薄膜陶瓷电路基板应用特点

薄膜陶瓷电路板基板是高集成化、高精密度、高导热率的基板，在半导体包括晶体管、二级管 、电阻和电感器等元件散热起到了非常重要的作用。

一，薄膜电路基板是高集成电路应用的重要器件

薄膜电路是将整个电路的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件以及它们之间的互连引线，全部用厚度在1微米以下的金属、半导体、金属氧化物、多种金属混合相、合金或绝缘介质薄膜，并通过真空蒸发、溅射和电镀等工艺制成的集成电路。

薄膜集成电路中的有源器件，即晶体管，有两种材料结构形式：一种是薄膜场效应硫化镉或硒化镉晶体管，另一种是薄膜热电子放大器。更多的实用化的薄膜集成电路采用混合工艺，即用薄膜技术在玻璃、微晶玻璃、镀釉和抛光氧化铝陶瓷基片上制备无源元件和电路元件间的连线，再将集成电路、晶体管、二极管等有源器件的芯片和不使用薄膜工艺制作的功率电阻、大容量的电容器、电感等元件用热压焊接、超声焊接、梁式引线或凸点倒装焊接等方式，就可以组装成一块完整的集成电路。

二，陶瓷薄膜电路基板的应用

采用薄膜技术来制造薄膜电路是薄膜领域中一个重要分支。薄膜电路主要特点：制造精度比较高（薄膜线宽和线间距较小），可实现小孔金属化，可集成电阻、电容、电感、空气桥等无源元件，并且根据需要，薄膜电路可以方便地采用介质制造多层电路。薄膜多层电路是指采用真空蒸发、溅射、电镀等薄膜工艺以及湿法刻蚀和干法刻蚀（反应离子刻蚀、等离子刻蚀、激光刻蚀）等图形形成技术，在抛光的基板（陶瓷、硅、玻璃等材料）上制作导体（Cu或Au等）布线与绝缘介质膜（PI或BCB等）相互交叠的多层互连结构。

薄膜多层电路技术，由于具有互连密度高、集成度高、可以制造高功率电路、整个封装结构具有系统级功能等突出特点，在微波领域的应用很有竞争力，特别是在机载、星载或航天领域中，其体积小、重量轻、可靠性高的特点更加突出，是一种非常有潜力的微波电路模块（低噪声放大器、滤波器、移相器等）、甚至需求量越来越大的T/R组件基板制造技术。

三，陶瓷薄膜电路基板的特点

（1）布线密度高，体积可以很小、重量很轻；

（2）集成度高，可以埋置电阻、电感、电容等无源器件以及有源芯片；

（3）高频特性好，可用于微波及毫米波领域；

（4）承受功率密度高，可选用高导热的金属、金刚石、陶瓷或铝炭化硅复合材料等作基板，制造高密度高功率多层基板。

薄膜多层互连基板与其它类型的基板相比，具有如下明显的缺点：

（1）工艺采用串形方式，成品率相对低，制造成本高；

（2）制造层数受限制。

薄膜多层电路技术由于具有明显的优点和缺点，因此在制造T/R组件的选择上，可以有两种方案。第一，可以采用薄膜技术在陶瓷基板或金属基板上直接制造T/R组件（4~5），发挥薄膜高精度、高集成度、高功率的性能，这种方法成本较高； 第二，将薄膜技术和其他多层电路技术（如厚膜技术、HTCC、LTCC等）结合起来（6-8），制造T/R组件，扬长避短，既发挥其他基板容易实现多层的特点，从而克服薄膜技术本身制造层数不足的缺点，又能发挥薄膜技术本身的高精度、高性能特长。

1，采用 HTCC做T/R组件的基板，是充分利用了高温共烧陶瓷（HTCC）和薄膜多层的优点，而又避开其不足。HTCC的优点是热导率高、易实现多层；其缺点是由于采用的电阻率高的Mo、W等浆料制作导带，微波损耗较大。薄膜多层互连技术的优点：线条精度高，采用Cu、Au等电阻率低的材料作导带，微波损耗小；其缺点是耐功率不足、多层成本高。基于 HTCC的薄膜多层互连技术可以将电源线、地层、信号线布在HTCC中， 以满足耐功率需要并减少薄膜多层层数。功率芯片可以通过焊接的方式贴在HTCC的凹腔中，有利于散热。微带线及芯片精细互连线可以作在少数几层HDI层中，满足微波性能的需要。

2， LTCC基板上薄膜集成 T/R组件

这种技术是将LTCC和薄膜技术集成在一起，在采用杜邦951或943生瓷制造的LTCC板上，不用抛光等处理，直接制造精细薄膜电路图形。利用LTCC容易实现多层的特点，把直流电源线、控制信号线做在不同的层上，还可埋置电阻、电容等无源器件。选用杜邦951或943生瓷，是因为制成的LTCC损耗比较小。利用薄膜的高精度特点，把无源器件（如Lange耦合器、滤波器、电阻网络、衰减器、功率分配器等）集成在LTCC表面。实用中薄膜图形典型的线条及间距20微米，膜层厚度5微米；NiCr层充当电阻层和粘附层。

结语：陶瓷薄膜电路基板与传统的在陶瓷基板实施薄膜工艺相比，薄膜技术在T/R组件的应用有两个明显的新的趋势，一是，在高导热的金属、合金、复合材料（ Al/SiC）上采用多层薄膜工艺，制造T/R组件，提高了组件耐功率性能，并且利于封装；还可根据设计需要把芯片贴装在表面的凹腔内，减短了金丝键合的长度或者不用键合，减小了或克服了寄生效应，改善组件性能；二是在其他多层基板（如HTCC或LTCC）上，实施薄膜工艺制造T/R组件，充分发挥HTCC或LTCC易实现多层及埋置无源器件的优点以及薄膜工艺高精度、低损耗的优点，对减小T/R组件基板尺寸、改善组件的电性能和热性能有重要意义。更多陶瓷薄膜电路基板的问题可以咨询金瑞欣特种电路，金瑞欣陶瓷基板加工多年，熟悉的薄膜制作工艺，精密度高，国内很多高校、研发机构、上市公司等3000多加企业单位合作，值得信赖。

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