Multi-Chip-Modul

Ein klassisches Multi-Chip-Modul (MCM, manchmal auch MCP von englisch Multi Chip Package) besteht aus mehreren einzelnen Mikrochips (bzw. Dies), die in einem gemeinsamen Gehäuse planar (nebeneinander) untergebracht sind und nach außen wie ein Chip aussehen, so funktionieren und eingesetzt werden. Von außen sind solche Chips also nicht direkt erkennbar, sondern sehen aus wie viele andere auch. Ein MCM ist ein Sonderfall einer elektronischen Flachbaugruppe (Kompaktbaugruppe).

Heute bezeichnet man mit MCM auch Module, die neben Halbleiter-Dies auch mikromechanische Elemente oder diskrete passive Bauelemente wie z. B. Kondensatoren oder Widerstände in SMD-Bauformen beinhalten. Solche MCM sowie MCM mit vertikal angeordneten Komponenten (s. u. Die-Stacking) entsprechen allerdings viel mehr den Merkmalen eines System-in-Package (s. u.).

Die Einzelchips können speziell für die Integration in einem MCM entworfen werden. Dann hat man es meistens mit Einzelchips in völlig verschiedenen Technologien zu tun, die sich nicht einfach auf einen einzigen Die integrieren lassen. Beispiele sind:

• vor allem digitale Mikrocontroller und ihre analogen Peripheriebausteine und/oder Flash-Speicher
• manchmal auch Mikroprozessorkerne und ihre sonst externen Cache-Bausteine
• in Handys die Kombination von Prozessor, SRAM- und Flash-Speicher
• im Bereich der intelligenten Sensorik (wie Drucksensoren) Auswerte-Chip und Mikromechanik.

Diese Vorgehensweise ist in der Regel preiswerter als die monolithische Integration aller Bausteine in einem Halbleiter.

Es können aber auch Chips verwendet werden, die sonst allein in Gehäuse eingebaut und verwendet werden. Dieser Fall tritt dann ein, wenn man für Kleinserien oder einen Schnellschuss die Entwicklungszeit für einen komplett integrierten Chip einsparen will. Die elektrische Verbindung zu einem MCM lässt sich nämlich wesentlich schneller entwickeln als die einzelnen Verbindungen zu separaten Chips.

Zur Funktionalität ist es meistens erforderlich, die Einzelchips untereinander elektrisch zu verbinden. Dies geschieht auf die Arten, wie sie auch sonst in der Mikroelektronik eingesetzt werden: direktes Bonden auf miniaturisierten Schaltungsträger (Leadframes, Substrate, Leiterplatten).

Ein weiteres wichtiges Montage-Verfahren ist z. B. Flip Chip.