本论文结合先进的LTCC工艺平台,开展了非制冷热像仪数字信号处理系统3D-MCM集成的工程化研究。论文在介绍了3D-MCM-C集成工艺技术的基础上,分别从电路设计、版图设计、工艺制造和测试评价等方面对非制冷热像仪信号处理系统模块的研制进行了阐述。该信号处理系统模块的硬件结构以DSP+FPGA为核心,其中浮点DSP电路TMS320C33主要进行图像的算法处理,FPGA电路EP1C12F256主要为系统提供逻辑控制信号,A/D电路THS1408用于图像信号的采集,经过处理的图像数据通过TLC5602电路实现PAL信号的输出。版图设计将系统模块分割成A/D/A子系统、FPGA子系统和DSP子系统,采用Cadence APD设计软件,针对高速MCM设计进行信号完整性分析。工艺设计采用LTCC空腔基板与SMT微组装工艺实现三个子系统的2D-MCM部件,并将它们通过四周边的BGA焊球端子进行垂直互连,形成3D-MCM系统模块。。测试评价主要包括对组装在MCM模块中的各种元器件进行性能和互连测试、对各子系统2D-MCM部件和整个3D-MCM模块进行功能测试。本文设计和试制的非制冷红外成像实时信号处理系统模块通过基于2D-MCM垂直叠层形式实现了3D-MCM集成,具有体积小、封装效率高、可靠性好等特点。经装配到红外成像系统上测试,满足系统整机的功能性能要求。