針集成電路在那些方面有應(yīng)用？

【專家解說】：厚膜混合集成電路(HIC)技術(shù)簡(jiǎn)介 介紹厚膜混合集成電路(HIC)的概念及電路的特點(diǎn)，生產(chǎn)工藝的工序及過程，生產(chǎn)中所使用的各種材料。同時(shí)介紹了厚膜混合集成電路的應(yīng)用和發(fā)展方向。? 關(guān)鍵詞：集成電路(IC),厚膜混合集成電路(HIC)。 一。概述 集成電路是微電子技術(shù)的一個(gè)方面，也是它的一個(gè)發(fā)展階段。微電子技術(shù)主要是微小型電子元件器件組成的電子系統(tǒng)。集成電子則是為了完成電子電路功能，以特定的工藝在單獨(dú)的基片之上(或之內(nèi))形成無源網(wǎng)絡(luò)并互連有源器件，從而構(gòu)成的微型電子電路。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)。小型電子元器件及印制板組裝技術(shù)的進(jìn)步，電子技術(shù)在近年來取得了飛速發(fā)展。然而，過多的連線。焊點(diǎn)和接插件嚴(yán)重地阻礙了生產(chǎn)率和可靠性的進(jìn)一步提高。此外，工作頻率和工作速度的提高進(jìn)一步縮短信號(hào)在系統(tǒng)內(nèi)部的傳輸延遲時(shí)間。所以這些都要求從根本上改革電子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組裝工藝。 從上世紀(jì)六十年代開始，厚膜混合集成電路就以其元件參數(shù)范圍廣。精度和穩(wěn)定度高。電路設(shè)計(jì)靈活性大。研制生產(chǎn)周期短。適合于多種小批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，與半導(dǎo)體集成電路相互補(bǔ)充。相互滲透，業(yè)已成為集成電路的一個(gè)重要組成部分，廣泛應(yīng)用于電控設(shè)備系統(tǒng)中，對(duì)電子設(shè)備的微型化起到了重要的推動(dòng)作用。 雖然在數(shù)字電路方面，半導(dǎo)體集成電路充分發(fā)揮了小型化。高可靠性。適合大批量低成本生產(chǎn)的特點(diǎn)，但是厚膜混合集成電路在許多方面，都保持著優(yōu)于半導(dǎo)體集成電路的地位和特點(diǎn)： ?低噪聲電路 ?高穩(wěn)定性無源網(wǎng)絡(luò) ?高頻線性電路 ?高精度線性電路 ?微波電路 ?高壓電路 ?大功率電路 ?模數(shù)電路混合 隨著半導(dǎo)體集成電路芯片規(guī)模的不斷增大，為大規(guī)模與厚膜混合集成電路提供了高密度與多功能的外貼元器件。利用厚膜多層布線技術(shù)和先進(jìn)的組裝技術(shù)進(jìn)行混合集成，所制成的多功能大規(guī)?；旌霞呻娐芳礊楝F(xiàn)在和將來的發(fā)展方向。一塊大規(guī)模厚膜混合集成電路可以是一個(gè)子系統(tǒng)，甚至是一個(gè)全系統(tǒng)。 二。工藝過程 厚膜混合集成電路通常是運(yùn)用印刷技術(shù)在陶瓷基片上印制圖形并經(jīng)高溫?zé)Y(jié)形成無源網(wǎng)絡(luò)。制造工藝的工序包括： ?電路圖形的平面化設(shè)計(jì)：邏輯設(shè)計(jì)。電路轉(zhuǎn)換。電路分割。布圖設(shè)計(jì)。平面元件設(shè)計(jì)。分立元件選擇。高頻下寄生效應(yīng)的考慮。大功率下熱性能的考慮。小信號(hào)下噪聲的考慮。 ?印刷網(wǎng)板的制作：將平面化設(shè)計(jì)的圖形用顯影的方法制作在不銹鋼或尼龍絲網(wǎng)上。 ?電路基片及漿料的選擇：制作厚膜混合集成電路通常選擇 96%的氧化鋁陶瓷基片(特殊電路可以選擇其它基片),漿料一般選擇美國(guó)杜邦公司。美國(guó)電子實(shí)驗(yàn)室。日本田中等公司的導(dǎo)帶。介質(zhì)。電阻等漿料。 ?絲網(wǎng)印刷：使用印刷機(jī)將各種漿料通過制作好電路圖形的絲網(wǎng)印刷在基片上。 ?高溫?zé)Y(jié)：將印刷好的基片在高溫?zé)Y(jié)爐中燒結(jié)，使?jié){料與基片間形成良好的熔合和網(wǎng)絡(luò)互連，并使厚膜電阻的阻值穩(wěn)定。 ?激光調(diào)阻：使用厚膜激光調(diào)阻機(jī)將燒結(jié)好的電路基片上印刷厚膜電阻阻值修調(diào)到規(guī)定的要求。 ?表面貼裝：使用自動(dòng)貼裝機(jī)將外貼的各種元器件和接插件組裝在電路基片上，并經(jīng)再流焊爐完成焊接，包括焊接引出線等。 ?電路測(cè)試：將焊接完好的電路在測(cè)試臺(tái)上進(jìn)行各種功能和性能參數(shù)的測(cè)試。 ?電路封裝：將測(cè)試合格的電路按要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆庋b。 ?成品測(cè)試：將封裝合格的電路進(jìn)行復(fù)測(cè)。 ?入庫(kù)：將復(fù)測(cè)合格的電路登記入庫(kù)。 三。材料 在厚膜混合集成電路中，基片起著承載厚膜元件。互連。外貼元件和以及包封等作用，在大功率電路中，基片還有散熱的作用。厚膜電路對(duì)基片的要求包括：平整度。光潔度高；有良好的電氣性能；高的導(dǎo)熱系數(shù)；有與其它材料相匹配的熱膨脹系數(shù)；有良好的機(jī)械性能；高穩(wěn)定度；良好的加工性能；價(jià)格便宜。通常厚膜電路選擇 96%的氧化鋁陶瓷基片，如果需要散熱條件更好的基片則可選擇氧化鈹基片。 在厚膜混合集成電路中，無源網(wǎng)絡(luò)主要是在基片上將各種漿料通過印刷成圖形并經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。使用的材料包括：導(dǎo)體漿料。介質(zhì)漿料和電阻漿料等。 厚膜導(dǎo)體是厚膜混合集成電路中的一個(gè)重要組成部分，在電路中起有源器件的互連線。多層布線。電容器電極。外貼元器件的引線焊區(qū)。電阻器端頭材料。低阻值電阻器。厚膜微帶等作用。導(dǎo)體漿料中，通常的厚膜混合集成電路使用的是鈀銀材料，在部分軍品電路和高精度電路中使用的是金漿料，在部分要求不高的電路中使用的是銀漿料。 厚膜電阻漿料也是厚膜混合集成電路中的一個(gè)重要組成部分，用厚膜電阻漿料制成的厚膜電阻是應(yīng)用最廣泛和最重要的元件之一。厚膜電阻漿料是由功能組份。粘結(jié)組份。有機(jī)載體和改性劑組成，一般選用美國(guó)杜邦公司的電阻漿料。 厚膜介質(zhì)漿料是為了實(shí)現(xiàn)厚膜外貼電容的厚膜化。步線導(dǎo)體的多層化以及厚膜電阻的性能參數(shù)不受外部環(huán)境影響而應(yīng)用的。包括電容介質(zhì)漿料。交叉與多層介質(zhì)漿料和包封介質(zhì)漿料。 四。應(yīng)用 隨著技術(shù)的發(fā)展，厚膜混合集成電路使用范圍日益擴(kuò)大，主要應(yīng)用于航天電子設(shè)備。衛(wèi)星通信設(shè)備。電子計(jì)算機(jī)。通訊系統(tǒng)。汽車工業(yè)。音響設(shè)備。微波設(shè)備以及家用電器等。由此可見，厚膜混合集成電路業(yè)已滲透到許多工業(yè)部門。在歐洲，厚膜混合集成電路在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用占主要地位，然后才是遠(yuǎn)程通信。通訊。軍工與航空等部門。而在日本，消費(fèi)類電子產(chǎn)品大量采用厚膜混合集成電路。美國(guó)則主要用于宇航。通訊和計(jì)算機(jī)，其中以通訊所占的比例最高。 在彩電行業(yè)，厚膜電路一般用作功率電路和高壓電路，包括開關(guān)穩(wěn)壓電源電路。視放電路。幀輸出電路。電壓設(shè)定電路。高壓限制電路。伴音電路和梳狀濾波器電路等。 在航空和宇航行業(yè)，厚膜混合集成電路由于其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的靈活性。小型化。輕量化。高可靠性。耐沖擊和振動(dòng)?？馆椛涞忍攸c(diǎn)，在機(jī)載通信。雷達(dá)?；鹆刂葡到y(tǒng)。導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)以及衛(wèi)星和各類宇宙飛行器的通信。電視。雷達(dá)。遙感和遙測(cè)系統(tǒng)中獲得大量應(yīng)用。 在軍工行業(yè)，厚膜電路一般用作高穩(wěn)定度。高精度。小體積的模塊電源，傳感器電路，前置放大電路，功率放大電路等。 在汽車行業(yè)，厚膜電路一般用作發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器。電子點(diǎn)火器和燃油噴射系統(tǒng)。 在計(jì)算機(jī)工業(yè)，厚膜電路一般用于集成存儲(chǔ)器。數(shù)字處理單元。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。電源電路。打印裝置中的熱印字頭等。 在通訊設(shè)備中，厚膜混合集成壓控振蕩器。模塊電源。精密網(wǎng)絡(luò)。有源濾波器。衰減器。線路均衡器。旁音抑制器。話音放大器。高頻和中頻放大器。接口阻抗變換器。用戶接口電路。中繼接口電路。二 /四線轉(zhuǎn)換器。自動(dòng)增益控制器。光信號(hào)收發(fā)器。激光發(fā)生器。微波放大器。微波功率分配器。微波濾波器。寬帶微波檢波器等。 在儀器儀表及機(jī)床數(shù)控行業(yè)，厚膜混合集成電路一般用于各種傳感器接口電路。電荷放大器。小信號(hào)放大器。信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)變換器。濾波器。 IGBT等功率驅(qū)動(dòng)器。功率放大器。電源變換器等。 在其它領(lǐng)域，厚膜多層步線技術(shù)已成功用于數(shù)碼顯示管的譯碼。驅(qū)動(dòng)電路，透明厚膜還用于冷陰極放電型。液晶型數(shù)碼顯示管的電極。 此外，厚膜技術(shù)在許多新興的與電子技術(shù)交叉的邊緣學(xué)科中也具有持續(xù)發(fā)展的潛力，有關(guān)門類有：磁學(xué)與超導(dǎo)膜式器件。聲表面波器件。膜式敏感器件(熱敏。光敏。壓敏。氣敏。力敏).膜式太陽(yáng)能電池。集成光路等。 五。發(fā)展 目前，厚膜混合集成電路也受到巨大競(jìng)爭(zhēng)威脅。印刷線路板的不斷改進(jìn)追逐著厚膜混合集成電路的發(fā)展。在變化迅速和競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，必須進(jìn)一步探索厚膜混合集成電路存在的問題與對(duì)應(yīng)采取的措施： ?開發(fā)價(jià)廉質(zhì)優(yōu)的各種新型基板材料。漿料與包封材料，如 SIC基板。瓷釉基板。 G-10環(huán)氧樹脂板等，賤金屬系漿料。樹脂漿料等，高溫穩(wěn)定性良好的包裝材料與玻璃低溫包封材料等。 ?采用各種新型片式元器件，如微型封裝結(jié)構(gòu)器件(SOT),功率微型模壓管，大功率晶體管，各種半導(dǎo)體集成電路芯片，各種片式電阻器。電容器。電感器與各種片式可調(diào)器件。 R網(wǎng)絡(luò)。 C網(wǎng)絡(luò)。 RC網(wǎng)絡(luò)。二極管網(wǎng)絡(luò)。三極管網(wǎng)絡(luò)等。 ?開發(fā)應(yīng)用多層布線。高密度組裝和三維電路，向具有單元系統(tǒng)功能的大規(guī)模厚膜混合集成電路發(fā)展。 ?充分發(fā)揮厚膜混合集成電路的特長(zhǎng)，繼續(xù)向多功能。大功率方向發(fā)展，并不斷改進(jìn)材料和工藝，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，降低生產(chǎn)成本，以增強(qiáng)厚膜混合集成電路的生命力和在電子產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。 ?在利用厚膜集成技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用表面組裝技術(shù)。薄膜集成技術(shù)。半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)和各種特殊加工技術(shù)，制備多品種。多功能。高性能。低成本的微型電路，如厚膜微片電路。厚薄膜混合集成電路。厚膜傳感器及其它各種新型電路等。 推廣 CAD.CAM與CAT技術(shù)在厚膜混合集成電路設(shè)計(jì)和制造過程中的應(yīng)用，生產(chǎn)工藝逐步向機(jī)械化。半自動(dòng)化。全自動(dòng)化方向過渡，不斷提高生產(chǎn)效率。降低生產(chǎn)成本與改善厚膜混合集成電路的可靠性。