厚膜电路相对PCB电路和半导体集成电路有哪些特点

集成电路分为厚膜电路、薄膜电路和半导体集成电路。厚膜电路与薄膜电路的区别有两点：其一是膜厚的区别，厚膜电路的膜厚一般大于10μm，薄膜的膜厚小于10μm，大多处于小于1μm；其二是制造工艺的区别，厚膜电路一般采用丝网印刷工艺，最先进的材料基板使用陶瓷作为基板，（较多的使用氧化铝陶瓷），薄膜电路采用的是真空蒸发、磁控溅射等工艺方法。

厚膜电路的优势在于性能可靠，设计灵活，投资小，成本低，多应用于电压高、电流大、大功率的场合。

集成电路如果以构成它的电路基础的晶体管来区分，有双极型集成电路和MOS集成电路两类。前者以双极结型平面晶体管为主要器件（如图2），后者以MOS场效应晶体管为基础。图3表示了典型的硅栅N沟道MOS集成电路的制造工艺过程。一般说来，双极型集成电路优点是速度比较快，缺点是集成度较低,功耗较大；而MOS集成电路则由于MOS器件的自身隔离，工艺较简单，集成度较高,功耗较低，缺点是速度较慢。近来在发挥各自优势，克服自身缺点的发展中，已出现了各种新的器件和电路结构。

集成电路按电路功能分，可以有以门电路为基础的数学逻辑电路和以放大器为基础的线性电路。后者由于半导体衬底和工作元件之间存在着有害的相互作用，发展较前者慢。同时应用于微波的微波集成电路和从Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体激光器和光纤维导管为基础的光集成电路也正在发展之中。

半导体集成电路除以硅为基础的材料外，砷化镓也是重要的材料，以它为基础材料制成的集成电路，其工作速度可比目前硅集成电路高一个数量级，有着广阔的发展前景。

从整个集成电路范畴讲，除半导体集成电路外，还有厚膜电路与薄膜电路。

①厚膜电路。以陶瓷为基片，用丝网印刷和烧结等工艺手段制备无源元件和互连导线，然后与晶体管、二极管和集成电路芯片以及分立电容等元件混合组装而成。

②薄膜电路。有全膜和混合之分。所谓全膜电路，就是指构成一个完整电路所需的全部有源元件、无源元件和互连导体，皆用薄膜工艺在绝缘基片上制成。但由于膜式晶体管的性能差、寿命短，因此难以实际应用。所以目前所说的薄膜电路主要是指薄膜混合电路。它通过真空蒸发和溅射等薄膜工艺和光刻技术，用金属、合金和氧化物等材料在微晶玻璃或陶瓷基片上制造电阻、电容和互连（薄膜厚度一般不超过1微米）,然后与一片或多片晶体管器件和集成电路的芯片高密度混合组装而成。

厚膜和薄膜电路与单片集成电路相比，各有特点，互为补充。厚膜电路主要应用于大功率领域；而薄膜电路则主要在高频率、高精度方面发展其应用领域。目前，单片集成电路技术和混合集成电路技术的相互渗透和结合，发展特大规模和全功能集成电路系统，已成为集成电路发展的一个重要方向。

薄膜集成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

厚膜集成电路是在陶瓷片或玻璃等绝缘物体上，外加晶体二极管、晶体管、电阻器或半导体集成电路等元器件构成的集成电路，一般用在电视机的开关电源电路中或音响系统的功率放大电路中。部分彩色电视机的伴音电路和末级视放电路也使用厚膜集成电路。

1．电源厚膜集成电路 开关电源电路使用的厚膜集成电路主要用于脉冲宽度控制、稳压控制及开关振荡等。

自激式开关电源电路常用的厚膜集成电路有STR-S6308、STR-S6309、STR-S5941、STR59041等型号。它激式开关电源电路中常用的厚膜集成电路有STR-S6708、STR-S6709等型号。图9-2是STR-S6309和STR-S6709的内电路框图。

2．音频功放厚膜集成电路 音频功放集成电路的主要作用是对输入的音频信号进行功率放大，推动扬声器发声。

常用的音频功放厚膜集成电路有STK4803、STK4042、STK4171、STK4191、STK4152、STK4843、STK3048A、STK6153等型号。图9-3是STK4191的内电路框图。

市场上流行的“傻瓜”型厚膜集成电路也称功率模块，是将半导体功放集成电路及其外外围的电阻器、电容器、电感器等元器件封装在一起构成的，常用的有皇后AMP1200、傻瓜175及超级傻瓜D-100、D-150、D-200等型号。这种厚膜集成电路只要接通音源、电源和扬声器即可工作，不用外加其它元器件。

厚膜电路指的是电路的制造工艺,是指在陶瓷基片上采用部分半导体工艺集成分立元件、裸芯片、金属 连线等，一般其电阻是印刷在基片上，通过激光调节其阻值的一种电路封装形式,阻值精度可达0.5%.一般用于微波和航天领域。

1）基板材料：96%氧化铝或氧化铍陶瓷

2）导体材料：银、钯、铂等合金，最新也有铜

3）电阻浆料：一般为钌酸盐系列

4）典型工艺：CAD--制版--印刷--烘干--烧结--电阻修正--引脚安装--测试

5）名字来由：电阻和导体膜厚一般超过10微米，相对溅射等工艺所成电路的膜厚了一些，故称厚膜。当然，现在的工艺印刷电阻的膜厚也有小于10微米的了。

二、"厚膜工艺就是把专用的集成电路芯片与相关的电容、电阻元件都集成在一个基板上，在其外部采用统一的封装形式，做成一个模块化的单元。这样做的好处是提高了这部分电路的绝缘性能、阻值精度，减少了外部温度、湿度对其的影响，所以厚膜电路比独立焊接的电路有更强的外部环境适应性能"

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