薄膜電路技術(shù)在tr組件中的應(yīng)用-文庫(kù)吧資料
2024-11-15 17:13本頁(yè)面
【正文】 模組。 ■低溫共燒陶瓷技術(shù)成被動(dòng)元件顯學(xué) 低溫共燒多層陶瓷技術(shù)提供了高度的主動(dòng)元件或模組及被動(dòng)元件的整合能 力，並能到模組縮小化及低成本的要求，可以堆疊數(shù)個(gè)厚度只有幾微米的陶瓷基板，並且嵌入被動(dòng)元件以及其他 IC，所以近年來(lái) LTCC 是被動(dòng)元件產(chǎn)業(yè)極力開(kāi)發(fā)的技術(shù)。 低溫共燒多層陶瓷 (LTCC)技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用 字體 : 小 中 大 | 打印 發(fā)表于 : 20201023 12:11 作者 : 00d44 來(lái)源 : 微波技術(shù)網(wǎng) 單晶片模組技術(shù)尚未實(shí)用化之前，被動(dòng)元件在成本及特性的因素下，無(wú)法完全整合於 IC 內(nèi)，必須利用外接的方式來(lái)達(dá)到功能模組，但是因?yàn)樵诠δ苣＝M上所使用的被動(dòng)元件數(shù)目相當(dāng)多，容易造成可靠度低、高生產(chǎn)成本及基板面積不易縮小等缺點(diǎn)，所以利用低溫共燒多層陶瓷（ LowTemperature Cofired Ceramics； LTCC）技術(shù)來(lái)克服上述的缺點(diǎn)。 4. 結(jié)語(yǔ) 從以上分析可以看出，與傳統(tǒng)的在陶瓷基板實(shí)施薄膜工藝相比，薄膜技術(shù)在 T/R 組件的應(yīng)用有兩個(gè)明顯的新的趨勢(shì)，一是，在高導(dǎo)熱的 金屬、合金、復(fù)合材料 ( Al/SiC)上采用多層薄膜工藝，制造 T/R 組件，提高了組件耐功率性能，并且利于封裝；還可根據(jù)設(shè)計(jì)需要把芯片貼裝在表面的凹腔內(nèi)，減短了金絲鍵合的長(zhǎng)度或者不用鍵合，減小了或克服了寄生效應(yīng)，改善組件性能；二是在其他多層基板 (如 HTCC或 LTCC)上，實(shí)施薄膜工藝制造 T/R 組件，充分發(fā)揮 HTCC或 LTCC 易實(shí)現(xiàn)多層及埋置無(wú)源器件的優(yōu)點(diǎn)以及薄膜工藝高精度、低損耗的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)減小 T/R 組件基板尺寸、改善組件的電性能和熱性能有重要意義。從結(jié)構(gòu)圖上可以看出，芯片安裝在 LTCC 表面的凹腔內(nèi)，可以減小鍵合長(zhǎng) 度及關(guān)聯(lián)電感，芯片熱量可通過(guò)背面的散熱通孔柱傳到下面的熱沉上，可克服 LTCC 熱導(dǎo)率低的缺點(diǎn)。利用薄膜的高精度特點(diǎn)，把無(wú)源器件 (如Lange 耦合器、濾波器、電阻網(wǎng)絡(luò)、衰減器、功率 分配器 等 )集成在 LTCC 表面。利用 LTCC 容易實(shí)現(xiàn)多層的特點(diǎn)，把直流電源線、控制信號(hào) 線做在不同的層上，還可埋置電阻、電容等無(wú)源器件。微帶線及芯片精細(xì)互連線可以作在少數(shù)幾層 HDI層中，滿足微波性能的需要。基于 HTCC 的薄膜多層互連技術(shù)可以將 電源線 、地層、信號(hào)線布在 HTCC中 , 以滿足耐功率需要并減少薄膜多層層數(shù)。 HTCC的優(yōu)點(diǎn)是熱導(dǎo)率高、易實(shí)現(xiàn)多層；其缺點(diǎn)是由于采用的電阻率高的 Mo、 W 等漿料制作導(dǎo)帶，微波損耗較大。預(yù)先將 HTCC 基板開(kāi)槽并金屬化，將功率芯片貼裝預(yù)槽內(nèi)，使之與基板表面持平，然后在其上實(shí)施 HDI 工藝。圖 5 是美國(guó)辛西納底 大學(xué)研制的薄膜多層發(fā)射模塊示意圖，它是在硅基片上，用 Dupont公司的聚酰亞胺做介質(zhì) (每層介質(zhì)厚度 9~15μm)，用TiAuTi 或 CrAuCr 做導(dǎo)帶 (Au 厚度 2~3μm)，制作的 4層金屬、 3 層介質(zhì)的多層互連結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 4 所示 ,在同一塊氧化鋁陶瓷基板 (厚 )上，正面采用薄膜技術(shù)做微帶電路，背面采用厚膜技術(shù)做 4 層布線，正面薄膜電路和背面厚膜電路之間的互連采用 激光打孔 的方法實(shí)現(xiàn)，芯片和器件埋在陶瓷板孔內(nèi) 。以此類(lèi)推，實(shí)現(xiàn)多層。 采用 Al/SiC 材料作基板，必須預(yù)先加工成形并進(jìn)行鍍 Ni/Au 金屬化，有源芯片和無(wú)源器件可以直接貼裝于凹腔內(nèi)，并使其與基板表面在同一平面上，其中高功率 GaAs 芯片采用 AuSn 高溫焊料焊于基板凹腔內(nèi)，以保證熱傳導(dǎo)并降低器件結(jié)點(diǎn)溫度；非功率芯片和無(wú)源器件可以采用導(dǎo)電膠貼于基板凹腔內(nèi)。采用 Al/SiC 材料做 T/R 組件的基板，主要考慮該材料不僅導(dǎo)熱率較高 (接近氮化鋁，約160W/moK),而且熱張系數(shù)與 GaAs 或 Si 有源芯片接近，有利于直接貼裝芯片。這種技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)是所有芯片或無(wú)源器件 (如耦合器、濾波器等 )可以同時(shí)裝配，裝配不采用金絲鍵合手段也不用倒裝芯片，以解決毫米波頻段金絲鍵合帶來(lái)的一致性控制以及寄生效應(yīng)難題；同時(shí)也可解決采用倒裝芯片帶來(lái)的功率耗散問(wèn)題，芯片的熱 量可以通過(guò)金屬底板快速散去。 1995 年，澳大利亞的 報(bào)導(dǎo)了一種金屬基 V 波段 (可以達(dá) 110GHz 以上 )薄膜多層多芯片組件專(zhuān)利技術(shù) (5)，結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖 2。主要工藝為：先在 毫米厚的鉬基片上，采用銅導(dǎo)體和聚酰亞胺的薄膜多層工藝制造直流和控制信號(hào)主板，然后在 厚的低損耗 Al2O3 陶瓷板 上用薄膜工藝制 造 RF 傳輸線，最后將 RF 部分和芯片、電容等裝配在低頻主板上。 Martin Marietta 實(shí)驗(yàn)室 ,1995 年首次報(bào)道了采用薄膜技術(shù)制造了頻率高達(dá) 94GHz 的 W 波段的 8 單
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