Анализ состояния возможностей 3D проектирования

Многокристальные микромодули позволяют:

• увеличить плотность электронных систем;

• увеличить производительность;

• уменьшить стоимость.

С самого начала развития интегральных схем, стало известно, что уплотнение ведет к повышению работоспособности и уменьшению стоимости. С технической точки зрения применение бескорпусных элементов улучшает производительность схем, уменьшит размер и увеличивает надежность.3D технология как правило позволяет превысить 100% барьер эффективности проектирования, другими словами, площадь использованного кремния будет превосходить площадь платы. Что тоже приводит не только к экономии места, что в нынешней гонке к миниатюризации изделий весьма объективно, но и к уменьшении стоимости.

В современных САПР можно выделить четыре основных этапа проектирования: схемотехнический, проектирование основных модулей схемы, проектирование общей схемы на плате носителе, виртуальное тестирование. При работе с двумерными носителями МКМ, выше перечисленные этапы достаточно отработаны. Однако для 3D исполнения, третий и четвертый этапы в современных САПР требуют своего решения.

3D модули бывают разного исполнения, к самым популярным в нынешний момент относится методы этажерочной сборки где все уровни расположены друг над другом,из них можно выделить следующие:

1) С использованием проволочных выводов.

Здесь используются малое количество кристаллов с малым количеством выводов, так как при работе с такой структурой можно использовать только специализированные САПР, а стандартные САПР, например AutoCad, подходят только для подготовки документации, данный вариант не рассматривается.

2) С использованием промежуточных слоев.

Применяется при большем количестве кристаллов, при сложных межкристальных соединениях и при необходимости в расположении дополнительных неактивных элементов. Здесь возможностей стандартных САПР хватает только на проектирование отдельных уровней, проектирование меж уровневых соединений делается, а самое главное проверяются только вручную. Причем заметим, что при проектировании отдельных уровней, необходимо также предварительно разбивать схемотехническую часть.

Все это превращает проектирование такого модуля в проектирование отдельных «этажей», что влечет проблемы с их последующим совмещением.

3) Использование гибких пленочных носителей.

Сравнительно новая технология, позволяет использовать все возможности стандартных САПР, так как МКМ модуль в первоначальном виде полностью проектируется в 2D исполнении.

Рис.9. МКМ в трехмерном исполнении на гибкой полиимидной плате.

а – на основе бескорпусных кристаллов БИС (СБИС) на полиимидной коммутационной плате в 2D исполнении (до «свертки»); б – тот же модуль в 3D исполнении (после свертки).

Таблица 4