Проектирование многоуровневых систем в корпусе с металлизированными отверстиями в молд-компаунде

Аннотация

Рассмотрены перспективы применения металлизированных и заполненных гальванической медью переходных отверстий в молд-компаунде или полимерном материале, применяемом для герметизации интегральных схем в процессе двух- или трехмерного корпусирования. Изучен метод предварительных расчетов электрических параметров структуры переходных отверстий, выполненных в молд-компаунде систем в корпусе. Технология изготовления систем в корпусе с молд-компаундом позволяет повысить плотность размещения элементов, обеспечивает надежное соединение уровней, микросхем как в корпусном, так и бескорпусном исполнениях и значительно уменьшает размеры конечного изделия, обеспечивая высокие производительность и надежность электронных устройств. Приведены формулы расчета электрических параметров переходных отверстий в молд-компаунде системы в корпусе. Выполнен сравнительный анализ результатов, полученных по математическим формулам и методом симуляции (с помощью метода конечных элементов в трехмерной среде моделирования). Рассмотрены возможности моделирования распространения электромагнитных волн для анализа целостности сигналов и электромагнитной совместимости при проектировании мультикристальных сборок и систем в корпусе с применением переходных отверстий в термореактивном молд-компаунде, предназначенном для герметизации микросхем. В результате моделирования определены согласованные структуры переходных отверстий в молд-компаунде, которые имеют оптимальные соотношения между геометрическими размерами, технологической возможностью производства и вносимыми потерями в целостность сигнала

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (проект FSMR-2025-0005)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Семенов С.П., Батин С.А., Вертянов Д.В. и др. Проектирование многоуровневых систем в корпусе с металлизированными отверстиями в молд-компаунде. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2026, № 2 (155), с. 19--40. EDN: EECTTB

Литература

[1] Yoo D.J., Ryu J.I., Oh G.H., et al. Plating mold via interconnection development in molded SiP modules. IMAPSource Proceedings, 2014, no. 1, pp. 777--782. DOI: https://doi.org/10.4071/isom-THP11

[2] Braun T., Becker K.-F., Voges S., et al. Through mold vias for stacking of mold embedded packages. 61st Electronics Components and Technology Conf. (ECTC), 2011, New York, IEEE, pp. 48--54. DOI: https://doi.org/10.1109/ECTC.2011.5898490

[3] Jiaqi W., Kangrong L., Teck-Guan L. RF performance study of through-mold-via using L-2L de-embedding method. 23rd Electronics Packaging Technology Conf. (EPTC), New York, IEEE, 2021, pp. 343--346.

[4] Lipton R. 3D-vertical integration of sensors and electronics. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 2007, vol. 579, no. 2, pp. 690--694. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nima.2007.05.271

[5] De Jong E., Ferreira L.A., Bauer P. 3D integration with PCB technology. IEEE APEC, 2006. DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.2006.1620639

[6] Li Y., Goyal D. Introduction on 3D microelectronic packaging. 3D Microelectronic Packaging. Cahm, Springer Nature, 2020, vol. 64, pp. 1--16.

[7] Lindner P., Glinsner T., Uhrmann T., et al. Key enabling processes for more-than-Moore technologies. IEEE SOI, 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/SOI.2012.6404360

[8] Кочергин М.Д., Вертянов Д.В. Способы вертикальной коммутации в 3D-микросборках. Интеллектуальные системы и микросистемная техника. Сб. тр. науч.-практ. конф. М., МИЭТ, 2022, с. 160--166. EDN: WPEHPX

[9] Dunton V., Chen T., Konevecki M., et al. Zias: vertical wires in 3-D memory devices. Proc. 22nd Int. VLSI Multilevel Interconnection Conf., 2005, pp. 480--485.

[10] Park J., Li C., Mok E., et al. New vertical connection in PCB and its scalable model. Tech Rxiv, 2024. DOI: https://doi.org/10.36227/techrxiv.171259651.11084104/v1

[11] Kim J., Kim J., Mihai R., et al. Via and reference discontinuity impact on high-speed signal integrity. Electromagnetic Compatibility Conf., 2004, vol. 2, pp. 583--587.

[12] Скорняков И.А., Суровцев Р.С. Анализ влияния ширины развязывающей трассы на амплитуду перекрестных наводок в связанной двухпроводной линии. Сб. избранных стат. науч. сессии ТУСУР, 2021, № 1-2, с. 86--91. EDN: YTJJPT

[13] Иванова Е.В. Кондуктивные электромагнитные помехи в электроэнергетических системах: теория, расчет, подавление. Дис. ... д-ра техн. наук. Новосибирск, НГАВТ, 2007.

[14] Медведев А.М. Печатные платы. Конструкции и материалы. М., Техносфера, 2005.

[15] Обуховец В.А. Излучение и рассеяние электромагнитных волн. Антенны, 2016, № 8, с. 6--15. EDN: WJXGMR

[16] Обуховец В.А. Излучение и рассеяние электромагнитных волн. Антенны, 2016, № 8, с. 6--15. EDN: WJXGMR

[17] Avitabile G., Florio A., Gallo V.L., et al. An optimization framework for the design of high-speed PCB VIAs. Electronics, 2022, vol. 11, no. 3, art. 475. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics11030475

[18] Chang R.W.Y., See K.Y., Chua E.K. Comprehensive analysis of the impact of via design on high-speed signal integrity. 9th Electronics Packaging Technology Conf. (EPTC), 2007, pp. 266--267. DOI: https://doi.org/10.1109/EPTC.2007.4469746

[19] Антипин Б.М., Виноградов Е.М. Анализ моделей для оценки потерь распространения сигналов при расчетах электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. СПбНТОРЭС: труды НТК, 2021, № 1, c. 233--235. EDN: DYOVPL

[20] Преображенский А.П. Методы прогнозирования характеристик рассеяния электромагнитных волн. Моделирование, оптимизация и информационные технологии, 2014, № 1, c. 3--4. EDN: SAYLMT

[21] Watanabe O., Hirokazu I., Pulugurtha R., et al. Low-loss impedance-matched sub-25 m vias in 3D millimeter-wave packages. IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 2020, vol. 10, iss. 5, pp. 1--6. DOI: https://doi.org/10.1109/TCPMT.2020.2982294