厚膜混合集成电路（HIC）技术

发布于：2007/3/28 9:22:51 | 519 次阅读

[转载]原文链接：

    【摘要】介绍厚膜混合集成电路(HIC)的概念及电路的特点，生产工艺的工序及过程，生产中所使用的各种材料。同时介绍了厚膜混合集成电路的应用和发展方向。　　
【关键词】集成电路(IC)，厚膜混合集成电路(HIC)。
一、概述
    集成电路是微电子技术的一个方面，也是它的一个发展阶段。微电子技术主要是微小型电子元件器件组成的电子系统。集成电子则是为了完成电子电路功能，以特定的工艺在单独的基片之上（或之内）形成无源网络并互连有源器件，从而构成的微型电子电路。
    随着半导体技术、小型电子元器件及印制板组装技术的进步，电子技术在近年来取得了飞速发展。然而，过多的连线、焊点和接插件严重地阻碍了生产率和可靠性的进一步提高。此外，工作频率和工作速度的提高进一步缩短信号在系统内部的传输延迟时间。所以这些都要求从根本上改革电子系统的结构和组装工艺。
    从上世纪六十年代开始，厚膜混合集成电路就以其元件参数范围广、和稳定度高、电路设计灵活性大、研制生产周期短、适合于多种小批量生产等特点，与半导体集成电路相互补充、相互渗透，业已成为集成电路的一个重要组成部分，广泛应用于电控设备系统中，对电子设备的微型化起到了重要的推动作用。
    虽然在数字电路方面，半导体集成电路充分发挥了小型化、高可靠性、适合大批量低成本生产的特点，但是厚膜混合集成电路在许多方面，都保持着优于半导体集成电路的地位和特点：
• 低噪声电路
• 高稳定性无源网络
• 高频线性电路
• 高线性电路
• 微波电路
• 高压电路
• 大功率电路
• 模数电路混合
    随着半导体集成电路芯片规模的不断增大，为大规模与厚膜混合集成电路提供了高密度与多功能的外贴元器件。利用厚膜多层布线技术和先进的组装技术进行混合集成，所制成的多功能大规模混合集成电路即为现在和将来的发展方向。一块大规模厚膜混合集成电路可以是一个子系统，甚至是一个全系统。
二、工艺过程
    厚膜混合集成电路通常是运用印刷技术在陶瓷基片上印制图形并经高温烧结形成无源网络。制造工艺的工序包括：
    • 电路图形的平面化设计：逻辑设计、电路转换、电路分割、布图设计、平面元件设计、分立元件选择、高频下寄生效应的考虑、大功率下热性能的考虑、小信号下噪声的考虑。
    • 印刷网板的制作：将平面化设计的图形用显影的方法制作在不锈钢或尼龙丝网上。
    • 电路基片及浆料的选择：制作厚膜混合集成电路通常选择 96% 的氧化铝陶瓷基片(特殊电路可以选择其它基片)，浆料一般选择美国杜邦公司、美国电子实验室、日本田中等公司的导带、介质、电阻等浆料。
　　• 丝网印刷：使用印刷机将各种浆料通过制作好电路图形的丝网印刷在基片上。
　　• 高温烧结：将印刷好的基片在高温烧结炉中烧结，使浆料与基片间形成良好的熔合和网络互连，并使厚膜电阻的阻值稳定。
　　• 激光调阻：使用厚膜激光调阻机将烧结好的电路基片上印刷厚膜电阻阻值修调到规定的要求。
　　• 表面贴装：使用自动贴装机将外贴的各种元器件和接插件组装在电路基片上，并经再流焊炉完成焊接，包括焊接引出线等。
　　• 电路测试：将焊接完好的电路在测试台上进行各种功能和性能参数的测试。
　　• 电路封装：将测试合格的电路按要求进行适当的封装。
　　•　成品测试：将封装合格的电路进行复测。
　　• 入库：将复测合格的电路登记入库。
三、材料
    在厚膜混合集成电路中，基片起着承载厚膜元件、互连、外贴元件和以及包封等作用，在大功率电路中，基片还有散热的作用。厚膜电路对基片的要求包括：平整度、光洁度高；有良好的电气性能；高的导热系数；有与其它材料相匹配的热膨胀系数；有良好的机械性能；高稳定度；良好的加工性能；价格便宜。通常厚膜电路选择 96% 的氧化铝陶瓷基片，如果需要散热条件更好的基片则可选择氧化铍基片。
    在厚膜混合集成电路中，无源网络主要是在基片上将各种浆料通过印刷成图形并经高温烧结而成。使用的材料包括：导体浆料、介质浆料和电阻浆料等。
    厚膜导体是厚膜混合集成电路中的一个重要组成部分，在电路中起有源器件的互连线、多层布线、电容器电极、外贴元器件的引线焊区、电阻器端头材料、低阻值电阻器、厚膜微带等作用。导体浆料中，通常的厚膜混合集成电路使用的是钯银材料，在部分军品电路和高电路中使用的是金浆料，在部分要求不高的电路中使用的是银浆料。
    厚膜电阻浆料也是厚膜混合集成电路中的一个重要组成部分，用厚膜电阻浆料制成的厚膜电阻是应用最广泛和最重要的元件之一。厚膜电阻浆料是由功能组份、粘结组份、有机载体和改性剂组成，一般选用美国杜邦公司的电阻浆料。
    厚膜介质浆料是为了实现厚膜外贴电容的厚膜化、步线导体的多层化以及厚膜电阻的性能参数不受外部环境影响而应用的。包括电容介质浆料、交叉与多层介质浆料和包封介质浆料。
四、应用
    随着技术的发展，厚膜混合集成电路使用范围日益扩大，主要应用于航天电子设备、卫星通信设备、电子计算机、通讯系统、汽车工业、音响设备、微波设备以及家用电器等。由此可见，厚膜混合集成电路业已渗透到许多工业部门。在欧洲，厚膜混合集成电路在计算机中的应用占主要地位，然后才是远程通信、通讯、军工与航空等部门。而在日本，消费类电子产品大量采用厚膜混合集成电路。美国则主要用于宇航、通讯和计算机，其中以通讯所占的比例。
    在彩电行业，厚膜电路一般用作功率电路和高压电路，包括开关稳压电源电路、视放电路、帧输出电路、电压设定电路、高压限制电路、伴音电路和梳状滤波器电路等。
    在航空和宇航行业，厚膜混合集成电路由于其结构和设计的灵活性、小型化、轻量化、高可靠性、耐冲击和振动、抗辐射等特点，在机载通信、雷达、火力控制系统、导弹制导系统以及卫星和各类宇宙飞行器的通信、电视、雷达、遥感和遥测系统中获得大量应用。
    在军工行业，厚膜电路一般用作高稳定度、高、小体积的模块电源，传感器电路，前置放大电路，功率放大电路等。在汽车行业，厚膜电路一般用作发电机电压调节器、电子点火器和燃油喷射系统。在计算机工业，厚膜电路一般用于集成存储器、数字处理单元、数据转换器、电源电路、打印装置中的热印字头等。
    在通讯设备中，厚膜混合集成压控振荡器、模块电源、精密网络、有源滤波器、衰减器、线路均衡器、旁音抑制器、话音放大器、高频和中频放大器、接口阻抗变换器、用户接口电路、中继接口电路、二 / 四线转换器、自动增益控制器、光信号收发器、激光发生器、微波放大器、微波功率分配器、微波滤波器、宽带微波检波器等。
    在仪器仪表及机床数控行业，厚膜混合集成电路一般用于各种传感器接口电路、电荷放大器、小信号放大器、信号发生器、信号变换器、滤波器、 IGBT 等功率驱动器、功率放大器、电源变换器等。在其它领域，厚膜多层步线技术已成功用于数码显示管的译码、驱动电路，透明厚膜还用于冷阴极放电型、液晶型数码显示管的电极。
    此外，厚膜技术在许多新兴的与电子技术交叉的边缘学科中也具有持续发展的潜力，有关门类有：磁学与超导膜式器件、声表面波器件、膜式敏感器件（热敏、光敏、压敏、气敏、力敏）、膜式太阳能电池、集成光路等。
五、发展
    目前，厚膜混合集成电路也受到巨大竞争威胁。印刷线路板的不断改进追逐着厚膜混合集成电路的发展。在变化迅速和竞争激烈的情况下，必须进一步探索厚膜混合集成电路存在的问题与对应采取的措施：
    • 开发价廉质优的各种新型基板材料、浆料与包封材料，如 SIC 基板、瓷釉基板、 G-10 环氧树脂板等，贱金属系浆料、树脂浆料等，高温稳定性良好的包装材料与玻璃低温包封材料等。
　　• 采用各种新型片式元器件，如微型封装结构器件（SOT)，功率微型模压管，大功率晶体管，各种半导体集成电路芯片，各种片式电阻器、电容器、电感器与各种片式可调器件、 R 网络、 C 网络、 RC 网络、二极管网络、三极管网络等。
　　• 开发应用多层布线、高密度组装和三维电路，向具有单元系统功能的大规模厚膜混合集成电路发展。
　　• 充分发挥厚膜混合集成电路的特长，继续向多功能、大功率方向发展，并不断改进材料和工艺，进一步提高产品的稳定性和可靠性，降低生产成本，以增强厚膜混合集成电路的生命力和在电子产品市场的竞争能力。
　　• 在利用厚膜集成技术的基础上，综合运用表面组装技术、薄膜集成技术、半导体微细加工技术和各种特殊加工技术，制备多品种、多功能、高性能、低成本的微型电路，如厚膜微片电路、厚薄膜混合集成电路、厚膜传感器及其它各种新型电路等。
    推广 CAD、CAM与CAT 技术在厚膜混合集成电路设计和制造过程中的应用，生产工艺逐步向机械化、半自动化、全自动化方向过渡，不断提高生产效率、降低生产成本与改善厚膜混合集成电路的可靠性。

参与讨论

登录后参与讨论

//评论区

推荐阅读

智能网联汽车国际标准法规协调专家组（HEAG）召开工作会议

近年来智能网联汽车快速发展，新技术不断涌现，与相关产业融合度持续提升，正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势，欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度，在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面，智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动，2017年全国汽车标准

0215jiejie | 发布于：2022-12-01 0评论 0赞

苹果推出搭载M2芯片的新款iPad Pro 799美元起售

据苹果官网，苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元，wifi+蜂窝网络版起售价为999美元；12.9英寸wifi版起售价为1099美元，wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

新能源汽车领衔 “中国智造”加速登陆欧洲市场

全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上，国内外汽车品牌云集，长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示：“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一，巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期，到2025年，将推出50多款新能源产品，全力支持可再生能源使用，为全球用户

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

严监管时代来临，电子烟“通配”大战走向何方？

针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果，将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日，《电子烟强制性国家标准》正式实施，中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕，一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成，“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示，被

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

Bourns 全新大功率分流电阻器

采用金属感应引脚，专用于大电流应用中进行精确测量全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站提供高可靠性、高成本效益的解决方案美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商，宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器，扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚，可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器

0215jiejie | 发布于：2022-10-18 0评论 0赞

请尊重元宇宙“这个筐”

元宇宙是个筐，啥都往里装，但区别在于有的像聚宝盆，有的像垃圾桶。国庆假期刚结束，中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵，玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言，中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App，正式进军元宇宙婚礼赛道。就产品而言，如同其他元宇宙产品，李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”：有人说是有趣的尝试，有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道，QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

边缘计算：突围商业模式痛点

截至8月末，中国5G基站总数达210.2万个，中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业，互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地，车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟，这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现，对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测，即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下，边缘计算和5G网络市

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”

商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。有记者问：近日，美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时，在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中，又将31家中国实体列入，请问中方对此有何回应？对此，商务部新闻发言人回应称，中方注意到相关情况。首先，通过中美双方前一阶段共同努力，9家中国实体zui终

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

TCL华星官宣与奔驰合作：推出全球首款横贯A柱的车载显示屏

今年1月，奔驰带来了VISIONEQSS概念车，其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏，横贯整个A柱，令人印象深刻。今天，TCL华星正式官宣与奔驰达成合作，并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。根据TCL介绍，这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计，将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体，并能够与3D实时导航系统相辅相成。同时，这块显示屏还采用

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

半导体板块暴跌谁最受伤

国庆假期后首日开盘，上证综指时隔5个月再次失守3000点，与此同时，半导体板块也再度走低，其中，北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间，半导体板块持续下挫，北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘，北方华创、雅克科技维持跌停状态，华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日，半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。在半导体板块遭遇下挫的同时，北

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

unionblog

关注