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厚膜集成電路的意思、厚膜集成電路的詳細解釋

關鍵字:

厚膜集成電路的解釋

集成電路之一。采用厚膜工藝在玻璃和陶瓷基片上制作無源器件及其連線;有源器件則另行焊接在同一基片上,然後封裝而成。厚膜工藝包括絲網印刷、烘幹、燒結、噴塗等。特點為工藝簡單,成本低,但體積較大。

詞語分解

專業解析

厚膜集成電路是一種采用厚膜工藝制造的集成電路。其核心特征在于利用絲網印刷技術,将導電漿料(如金、銀、钯等)、電阻漿料或介質漿料,以較厚的膜層形式(通常厚度在10微米至25微米)逐層印刷并燒結在絕緣基闆(如氧化鋁陶瓷、陶瓷覆銅闆等)上,形成所需的電路圖形、互連導線、電阻、電容等無源元件,再通過焊接或粘接方式組裝上半導體芯片(有源器件)或分立元件,最終封裝而成的微型電子電路模塊。

其主要特點和技術内涵包括:

  1. 工藝核心:絲網印刷與燒結

    制造過程依賴于高精度絲網印刷技術,将特制的電子漿料通過網版轉移到基闆上形成圖形。隨後經過高溫燒結(通常在600°C至1000°C),使漿料中的有機粘合劑揮發,金屬或陶瓷顆粒熔融結合,形成緻密、牢固且具有特定電性能(導電性、電阻率)的厚膜層。來源:《微電子封裝技術》,電子工業出版社。

  2. 膜層特性與元件構成

    • 厚膜:區别于薄膜工藝(如真空蒸發、濺射形成的亞微米級薄膜),厚膜的膜層顯著更厚,通常在微米級。這使其具有較高的功率承載能力和較好的環境適應性。
    • 元件類型:主要集成的是無源元件。導體層用于互連;電阻漿料可形成精密電阻;多層介質漿料可堆疊形成電容或實現層間絕緣。有源器件(晶體管、IC芯片)通常以外貼(SMT或引線鍵合)方式集成。來源:《厚薄膜混合集成電路》,科學出版社。
  3. 基闆材料

    最常用的是氧化鋁陶瓷(Al2O3),因其絕緣性好、熱導率高、熱膨脹系數匹配、機械強度高且成本相對適中。在高功率或特殊需求場合,也會使用氮化鋁陶瓷(AlN,更高導熱)、陶瓷覆銅闆(如DCB/DBC)或特殊樹脂基闆。來源:《電子封裝材料與結構》,化學工業出版社。

  4. 主要優勢與應用領域

    • 高功率密度:厚導體能承載大電流,陶瓷基闆散熱好,使其非常適用于功率電子領域(如電源模塊、電機驅動、汽車電子中的功率控制單元)。
    • 高可靠性:燒結形成的膜層與陶瓷基闆結合牢固,耐熱沖擊、抗振動性能優越,適用于惡劣環境(工業、汽車、航空航天)。
    • 設計靈活性與定制化:相比标準矽集成電路,厚膜工藝更適合中小批量、多品種、定制化設計,尤其適合集成特殊阻值電阻、大電容或高功率器件。
    • 成本效益:對于特定複雜度及産量的電路,其制造成本可能低于多層PCB或高密度薄膜電路。來源:《混合微電子技術手冊》,美國電子器件工程聯合會(JEDEC)标準相關章節概述。
  5. 與薄膜集成電路的區别

    薄膜集成電路采用真空沉積(蒸發、濺射)和光刻技術形成亞微米級的薄膜(通常<1微米),主要在高精度、高穩定性的模拟電路、微波電路(如MMIC)、高密度互連等領域應用。厚膜則在功率、可靠性和成本方面更具優勢,兩者工藝和適用場景互補。來源:《薄膜技術與應用》,機械工業出版社。

網絡擴展解釋

厚膜集成電路(Thick Film Integrated Circuit, TFIC)是一種基于厚膜工藝制造的混合型集成電路,結合了無源元件與分立器件的技術特點。以下從定義、結構、工藝、特點及應用等方面進行詳細解釋:

1.定義與結構

厚膜集成電路通過在陶瓷或玻璃基闆上,采用厚膜技術(如絲網印刷、燒結)形成厚度為10-25微米的導電或絕緣層,構成電阻、電容等無源元件網絡,再外接半導體器件(如二極管、晶體管)或芯片封裝而成。其核心是“厚膜”工藝,區别于薄膜集成電路的微米級膜層。

2.核心工藝

3.技術特點

4.應用領域

5.與薄膜集成電路的對比

對比項 厚膜集成電路 薄膜集成電路
膜層厚度 10-25微米 約1微米
工藝複雜度 簡單,成本低 複雜,成本高
適用場景 大功率、高頻、工業環境 高精度、高集成度
典型元件 電阻、電容、分立器件 高密度半導體元件

厚膜集成電路以工藝靈活性和成本優勢,在特定領域(如功率電子、高頻設備)中占據重要地位。如需進一步了解工藝細節或應用案例,可參考來源網頁。

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