由于大规模集成电路技术和封装互连技术的快速发展,如今的2D-MCM已经不能满足新一代通信系统、微波或毫米波雷达的应用要求,3D-MCM以其小型化、轻量化等优点受到广泛的研究和重视。垂直互连技术作为3D-MCM实现集成化的一种重要方式,进行课题的研究就非常有实际意义。本论文围绕垂直互连技术进行的。首先介绍了多芯片组件发展趋势,垂直互连技术国内外发展动态。然后简要地介绍了微波传输线理论,接着介绍了MCM的基本理论,介绍了各垂直互连技术,比较了各垂直互联技术的优缺点。综合考虑各垂直互连的优缺点后,利用左手传输线定理,提出一种新型同轴型非接触式垂直互连,具有小型化、连接可靠性、批量生产性的特点,运用于K波段的3D-MCM中,仿真结果显示该垂直互连其电特性符合低插入损耗、低信号反射的要求,在满足国内现有加工能力的条件下,制作出所设计的垂直互连结构,并对所设计的垂直互连进行测试,仿真结果和测试结果匹配良好。由于在电路、工艺、结构三者之间取得平衡,可广泛应用于3D-MCM中。为了进一步缩小垂直互连在3D-MCM中所占面积,采用LTCC技术,在同轴型非接触式垂直互连的基础上做改进,提出了一种无焊点的非接触式垂直互连,以金属通孔形成同轴代替同轴型非接触式垂直互连设计中的绝缘子,仿真结果显示该垂直互连符合所要求的电性能,而此结构在尺寸上得到进一步缩小。
