封装定义为对半导体芯片或MEMS芯片进行互连、供电、冷却和保护;单芯片封装定义为将裸芯片互连到单个塑料、陶瓷或其他载体上,而多芯片封装定义为将多于一个的裸片安装在单个载体上或基板上提供同样的功能。同样的将已经预封装好的在单芯片载体的芯片键合到多芯片基板上(混合封装),也能实现多芯片封装的好处,虽然它没有像直接的裸芯片封装那样好,但这是现在最通常使用的多芯片封装。
多芯片封装的功能
多芯片封装必须能完成下述功能:
(1)有效去除芯片上的发热;
(2)用多芯片基板上所能得到的尽可能多的电路和尽可能高的电性能在所有芯片之间实现互连;
(3)以最小的芯片间距用高电导金属实现所有芯片之间的互连,以提供较高的布线密度;
(4)对信号和电源分布提供多芯片基板封装连接;
(5)对所有芯片和多芯片本身提供保护。
MEMS多芯片封装的优点
(1)增加了MEMS器件应用的灵活性;
(2)潜在的提供了高数量的输入、输出引脚数;
(3)MCM能极大的减小小型和微型MEMS系统的尺寸;
(4)与“宏”和小型系统相比,减少了芯片引线之间的相互干扰,提高了速度,减小了功耗;
(5)与“宏”和小型系统相比,减少了整个系统的互连线数量;
(6)与“宏”和小型系统相比,因芯片之间互连线的缩短,电噪声也相应减小。
(7)提高了封装效率和可靠性,降低了成本。
MEMS多芯片封装特点和要求
MEMS多芯片封装特点如下:多芯片封装有多个裸芯片封装和混合封装两种形式;有MEMS芯片和IC芯片;封装基板的材料和工艺具有多样性。MEMS多芯片封装要求:选择合适的基板材料和加工工艺技术;对芯片和引线进行合理的布局;焊料的选择应具有一定的温度梯度,通常温度梯度要大于40℃,后步工艺温度应低于前步工艺温度,防止后步工艺损坏前步工艺;由于大多数MEMS芯片要有与外界媒质的接口,因此对IC芯片要进行专门保护;由于在MCM封装中,某个芯片的失效,使得整个器件失效,其中的功能完好的芯片也无法再用。因此在芯片的筛选、封装工艺流程的选择上要下大功夫,确保每一步工艺的合理和可靠,提高成品率,最大限度的减少返修率。