МНОГОКРИСТАЛЬНЫЕ МОДУЛИ (МКМ) _ сборочная технология V поколения
Д.т.н., профессор Ланин В.Л. |
Кафедра Электронной |
|
техники и технологии |
Перспективы развития микропроцессорных схем
1.Рост плотности записи информации и сокращение топологических норм
2.Развитие персональных компьютеров
Сравнение технологий сборки |
||||||||
|
|
|
|
Размеры |
|
|
Количество |
|
Технология сборки |
|
линий и |
Эффективность |
|||||
|
ИС на |
|||||||
|
зазоров, |
упаковки, % |
||||||
|
|
|
|
кв. дюйм |
||||
|
|
|
|
мкм |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
Интегральные схемы |
|
|
0,3 - 3 |
100 |
— |
|||
Кремниевые МКМ |
|
|
10 |
- 50 |
30 |
- 60 |
8 - 20 |
|
Кристалл на плате |
|
|
100 |
- 200 |
15 |
- 30 |
5 - 9 |
|
Гибридные толстопленочные схемы |
125 |
- 250 |
10 |
- 30 |
3 - 8 |
|||
Поверхностный |
монтаж |
на |
печатной |
125 |
- 250 |
6 - 14 |
2 - 4 |
|
плате |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Многовыводные |
корпуса |
на |
печатной |
100 |
- 200 |
|
5 |
0,3 - 1 |
плате |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Корпуса DIP на печатной плате |
|
200 |
- 300 |
1 |
- 3 |
1 - 2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МКМ
•Многокристальные модули (МКМ) - новый этап в развитии техники и технологии сборки радиоэлектронной аппаратуры. Необходимость
значительного повышения рабочих частот, улучшения отвода тепла, увеличения количества выводов современных БИС, дальнейшего снижения габаритов и веса при одновременном снижении стоимости приводят к широкому применению многокристальных модулей.
Многокристальные модули для супер- мини ЭВМ
•Многокристальные модули (МКМ) на основе полупроводниковых алмазных материалов (природных алмазов и синтетических CVD алмазных пленок) являются основой создания вычислительных систем (мини суперкомпьютеров) с параллельной архитектурой.
•Эти мини суперкомпьютеры являются наиболее эффективными и компактными системами обработки информации, как научного, так и специального назначения, в том числе для обработки телеметрической информации в реальном масштабе времени. Подобные суперкомпьютеры могут стать основой самых совершенных прикладных систем военного назначения.
Технические характеристики суперкомпьютера
Технические характеристики суперкомпьютера "Минитера"
Производительность компьютера, GIPS |
1 |
5 |
10 |
100 |
Мощность, ВА |
25 |
20 |
270 |
800 |
Себестоимость компьютера, $ |
2000 |
4000 |
7000 |
40000 |
Обозначения: MIPS - миллион инструкций в ceкyндy; GIPS - миллиард инструкций в секунду ( 1 GIPS = 10 Pentium)
Предприятием "Суперкомпьютерные системы" совместно со специалистами ряда предприятий и институтов России разработана технология создания наиболее эффективных с коммерческой и практической сторон суперкомпьютеров. Создан прототип производительностью 10GIPS, программное обеспечение и реализованы демонстрационные задачи.
Структура МКМ
:
1- сигнальные слои, 2- кристаллы, 3- SMD, 4- кремниевая подложка
Конструктивные типы МКМ
• Модуль памяти в двухмерном исполнении
Модуль памяти в трехмерном исполнении
в бескорпусном исполнении
Проектирование МКМ
•При проектировании радиоэлектронной аппаратуры с использованием МКМ-2D возникли принципиальные трудности, преодолеть которые с помощью имеющихся технологий невозможно. В первую очередь эти трудности связаны с дальнейшим
повышением коэффициента компоновки комплектующих изделий на монтажной подложке. Этот показатель определяется как отношение суммарной площади комплектующих изделий, размещаемых на монтажной подложке, к площади самой подложки.
•Внедрение МКМ-3D в современную аппаратуру позволяет на более высоком качественном уровне решать следующие задачи: увеличение плотности компоновки комплектующих изделий на монтажной подложке; улучшение рабочих характеристик устройства (снижение времени задержки прохождения сигнала по коммутационным связям и, как следствие, значительное увеличение быстродействия); уменьшение стоимости готового изделия.
•Наиболее перспективными САПР, отвечающими современным требованиям проектирования высокоплотных систем, таких как МКМ-3D, являются программные пакеты компании Mentor Graphics – мирового лидера в области проектирования электронных средств. Использование пакетов DxDesigner, Expedition PCB и Hyper
Материалы подложек для МКМ
1. Керамика на основе оксида алюминия (высокая теплопроводность, повышенная механическая прочность, малая ширина проводников),
( высокая диэлектрическая проницаемость в 2 раза выше, чем у FR-4, различный с кремнием ТКЛР
2.Карбид кремния (близкий к кремнию ТКЛР)
3.Полиимид (гибкость формы), (разница в ТКЛР).
4.Кремний (высокая теплопроводность и низкая диэлектрическая
проницаемость)