上,而多芯片封裝定義為將多于一個的裸片安裝在單個載體上或基板上提供同樣的功能。同樣的將已經(jīng)預(yù)封裝好的在單芯片載體的芯片鍵合到多芯片基板上(混合封裝),也能實現(xiàn)多芯片封裝的好處,雖然它沒有像直接的裸芯片封裝那樣好,但這是現(xiàn)在最通常使用的多芯片封裝。
多芯片封裝的功能
多芯片封裝必須能完成下述功能:
(1)有效去除芯片上的發(fā)熱;
(2)用多芯片基板上所能得到的盡可能多的電路和盡可能高的電性能在所有芯片之間實現(xiàn)互連;
(3)以最小的芯片間距用高電導(dǎo)金屬實現(xiàn)所有芯片之間的互連,以提供較高的布線密度;
(4)對信號和電源分布提供多芯片基板封裝連接;
(5)對所有芯片和多芯片本身提供保護。
MEMS多芯片封裝的優(yōu)點
(1)增加了MEMS器件應(yīng)用的靈活性;
(2)潛在的提供了高數(shù)量的輸入、輸出引腳數(shù);
(3)MCM能極大的減小小型和微型MEMS系統(tǒng)的尺寸;
(4)與“宏”和小型系統(tǒng)相比,減少了芯片引線之間的相互干擾,提高了速度,減小了功耗;
(5)與“宏”和小型系統(tǒng)相比,減少了整個系統(tǒng)的互連線數(shù)量;
(6)與“宏”和小型系統(tǒng)相比,因芯片之間互連線的縮短,電噪聲也相應(yīng)減小。
(7)提高了封裝效率和可靠性,降低了成本。
MEMS多芯片封裝特點和要求
MEMS多芯片封裝特點如下:多芯片封裝有多個裸芯片封裝和混合封裝兩種形式;有MEMS芯片和IC芯片;封裝基板的材料和工藝具有多樣性。MEMS多芯片封裝要求:選擇合適的基板材料和加工工藝技術(shù);對芯片和引線進行合理的布局;焊料的選擇應(yīng)具有一定的溫度梯度,通常溫度梯度要大于40℃,后步工藝溫度應(yīng)低于前步工藝溫度,防止后步工藝損壞前步工藝;由于大多數(shù)MEMS芯片要有與外界媒質(zhì)的接口,因此對IC芯片要進行專門保護;由于在MCM封裝中,某個芯片的失效,使得整個器件失效,其中的功能完好的芯片也無法再用。因此在芯片的篩選、封裝工藝流程的選擇上要下大功夫,確保每一步工藝的合理和可靠,提高成品率,最大限度的減少返修率。