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厚膜集成电路的意思、厚膜集成电路的详细解释

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厚膜集成电路的解释

集成电路之一。采用厚膜工艺在玻璃和陶瓷基片上制作无源器件及其连线;有源器件则另行焊接在同一基片上,然后封装而成。厚膜工艺包括丝网印刷、烘干、烧结、喷涂等。特点为工艺简单,成本低,但体积较大。

词语分解

专业解析

厚膜集成电路是一种采用厚膜工艺制造的集成电路。其核心特征在于利用丝网印刷技术,将导电浆料(如金、银、钯等)、电阻浆料或介质浆料,以较厚的膜层形式(通常厚度在10微米至25微米)逐层印刷并烧结在绝缘基板(如氧化铝陶瓷、陶瓷覆铜板等)上,形成所需的电路图形、互连导线、电阻、电容等无源元件,再通过焊接或粘接方式组装上半导体芯片(有源器件)或分立元件,最终封装而成的微型电子电路模块。

其主要特点和技术内涵包括:

  1. 工艺核心:丝网印刷与烧结

    制造过程依赖于高精度丝网印刷技术,将特制的电子浆料通过网版转移到基板上形成图形。随后经过高温烧结(通常在600°C至1000°C),使浆料中的有机粘合剂挥发,金属或陶瓷颗粒熔融结合,形成致密、牢固且具有特定电性能(导电性、电阻率)的厚膜层。来源:《微电子封装技术》,电子工业出版社。

  2. 膜层特性与元件构成

    • 厚膜:区别于薄膜工艺(如真空蒸发、溅射形成的亚微米级薄膜),厚膜的膜层显著更厚,通常在微米级。这使其具有较高的功率承载能力和较好的环境适应性。
    • 元件类型:主要集成的是无源元件。导体层用于互连;电阻浆料可形成精密电阻;多层介质浆料可堆叠形成电容或实现层间绝缘。有源器件(晶体管、IC芯片)通常以外贴(SMT或引线键合)方式集成。来源:《厚薄膜混合集成电路》,科学出版社。
  3. 基板材料

    最常用的是氧化铝陶瓷(Al2O3),因其绝缘性好、热导率高、热膨胀系数匹配、机械强度高且成本相对适中。在高功率或特殊需求场合,也会使用氮化铝陶瓷(AlN,更高导热)、陶瓷覆铜板(如DCB/DBC)或特殊树脂基板。来源:《电子封装材料与结构》,化学工业出版社。

  4. 主要优势与应用领域

    • 高功率密度:厚导体能承载大电流,陶瓷基板散热好,使其非常适用于功率电子领域(如电源模块、电机驱动、汽车电子中的功率控制单元)。
    • 高可靠性:烧结形成的膜层与陶瓷基板结合牢固,耐热冲击、抗振动性能优越,适用于恶劣环境(工业、汽车、航空航天)。
    • 设计灵活性与定制化:相比标准硅集成电路,厚膜工艺更适合中小批量、多品种、定制化设计,尤其适合集成特殊阻值电阻、大电容或高功率器件。
    • 成本效益:对于特定复杂度及产量的电路,其制造成本可能低于多层PCB或高密度薄膜电路。来源:《混合微电子技术手册》,美国电子器件工程联合会(JEDEC)标准相关章节概述。
  5. 与薄膜集成电路的区别

    薄膜集成电路采用真空沉积(蒸发、溅射)和光刻技术形成亚微米级的薄膜(通常<1微米),主要在高精度、高稳定性的模拟电路、微波电路(如MMIC)、高密度互连等领域应用。厚膜则在功率、可靠性和成本方面更具优势,两者工艺和适用场景互补。来源:《薄膜技术与应用》,机械工业出版社。

网络扩展解释

厚膜集成电路(Thick Film Integrated Circuit, TFIC)是一种基于厚膜工艺制造的混合型集成电路,结合了无源元件与分立器件的技术特点。以下从定义、结构、工艺、特点及应用等方面进行详细解释:

1.定义与结构

厚膜集成电路通过在陶瓷或玻璃基板上,采用厚膜技术(如丝网印刷、烧结)形成厚度为10-25微米的导电或绝缘层,构成电阻、电容等无源元件网络,再外接半导体器件(如二极管、晶体管)或芯片封装而成。其核心是“厚膜”工艺,区别于薄膜集成电路的微米级膜层。

2.核心工艺

3.技术特点

4.应用领域

5.与薄膜集成电路的对比

对比项 厚膜集成电路 薄膜集成电路
膜层厚度 10-25微米 约1微米
工艺复杂度 简单,成本低 复杂,成本高
适用场景 大功率、高频、工业环境 高精度、高集成度
典型元件 电阻、电容、分立器件 高密度半导体元件

厚膜集成电路以工艺灵活性和成本优势,在特定领域(如功率电子、高频设备)中占据重要地位。如需进一步了解工艺细节或应用案例,可参考来源网页。

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