构成的部件，省去了

IC 的封装材料和工艺，节约了原材料，减少了制造工艺，缩小了整机

/组件封装尺寸和重量。 （2）MCM 是高密度组装产品，芯片面积占基板面积至少 20％
以上，互连线长度极大缩短，封装延迟时间缩小，易于实现组件高速化。

（3）MCM

的多层布线基板导体层数应不少于

4 层，能把模拟电路、数字电路、功率器件、光电器件、微

波器件及各类片式化元器件合理而有效地组装在封装体内，形成单一半导体集成电路不可
能完成的多功能部件、子系统或系统。使线路之间的串扰噪声减少，阻抗易控，电路性能提
高。

（4）MCM 避免了单块 IC 封装的热阻、引线及焊接等一系列问题，使产品的可靠

性获得极大提高。

（5）MCM 集中了先进的半导体 IC 的微细加工技术，厚、薄膜混合

集成材料与工艺技术，厚膜、陶瓷与

PCB 的多层基板技术以及 MCM 电路的模拟、仿真、优

化设计、散热和可靠性设计、芯片的高密度互连与封装等一系列新技术，因此，有人称其为
混合形式的全片规模集成

WSI 技术。 3 基本类型 根据多层互连基板的结构和工艺

技术的不同，

MCM 大体上可分为三类：层压介质 MCM（MCM-L），陶瓷或玻璃瓷

MCM(MCM-C)，硅或介质材料上的淀积布线 MCM(MCM-D)。表 1 给出 MCM 三种基本类
型的结构、材料和性能

[3,4]。 MCM-L 是采用多层印制电路板做成的 MCM，制造工艺较

成熟，生产成本较低，但因芯片的安装方式和基板的结构所限，高密度布线困难，因此电
性能较差，主要用于

30MHz 以下的产品。MCM-C 是采用高密度多层布线陶瓷基板制成的

MCM，结构和制造工艺都与先进 IC 极为相似。其优点是布线层数多，布线密度、封装效率
和性能均较高，主要用于工作频率

30～50MHz 的高可靠产品。它的制造过程可分为高温共

烧陶瓷法

HTCC 和低温共烧陶瓷法 LTCC。由于低温下可采用 Ag、Au、Cu 等金属和一些特殊

的非传导性的材料，近年来，低温共烧陶瓷法占主导地位。

MCM-D 是采用薄膜多层布线基

板制成的

MCM ，其基体材料又分为 MCM-D/C （陶瓷基体薄膜多层布线基板的

MCM）、MCM-D/M（金属基体薄膜多层布线基板的 MCM）、MCM-D/Si（硅基薄膜多层布
线基板的

MCM）等三种，MCM-D 的组装密度很高，主要用于 500MHz 以上的产品。 4

三维多芯片组件

通常所说的多芯片组件都是指二维的（2D-MCM），它的所有元器件

都布置在一个平面上，不过它的基板内互连线的布置已是三维。随着微电子技术的进一步发
展，芯片的集成度大幅度提高，对封装的要求也越严格，

2D-MCM 的缺点也逐渐暴露出来。

目前，

2D-MCM 组装效率最高可达 85%，接近二维组装所能达到的最大理论极限，已成为

混合集成电路持续发展的障碍。为了改变这种状况，三维多芯片组件（

3D-MCM）应运而生，

其最高组装密度可达

200%。3D-MCM 是指元器件除了在 x-y 平面上展开以外，还在垂直方

向（

z 方向）上排列，与 2D-MCM 相比，3D-MCM 具有以下的优越性[5] ： （1）相对

于

2D-MCM 而言，3D-MCM 可使系统的体积缩小到 1/10，重量减轻到 1/6。 （2）芯片

之间的互连长度比

2D-MCM 短得多，因此可进一步减小信号传输延迟时间和信号噪声，降

低功耗，信号传输（处理）速度增加。

（3）组装效率已高达 200%，进一步增大了组

装效率和互连效率，因此可集成更多的功能，实现多功能的部件以至系统（整机）。
 （4）互连带宽，特别是存储器带宽往往是影响计算机和通信系统性能的重要因素。降
低延迟时间和增大总线宽度是增大信号宽度的重要方法，

3D-MCM 正好具有实现此特性的

突出优点。

（5）由于 3D-MCM 内部单位面积的互连点数大大增加，具有更高的集成

度，使其整机（或系统）的外部连接点数和插板大大减少，因此可靠性得到进一步提高。
 3D-MCM 虽然具有以上所述的优点，但仍然有一些困难需要克服。封装密度的增加，
必然导致单位基板面积上的发热量增大，因此散热是关键问题。一般如金刚石或化学汽相淀
积（

CVO）金刚石薄膜、水冷或强制空冷、导热粘胶或散热通孔。另外，作为一项新技术，

3D-MCM 还需进一步完善，更新设备，开发新的软件。 5 应用及发展趋势 MCM
在组装密度（封装效率）、信号传输速度、电性能以及可靠性等方面独具优势，是目前能最
大限度地提高集成度、提高高速单片

IC 性能，制作高速电子系统，实现整机小型化、多功能