厚膜積體電路是指用絲網印刷和燒結等厚膜工藝在同一基片上製作無源網路，並在其上組裝分立的半導體器件晶片或單片積體電路或微型元件，再外加封裝而成的混合積體電路。厚膜混合積體電路是一種微型電子功能部件。
基本介紹
- 中文名：厚膜積體電路
- 外文名：Thick film integrated circuit
- 頻率： 4GHz 以上
- 特點：靈活、工藝簡便
- 對應：功能部件
- 套用：製作大電流功率積體電路
簡介,特點和套用,主要工藝,厚膜材料,厚膜積體電路的檢測方法,用途,
簡介
厚膜積體電路是指由厚膜工藝在陶瓷基片上製成厚度為幾μm到幾十μm的由電阻、電容等元件與連線線構成的無源網路，再裝接二極體、電晶體或半導體積體電路晶片構成有一定功能的電路。製造厚膜電路的投資少，設備簡易和便於自動化生產，主要用於製作大電流功率積體電路和低成本的收音機和電視機電路。
特點和套用
厚膜積體電路與薄膜混合積體電路相比，厚膜混合積體電路的特點是設計更為靈活、工藝簡便、成本低廉，特別適宜於多品種小批量生產。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。厚膜微波積體電路的工作頻率可以達到 4GHz 以上。它適用於各種電路，特別是消費類和工業類電子產品用的模擬電路。帶厚膜網路的基片作為微型印製線路板已得到廣泛的套用。
主要工藝
根據電路圖先劃分若干個功能部件圖,然後用平面布圖方法轉化成基片上的平面電路布置圖，再用照相製版方法製作出絲網印刷用的厚膜網路模板。厚膜混合積體電路最常用的基片是含量為96%和85%的氧化鋁陶瓷；當要求導熱性特別好時，則用氧化鈹陶瓷。基片的最小厚度為0.25毫米，最經濟的尺寸為35×35～50×50毫米。在基片上製造厚膜網路的主要工藝是印刷、燒結和調阻。常用的印刷方法是絲網印刷。
絲網印刷的工藝過程是先把絲網固定在印刷機框架上，再將模版貼在絲網上；或者在絲網上塗感光膠，直接在上面製造模版,然後在網下放上基片,把厚膜漿料倒在絲網上，用刮板把漿料壓入網孔,漏印在基片上,形成所需要的厚膜圖形。常用絲網有不鏽鋼網和尼龍網，有時也用聚四氟乙烯網。
在燒結過程中，有機粘合劑完全分解和揮發，固體粉料熔融，分解和化合，形成緻密堅固的厚膜。厚膜的質量和性能與燒結過程和環境氣氛密切相關，升溫速度應當緩慢，以保證在玻璃流動以前有機物完全排除；燒結時間和峰值溫度取決於所用漿料和膜層結構。為防止厚膜開裂，還應控制降溫速度。常用的燒結爐是隧道窯。
為使厚膜網路達到最佳性能，電阻燒成以後要進行調阻。常用調阻方法有噴砂、雷射和電壓脈衝調整等。
厚膜材料
厚膜是指在基片上用印刷燒結技術所形成的厚度為幾微米到數十微米的膜層。製造這種膜層的材料，稱為厚膜材料。
厚膜材料是一類塗料或漿料，由一種或幾種固體微粒（0.2～10微米）均勻懸浮於載體中而形成。為了便於印刷成形，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）。固體微粒是厚膜的組成部分，決定膜的性質和用途。載體在燒結過程中分解逸出。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，隨後揮發掉，以使印刷圖樣乾涸；活化劑使固體微粒被載體浸潤並適當分散於載體中。
按厚膜的性質和用途,所用的漿料有五類:導體、電阻、介質、絕緣和包封漿料。
導體漿料用來製造厚膜導體，在厚膜電路中形成互連線、多層布線、微帶線、焊接區、厚膜電阻端頭、厚膜電容極板和低阻值電阻。焊接區用來焊接或貼上分立元件、器件和外引線，有時還用來焊接上金屬蓋，以實現整塊基片的包封。厚膜導體的用途各異，尚無一種漿料能滿足所有這些用途的要求，所以要用多種導體漿料。對導體漿料的共同要求是電導大、附著牢、抗老化、成本低、易焊接。常用的導體漿料中的金屬成分是金或者金-鉑、鈀-金、鈀-銀、鉑-銀和鈀-銅-銀。
在厚膜導體漿料中，除了粒度合適的金屬粉或金屬有機化合物外，還有粒度和形狀都適宜的玻璃粉或金屬氧化物，以及懸浮固體微粒的有機載體。玻璃可把金屬粉牢固地粘結在基片上，形成厚膜導體。常用無鹼玻璃，如硼矽鉛玻璃。
厚膜電阻是厚膜積體電路中發展最早、製造水平最高的一種厚膜元件，可以製造各種電阻。對厚膜電阻的主要要求是電阻率大、阻值溫度係數小、穩定性好。
與導體漿料相同,電阻漿料也有三種成分：導體、玻璃和載體。但是，它的導體通常不是金屬元素，而是金屬元素的化合物，或者是金屬元素與其氧化物的複合物。常用的漿料有鉑基、釕基和鈀基電阻漿料。
厚膜介質用來製造微型厚膜電容器。對它的基本要求是介電常數大、損耗角正切值小、絕緣電阻大、耐壓高、穩定可靠。
介質漿料是由低熔玻璃和陶瓷粉粒均勻地懸浮於有機載體中而製成的。常用的陶瓷是鋇、鍶、鈣的鈦酸鹽陶瓷。改變玻璃和陶瓷的相對含量或者陶瓷的成分，可以得到具有各種性能的介質厚膜，以滿足製造各種厚膜電容器的需要。
厚膜積體電路的檢測方法
厚膜積體電路的性能好壞一般用萬用表電阻擋通過檢測各引腳間阻值來判斷。
下圖是用500型萬用表實測的各引腳間的正常阻值。
萬用表實測的各引腳間的正常阻值用R×1kΩ擋測得的各引腳間正向阻值基本相等。且與表中所列的數據相差不大，說明積體電路是好的。用R×100Ω擋測引腳1—8、4—8之間的正、反向阻值均為無窮大，其餘各組間正、反向阻值均有明顯差別，且所測得的正、反向阻值與表13中所列的數據相差不大，說明積體電路是好的，否則說明其放大性能不佳或已損壞。 ’
用途
厚膜絕緣用作多層布線和交叉線的絕緣層。對它的要求是絕緣電阻高、介電常數小，並且線膨脹係數能與其他膜層相匹配。在絕緣漿料中常用的固體粉粒是無鹼玻璃和陶瓷粉粒。
