一种用于三维mcm的隔板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微电子技术领域，涉及微电子组装，特别是一种用于三维MCM的隔板。
【背景技术】
[0002]复杂的电子设备常常包含多个MCM(多芯片组件或模块)结构，要组装许多元器件。如果仅在二维(2D)表面组装元器件则要占据较大的组装面积，系统的体积难以缩小。若将系统分成多个模块，用LTCC(低温共烧陶瓷)制作基板，则系统可分成多个LTCC 2D-MCM模式。通过多块2D-MCM叠层连接，所组装的芯片、电阻、电容等元器件不仅在二维平面上展开，还在其垂直互连组装方向上排列，实现垂直互连的MCM多层结构，形成三维MCM(3D-MCM)。采用垂直互连3D-MCM这种组装形式制作的电路不仅体积和表面积明显缩小，而且由于互连线缩短，使互连电阻和寄生效应减小，因此信号延迟缩短，噪声和损耗亦均下降，可进一步提高信号传输速度。
[0003]当2D-MCM叠层连接时，由于2D-MCM表面组装有元器件，因此叠层的2D-MCM之间必须有隔板将其隔开，以免元器件受压或受损。隔板中必须有上下电连通作用的金属化通孔及起焊接作用的焊盘。对于LTCC 3D-MCM，隔板通常采用与基板相同的生瓷带材料制作。现有技术的制作过程是:首先在隔板用生瓷带的相应部位冲孔并用金属浆料填孔;然后，将生瓷带的中间部位挖去;其次将挖空后的隔板生瓷带与基板生瓷带叠压在一起;最后，基板与隔板整体烧结形成大空腔结构基板。常用LTCC生瓷带主要为进口材料，价格昂贵。隔板的厚度与待叠层的MCM上元器件的高度有关，元器件越高，所需隔板越厚。这些用作隔板的生瓷带，除四边隔板部分保留外，大部分区域被挖掉，因此，隔板生瓷带利用率很低。如果叠压的隔板不与基板叠压在一起烧结，由于LTCC生瓷带烧结时存在较大收缩，回形结构的隔板单独烧结时四边中部容易外凸，每边隔板很难保持平直。这些不平直的隔板上的通孔位置与均匀收缩时的设计位置将很容易发生偏差，应用时与上下MCM形成错位，从而影响垂直互连的连通性。
【实用新型内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种节省材料、有利于散热、制作操作方便、工艺灵活的用于3D-MCM的隔板。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种用于三维MCM的隔板，所述隔板是由多个单边隔板拼接而成的一环形结构的整体隔板。
[0007]本实用新型所述的一种用于三维MCM的隔板，所述隔板上设有多个电互连金属化通孔，通孔表面覆盖有焊盘。
[0008]本实用新型所述的一种用于三维MCM的隔板，所述隔板表面还设置有不连通孔的焊盘。
[0009]本实用新型所述的一种用于三维MCM的隔板，所述隔板由两对规格一样的4个矩形单边隔板组成，包括两个长边隔板和两个短边隔板。
[0010]本实用新型所述的一种用于三维MCM的隔板，所述长边隔板的长度为三维MCM长度与短边隔板宽度之差，长边隔板的宽度为三维MCM宽度与长边隔板宽度之差。
[0011]本实用新型所述的一种用于三维MCM的隔板，所述长边隔板的长度为三维MCM的长度，长边隔板的宽度为三维MCM宽度与短边隔板长度之差的一半。
[0012]本实用新型所述的一种用于三维MCM的隔板，所述短边隔板的长度为三维MCM的宽度，短边隔板的宽度为三维MCM长度与长边隔板长度之差的一半。
[0013]本实用新型的有益效果在于:
[0014]1、独立操作工艺。对于LTCC 3D-MCM的隔板，目前是将大块LTCC生瓷带中间部位挖去，然后与上层或下层基板叠压在一起烧结而成。本实用新型为独立制作的单块隔板，不需与基板叠压在一起烧结。单块隔板烧结后收缩均匀，不存在变形问题。另外，基板与隔板分开制作使工序中减小了相互影响，产品的成品率较高。
[0015]2、降低成本。用现有整片挖空腔的方式制作整体隔板，材料利用率低，如果3D-MCM中存在较高的元器件，隔板厚度往往比基板还厚，因此制作完整隔板需要消耗大量生瓷带材料。采用本实用新型单块隔板拼接的整体隔板，生瓷带材料得到了充分利用。在批量生产3D-MCM时，节约生瓷带材料效果非常明显。
[0016]3、有利散热。现有3D-MCM隔板与基板烧结在一起。本实用新型隔板与基板分开制作，隔板与基板之间通过焊料凸点进行连接。这样，在3D-MCM内部与外部之间多了许多对流通道，这有利于3D-MCM内部热量的散失。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一种用于三维MCM隔板的截面示意图；
[0018]图2为本实用新型一种用于三维MCM隔板的均衡型拼接方式的俯视图；
[0019]图3为本实用新型一种用于三维MCM隔板的全长型拼接方式的俯视图；
[0020]图4为本实用新型一种用于三维MCM隔板的全宽型拼接方式的俯视图。
[0021]附图标记:1，隔板;2，焊盘;3，金属化通孔;4，拼接处。
【具体实施方式】
[0022]为更好理解本实用新型，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述，以下实施例仅是对本实用新型进行说明而非对其加以限定。
[0023]在进行3D-MCM组装时，为使多块基板和隔板垂直互连准确、操作方便，2D-MCM上四周起隔离作用的隔板通常需要连成一体，成为一环形结构的整体隔板。本实用新型将单边隔板采用粘结材料拼接起来成一整体隔板。原则上，图2—图4可用于任意矩形平面形状的3D-MCM中垂直互连的隔板。但制作某个3D-MCM的单边隔板时，长度与宽度方向的两种隔板长度差尽量最小。
[0024]实施例1:
[0025]对于正方形3D-MCM，隔板最好选择图2所示均衡型拼接方式，包括两个长边隔板和两个短边隔板，长边隔板的长度为3D-MCM长度与短边隔板宽度之差，长边隔板的宽度为3D-MCM宽度与短边隔板长度之差。当长边隔板的宽度与短边隔板宽度相等时，长边隔板与短边隔板大小相同。具体拼接方式如图2所示，每个单边隔板一端的宽侧边与相邻单边隔板的一端长侧边作为拼接处4。
[0026]如图1所示，隔板I采用多层LTCC生瓷带制作，内有电互连金属化通孔3，金属化通孔3表面覆盖有焊盘2，可用于焊接与制作焊料凸点。焊盘2既起电互连也起机械互连的作用。当电互连点较少时，也可使用不连通孔的焊盘2。
[0027]实施例2:
[0028]对于I<长边/宽边<1.2的3D-MCM，隔板最好选择图3所示全长型拼接方式，包括两个长边隔板和两个短边隔板，长边隔板的长度为3D-MCM的长度，长边隔板的宽度为3D-MCM宽度与短边隔板长度之差的一半，具体拼接方式如图3所示，短边隔板两端的宽侧边与相邻长边隔板的长侧边作为拼接处4。
[0029]如图1所示，隔板I采用多层LTCC生瓷带，内有电互连金属化通孔3，金属化通孔3表面覆盖有焊盘2，既起电互连也起机械互连的作用，可用于焊接与制作焊料凸点。
[0030]实施例3:
[0031]对于非正方形和非I <长边/宽边< 1.2的3D-MCM，隔板最好选择图4所示全宽型拼接方式，包括两个长边隔板和两个短边隔板，短边隔板的长度为3D-MCM的宽度，短边隔板的宽度为长边隔板长度与3D-MCM长度之差的一半，长边隔板的长度为3D-MCM的长度，长边隔板的宽度为短边隔板长度与3D-MCM宽度之差的一半，具体拼接方式如图4所示，长边隔板两端的宽侧边与相邻短边隔板的长侧边作为拼接处4。
[0032]如图1所示，隔板I采用多层LTCC生瓷带，内有电互连金属化通孔3，金属化通孔3表面覆盖有焊盘2，可用于焊接与制作焊料凸点。焊盘2既起电互连也起机械互连的作用。当电互连点较少时，也可使用不连通孔的焊盘2。
[0033]本实用新型采用LTCC材料将单边隔板通过拼接形成适用于三维MCM组装的整体隔板。应用拼接法制作的隔板节省了材料，有利于散热，组装方便。该种隔板也可用于氧化铝、氮化铝及PCB等基板的三维MCM的组装。
[0034]以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于三维MCM的隔板，其特征在于，所述隔板是由多个单边隔板拼接而成的一环形结构的整体隔板。2.根据权利要求1所述的一种用于三维MCM的隔板，其特征在于，所述隔板上设有多个电互连金属化通孔，通孔表面覆盖有焊盘。3.根据权利要求2所述的一种用于三维MCM的隔板，其特征在于，所述隔板表面还设置有不连通孔的焊盘。4.根据权利要求2或3所述的一种用于三维MCM的隔板，其特征在于，所述隔板由两对规格一样的4个矩形单边隔板组成，包括两个长边隔板和两个短边隔板。5.根据权利要求4所述的一种用于三维MCM的隔板，其特征在于，所述长边隔板的长度为三维MCM长度与短边隔板宽度之差，长边隔板的宽度为三维MCM宽度与长边隔板宽度之差。6.根据权利要求4所述的一种用于三维MCM的隔板，其特征在于，所述长边隔板的长度为三维MCM的长度，长边隔板的宽度为三维MCM宽度与短边隔板长度之差的一半。7.根据权利要求4所述的一种用于三维MCM的隔板，其特征在于，所述短边隔板的长度为三维MCM的宽度，短边隔板的宽度为三维MCM长度与长边隔板长度之差的一半。
【专利摘要】本实用新型提供一种用于三维MCM的隔板，所述隔板采用多层LTCC生瓷带，将多个单边隔板拼接成用于连接上下MCM的一环形结构的整体隔板，其上设有多个电互连金属化通孔和焊盘，可用于焊接与制作焊料凸点，既起电互连也起机械互连的作用。本实用新型采用LTCC材料将单边隔板通过拼接形成适用于三维MCM的整体隔板。应用拼接法制作的隔板节省了材料，有利于散热，组装方便。该种隔板也可用于氧化铝、氮化铝及PCB等基板的三维MCM的组装。
【IPC分类】H01L23/16, H01L23/538
【公开号】CN205248254
【申请号】CN201521051023
【发明人】李建辉, 沐方清, 吴建利, 马涛, 吕洋
【申请人】中国电子科技集团公司第四十三研究所
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月16日