周璇

厚膜混合集成電路是用絲網(wǎng)印刷和燒結等厚膜工藝在同一基片上制作無源網(wǎng)絡，并在其上組裝分立的半導體器件芯片或單片集成電路或微型元件，再外加封裝而成的混合集成電路，厚膜混合集成電路是一種微型電子功能部件。

一、厚膜混合集成電路的特點及應用范圍

厚膜混合集成電路的特點是元件參數(shù)范圍廣、精度和穩(wěn)定度高、電路設計靈活性大、研制生產(chǎn)周期短，適合于多種小批量生產(chǎn)。在電性能上，它能耐受較高的電壓、更大的功率和較大的電流。厚膜微波集成電路的工作頻率更是可以達到4G赫茲以上。厚膜混合集成電路與半導體集成電路相互補充、相互滲透，廣泛應用于軍用、民用系統(tǒng)設備中，對電子設備的微型化起到了重要的推動作用。

隨著技術的發(fā)展，厚膜混合集成電路使用范圍日益擴大，主要應用于航天電子設備、衛(wèi)星通信設備、電子計算機、通訊系統(tǒng)、汽車工業(yè)、音響設備、微波設備以及家用電器等。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算機中的應用占主要地位，然后才是遠程通信、通訊、軍工與航空等部門。而在日本，消費類電子產(chǎn)品大量采用厚膜混合集成電路。美國則主要用于宇航、通訊和計算機，其中以通訊所占的比例最高。

在航空和宇航行業(yè)，厚膜混合集成電路由于其結構和設計的靈活性、小型化、輕量化、高可靠性、耐沖擊和振動、抗輻射等特點，在機載通信、雷達、火力控制系統(tǒng)、導彈制導系統(tǒng)以及衛(wèi)星和各類宇宙飛行器的通信、電視、雷達、遙感和遙測系統(tǒng)中獲得大量應用。

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)電機電壓調(diào)節(jié)器、電子點火器和燃油噴射系統(tǒng)。在計算機工業(yè)，厚膜電路一般用于集成存儲器、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。

在民用通訊設備中，厚膜混合集成壓控振蕩器、模塊電源、精密網(wǎng)絡、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、自動增益控制器、光信號收發(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、寬帶微波檢波器等諸多產(chǎn)品均是采用厚膜混合集成電路。

在民用儀器儀表及機床數(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、小信號放大器、信號發(fā)生器、信號變換器、濾波器、IGBT等功率驅(qū)動器、功率放大器、電源變換器等。在其它領域，厚膜多層步線技術已成功用于數(shù)碼顯示管的譯碼、驅(qū)動電路，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，厚膜技術在許多新興的與電子技術交叉的邊緣學科中也具有持續(xù)發(fā)展的潛力，有關門類有：磁學與超導膜式器件、聲表面波器件、膜式敏感器件（熱敏、光敏、壓敏、氣敏、力敏）、膜式太陽能電池、便攜音箱鋰電池、集成光路等。

二、厚膜混合集成電路的技術與產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀

目前，由于厚膜混合集成電路在功率電路方面的優(yōu)勢，其主導產(chǎn)品主要集中在混合集成DC/DC變換器、調(diào)寬功放等功率類器件方面。

國外生產(chǎn)通用高可靠厚膜混合電路的主要廠家有：美國Crane Interpoint公司、美國VPT公司、美國International Rectifier公司、MDI公司、美國DDC公司、MSK公司、linear公司等。由于起步早，技術成熟，國際上厚膜混合集成電路已經(jīng)廣泛應用于空間領域、航天、航空、兵器、民用航天器、運輸機及精密儀器設備領域，在軍用、民用領域均發(fā)揮著重要的作用。

上世紀80年代混合集成電路的技術體現(xiàn)在表面安裝技術方面，以表面貼裝元器件大量應用，使得混合集成電路在高可靠性、體積小、重量輕等方面優(yōu)勢得到發(fā)揮。90年代則發(fā)展到MCM多芯片組件組裝技術方面，從二維的MCM技術逐步過渡到三維的MCM立體組裝技術，使得產(chǎn)品的組裝效率得到大幅度的提高，產(chǎn)品的重量和體積也得到降低和縮小。2000年以后，混合集成技術則向著系統(tǒng)化方向發(fā)展，隨著多層共燒、多層布線技術的成熟，SIP、SOP等一系列新興混合集成技術層出不窮，把混合集成電路推廣到了更多高端應用領域，在產(chǎn)品的功率密度、封裝密度、功能的系統(tǒng)化等方面都有了長足的進步。

目前國內(nèi)混合集成電路經(jīng)過四十多年的發(fā)展，走過了（下轉(zhuǎn)第67頁）（上接第59頁）仿制、改進的技術發(fā)展階段，現(xiàn)在已經(jīng)逐步進入了以自主研制、自主創(chuàng)新為主體的發(fā)展模式。隨著混合集成電路應用范圍越來越廣，除了大量用于軍事電子裝備外，在消費類、通訊、汽車等領域也得到廣泛應用，已為軍工、民用電子裝備提供了大量高端混合集成電路。 但是，與國外先進的混合集成技術相比較，國內(nèi)混合集成技術目前尚未完全脫離技術跟仿的老路，在高端生產(chǎn)、調(diào)試、檢測裝備方面、高端原材料、漿料和半導體芯片方面都還要大量依賴進口，同時在產(chǎn)品的設計技術、工藝控制技術及相關支撐技術方面也都還有較大差距，還需要通過大量的努力和實踐來縮小直至超越國際先進水平。

三、厚膜混合集成電路的發(fā)展趨勢

厚膜混合集成技術產(chǎn)品將會隨新技術的引入而不斷地變化與擴展，這些新材料和新工藝技術會使產(chǎn)品的性能越來越強，可靠性越來越高，同時體積越來越小?？傮w而言，系統(tǒng)化、集成化、高功率密度化是厚膜混合集成技術未來發(fā)展的三大趨勢，具體發(fā)展的方向如下：

開發(fā)應用多層布線。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。

開發(fā)價廉質(zhì)優(yōu)的各種新型基板材料、漿料與包封材料，如 SIC基板、外殼、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，如微型封裝結構器件（SOT、QFN），功率微型模壓管，大功率晶體管，各種半導體集成電路芯片，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、C網(wǎng)絡、RC網(wǎng)絡、二極管網(wǎng)絡、三極管網(wǎng)絡等。

充分發(fā)揮厚膜混合集成電路的特長，繼續(xù)向多功能、大功率方向發(fā)展，并不斷改進材料和工藝，進一步提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，降低生產(chǎn)成本，以增強厚膜混合集成電路的生命力和在電子產(chǎn)品市場的競爭能力。

在利用厚膜集成技術的基礎上，綜合運用表面組裝技術、薄膜集成技術、半導體微細加工技術和各種特殊加工技術，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、高靈敏度厚膜傳感器及其它各種新型電路等。

推廣 CAD、CAM與CAT技術在厚膜混合集成電路設計和制造過程中的應用，生產(chǎn)工藝逐步向機械化、半自動化、全自動化方向過渡，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。

（作者單位：中國電子科技集團公司第四十三研究所）