薄膜陶瓷電路基板應(yīng)用特點(diǎn)

薄膜陶瓷電路板基板是高集成化、高精密度、高導(dǎo)熱率的基板，在半導(dǎo)體包括晶體管、二級(jí)管 、電阻和電感器等元件散熱起到了非常重要的作用。

一，薄膜電路基板是高集成電路應(yīng)用的重要器件

薄膜電路是將整個(gè)電路的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件以及它們之間的互連引線，全部用厚度在1微米以下的金屬、半導(dǎo)體、金屬氧化物、多種金屬混合相、合金或絕緣介質(zhì)薄膜，并通過(guò)真空蒸發(fā)、濺射和電鍍等工藝制成的集成電路。

薄膜集成電路中的有源器件，即晶體管，有兩種材料結(jié)構(gòu)形式：一種是薄膜場(chǎng)效應(yīng)硫化鎘或硒化鎘晶體管，另一種是薄膜熱電子放大器。更多的實(shí)用化的薄膜集成電路采用混合工藝，即用薄膜技術(shù)在玻璃、微晶玻璃、鍍釉和拋光氧化鋁陶瓷基片上制備無(wú)源元件和電路元件間的連線，再將集成電路、晶體管、二極管等有源器件的芯片和不使用薄膜工藝制作的功率電阻、大容量的電容器、電感等元件用熱壓焊接、超聲焊接、梁式引線或凸點(diǎn)倒裝焊接等方式，就可以組裝成一塊完整的集成電路。

二，陶瓷薄膜電路基板的應(yīng)用

采用薄膜技術(shù)來(lái)制造薄膜電路是薄膜領(lǐng)域中一個(gè)重要分支。薄膜電路主要特點(diǎn)：制造精度比較高（薄膜線寬和線間距較小），可實(shí)現(xiàn)小孔金屬化，可集成電阻、電容、電感、空氣橋等無(wú)源元件，并且根據(jù)需要，薄膜電路可以方便地采用介質(zhì)制造多層電路。薄膜多層電路是指采用真空蒸發(fā)、濺射、電鍍等薄膜工藝以及濕法刻蝕和干法刻蝕（反應(yīng)離子刻蝕、等離子刻蝕、激光刻蝕）等圖形形成技術(shù)，在拋光的基板（陶瓷、硅、玻璃等材料）上制作導(dǎo)體（Cu或Au等）布線與絕緣介質(zhì)膜（PI或BCB等）相互交疊的多層互連結(jié)構(gòu)。

薄膜多層電路技術(shù)，由于具有互連密度高、集成度高、可以制造高功率電路、整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)具有系統(tǒng)級(jí)功能等突出特點(diǎn)，在微波領(lǐng)域的應(yīng)用很有競(jìng)爭(zhēng)力，特別是在機(jī)載、星載或航天領(lǐng)域中，其體積小、重量輕、可靠性高的特點(diǎn)更加突出，是一種非常有潛力的微波電路模塊（低噪聲放大器、濾波器、移相器等）、甚至需求量越來(lái)越大的T/R組件基板制造技術(shù)。

三，陶瓷薄膜電路基板的特點(diǎn)

（1）布線密度高，體積可以很小、重量很輕；

（2）集成度高，可以埋置電阻、電感、電容等無(wú)源器件以及有源芯片；

（3）高頻特性好，可用于微波及毫米波領(lǐng)域；

（4）承受功率密度高，可選用高導(dǎo)熱的金屬、金剛石、陶瓷或鋁炭化硅復(fù)合材料等作基板，制造高密度高功率多層基板。

薄膜多層互連基板與其它類型的基板相比，具有如下明顯的缺點(diǎn)：

（1）工藝采用串形方式，成品率相對(duì)低，制造成本高；

（2）制造層數(shù)受限制。

薄膜多層電路技術(shù)由于具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此在制造T/R組件的選擇上，可以有兩種方案。第一，可以采用薄膜技術(shù)在陶瓷基板或金屬基板上直接制造T/R組件（4~5），發(fā)揮薄膜高精度、高集成度、高功率的性能，這種方法成本較高； 第二，將薄膜技術(shù)和其他多層電路技術(shù)（如厚膜技術(shù)、HTCC、LTCC等）結(jié)合起來(lái)（6-8），制造T/R組件，揚(yáng)長(zhǎng)避短，既發(fā)揮其他基板容易實(shí)現(xiàn)多層的特點(diǎn)，從而克服薄膜技術(shù)本身制造層數(shù)不足的缺點(diǎn)，又能發(fā)揮薄膜技術(shù)本身的高精度、高性能特長(zhǎng)。

1，采用 HTCC做T/R組件的基板，是充分利用了高溫共燒陶瓷（HTCC）和薄膜多層的優(yōu)點(diǎn)，而又避開(kāi)其不足。HTCC的優(yōu)點(diǎn)是熱導(dǎo)率高、易實(shí)現(xiàn)多層；其缺點(diǎn)是由于采用的電阻率高的Mo、W等漿料制作導(dǎo)帶，微波損耗較大。薄膜多層互連技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：線條精度高，采用Cu、Au等電阻率低的材料作導(dǎo)帶，微波損耗小；其缺點(diǎn)是耐功率不足、多層成本高。基于 HTCC的薄膜多層互連技術(shù)可以將電源線、地層、信號(hào)線布在HTCC中， 以滿足耐功率需要并減少薄膜多層層數(shù)。功率芯片可以通過(guò)焊接的方式貼在HTCC的凹腔中，有利于散熱。微帶線及芯片精細(xì)互連線可以作在少數(shù)幾層HDI層中，滿足微波性能的需要。

2， LTCC基板上薄膜集成 T/R組件

這種技術(shù)是將LTCC和薄膜技術(shù)集成在一起，在采用杜邦951或943生瓷制造的LTCC板上，不用拋光等處理，直接制造精細(xì)薄膜電路圖形。利用LTCC容易實(shí)現(xiàn)多層的特點(diǎn)，把直流電源線、控制信號(hào)線做在不同的層上，還可埋置電阻、電容等無(wú)源器件。選用杜邦951或943生瓷，是因?yàn)橹瞥傻腖TCC損耗比較小。利用薄膜的高精度特點(diǎn)，把無(wú)源器件（如Lange耦合器、濾波器、電阻網(wǎng)絡(luò)、衰減器、功率分配器等）集成在LTCC表面。實(shí)用中薄膜圖形典型的線條及間距20微米，膜層厚度5微米；NiCr層充當(dāng)電阻層和粘附層。

結(jié)語(yǔ)：陶瓷薄膜電路基板與傳統(tǒng)的在陶瓷基板實(shí)施薄膜工藝相比，薄膜技術(shù)在T/R組件的應(yīng)用有兩個(gè)明顯的新的趨勢(shì)，一是，在高導(dǎo)熱的金屬、合金、復(fù)合材料（ Al/SiC）上采用多層薄膜工藝，制造T/R組件，提高了組件耐功率性能，并且利于封裝；還可根據(jù)設(shè)計(jì)需要把芯片貼裝在表面的凹腔內(nèi)，減短了金絲鍵合的長(zhǎng)度或者不用鍵合，減小了或克服了寄生效應(yīng)，改善組件性能；二是在其他多層基板（如HTCC或LTCC）上，實(shí)施薄膜工藝制造T/R組件，充分發(fā)揮HTCC或LTCC易實(shí)現(xiàn)多層及埋置無(wú)源器件的優(yōu)點(diǎn)以及薄膜工藝高精度、低損耗的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)減小T/R組件基板尺寸、改善組件的電性能和熱性能有重要意義。更多陶瓷薄膜電路基板的問(wèn)題可以咨詢金瑞欣特種電路，金瑞欣陶瓷基板加工多年，熟悉的薄膜制作工藝，精密度高，國(guó)內(nèi)很多高校、研發(fā)機(jī)構(gòu)、上市公司等3000多加企業(yè)單位合作，值得信賴。

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