混合集成電路綜述

由半導(dǎo)體集成工藝與薄(厚)膜工藝結(jié)合而制成的集成電路。混合集成電路是在基片上用成膜方法制作厚膜或薄膜元件及其互連線，并在同一基片上將分立的半導(dǎo)體芯片、單片集成電路或微型元件混合組裝，再外加封裝而成。它與分立元件電路相比，混合集成電路具有組裝密度大、可靠性高、電性能好等特點(diǎn)。相對(duì)于單片集成電路，它設(shè)計(jì)靈活，工藝方便，便于多品種小批量生產(chǎn)，并且元件參數(shù)范圍寬，精度高，穩(wěn)定性好，可以承受較高電壓和較大功率?；旌霞呻娐返膽?yīng)用以模擬集成電路、微波集成電路、光電集成電路為主，也用于電壓較高、電流較大的專用電路中。在微波領(lǐng)域中的應(yīng)用尤為突出。

1.特點(diǎn)

混合集成電路是將一個(gè)電路中所有元件的功能部分集中在一個(gè)基片上，能基本上消除電子元件中的輔助部分和各元件間的裝配空隙和焊點(diǎn)，因而能提高電子設(shè)備的裝配密度和可靠性。由于這個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，混合集成電路可當(dāng)作分布參數(shù)網(wǎng)絡(luò)，具有分立元件網(wǎng)路難以達(dá)到的電性能?；旌霞呻娐返牧硪粋€(gè)特點(diǎn)，是改變導(dǎo)體、半導(dǎo)體和介質(zhì)三種膜的序列、厚度、面積、形狀和性質(zhì)以及它們的引出位置得到具有不同性能的無源網(wǎng)路。

2.種類

制造混合集成電路常用的成膜技術(shù)有兩種：網(wǎng)印燒結(jié)和真空制膜。用前一種技術(shù)制造的膜稱為厚膜，其厚度一般在15微米以上，用后一種技術(shù)制造的膜稱為薄膜，厚度從幾百到幾千埃。若混合集成電路的無源網(wǎng)路是厚膜網(wǎng)路，即稱為厚膜混合集成電路;若是薄膜網(wǎng)路，則稱為薄膜混合集成電路。為了滿足微波電路小型化、集成化的要求，又有微波混合集成電路。這種電路按元件參數(shù)的集中和分布情況，又分為集中參數(shù)和分布參數(shù)微波混合集成電路。集中參數(shù)電路在結(jié)構(gòu)上與一般的厚薄膜混合集成電路相同，只是在元件尺寸精度上要求較高。而分布參數(shù)電路則不同，它的無源網(wǎng)路不是由外觀上可分辨的電子元件構(gòu)成，而是全部由微帶線構(gòu)成。對(duì)微帶線的尺寸精度要求較高，所以主要用薄膜技術(shù)制造分布參數(shù)微波混合集成電路。

3.基本工藝

為便于自動(dòng)化生產(chǎn)和在電子設(shè)備中緊密組裝，混合集成電路的制造采用標(biāo)準(zhǔn)化的絕緣基片。最常用的是矩形玻璃和陶瓷基片，可將一個(gè)或幾個(gè)功能電路制作在一塊基片上。制作過程是先在基片上制造膜式無源元件和互連線，形成無源網(wǎng)絡(luò)，然后安裝上半導(dǎo)體器件或半導(dǎo)體集成電路芯片。膜式無源網(wǎng)絡(luò)用光刻制版和成膜方法制造。在基片上按照一定的工藝順序，制造出具有各種不同形狀和寬度的導(dǎo)體、半導(dǎo)體和介質(zhì)膜。把這些膜層相互組合，構(gòu)成各種電子元件和互連線。在基片上制作好整個(gè)電路以后，焊上引出導(dǎo)線，需要時(shí)，再在電路上涂覆保護(hù)層，最后用外殼密封即成為一個(gè)混合集成電路。

4.應(yīng)用和發(fā)展

混合集成電路的應(yīng)用以模擬電路、微波電路為主，也用于電壓較高、電流較大的專用電路中。例如便攜式電臺(tái)、機(jī)載電臺(tái)、電子計(jì)算機(jī)和微處理器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器等。在微波領(lǐng)域中的應(yīng)用尤為突出。

5.發(fā)展趨勢(shì)

混合集成技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：①用多層布線和載帶焊技術(shù)，對(duì)單片半導(dǎo)體集成電路進(jìn)行組裝和互連，實(shí)現(xiàn)二次集成，制作復(fù)雜的多功能、高密度大規(guī)?；旌霞呻娐?。②無源網(wǎng)路向更密集、更精密、更穩(wěn)定方面發(fā)展，并且將敏感元件集成在它的無源網(wǎng)路中，制造出集成化的傳感器。③研制大功率、高電壓、耐高溫的混合集成電路。④改進(jìn)成膜技術(shù)，使薄膜有源器件的制造工藝實(shí)用化。⑤用帶互連線的基片組裝微型片狀無引線元件、器件，以降低電子設(shè)備的價(jià)格和改善其性能。