薄膜電路和厚膜電路陶瓷基板的差異

電子器件的封裝對于電子技術的應用至關重要，封裝不僅起著保護芯片和增強導熱性能的作用，而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁，以及通過合理結構設計整合通用功能。在眾多封裝方式中，陶瓷電路板逐漸發(fā)展成為新一代集成電路以及功率電子模塊的理想封裝基材，其中，陶瓷基板金屬化工藝是陶瓷電路板制作非常重要的環(huán)節(jié)，我們常聽說的“厚膜電路陶瓷基板”與“薄膜電路陶瓷基板”就是采用兩種工藝金屬化后的陶瓷電路板產品。

 一，薄膜電路和厚膜電路陶瓷基板的區(qū)別

首先，它們的作用都是為了制作集成電路，集成電路是以特定的工藝在單獨的基片之上(或之內)形成無源網絡并互連有源器件，從而構成微型電子電路，使電子器件能夠有效發(fā)揮作用。

集成電路工藝是把電路所需要的晶體管、二極管、電阻器和電容器等元件用一定工藝方式制作在一小塊半導體晶片、玻璃或陶瓷襯底上，再用適當?shù)墓に囘M行互連，然后封裝在一個管殼內，使整個電路的體積大大縮小，引出線和焊接點的數(shù)目也大為減少。集成的設想出現(xiàn)在50年代末和60年代初，是采用硅平面技術和薄膜與厚膜技術來實現(xiàn)的。

厚膜電路和薄膜電路陶瓷基板的區(qū)別就是它們分別以厚膜和薄膜技術在陶瓷基板上完成集成電路。

采用厚膜技術的緣由：

相對于三維塊體材料，所謂膜，因其厚度及尺寸比較小，一般來說可以看做是物質的二維形態(tài)。利用軋制等制作方法的為厚膜，厚膜不需要基體，可獨立制成，通常厚度為10~25μm；由膜的構成物堆積而成的為薄膜，薄膜只能依附在基體之上，通常厚度為1μm左右。

膜的主要功能分為三種：電氣連接、元件搭載、表面改性。

1.電氣連接。

電路板及膜與基板互為一體，元器件搭載在基板上達到與導體端子相互連接；

2.元件搭載。

芯片裝載在封裝基板上需要焊接盤，而元器件搭載在基板上依賴導體端子，其中焊接盤和導體端子都是膜電路重要的部分；

3.表面改性。

通過膜的使用可以使材料在某些性能上得到改性，如增加材料的耐磨性、抗腐蝕性、耐高溫性等等。

二，厚膜與薄膜技術介紹

1，厚膜技術

     厚膜技術是在基板上通過絲網印刷、微筆直寫技術和噴墨打印技術等微流動直寫技術在基板上直接沉積漿料，經高溫燒結形成導電線路和電極的方法，該方法適用于大部分陶瓷基板。材料經過高溫燒成后，會在陶瓷電路板上形成粘附牢固的膜，重復多次后，就會形成多層互連結構的包含電阻或電容的電路。

                                     厚膜技術工藝流程

      其漿料主要由功能相、粘結相和載體三部分組成。

       根據(jù)不同情況，功能相的材料也是有所區(qū)別的：作為導體漿料，功能相多為貴金屬或貴金屬混合物；作為電阻漿料，功能相多為導電性金屬氧化物；作為介質，功能相多為玻璃或陶瓷。功能相決定了成膜后的電性能和機械性能，因此材料要求嚴格。

 粘結相多為玻璃、金屬氧化物及玻璃和金屬氧化物的復合材料，顧名思義，粘結相的作用就是把燒結膜粘結到基板上。不同于功能相和粘結相的粉末狀態(tài)，載體是聚合物在有機溶劑中的溶液，影響著厚膜的工藝特性，常作為印刷膜和干燥膜的臨時粘結劑。

隨著電子電氣行業(yè)微型化發(fā)展，要求厚膜電路組裝密度以及布線的密度不斷地提高，這就要求導體線條更細，線間距更窄。厚膜技術中以絲網印刷應用最為廣泛，該技術優(yōu)點是工藝簡單，但缺點也很明顯：受限于導電漿料和絲網尺寸，制備的導線最小線寬難以低于60μm，并且無法制作三維圖形，因此不適合小批量、精細電路板的生產。微筆直寫技術和噴墨打印技術雖然能沉積高精度導電圖形，但是對漿料粘度要求較高，容易發(fā)生通道堵塞。并且，采用厚膜技術成形的導電線路電學性能較差，僅能用于對功率和尺寸要求較低的電子器件中。

2，薄膜技術

薄膜技術是一種晶片級制造技術，是微電子制造中金屬薄膜沉積的主要方法。采用薄膜技術制備陶瓷線路板，首先通過蒸發(fā)、磁控濺射等面沉積工藝，在陶瓷表面沉積一層200-500nm的Cu層作為種子層，以便后續(xù)的電鍍工藝開展。然后，通過貼膜、曝光、顯影等工序完成圖形轉移，再電鍍使Cu層增長到所需厚度，最終通過退膜、蝕刻工序完成導電線路的制作。

                                                                                             薄膜技術工藝流程

 近年來，因為可更好滿足線路尺寸不斷縮下精準度高的要求，采用薄膜工藝制備的陶瓷電路板已在功率型LED封裝中顯示出了極強的競爭力。薄膜電路的線條細(最小線寬2um)，精度高（線寬誤差2um)，但也正因“細小的線”不容起伏，薄膜電路對基片的表面質量要求高，所以用于薄膜電路的基板純度要求高(常見的是99.6%純度的氧化鋁)，同時陶瓷的高純度也就代表的加工難度及成本的攀升。

另外，薄膜電路也可以方便地采用介質制造多層電路，由于薄膜多層電路具有互連密度高、集成度高、可以制造高功率電路、整個封裝結構具有系統(tǒng)級功能等突出特點，在微波領域的應用很有競爭力，特別是在機載、星載或航天領域中，其體積小、重量輕、可靠性高的特點更加突出，是一種非常有潛力的微波電路模塊（低噪聲放大器、濾波器、移相器等)、甚至需求量越來越大的T/R組件基板制造技術。

只是相比于其他類型的基板，還存在工藝采用串形方式，成品率相對低，制造成本高，以及制造層數(shù)受限制、設備和工藝條件要求高等問題。

三，厚膜與薄膜技術對比

1，工藝對比

厚膜與薄膜技術工藝及性能特點對比如下：

2，應用對比

 薄膜技術的光學、電學、磁學、化學、力學及熱學性質使其在反射涂層、減反涂層、光記錄介質、絕緣薄膜、半導體器件、壓電器件、磁記錄介質、擴散阻擋層、防氧化、防腐蝕涂層、傳感器、顯微機械、光電器件熱沉等方面具有廣泛的應用，其中在光電子器件、薄膜敏感元件、固態(tài)傳感器、薄膜電阻、電膜、電容、混合集成電路、太陽能電池、平板顯示器、聲表面波濾波器、磁頭等的方面具有很大的應用。

厚膜技術因其高可靠性和高性能在汽車領域、消費電子、通信工程、醫(yī)療設備、航空航天中具有較多的應用，例如：開關穩(wěn)壓電源電路、視放電路、幀輸出電路、電壓設定電路、高壓限制電路，飛行器的通信、電視、雷達、遙感和遙測系統(tǒng)，發(fā)電機電壓調節(jié)器、電子點火器和燃油噴射系統(tǒng)，磁學與超導膜式器件、聲表面波器件、膜式敏感器件等的應用。

以上是關于薄膜電路和厚膜電路陶瓷基板的工藝介紹，特點、應用等區(qū)別的闡述，更多薄膜電路基板相關工藝問題可以咨詢金瑞欣特種電路。