DE102006000622B4

DE102006000622B4 - Miniaturisiertes Multi-Chip Modul und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE102006000622B4
Application number: DE200610000622
Authority: DE
Inventors: Kuo-Hsien Liao; Jia-Yang Chen; Chuei-Tang Wang
Original assignee: Universal Scientific Industrial Co Ltd
Current assignee: Universal Scientific Industrial Shanghai Co Ltd
Priority date: 2006-01-02
Filing date: 2006-01-02
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2026-01-03
Also published as: DE102006000622A1

Abstract

Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400), welches geeignet ist, auf einer Schaltungsplatine (30) befestigt zu werden, um dadurch damit eine elektrische Verbindung herzustellen, aufweisend
ein Substrat (50), das eine erste Fläche (51), eine zweite Fläche (52) gegenüberliegend zur ersten Fläche (51), eine Vielzahl von ersten Lötfeldern (53), die auf der zweiten Fläche (52) ausgebildet sind, und eine Vielzahl von zweiten Lötfeldern (54) aufweist, die auf der zweiten Fläche (52) ausgebildet und elektrisch mit den ersten Lötfeldern (53) verbunden sind;
eine Vielzahl von integrierten Schaltungschips (40), von denen wenigstens einer auf der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) an den entsprechenden ersten Lötfeldern (53) befestigt ist, wobei der wenigstens eine der integrierten Schaltungschips (40) eine größte Höhe gemessen von der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) aufweist; und ein Zwischenstück (60), welches eine Dicke aufweist, die nicht geringer ist als die größte Höhe des wenigstens einen der integrierten Schaltungschips (40) auf...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Multi-Chip Modul, insbesondere auf ein miniaturisiertes Multi-Chip Modul, welches zur Verwendung für Einrichtungen zur drahtlosen Übertragung geeignet ist, und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Ein herkömmliches Multi-Chip Modul zur Verwendung für Einrichtungen zur drahtlosen Übertragung weist im Allgemeinen eine Vielzahl von integrierten Schaltungschips, ein Modulsubstrat und eine Vielzahl von Lötkugeln auf.
Einer der integrierten Schaltungschips weist eine Fähigkeit zur drahtlosen Übertragung auf.
Das Modulsubstrat weist gegenüberliegende erste und zweite Flächen auf, eine Vielzahl von ersten Lötfeldern, die auf den ersten und zweiten Flächen ausgebildet sind, und eine Vielzahl von zweiten Lötfeldern, die auf der ersten Fläche ausgebildet und mit den ersten Lötfeldern elektrisch verbunden sind.
Im Allgemeinen werden die Lötkugeln auf den zweiten Lötfeldern platziert, wobei eine Lötkugel-Platzierungsmaschine verwendet wird, und wird das Multi-Chip Modul in einem Ball Grid Array (BGA)-Gehäuse angeordnet. Die Lötkugeln dienen als externe elektrische Verbindungen für die integrierten Schaltungschips, wenn das Multi-Chip Modul auf einer Schaltungsplatine einer Zieleinrichtung befestigt wird, um dadurch die letztere mit drahtloser Übertragungsfähigkeit auszustatten.
In einem Verfahren zur Herstellung des herkömmlichen Multi-Chip Moduls wird, nachdem das Modulsubstrat ausgebildet wurde, ein erster integrierter Schaltungschip fest auf der zweiten Fläche des Modulsubstrats an den entsprechenden ersten Lötfeldern durch herkömmliche Löttechniken befestigt. Dann wird das Modulsubstrat gedreht, so dass dessen erste Fläche nach oben zeigt, und der zweite und dritte der integrierten Schaltungschips werden fest auf der ersten Fläche des Modulsubstrats an den entsprechenden ersten Lötfeldern durch herkömmliche Löttechniken befestigt. Schließlich werden die Lötkugeln auf den jeweiligen zweiten Lötfeldern platziert, um das Multi-Chip Modul fertig zu stellen.
Die Lötkugeln sind mit den korrespondierenden Lötfeldern auf einer Schaltungsplatine einer Zieleinrichtung einzureihen und zu verbinden. Im befestigten Zustand, stattet das Multi-Chip Modul die Zieleinrichtung mit drahtloser Übertragungsfähigkeit aus.
Die folgenden sind einige der Nachteile, die der Verwendung von Lötkugeln im herkömmlichen Multi-Chip Modul zugeschrieben werden:

1. Unter der Annahme, dass die integrierten Schaltungschips auf der ersten Fläche des Modulsubstrats eine maximale Höhe von 0,4 mm aufweisen, sollte der Durchmesser von jeder der Lötkugeln größer als 0,4 mm sein. In der Praxis wird der Durchmesser der Lötkugeln zu mindestens 0,5 mm gewählt. Außerdem sollte eine Lücke von wenigstens 0,4 mm zwischen den benachbarten Lötkugeln sein, um das Auftreten von Kurzschlüssen zwischen den benachbarten Lötkugeln zu vermeiden. Unter diesen Umständen kann jede Seite der ersten Fläche des Modulsubstrats, wenn die Größe des Modulsubstrats 10 × 10 mm beträgt und wenn Lötkugeln nicht in den vier Ecken des Modulsubstrats zur Verfügung gestellt werden müssen, ein Maximum von neun Lötkugeln aufnehmen. Anders ausgedrückt kann, da das Modulsubstrat nur eine Gesamtzahl von sechsunddreißig Lötkugeln aufnehmen kann, die Anzahl verfügbarer externer elektrischer Verbindungen für die integrierten Schaltungschips sechsunddreißig nicht übersteigen. Im Hinblick auf die fortwährend ansteigende Komplexität und die wachsende Funktionalität der integrierten Schaltungschips kann die erforderliche Anzahl von externen elektrischen Verbindungen für die Chips gegebenenfalls 36 übersteigen, was die Verwendung eines größeren Modulsubstrats notwendig macht. Jedoch steht ein größeres Modulsubstrat dem Trend zur Miniaturisierung elektronischer Bauteile entgegen.
2. Wenn das herkömmliche Multi-Chip Modul auf der Schaltungsplatine der Zieleinrichtung befestigt ist, sind die Lötkugeln thermischen und Stauchungsbeanspruchungen unterworfen, die zu ungleichförmigen Verformungen der Lötkugeln und der Möglichkeit von Kurzschlüssen zwischen den benachbarten Lötkugeln führen können.
3. Die Lötkugel-Platzierungsmaschine zur Platzierung der Lötkugeln ist ein teures Ausrüstungsstück. Der Kauf der Lötkugel-Platzierungsmaschine führt zu höheren Kapitalausgaben für Hersteller des herkömmlichen Multi-Chip Moduls. Auch wenn zum Lötkugel-Platzierungsarbeitsschritt andere Hersteller beauftragt werden könnten, würde dies einen längeren Produktionszyklus zur Folge haben.

US 6,522,518 B1 zeigt ein Multi-Chip Modul, welches ein Substrat mit einer Vielzahl von integrierten Schaltungen aufweist und ein Zwischenstück, welches eine umlaufende Wandung mit beidseitig angeordneten und jeweils miteinander verbundenen Kontaktfeldern aufweist, die dafür vorgesehen sind, Lötfelder des Substrats mit der Schaltungsplatine zu verbinden.
Daher ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein miniaturisiertes Multi-Chip Modul und ein Verfahren zur Herstellung des miniaturisierten Multi-Chip Moduls zur Verfügung zu stellen, das zur Verwendung in Einrichtungen zur drahtlosen Übertragung geeignet und in der Lage ist, wenigstens einen der zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, dieser Erfindung zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein miniaturisiertes Multi-Chip Modul zur Verfügung gestellt, das geeignet ist, auf einer Schaltungsplatine befestigt zu werden, um dadurch eine elektrische Verbindung mit dieser herzustellen. Das miniaturisierte Multi-Chip Modul umfasst ein Substrat, eine Vielzahl von integrierten Schaltungschips und ein Zwischenstück.
Das Substrat weist ein erste Fläche, eine zweite Fläche gegenüberliegend zur ersten Fläche, eine Vielzahl von ersten Lötfeldern, die auf der zweiten Fläche ausgebildet sind, und eine Vielzahl von zweiten Lötfeldern, die auf der zweiten Fläche ausgebildet und elektrisch mit den ersten Lötfeldern verbunden sind, auf.
Wenigstens einer der integrierten Schaltungschips ist auf der zweiten Fläche des Substrats an den entsprechenden ersten Lötfeldern befestigt und weist eine größte Höhe gemessen von der zweiten Fläche des Substrats auf.
Das Zwischenstück weist eine Dicke auf, die nicht geringer ist als die größte Höhe des wenigstens einen der integrierten Schaltungschips auf der zweiten Fläche des Substrats. Das Zwischenstück schließt eine zum Substrat weisende Fläche, eine zur Platine weisende Fläche, die der zum Substrat weisenden Fläche gegenüberliegt, eine umlaufende Wandfläche, die die zum Substrat weisende Fläche und die zur Platine weisende Fläche miteinander verbindet, und eine Vielzahl von Leitern ein, die sich zwischen der zum Substrat weisenden Fläche und der zur Platine weisenden Fläche erstrecken.
Die zum Substrat weisende Fläche ist auf der zweiten Fläche des Substrats befestigt, so dass die Leiter elektrisch mit den jeweiligen zweiten Lötfeldern verbunden sind, und so dass die umlaufende Wandfläche mit der zweiten Fläche des Substrats zusammenwirkt, um eine Aufnahmeaussparung zu bilden, die darin den wenigstens einen der integrierten Schaltungschips auf der zweiten Fläche des Substrats aufnimmt.
Die Dicke des Zwischenstücks ermöglicht das Befestigen der zur Platine weisenden Fläche auf der Schaltungsplatine, so dass die Leiter elektrisch mit der Schaltungsplatine ohne Beeinträchtigung durch den wenigstens einen der integrierten Schaltungschips auf der zweiten Fläche des Substrats verbunden sind.
Ein weiterer integrierter Schaltungschip ist auf der zum Substrat weisenden Fläche des Zwischenstücks befestigt und mit den entsprechenden Leitern verbunden, wobei das Substrat mit einer Einkerbung ausgebildet ist, um den weiteren integrierten Schaltungschip aufzunehmen, der auf dem Zwischenstück befestigt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines miniaturisierten Multi-Chip Moduls:

a) Ausbilden eines Substrats, das eine erste Fläche, eine zweite Fläche gegenüberliegend zur der ersten Fläche, eine Vielzahl von ersten Lötfeldern, die auf der zweiten Fläche ausgebildet sind, und eine Vielzahl von zweiten Lötfeldern aufweist, die auf der zweiten Fläche ausgebildet und mit den ersten Lötfeldern elektrisch verbunden sind;
b) Befestigen eines integrierten Schaltungschips auf der zweiten Fläche des Substrats an den entsprechenden ersten Lötfeldern, wobei der integrierte Schaltungschip eine größte Höhe gemessen von der zweiten Fläche des Substrats aufweist, und wobei das Substrat mit einer Einkerbung ausgebildet ist.
c) Ausbilden eines Zwischenstücks, das eine Dicke aufweist, die nicht geringer ist als die größte Höhe des integrierten Schaltungschips auf der zweiten Fläche des Substrats, wobei das Zwischenstück eine zum Substrat weisende Fläche, eine zur Platine weisende Fläche, die der zum Substrat weisenden Fläche gegenüberliegt, eine umlaufende Wandfläche, die die zum Substrat weisende Fläche und die zur Platine weisende Fläche miteinander verbindet, und eine Vielzahl von Leitern einschließt, die sich zwischen der zum Substrat weisenden Fläche und der zur Platine weisenden Fläche erstrecken; und
d) Befestigen der zum Substrat weisenden Fläche auf der zweiten Fläche des Substrats, so dass die Leiter elektrisch mit den jeweiligen zweiten Lötfeldern verbunden sind, und so dass die umlaufende Wandfläche mit der zweiten Fläche des Substrats zusammenwirkt, um eine Aufnahmeaussparung zu bilden, die darin den integrierten Schaltungschip auf der zweiten Fläche des Substrats aufnimmt; und wobei
e) Ein weiterer integrierter Schaltungschip auf der zum Substrat weisenden Fläche des Zwischenstücks befestigt ist, so dass der weitere integrierte Schaltungschip mit den entsprechenden Leitern verbunden und in der Einkerbung in dem Substrat aufgenommen ist.

Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht eines miniaturisierten Multi-Chip Moduls;
2 eine zusammengesetzte perspektivische Ansicht des Multi-Chip Moduls gemäß 1;
3 ein modifiziertes Zwischenstück des Multi-Chip Moduls;
4A bis 4E aufeinander folgende Schritte eines Verfahrens zur Herstellung des miniaturisierten Multi-Chip Moduls gemäß 1 illustrieren;
4F das miniaturisierte Multi-Chip Modul gemäß 1 befestigt an einer Schaltungsplatine einer Zieleinrichtung illustriert;
5 eine perspektivische Explosionsansicht eines miniaturisierten Multi-Chip Moduls gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
6 eine zusammengesetzte perspektivische Ansicht des Multi-Chip Moduls gemäß 5 befestigt an einer Schaltungsplatine einer Zieleinrichtung ist.
Bevor die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben wird, soll angemerkt werden, dass ähnliche Elemente in der Offenlegung durchweg mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist ein miniaturisierten Multi-Chip Moduls 400 geeignet, um auf einer Schaltungsplatine 30 (siehe 4F) einer Zieleinrichtung befestigt zu werden, um dadurch damit eine elektrische Verbindung herzustellen. Das miniaturisierte Multi-Chip Modul 400 stattet die Zieleinrichtung mit drahtloser Übertragungsfähigkeit aus, wenn es auf der Schaltungsplatine 30 befestigt ist, und schließt ein Substrat 50, eine Vielzahl von integrierten Schaltungschips 40 (es gibt drei integrierte Schaltungschips 40 in dieser Ausführungsform, wie am besten in den 4E und 4F gezeigt), und ein Zwischenstück 60 ein.
Einer der integrierten Schaltungschips 40 ist ein kommerziell erhältlicher Chip, der drahtlose Übertragungsfähigkeit aufweist, wie zum Bespiel ein WLAN Chip, Bluetooth Chip, WiMAX Chip, UWB Chip, DTV Empfangschip und GPS Empfangschip.
Das Substrat 50 weist eine erste Fläche 51, eine zweite Fläche 52 gegenüberliegend zu der ersten Fläche 51, ein Vielzahl von Lötfeldern 53, die auf der ersten und zweiten Fläche 51, 52 ausgebildet sind, und eine Vielzahl von zweiten Lötfeldern 54 auf, die auf der zweiten Fläche 52 ausgebildet und elektrisch mit den ersten Lötfeldern 53 verbunden sind.
Das Substrat 50 wird aus einer gedruckten Schaltungsplatine gebildet, wie zum Beispiel ein papierbasiertes Kupferfolienlaminat, ein zusammengesetztes Kupferfolienlaminat und ein polymergetränktes glasfaserbasiertes Kupferfolienlaminat.
Außerdem sind die zweiten Lötfelder 54 auf einem Umfang des Substrats 50 gruppiert und angeordnet, um die ersten Lötfelder 53 zu umringen. Wie am besten in 1 gezeigt, kann die elektrische Verbindung zwischen den entsprechenden ersten und zweiten Lötfeldern 53, 54, abhängig von der Komplexität der externen elektrischen Verbindungen, die für die integrierten Schaltungschips 40 erforderlich sind, in herkömmlicher Weise erreicht werden durch Verwendung einer Kombination von Leiterbahnen 501, die auf der ersten und zweiten Fläche 51, 52 des Substrats 50 ausgebildet sind, einer Zwischenverdrahtungsschicht 502 des Substrats 50, und leitfähiger Bohrungen 503 (z. B. metallüberzogener Bohrungen oder leitergefüllter Bohrungen), welche die Leiterbahnen 501 mit der Verdrahtungsschicht 502 verbinden. Es sei angemerkt, dass die elektrischen Verbindungen zwischen den ersten und zweiten Lötfeldern 53, 54 in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
Die integrierten Schaltungschips 40 sind auf der ersten und zweiten Fläche 51, 52 des Substrats 50 an den entsprechenden ersten Lötfeldern 53 befestigt. Es sei angemerkt, dass die integrierten Schaltungschips 40 auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 eine größte Höhe aufweisen, wie z. B. 0,4 mm, gemessen von der zweiten Fläche 52.
Das Zwischenstück 60 weist eine Dicke auf, die nicht geringer ist als die größte Höhe der integrierten Schaltungschips 40 auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50. Das Zwischenstück 60 schließt eine zum Substrat weisende Fläche 61, eine zur Platine weisende Fläche 62, die der zum Substrat weisenden Fläche 61 gegenüberliegt, eine umlaufende Wandfläche 63, die die zum Substrat weisende Fläche 61 und die zur Platine weisende Fläche 62 miteinander verbindet, und eine Vielzahl von Leitern 65 ein, die sich zwischen der zum Substrat weisenden Fläche 61 und der zur Platine weisenden Fläche 62 erstrecken.
Die zum Substrat weisende Fläche 61 ist auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 befestigt, so dass die Leiter 65 elektrisch mit den jeweiligen zweiten Lötfeldern 54 verbunden sind, und so dass die umlaufende Wandfläche 63 mit der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 zusammenwirkt, um eine Aufnahmeaussparung 64 zu bilden, die darin die integrierten Schaltungschips 40 auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 aufnimmt.
Die Dicke des Zwischenstücks 60 ermöglicht das Befestigen der zur Platine weisenden Fläche 62 auf der Schaltungsplatine 30 (siehe 4F) der Zieleinrichtung, so dass die Leiter 65 elektrisch mit den entsprechenden Lötfeldern 31 auf der Schaltungsplatine 30 ohne Beeinträchtigung durch die integrierten Schaltungschips 40 auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 verbunden sind.
Das Zwischenstück 60 ist in ähnlicher Weise aus einer gedruckten Schaltungsplatine gebildet, wie zum Bespiel einem papierbasierten Kupferfolienlaminat, einem zusammengesetzten Kupferfolienlaminat und einem polymergetränkten glasfaserbasierten Kupferfolienlaminat.
Darüber hinaus sind die Leiter 65 Land Grid Array (LGA) Verbindungsleiter, wobei jeder zwei Lötfelderabschnitte 651, 652, die jeweils auf der zum Substrat weisenden beziehungsweise der zur Platine weisenden Fläche 61, 62 angeordnet sind, und eine leitfähige Bohrung 653 aufweist (z. B. eine metallüberzogene Bohrung oder leitergefüllte Bohrung), welche die Lötfelderabschnitte 651, 652 verbindet.
3 illustriert ein modifiziertes Zwischenstück 60' für das miniaturisierte Multi-Chip Modul. Abweichend von dem Zwischenstück 60 der 1 und 2 sind die Leiter 65' des Zwischenstücks 60' herkömmlich verzweigte Verbindungsleiter.
Es sei angemerkt, dass sowohl die LGA Verbindungsleiter als auch die verzweigten Verbindungsleiter geeignet sind, um elektrische Verbindungen unter Verwendung der Surface Mount Technologie (SMT) zu erzeugen.
4A bis 4E illustrieren aufeinander folgende Schritte eines Verfahrens zur Herstellung des miniaturisierten Multi-Chip Moduls 400. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a) Unter Bezugnahme auf 4A wird das Substrat 50 ausgebildet. Das Substrat 50 weist erste und zweite Flächen 51, 52, die ersten Lötfelder 53, die auf der ersten und zweiten Fläche 51, 52 ausgebildet sind, und die zweiten Lötfelder 54 auf, die auf der zweiten Fläche 52 ausgebildet und mit den ersten Lötfeldern 53 elektrisch verbunden sind.
b) Unter Bezugnahme auf 4B wird ein erster integrierter Schaltungschip 40 auf der ersten Fläche 51 des Substrats 50 an den entsprechenden ersten Lötfeldern 53 durch herkömmliche Löttechnik befestigt.
c) Unter Bezugnahme auf 4C wird das Substrat 50 gedreht, so dass dessen zweite Fläche 52 nach oben weist.
d) Unter Bezugnahme auf 4D werden zweite und dritte integrierte Schaltungschips 40 auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 an den entsprechenden ersten Lötfeldern 53 durch herkömmliche Löttechniken befestigt.
e) Unter Bezugnahme auf 4D wird das Zwischenstück 60 ausgebildet. Das Zwischenstück 60, das eine Dicke aufweist, die nicht geringer ist als die größte Höhe des integrierten Schaltungschips 40 auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50, schließt die zum Substrat weisende Fläche 61, die zur Platine weisende Fläche 62, die umlaufende Wandfläche 63, und die Leiter 65 ein.
f) Schließlich unter Bezugnahme auf 4E, ist die zum Substrat weisende Fläche 61 des Zwischenstücks 60 auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 befestigt, so dass die Leiter 65 elektrisch mit den jeweiligen zweiten Lötfeldern 54 verbunden sind, und so dass die umlaufende Wandfläche 63 mit der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 zusammenwirkt, um die Aufnahmeaussparung 64 zu bilden, die darin die integrierten Schaltungschips 40 auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 aufnimmt, wodurch das miniaturisierte Multi-Chip Modul 400 komplettiert wird.

Wie in 4F gezeigt sind die Leiter 65 einzureihen und zu den entsprechenden Lötfeldern 31 auf der Schaltungsplatine 30 der Zieleinrichtung (nicht dargestellt) zu bonden. Im befestigten Zustand, stattet das Multi-Chip Modul 400 die Zieleinrichtung mit drahtloser Übertragungsfähigkeit aus.
Nochmals unter Bezugnahme auf 2 sei angenommen, dass die Größe des Substrats 50 10 × 10 mm beträgt, und dass die Breiten der zweiten Lötfelder 54 und der Leiter 65 0,4 mm beträgt. Benachbarte zweite Lötfelder 54 und benachbarte Leiter 65 weisen einen Zwischenraum von 0,2 mm dazwischen auf. Unter der Voraussetzung, dass die zweiten Lötfelder 54 und die Leiter 65 nicht in den vier Ecken des Substrats 50 und des Zwischenstücks 60 zur Verfügung gestellt werden müssen, kann jede Seite des Substrats 50 und des Zwischenstücks 60 ein Maximum von fünfzehn zweiten Lötfeldern 54 oder Leitern 65 aufnehmen. Anders ausgedrückt wird, da das Substrat 50 und das Zwischenstück 60 eine Gesamtanzahl von sechzig Lötfeldern oder Leitern 65 aufnehmen kann, die Anzahl von verfügbaren externen elektrischen Verbindungen für die integrierten Schaltungschips 40 auf sechzig gesteigert, ohne dass ein korrespondierender Zuwachs in der Größe des Multi-Chip Moduls 400 auftritt. In der Praxis ist es möglich, wenn die erforderliche Anzahl von externen elektrischen Verbindung für die integrierten Schaltungschips 40 nur sechsunddreißig beträgt, die Größen des Substrats 50 und des Zwischenstücks 60 entsprechend zu reduzieren.
Die Breiten der zweiten Lötfelder 54 und der Leiter 65 sind nicht durch die Höhen der integrierten Schaltungschips 40 auf dem Substrat 50 beschränkt. Demzufolge können die Breiten der zweiten Lötfelder 54 und der Leiter 65 viel kleiner als die Höhen der integrierten Schaltungschips 40 gewählt werden, wodurch sich eine höhere Schaltungslayoutdichte ergibt. Die Dicke des Zwischenstücks 60 sollte nicht kleiner als die größte Höhe der integrierten Schaltungschips 40 auf der zweiten Fläche 52 des Substrats 50 gewählt, so dass die integrierten Schaltungschips 40 nicht die Befestigung des miniaturisierten Multi-Chip Moduls 400 auf der Schaltungsplatine 30 der Zieleinrichtung beeinträchtigen. Weiterhin erfährt das Zwischenstück 60 eher keine ungleichförmige Verformung wegen thermischer und Stauchungsbeanspruchungen, wenn das miniaturisierte Multi-Chip Modul 400 auf der Schaltungsplatine 30 der Zieleinrichtung befestigt wird. Darüber hinaus wird, da die Befestigung des miniaturisierten Multi-Chip Moduls 400 auf der Schaltungsplatine 30 der Zieleinrichtung unter Verwendung von SMT ausgeführt werden kann, eine teure Lötkugelplatzierungsmaschine bei der Herstellung des miniaturisierten Multi-Chip Moduls 400 nicht benötigt.
5 und 6 illustrieren eine bevorzugte Ausführungsform eines miniaturisierten Multi-Chip Moduls 400 gemäß dieser Erfindung. Abweichend von der vorhergehenden Ausführungsform, ist ein zusätzlicher integrierter Schaltungschip 41 auf der zum Substrat weisenden Fläche 61 des Zwischenstücks 60 befestigt und elektrisch mit den korrespondierenden Leitern 65 verbunden. Das Substrat 50 ist mit einer Einkerbung 55 ausgebildet, um den zusätzlichen integrierten Schaltungschip 41, der auf dem Zwischenstück 60 befestigt ist, aufzunehmen. Der zusätzliche integrierte Schaltungschip 41 hat eine größte Höhe verglichen mit den anderen integrierten Schaltungschips 40, die auf dem Substrat 50 befestigt sind. Indem der integrierte Schaltungschip 41 mit der größten Höhe auf dem Zwischenstück 60 statt auf dem Substrat 50 bereitgestellt wird, kann die Gesamtdicke des miniaturisierten Multi-Chip Moduls 400 dieser Ausführungsform reduziert werden.
Angesichts des Vorhandenseins des Zwischenstücks 60 in dem miniaturisierten Multi-Chip Modul 400 dieser Erfindung können die zuvor genannten Nachteile im Zusammenhang mit den herkömmlichen Multi-Chip Modulen in Form von BGA-Gehäusen überwunden werden.

Claims

Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400), welches geeignet ist, auf einer Schaltungsplatine (30) befestigt zu werden, um dadurch damit eine elektrische Verbindung herzustellen, aufweisend ein Substrat (50), das eine erste Fläche (51), eine zweite Fläche (52) gegenüberliegend zur ersten Fläche (51), eine Vielzahl von ersten Lötfeldern (53), die auf der zweiten Fläche (52) ausgebildet sind, und eine Vielzahl von zweiten Lötfeldern (54) aufweist, die auf der zweiten Fläche (52) ausgebildet und elektrisch mit den ersten Lötfeldern (53) verbunden sind; eine Vielzahl von integrierten Schaltungschips (40), von denen wenigstens einer auf der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) an den entsprechenden ersten Lötfeldern (53) befestigt ist, wobei der wenigstens eine der integrierten Schaltungschips (40) eine größte Höhe gemessen von der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) aufweist; und ein Zwischenstück (60), welches eine Dicke aufweist, die nicht geringer ist als die größte Höhe des wenigstens einen der integrierten Schaltungschips (40) auf der zweiten Fläche (52) des Substrats (50), wobei das Zwischenstück (60) eine zum Substrat weisende Fläche (61), eine zur Platine weisende Fläche (62), die der zum Substrat weisenden Fläche (61) gegenüberliegt, eine umlaufende Wandfläche (63), welche die zum Substrat weisende Fläche (61) und die zur Platine weisende Fläche (62) miteinander verbindet, und eine Vielzahl von Leitern (65) einschließt, die sich zwischen der zum Substrat weisenden Fläche (61) und der zur Platine weisenden Fläche (62) erstrecken, wobei die zum Substrat weisende Fläche (61) ist auf der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) befestigt ist, so dass die Leiter (65) elektrisch mit den jeweiligen zweiten Lötfeldern (54) verbunden sind, und so dass die umlaufende Wandfläche (63) mit der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) zusammenwirkt, um eine Aufnahmeaussparung (64) zu bilden, die darin den wenigstens einen der integrierten Schaltungschips (40) auf der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) aufnimmt, und wobei die zur Platine weisende Fläche (62) ist geeignet, um auf der Schaltungsplatine (30) befestigt zu werden, so dass die Leiter (65) elektrisch mit der Schaltungsplatine (30) verbunden sind, und wobei ein weiterer der integrierten Schaltungschips (41) auf der zum Substrat weisenden Fläche (61) des Zwischenstücks (60) befestigt und mit den entsprechenden Leitern (65) verbunden ist, wobei das Substrat (50) mit einer Einkerbung (55) ausgebildet ist, um den weiteren der integrierten Schaltungschips (41) aufzunehmen, der auf dem Zwischenstück (60) befestigt ist.
Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (60) die Form einer Schleife hat, und die umlaufende Wandfläche (63) die Aufnahmeaussparung (64) umgibt.
Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (65) Land Grid Array (LGA) Verbindungsleiter sind.
Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (65') verzweigte Verbindungsleiter sind.
Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Lötfelder (53) ferner auf der ersten Fläche (51) des Substrats (50) ausgebildet sind, wobei ein weiterer der integrierten Schaltungschips (40) auf der ersten Fläche (51) des Substrats (50) an den entsprechenden ersten Lötfeldern (53) befestigt ist.
Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der integrierten Schaltungschips (40) drahtlose Übertragungsfähigkeit aufweist.
Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400) gemäß Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der eine der integrierten Schaltungschips (40), welcher drahtlose Übertragungsfähigkeit aufweist, einer der folgenden ist, ein WLAN Chip, Bluetooth Chip, WiMAX Chip, UWB Chip, DTV Empfangschip und GPS Empfangschip.
Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Substrat (50) als auch das Zwischenstück (60) aus einer gedruckten Schaltungsplatine gebildet ist.
Miniaturisiertes Multi-Chip Modul (400) gemäß Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckte Schaltungsplatine, aus der sowohl das Substrat (50) als auch das Zwischenstück (60) gebildet ist, unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt ist, die sich zusammensetzt aus einem papierbasierten Kupferfolienlaminat, einem zusammengesetzten Kupferfolienlaminat und einem polymergetränkten glasfaserbasierten Kupferfolienlaminat.
Verfahren zur Herstellung eines miniaturisierten MultiChip Moduls (400) mit den Schritten: a) Ausbilden eines Substrats (50), das eine erste Fläche (51), eine zweite Fläche (52) gegenüberliegend zu der ersten Fläche (51), eine Vielzahl von ersten Lötfeldern (53), die auf der zweiten Fläche (52) ausgebildet sind, und eine Vielzahl von zweiten Lötfeldern (54) aufweist, die auf der zweiten Fläche (52) ausgebildet und mit den ersten Lötfeldern (53) elektrisch verbunden sind, und wobei das Substrat (50) mit einer Einkerbung (55) ausgebildet ist, b) Befestigen eines integrierten Schaltungschips (40) auf der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) an den entsprechenden ersten Lötfeldern (53), wobei der integrierte Schaltungschip (40) eine größte Höhe gemessen von der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) aufweist; c) Ausbilden eines Zwischenstücks (60), das eine Dicke aufweist, die nicht geringer ist als die größte Höhe des integrierten Schaltungschips (40) auf der zweiten Fläche (52) des Substrats (50), wobei das Zwischenstück (60) eine zum Substrat weisende Fläche (61), eine zur Platine weisende Fläche (62), die der zum Substrat weisenden Fläche (61) gegenüberliegt, eine umlaufende Wandfläche (63), die die zum Substrat weisende Fläche (61) und die zur Platine weisende Fläche (62) miteinander verbindet, und eine Vielzahl von Leitern (65) einschließt, die sich zwischen der zum Substrat weisenden Fläche (61) und der zur Platine weisenden Fläche (62) erstrecken; und d) Befestigen der zum Substrat weisenden Fläche (61) des Zwischenstücks (60) auf der zweiten Fläche (52) des Substrats (50), so dass die Leiter (65) elektrisch mit den jeweiligen zweiten Lötfeldern (54) verbunden sind, und so dass die umlaufende Wandfläche (63) mit der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) zusammenwirkt, um eine Aufnahmeaussparung (64) zu bilden, die darin den integrierten Schaltungschip (40) auf der zweiten Fläche (52) des Substrats (50) aufnimmt; und wobei ein weiterer integrierter Schaltungschip (41) auf der zum Substrat weisenden Fläche (61) des Zwischenstücks (60) befestigt ist, so dass der weitere integrierte Schaltungschip (41) mit den entsprechenden Leitern (65) verbunden und in der Einkerbung (55) in dem Substrat (50) aufgenommen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) das Zwischenstück (60) in eine Schleife ausbildet wird, so dass die umgebende Wandfläche (63) die Aufnahmeaussparung (64) in Schritt d) umgibt.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Leiter (65) des Zwischenstücks (60) Land Grid Array (LGA) Verbindungsleiter sind.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Leiter (65') des Zwischenstücks (60') verzweigte Verbindungsleiter sind.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) die ersten Lötfelder (53) weiter in der ersten Fläche (51) des Substrats (50) ausgebildet sind, wobei das Verfahren weiter dadurch gekennzeichnet ist, dass ein weiterer integrierter Schaltungschip (40) auf der ersten Fläche (51) des Substrats (50) an den entsprechenden ersten Lötfeldern (53) befestigt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Substrat (50) als auch das Zwischenstück (60) aus einer gedruckten Schaltungsplatine gebildet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 15, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckte Schaltungsplatine, aus der sowohl das Substrat (50) als auch das Zwischenstück (60) gebildet ist, unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt ist, die sich zusammensetzt aus einem papierbasierten Kupferfolienlaminat, einem zusammengesetzten Kupferfolienlaminat und einem polymergetränkten glasfaserbasierten Kupferfolienlaminat.