混合集成电路基本工艺与应用
2022-01-20

  由半导体集成工艺与薄(厚)膜工艺结合而制成的。混合集成电路是在基片上用成膜方法制作厚膜或薄膜元件及其互连线,并在同一基片上将分立的半导体芯片、单片集成电路或微型元件混合组装,再外加封装而成。它与分立元件电路相比,混合集成电路具有组装密度大、可靠性高、电性能好等特点。相对于单片集成电路,它设计灵活,工艺方便,便于多品种小批量生产,并且元件参数范围宽,精度高,稳定性好,可以承受较高电压和较大功率。混合集成电路的应用以模拟集成电路、微波集成电路、光电集成电路为主,也用于电压较高、电流较大的专用电路中。在微波领域中的应用尤为突出。

 

  混合集成电路

 

 1.特点

 

        混合集成电路是将一个电路中所有元件的功能部分集中在一个基片上,能基本上消除电子元件中的辅助部分和各元件间的装配空隙和焊点,因而能提高电子设备的装配密度和可靠性。由于这个结构特点,混合集成电路可当作分布参数网络,具有分立元件网路难以达到的电性能。混合集成电路的另一个特点,是改变导体、半导体和介质三种膜的序列、厚度、面积、形状和性质以及它们的引出位置得到具有不同性能的无源网路。

 

  2.种类

 

  制造混合集成电路常用的成膜技术有两种:网印烧结和真空制膜。用前一种技术制造的膜称为厚膜,其厚度一般在15微米以上,用后一种技术制造的膜称为薄膜,厚度从几百到几千埃。若混合集成电路的无源网路是厚膜网路,即称为厚膜混合集成电路;若是薄膜网路,则称为薄膜混合集成电路。为了满足微波电路小型化、集成化的要求,又有微波混合集成电路。这种电路按元件参数的集中和分布情况,又分为集中参数和分布参数微波混合集成电路。集中参数电路在结构上与一般的厚薄膜混合集成电路相同,只是在元件尺寸精度上要求较高。而分布参数电路则不同,它的无源网路不是由外观上可分辨的电子元件构成,而是全部由微带线构成。对微带线的尺寸精度要求较高,所以主要用薄膜技术制造分布参数微波混合集成电路。

 

  3.基本工艺

 

  为便于自动化生产和在电子设备中紧密组装,混合集成电路的制造采用标准化的绝缘基片。最常用的是矩形玻璃和陶瓷基片,可将一个或几个功能电路制作在一块基片上。制作过程是先在基片上制造膜式无源元件和互连线,形成无源网络,然后安装上半导体器件或半导体集成。膜式无源网络用光刻制版和成膜方法制造。在基片上按照一定的工艺顺序,制造出具有各种不同形状和宽度的导体、半导体和介质膜。把这些膜层相互组合,构成各种电子元件和互连线。在基片上制作好整个电路以后,焊上引出导线,需要时,再在电路上涂覆保护层,最后用外壳密封即成为一个混合集成电路。

 

  4.应用和发展

 

        混合集成电路的应用以模拟电路、微波电路为主,也用于电压较高、电流较大的专用电路中。例如便携式电台、机载电台、电子计算机和中的数据转换电路、数-模和模-数转换器等。在微波领域中的应用尤为突出。

 

  5.发展趋势

 

  混合集成技术的发展趋势是:①用多层布线和载带焊技术,对单片半导体集成电路进行组装和互连,实现二次集成,制作复杂的多功能、高密度大规模混合集成电路。②无源网路向更密集、更精密、更稳定方面发展,并且将敏感元件集成在它的无源网路中,制造出集成化的传感器。③研制大功率、高电压、耐高温的混合集成电路。④改进成膜技术,使薄膜有源器件的制造工艺实用化。⑤用带互连线的基片组装微型片状无引线元件、器件,以降低电子设备的价格和改善其性能。

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