集成化垂直互连的研究

摘要

由于大规模集成电路技术和封装互连技术的快速发展，如今的2D-MCM已经不能满足新一代通信系统、微波或毫米波雷达的应用要求，3D-MCM以其小型化、轻量化等优点受到广泛的研究和重视。垂直互连技术作为3D-MCM实现集成化的一种重要方式，进行课题的研究就非常有实际意义。
　　本文围绕垂直互连技术进行的。首先介绍了多芯片组件发展趋势，垂直互连技术国内外发展动态。然后简要地介绍了微波传输线理论，接着介绍了MCM的基本理论，介绍了各垂直互连技术，比较了各垂直互联技术的优缺点。综合考虑各垂直互连的优缺点后，利用左手传输线定理，提出一种新型同轴型非接触式垂直互连，具有小型化、连接可靠性、批量生产性的特点，运用于K波段的3D-MCM中，仿真结果显示该垂直互连其电特性符合低插入损耗、低信号反射的要求，在满足国内现有加工能力的条件下，制作出所设计的垂直互连结构，并对所设计的垂直互连进行测试，仿真结果和测试结果匹配良好。由于在电路、工艺、结构三者之间取得平衡，可广泛应用于3D-MCM中。为了进一步缩小垂直互连在3D-MCM中所占面积，采用LTCC技术，在同轴型非接触式垂直互连的基础上做改进，提出了一种无焊点的非接触式垂直互连，以金属通孔形成同轴代替同轴型非接触式垂直互连设计中的绝缘子，仿真结果显示该垂直互连符合所要求的电性能，而此结构在尺寸上得到进一步缩小。