厚膜電路是指在同一基片上采用陣膜工藝(絲網(wǎng)漏印、燒結(jié)和電鍍等)制作無源網(wǎng)絡(luò)并組裝上分立的半導(dǎo)體器件、單片集成電路或微型元件而構(gòu)成的集成電路。通常認(rèn)為厚度為幾微米至幾十微米的膜為厚膜,制作厚膜的材料為導(dǎo)體、電阻、介質(zhì)、絕緣和包封等五種漿料。厚膜集成電路工藝簡便、成本低廉、能耐較大的功率,但它制作的元件種類和數(shù)值范圍有一定限制。厚膜電路的優(yōu)勢(shì)在于性能可靠,設(shè)計(jì)靈活,投資小,成本低,多應(yīng)用于電壓高、電流大、大功率的場(chǎng)合。
厚膜電路與薄膜電路的區(qū)別:
一是膜厚的區(qū)別,厚膜電路的膜厚一般大于10μm,薄膜的膜厚小于10μm,大多處于小于1μm;
二是制造工藝的區(qū)別,厚膜電路一般采用絲網(wǎng)印刷工藝,最先進(jìn)的材料基板使用陶瓷作為基板,(較多的使用氧化鋁陶瓷),薄膜電路采用的是真空蒸發(fā)、磁控濺射等工藝方法。
與薄膜混合集成電路相比,厚膜混合集成電路的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)更為靈活、工藝簡便、成本低廉,特別適宜于多品種小批量生產(chǎn)。在電性能上,它能耐受較高的電壓、更大的功率和較大的電流。厚膜微波集成電路的工作頻率可以達(dá)到 4吉赫以上。
根據(jù)電路圖先劃分若干個(gè)功能部件圖,然后用平面布圖方法轉(zhuǎn)化成基片上的平面電路布置圖,再用照相制版方法制作出絲網(wǎng)印刷用的厚膜網(wǎng)路模板。厚膜混合集成電路最常用的基片是含量為96%和85%的氧化鋁陶瓷;當(dāng)要求導(dǎo)熱性特別好時(shí),則用氧化鈹陶瓷。基片的最小厚度為0.25毫米,最經(jīng)濟(jì)的尺寸為35×35~50×50毫米。在基片上制造厚膜網(wǎng)路的主要工藝是印刷、燒結(jié)和調(diào)阻。常用的印刷方法是絲網(wǎng)印刷。
厚膜材料是一類涂料或漿料,由一種或幾種固體微粒(0.2~10微米)均勻懸浮于載體中而形成。為了便于印刷成形,漿料必須具有合適的粘度和觸變性(粘度隨外力而改變的性質(zhì))。固體微粒是厚膜的組成部分,決定膜的性質(zhì)和用途。載體在燒結(jié)過程中分解逸出。載體至少含有三種成分,樹脂或聚合物粘合劑、溶劑和表面活化劑。粘合劑給漿料提供基本的流變特性;溶劑稀釋樹脂,隨后揮發(fā)掉,以使印刷圖樣干涸;活化劑使固體微粒被載體浸潤并適當(dāng)分散于載體中。
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