DE4325668C2 - Mehrebenen-Verdrahtungssubstrat und dieses verwendende Halbleiteranordnung - Google Patents
Mehrebenen-Verdrahtungssubstrat und dieses verwendende HalbleiteranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit Mehrebenen-Verdrahtungsstruktur
für ein Mehrchipmodul.
In den letzten Jahren sind im Zuge des raschen Fort
schritts auf dem Gebiet der Halbleitertechnik LSIs
(großintegrierte Schaltkreise) hoher Integrationsdichte
und hoher Arbeitsgeschwindigkeit entwickelt worden. Bei
Konstruktion eines Rechners oder eines Nachrichtenüber
tragungsgeräts aus diesen Hochleistungs-LSIs bewirkt
die Montageverzögerung (mounting delay) von zwischen
den LSIs übertragenen Signalen eine Begrenzung der Lei
stung des die LSIs aufweisenden Systems.
Als Möglichkeit zur Lösung des obigen Problems ist ein
Mehrchipmodul oder -baustein (MCM), bei dem Blankchip-
LSIs mit hoher Dichte montiert sind, entwickelt worden.
Je nach der Art der in ihnen verwendeten Substrate wer
den die Mehrchipmodule oder MCMs in ein MCM-L, bei dem
blanke Chips unmittelbar auf einer Leiterplatte
montiert sind, ein MCM-C unter Verwendung eines Keramik
substrats, das durch Stapeln und anschließendes Sintern
von als "grüne" oder ungebrannte Schichten bezeichneten
Keramik-Dünnschichten erhalten wurde, und ein MCM-D ein
geteilt, das ein Dünnschicht- oder -film-Mehrebenen-Ver
drahtungssubstrat verwendet. Von diesen Typen ist das
MCM-D im Hinblick auf seine elektrischen Eigenschaften,
seine Verdrahtungsdichte und dgl. besonders attraktiv,
vergl. EP 0 176 245 A2.
Beim MCM-D ist ein als Basis dienendes Grund- oder Ba
sissubstrat für die Ausbildung einer Dünnschicht-Mehr
ebenenverdrahtungsschicht erforderlich. Als Basissub
strat wird eine Siliziumscheibe, eine Metallplatte aus
Aluminium o. dgl. oder aber ein Keramiksubstrat aus Alu
miniumoxid, Aluminiumnitrid o. dgl. benutzt. Bei Verwen
dung des Keramiksubstrats hierfür kann eine Verdrah
tungsschicht innerhalb des Basissubstrats geformt wer
den, und letzteres kann auch als Kapsel (package) be
nutzt werden, wodurch eine Montage- oder Aufbaudichte
erhöht wird.
Das das Keramiksubstrat verwendende Basissubstrat wird
herkömmlicherweise auf einem sog. Highend-Gebiet, z. B.
bei einem Super-Rechner benutzt, wo die hohen Kosten
für das Basissubstrat in Kauf genommen werden. Wenn
diese Technik jedoch auf eine Arbeitsstation oder einen
sog. Personal-Rechner angewandt wird, müssen verschie
dene Arten von Basissubstraten in kurzer Zeit herge
stellt und die Kosten gesenkt werden.
Bei einem in einem herkömmlichen Mehrchipmodul bzw. MCM
eingesetzten Basissubstrat müssen ein Verdrahtungs-Lei
termuster, eine Isolierschicht sowie Durchgangslöcher
für jede Schicht geformt werden. Da die be
treffenden Vorgänge nacheinander erfolgen, dauert die
Fertigstellung des Basissubstrats eine lange Zeit; eine
Kostensenkung ist dabei schwierig zu realisieren.
Aus dem Stand der Technik sind die folgenden Anordnungen
bekannt. In der US 4 954 877 ist ein Chipträger beschrieben,
bei dem ein Basissubstratteil unter einem LSI-Chip in zwei
Bereiche unterteilt ist. Versorgungs- und Masseanschlüsse
sind dabei in einem Mittenbereich untergebracht, während die
Signalverdrahtung im Randbereich verläuft.
Die JP 58-111 396 A beschreibt eine Anordnung, bei der im
Substrat speziell angeordnete vertikale Leiterpfade für die
Stromversorgung vorgesehen sind.
Weiterhin beschreibt die EP 0 285 064 A2 eine Mehrchip-
Modulstruktur, bei der Teilungsplattenbereiche mit jeweils
gleicher Größe einzelnen Halbleitervorrichtungen des gleichen
Typs zugeordnet sind. Innerhalb der jeweiligen
Teilungsplattenbereiche ist die Lagebeziehung zwischen einer
Anordnung von Kontaktkissen auf der Oberseite und eine
Anordnung von Kontaktkissen auf der Unterseite jeweils
konstant.
Da jedoch die Befestigungspositionen der
Halbleitervorrichtung auf den Mehrchip-Verdrahtungsschichten
auf Blöcke eingeschränkt sind, ist es hier nicht möglich,
Halbleitervorrichtungen von beliebiger Größe an beliebigen
Stellen auf dem Substrat anzubringen.
In der EP 0 414 204 A2 ist schließlich ein Mehrschicht-
Zwischenverbindungssubstrat und eine dieses verwendende
integrierte Schaltungsvorrichtung beschrieben. Dieses
bekannte Substrat hat standardisierte Strom- bzw.
Spannungsversorgungs-Verdrahtungsschichten innerhalb eines
Basissubstrates und Strom- bzw. Spannungsversorgungs-
Anpassschichten in einem Chipträger. Dabei sind die Strom-
bzw. Spannungsversorgungs-Anpassschichten abhängig von
einzelnen Halbleitervorrichtungen gestaltet.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung mit
Mehrebenen-Verdrahtungsstruktur, mit dem die Kosten gesenkt
und die für seine Herstellung benötigte Zeit verkürzt werden
können.
Bei dieser Anordnung soll ein Basissubstrat nach einem
einfachen Verfahren herstellbar sein.
Im Zuge obiger Aufgabe bezweckt die Erfindung auch die
Schaffung eines als halbkundenspezifisches Substrat dienenden
Basissubstrats, bei dem Stromversorgungs-
/Masseverdrahtungsschichten im voraus geformt sind.
Die Aufgabe wird durch die Anordnung mit den in Anspruch 1
angegebenen Merkmalen gelöst.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Basissubstrat, das ein
Mehrebenen-Verdrahtungssubstrat gemäß einer ersten
Ausführungsform darstellt,
Fig. 2 eine Schnittansicht zur Darstellung einer
Halbleiteranordnung unter Verwendung des
Mehrebenen-Verdrahtungssubstrats nach
Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Flächenleitermuster,
das auf einer das Basissubstrat nach Fig. 1
darstellenden Isolierschicht geformt ist,
Fig. 4 eine Schnittansicht eines ein Mehrebenen-Ver
drahtungssubstrat gemäß einer zweiten Ausfüh
rungsform bildenden Basissubstrats,
Fig. 5 eine Draufsicht auf ein ein Mehrebenen-Ver
drahtungssubstrat gemäß einer dritten Ausfüh
rungsform bildendes Basissubstrat,
Fig. 6 eine Schnittansicht zur Darstellung des Auf
baus einer das Mehrebenen-Verdrahtungssub
strat nach Fig. 4 verwendenden Halbleiteran
ordnung,
Fig. 7 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene
Schnittdarstellung der Oberflächenseite des
Basissubstrats und eines auf diesem geform
ten Dünnschicht-Verdrahtungsabschnitts.
In den Figuren sind einander gleiche Teile mit jeweils
gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Fig. 1 ist eine Draufsicht zur Darstellung des Musters
des Aufbaus eines Basissubstrats gemäß einer ersten Aus
führungsform der Erfindung; Fig. 2 zeigt in einem
Schnitt den Aufbau einer unter Verwendung des Basissub
strats nach Fig. 1 gebildeten Halbleiteranordnung.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Basissubstrat 11 wird wie
folgt hergestellt: Im Siebdruck wird z. B. eine Wolfram
paste auf die Oberflächen mehrerer als "grüne" oder un
gebrannte Keramiklagen bzw. -schichten bezeichneter Iso
lierschichten oder -filme aus z. B. Aluminiumoxid
(Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN) o. dgl. zur Bildung von Mehrebenen- bzw. Flächen-
Leitermustern aufgebracht; diese Isolierschich
ten bzw. -filme werden sodann gestapelt (übereinander
angeordnet) und nach an sich bekannter Sintertechnik
gesintert.
Die auf den Oberflächen der mehreren Isolierschichten
oder auf -filme erzeugten Flächenleitermuster umfassen
zwei Arten von Mustern, nämlich ein an eine Stromversor
gungsspannung anzuschließendes Flächenleitermuster 12
und ein mit einer Erd- oder Massespannung (Bezugsspan
nung) zu verbindendes Flächenleitermuster 13. Zwei unge
brannte Schichten, auf denen die Stromversorgungs-Flä
chenleitermuster geformt sind, sowie zwei ungebrannte
Schichten, auf denen die Masse-Flächenleitermuster ge
formt sind, werden im voraus vorbereitet. Diese unge
brannten Schichten werden einander abwechselnd in der
Richtung der Dicke so gestapelt, daß zwischen den Flä
chenleitermustern Kondensatoren geformt werden, worauf
die gestapelten ungebrannten Schichten gesintert wer
den.
Ein Zentralbereich 14a des Basissubstrats 11 ist ein Be
reich, in welchem die Stromversorgungs- und Masse-Flä
chenleitermuster 12 bzw. 13 ausgebildet sind. Im Zen
tralbereich 14a sind mit dem Stromversorgungs-Flächen
leitermuster 12 verbundene lotrechte oder Vertikallei
terschichten 15 (offene Kreise in Fig. 1) und mit dem
Masse-Flächenleitermuster 13 verbundene lotrechte oder
Vertikalleiterschichten 16 (volle Kreise bzw. Punkte in
Fig. 1) regelmäßig und einander abwechselnd angeordnet.
Im Umfangs- bzw. Randbereich 14b des Basissubstrats 11
sind mehrere Leiterschichten 17 zum Herausführen von Si
gnalverdrahtungsleitungen und von Stromversorgungs-/Masse
verdrahtungsleitungen angeordnet.
Die lotrechten Leiterschichten 15, 16 und 17 sind je
weils lotrecht angeordnet und elektrisch auf die im fol
genden angegebene Weise verbunden oder angeschlossen:
In der Isolierschicht jeder der Schichten ausgebildete
Durchgangsöffnungen werden mit einer Wolf
rampaste gefüllt, worauf die Isolierschichten oder -fil
me gestapelt und gesintert werden. Danach werden die
Stromversorgungs-Flächenleitermuster 12 auf den Isolier
schichten mittels der lotrechten Leiterschichten 15
elektrisch miteinander verbunden, während auf ähnliche
Weise die Masse-Flächenleitermuster 13 mittels der lot
rechten Leiterschichten 16 elektrisch miteinander ver
bunden werden. Die Flächenleitermuster 12 und 13 sind
dabei so angeordnet, daß Induktivitätskomponenten, die
in den Verdrahtungsbahnen der Flächenleitermuster 12
und 13 vorhanden sind, ausreichend herabgesetzt sind.
Beim Basissubstrat 11 gemäß Fig. 2 wird die erste Oberfläche
oder -seite 18 als Hauptfläche benutzt, die als Dünn
schichtverdrahtungs-Erzeugungsfläche dient; die Unter
seite 19 wird als externe Anschlußherausführfläche be
nutzt. Die End- oder Stirnflächen der lotrechten Strom
versorgungs-Leiterschichten 15, der lotrechten Masse-
Leiterschichten 16 und der Leiterschichten 17 liegen an
der Oberseite 18 frei. Darüber hinaus ist oder wird die
Oberfläche des Isolierfilms auf der Oberseite 18 po
liert. Nicht dargestellte Anschlußelektroden zum An
schließen oder Verbinden einer Mehrebenen-Dünnschicht
verdrahtungsschicht 22 (noch zu beschreiben) sind oder
werden auf den freiliegenden Abschnitten der Leiter
schichten 15, 16 und 17 auf der Isolierfilmoberfläche
an der Oberseite 18 ausgebildet.
Die Mehrebenen-Dünnschichtverdrahtungsschicht 22 ist
oder wird auf der Oberseite 18 des Basissubstrats 11 ge
formt. Diese Schicht 22 umfaßt eine Polyimid-Isolier
schicht 20 und eine Dünnschicht-Verdrahtungsschicht 21
mit einer Kupferschicht und einem Barrieren- bzw. Sper
renmetall. Letzteres besteht aus einer Titanschicht
oder einer Chromschicht zur Verbesserung der Adhäsion
zwischen der Polyimid-Isolierschicht 20 und der Kupfer
schicht. Das Basissubstrat 11 und die Mehrebenen-Dünn
schichtverdrahtungsschicht 22 bilden ein Mehrebenen-Ver
drahtungssubstrat.
Auf der Mehrebenen-Dünnschichtverdrahtungsschicht 22
werden mehrere Halbleiter-Chips, z. B. LSI-Chips 23 mon
tiert. Eine Stromversorgungsspannungselektrode, eine
Massespannungselektrode und eine Signalelektrode (An
schlußelektroden) (nicht dargestellt) sind oder werden
auf der Oberseite jedes LSI-Chips 23 ausgebildet. Die
Elektroden auf dem LSI-Chip 23 werden über Verbindungs-
bzw. Bond-Drähte 24 sowie die Dünnschichtverdrahtungs
schicht 21 in der Mehrebenen-Dünnschichtverdrahtungs
schicht 22 elektrisch mit den lotrechten Leiterschich
ten 15 und 16, welche dem betreffenden LSI-Chip 23 am
nächsten liegen, verbunden, wobei die Elektroden eben
falls mit den Durchgangsöffnungskontakten 17 verbunden
werden.
Mit anderen Worten: einige der im Randbereich 14b des
Basissubstrats 11 angeordneten Leiterschichten 17 sind
bzw. werden unmittelbar innerhalb des Basissubstrats 11
mit den Stromversorgungs-Flächenleitermustern 12 bzw.
dem Masse-Flächenleitermuster 13 verbunden. Eine Strom
versorgungsspannung oder eine Massespannung wird von
außen her an die Flächenleitermuster 12 und 13 über die
Leiterschichten 17 und sodann über die lotrechten Lei
terschichten 15 und 16, die Dünnschichtverdrahtungs
schicht 21 und die Bondingdrähte 24 an jeden der LSI-
Chips 23 angelegt. Ein Signalaustausch zwischen jedem
LSI-Chip 23 und einer externen Schaltung erfolgt über
einige der Leiterschichten 17, die Dünnschichtverdrah
tungsschicht 21 und die Bond-Drähte 24.
Ferner werden Zuleitungsstifte durch Hartlöten ange
bracht, oder mit einem Verbinder in Kontakt gebrachte
Anschlußelektroden werden an der Unter
seite 19 des Basissubstrats 11 geformt. Bei der vorlie
genden Ausführungsform sind oder, werden Anschlußelektro
den 25 an der Unterseite 19 angeordnet.
Fig. 3 veranschaulicht in Draufsicht die Form des Strom
versorgungs-Flächenleitermusters 12, das auf dem das Ba
sissubstrat 11 bildenden Isolierfilm geformt oder ausge
bildet ist. In Fig. 3 steht der schraffierte Bereich
für das Flächenleitermuster 12, das durch Aufdrucken
und anschließendes Sintern einer Wolframpaste geformt
ist. Das Leitermuster ist nicht um die lotrechten Mas
se-Leiterschichten 16 herum ausgebildet, um ein Kurz
schließen der Durchgangsöffnungskontakte 16 untereinander
zu vermeiden. Das Masse-Flächenleitermuster 13 ist oder
wird weiterhin auf die gleiche Weise wie die Stromver
sorgungs-Flächenleitermuster 12 erzeugt.
Wenn bei dem Mehrebenen-Verdrahtungssubstrat mit dem
oben beschriebenen Aufbau verschiedene Arten von MCMs
entsprechend der willkürlichen Anordnung und den will
kürlichen Größen der LSI-Chips für jeden Anwendungsfall
ausgebildet werden sollen, können die Stromversorgungs-
und Masseverdrahtungsleitungen der LSI-Chips mit den am
nächsten gelegenen, im Basissubstrat 11 angeordneten
lotrechten Leiterschichten verbunden werden, um den Ab
stand zwischen Verdrahtungsleitungen in den Mehrebenen-
Dünnschichtverdrahtungsschichten 22 zu verkürzen. Si
gnalverdrahtungsleitungen dienen als Verdrahtungsleitun
gen für die Verbindung der LSI-Chips jeweils miteinan
der sowie (mit) Verdrahtungsleitungen für Verbindung
der LSI-Chips mit einer externen Schaltung. Die Signal
verdrahtungsleitungen in den Mehrebenen-Dünnschichtver
drahtungsschichten können aus den Dünnschichtverdrah
tungsschichten 21 einer zweilagigen Struktur geformt
sein. Aus diesem Grund können verschiedene Arten von
MCMs (Mehrchipmodule) mit niedrigen Rosten und in kürze
rer Herstellungszeit als beim Stand der Technik bereit
gestellt werden.
In Verbindung mit der dargestellten Ausführungsform ist
ein Fall beschrieben worden, in welchem ein Stromversor
gungssystem zwei Potentiale (ein Stromversorgungspoten
tial und ein Massepotential) aufweist. Wenn ein zu ver
wendendes Stromversorgungssystem zwei oder mehr Potenti
ale aufweist, können lotrechte Leiterschichten für die
se Potentiale abwechselnd angeordnet werden.
Fig. 4 veranschaulicht im Schnitt den Aufbau eines Basissubstrats
gemäß einer zweiten Ausfüh
rungsform der Erfindung. Wie für das Basissubstrat 11
gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben, sind da
bei die mit der Stromversorgungsspannung zu verbinden
den beiden Flächenleitermuster 12 und die an die Masse
spannung anzuschließenden beiden Flächenleitermuster 13
vorgesehen. Bei einem Basissubstrat 11 gemäß der zwei
ten Ausführungsform sind ein an eine Stromversorgungs
spannung anzuschließendes Flächenleitermuster 12 und
ein an eine Massespannung anzuschließendes Flächenlei
termuster 13 vorgesehen.
Das Mehrebenen-Verdrahtungssubstrat der Ausführungsform
gemäß Fig. 4 ist für praktischen Einsatz geeignet. Wenn
jedoch die Zahl der Schichten der Flächenleitermuster
12 und 13 vergrößert wird, entstehen Kondensatoren je
weils einer größeren Kapazität, so daß Stromversorgungs
störsignal oder -rauschen verringert und eine Gleich
strom-Zuführfähigkeit in einem Normalbetrieb erhöht wer
den.
Fig. 5 ist eine Draufsicht zur Darstellung des Musters
der Ausgestaltung oder Struktur eines Basissubstrats
gemäß einer dritten Ausführungsform. Fig. 6 veranschau
licht im Schnitt den Aufbau einer unter Verwendung des
Basissubstrats gemäß Fig. 5 gebildeten Halbleiteranord
nung. Im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform ist
nachstehend nur ein vom Basissubstrat gemäß Fig. 1 ver
schiedenes Basissubstrat 11 beschrieben. Bei dieser Aus
führungsform sind insbesondere als externe Anschlüsse
dienende Anschlußelektroden 25 im äußeren Umfangs- oder
Randbereich auf der Oberseite 18 des Basissubstrats 11
angeordnet. An der Oberseite 18 des Basissubstrats 11
ist ein Abschirmmetallring 26 geformt, mit welchem ein
Deckel 27 nach einer Nahtschweiß- oder Laserschweißme
thode verschweißt ist, so daß eine luftdichte Abdich
tung hergestellt ist.
Weiterhin sind aus Wolfram bestehende Umgehungsverdrah
tungsleitungen 28 unter dem Metallring 26 und innerhalb
des Basissubstrats 11 geformt; innerhalb des Basissub
strats 11 sind Leiterschichten 29 zur Verbindung von Si
gnalverdrahtungsleitungen mit den Anschlußelektroden 25
vorgesehen.
Obgleich nicht dargestellt, sind mehrere lotrechte
Stromversorgungs- und Masse-Leiterschichten im Zentral
bereich an der Oberseite 18 des Basissubstrats 11 vorge
sehen, wobei Flächenleitermuster 12 und 13 unmittelbar
an diese lotrechten Leiterschichten angeschlossen sind.
Da beim Basissubstrat 11 gemäß dieser Ausführungsform
die Anschlußelektroden 25 an der Oberseite 18 geformt
sind, kann unter Verwendung von Fett einer ho
hen Wärmeleitfähigkeit ein Wärmesumpf oder Kühlkörper
(nicht dargestellt) an einer Unterseite 19 des Basissub
strats 11 angeordnet werden. Die Wärmeleitfähigkeit von
Aluminiumnitrid (AlN) als Material der Isolierfolie je
der Schicht im Basissubstrat beträgt nahezu das Zehn
fache derjenigen von Aluminiumoxid (Al2O3). Genauer ge
sagt: die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitrid be
trägt etwa 170 (W/Km), während die Wärmeleitfähigkeit
von Aluminiumoxid etwa 15 (W/Km) beträgt. Bei Anord
nung des Wärmesumpfes oder Kühlkörpers kann somit die
Kühlleistung erhöht werden. Zur Verringerung des thermi
schen Widerstands einer Mehrebenen-Dünnschichtverdrah
tungsschicht 22 können weiterhin sog. thermische oder
Wärmedurchgangsöffnungen wirksamer in einer Polyimid-
Isolierschicht 20 ausgebildet werden.
Fig. 7 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene
Schnittansicht der Oberseite 18 des Mehrebenen-Verdrah
tungssubstrats bei jeder der obigen Ausführungsformen.
Das das Mehrebenen-Verdrahtungssubstrat bildende Basis
substrat umfaßt eine Anzahl von Flächenleitermustern
31, bestehend aus Wolfram entsprechend den vorher
erwähnten Flächenleitermustern 12 und 13, zwischen den
Flächenleitermustern 31 angeordnete Isolierschichten
oder -filme 32 und einen auf der Oberseite 18 angeordne
ten Isolierfilm 32a. Die Oberfläche des Isolierfilms
32a ist, wie oben erwähnt, poliert, wobei der Isolier
film 32a dünner ausgebildet ist als jeder der anderen
Isolierfilme 32. Eine erste Dünnschichtverdrahtungs
schicht 21-1 und eine zweite Dünnschichtverdrahtungs
schicht 21-2 aus Kupfer bzw. einem Barrieren- bzw. Sper
renmetall sind in der Polyimid-Isolierschicht 20 der
Mehrebenen-Dünnschichtverdrahtungsschichten 22 geformt.
Wenn dabei der eine geringe Filmdicke besitzende Iso
lierfilm 32a auf der obersten Fläche des Basissubstrats
angeordnet ist oder wird, kann der charakteristische
Leitungswiderstand der Signalverdrahtungsleitungen im
Dünnschichtverdrahtungsabschnitt 22 einfach gesteuert
werden. Infolgedessen kann Übersprechen-Störsignal zwi
schen den Verdrahtungsleitungen ohne weiteres reduziert
werden. Mit anderen Worten: der charakteristische Lei
tungswiderstand der Signalverdrahtungsleitungen in den
Mehrebenen-Dünnschichtverdrahtungsschichten 22 wird da
durch gesteuert, daß die Breite jeder Verdrahtungslei
tung und die Dicke des Isolierfilms 32a, d. h. der Ab
stand zwischen den Signalverdrahtungsleitungen und dem
mit einer Massespannung beaufschlagten Flächenleiter
muster 31 eingestellt wird.
Wie oben beschrieben, ist oder wird die Dicke des Iso
lierfilms 32a durch Polieren seiner Oberfläche an der
Seite der Hauptfläche verringert. Es kann jedoch auch
die folgende Methode angewandt werden: Eine "grüne"
bzw. ungebrannte Schicht für den Isolierfilm 32a wird
im voraus mit einer Dicke ausgebildet, die kleiner ist
als diejenige jeder der ungebrannten Schichten für die
Isolierfilme 32, worauf diese ungebrannten Schichten
übereinandergestapelt und einheitlich gesintert werden.
Die Erfindung ist keineswegs auf die oben beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt, sondern verschiedenen Ab
wandlungen zugänglich. Beispielsweise ist bei jeder der
obigen Ausführungsformen ein Mehrebenen-Verdrahtungssub
strat beschrieben worden, das als Grund- oder Basissub
strat ein Keramik-Basissubstrat benutzt, das durch Sta
peln von ungebrannten Lagen geformt worden ist. Als Ba
sissubstrat kann jedoch auch ein Harzsubstrat, z. B. ein
Glasepoxy-Substrat benutzt werden.
Wie vorstehend beschrieben, umfaßt das Mehrebenen-Ver
drahtungssubstrat zur Herstellung verschiedener Arten
von Mehrchipmodulen bzw. -bausteinen ein im voraus als
halbkundenspezifisches Substrat vorbereitetes Basissub
strat sowie eine Mehrebenen-Dünnschichtverdrahtungs
schichtanordnung, bei welcher Stromversorgungs-, Masse-
und Signalverdrahtungsschichten auf dem Basissubstrat
entsprechend den jeweiligen Anwendungsfällen ausgebil
det sind. Das Mehrebenen-Verdrahtungssubstrat kann da
her, wie ein bei einer ASIC-Einheit benutztes Gate-
oder Gatterarray kostensparend und schnell bereitge
stellt werden.
Claims (7)
1. Anordnung mit Mehrebenen-Verdrahtungsstruktur, die
für ein Mehrchipmodul verwendet wird, mit:
- 1. einem Basissubstrat (11), das einander gegenüber liegende erste und zweite Oberflächen (18, 19) hat und im Zentralbereich des Basissubstrats (11) ausgebildete erste Mehrebenen-Leitermuster (12, 13, 15, 16) sowie erste vertikale Leiterpfade (17, 29) für elektrische Verbindungen, die an der ersten und zweiten Oberfläche (18, 19) oder we nigstens an der ersten Oberfläche (18) freilie gen, umfaßt, wobei die ersten vertikalen Leiter pfade (17, 29) am Randbereich des Basissubstrates so gelegen sind, daß sie die ersten Mehrebenen- Leitermuster (12, 13, 15, 16) umgeben, und
- 2. einer Dünnfilm-Verdrahtungsschicht (22) mit einer dritten Oberfläche zum Befestigen einer Vielzahl von Chips (23) mit jeweils beliebigen Größen und an jeweils beliebigen Stellen und mit einer auf der ersten Oberfläche (18) des Basissubstrats (11) ausgebildeten vierten Oberfläche, wobei die Dünnfilm-Verdrahtungsschicht (22) zweite Mehrebe nen-Leitermuster (21) aufweist, die an der drit ten und vierten Oberfläche freiliegende Teile für elektrische Verbindungen haben,
- 1. die Teile für elektrische Verbindungen derart ge wählt sind, daß elektrische Signale und Versor gungsspannungen, die vom Basissubstrat (11) ein gespeist werden, an den Chips (23) über die Dünn film-Verdrahtungsschicht (22) anliegen, und
- 2. die ersten Mehrebenen-Leitermuster (12, 13, 15, 16) voneinander isolierte Leiterschichten (12, 13) eines Stromversorgungs- und eines Masse(bzw. Bezugs)-Potentialpegels, eine Vielzahl von zwei ten vertikalen Leiterpfaden (15), die elektrisch mit den Leiterschichten (12) des Stromversor gungs-Potentialpegels verbunden sind, um an der ersten Oberfläche (18) des Basissubstrates (11) freiliegende erste Endteile zu bilden, und eine Vielzahl von dritten vertikalen Leiterpfaden (16), die elektrisch mit den Leiterschichten (13) des Masse(bzw. Bezugs)-Potentialpegels verbunden sind, um an der ersten Oberfläche (18) des Basis substrates (11) freiliegende zweite Endteile zu bilden, umfassen, wobei die ersten und zweiten Endteile abwechselnd in Zeilen- und Spaltenrich tungen angeordnet sind, um die engsten Verbindun gen mit den Chips (23) über die Dünnfilm-Verdrah tungsschicht (22) herzustellen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die ersten Mehre
benen Leitermuster (12, 13, 15, 16) in der Mitte
des Basissubstrates (11) gelegen sind.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die ersten vertikalen Leiter
pfade (17, 29) Signale leiten.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
zweite Mehrebenen-Leitermuster (28), die in dem
Randbereich gebildet und mit den vertikalen Leiter
pfaden (29) verbunden sind, vorgesehen sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
im Basissubstrat (11) eine Isolierschicht (32, 32a)
vorgesehen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Isolierschicht
(32, 32a) aus Aluminiumoxid besteht.
7. Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Isolierschicht
(32, 32a) aus Aluminiumnitrid besteht.
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