1、厚膜电路讲解 (内部资料),内 容 提 要,一、电路和模块的定义 二、厚膜电路的工艺过程 三、厚膜电路的特点 四、厚膜电路的比较优势 五、散装电路二次集成的必要性 六、散装电路二次集成后将形成的优势 七、厚膜电路的设计要点 八、厚膜电路版图平面设计要点 九、厚膜产品主要分类 十、厚膜军工产品应用注意事项,厚膜电路讲解,内容提要,电路模块,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,一、 厚膜混合集成电路和微电路模块,厚膜混合集成电路，采用厚膜平面多层布线、电子浆料印刷、烧结成型工艺，半导体芯片二次组装集成，执行GJB2438A混合集成电路通用规范标准。厚膜电路
2、具有优越的安全性、稳定性、可靠性。是美国航空航天管理局（NASA）确立的微电子六大工艺产品之一。是军工单位提升整机产品质量，提高可靠性水平的有效措施。微电路模块，也是基于厚膜工艺，采用表面贴装元件组装的具有独立功能的器件，执行SJ20668-1998微电路模块总规范标准。普军级应用。两者的区别在于工艺和质量等级不同。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,二、 厚膜混合集成电路的工艺过程,芯片组装： 采用金丝球压焊工艺。 金属封装： 采用平型缝焊或储能焊。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势
3、,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,制网,丝网印刷,8温区厚膜高温烧结炉,厚膜电阻激光修调,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,热风回流焊,质量检验,SMT贴片,测试,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,键合机,储能焊封装机,老练筛选,军工质量体系GJB9001,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,1、温度特性良好。陶瓷材料具有优良的高频、高Q特性和高速传输特性；具有较小的热膨
4、胀系数、较小的介电常数温度系数，具备比普通PCB电路基板优良的热传导性和热均匀性，电路内部无局部热点。2、有利于提高系统整机性能。使用电导率高的金属材料作为导体材料，适应大电流及高温特性要求。金属密封结构，电磁屏蔽良好，耐高温、高湿等恶劣环境，产品一致性好、稳定性高、可靠性高。3、体积小、重量轻。芯片互连组装，细线结构，交叉多层平面布线，可以减少导体的长度与接点数，实现多功能化高密度组装。,三、 厚膜混合集成电路的特点,厚膜电路讲解,内容提要,电路模块,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,4、与半导体集成电路相互补充、相互渗透。二者结合可实现更高组装密
5、度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件；5、参量范围大，增加了电路设计的灵活性。适合集成的元件芯片种类多，厚膜电阻精度高，可任意取值，可以进行跟踪误差或功能调试。研发周期短，试样、批量两相宜。6、采用非连续式的生产工艺，便于基板烧成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查，有利于提高多层基板的成品率和质量。,三、 厚膜混合集成电路的特点（续）,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,与PCB组装电路相比较：在厚膜工艺，芯片组装，产品体积、重量方面有明显优势；厚膜电路电连接焊点少，工艺稳定，比PCB基板组装可靠性更高。另外，厚
6、膜电路适合集成的元件芯片种类多，参量范围大，增加了电路设计的灵活性。通过二次混合集成，产品功能性强，一致性好，便于整机批产化。与半导体集成电路的比较 ：虽然半导体集成电路在数字电路方面充分发挥了小型化、高可靠性、适合大批量低成本生产的特点，但是厚膜电路在许多方面，都保持着优于半导体集成电路的地位和特点： 1）低噪声电路；2）高稳定性无源网络；3）高频线性电路；4）高精度线性电路；5）微波电路；6）高压电路；7）大功率电路；8）模数电路混合。,四、 厚膜混合集成电路的比较优势,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,1. 提高可
7、靠性厚膜工艺进行二次集成，能够有效保持电路所用元器件的管芯原有可靠性水平。我们知道，半导体三极管管芯本身可靠性级别很高，平均无故障时间在106109h。但是，经过几道封装加工工序，尤其塑封件封装，可靠性大幅度降低，可以保证的平均无故障时间只能达到104h。厚膜工艺二次集成，直接使用管芯，避免了元器件的封装等后道加工工序，能够有效保持元器件的管芯原有可靠性水平。提高产品的可靠性 。,五、散装电路二次集成的必要性,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,2. 有利于标准化批产 厚膜电路工艺通过全过程质量控制，专业标准设备加工，使产
8、品一致性好、稳定性高。散件集成为标准件，方便了装配、调试和维修。因此，散装电路的厚膜集成是整机产品一致性、标准化批产的需求。 3. 提高稳定性由于散装电路往往暴露在外，容易受到周围电磁干扰，也易受其他电路干扰。而厚膜集成以后，金属全密封，基本屏蔽了外界环境干扰和电磁干扰。因此，厚膜集成化是整机产品提高电磁兼容性和热稳定性的有效途径。,五、散装电路二次集成的必要性（续）,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,4. 有利于小型化我们可以简单以三极管对比一下：已封装的三极管，其管芯1mm2厚度0.1mm，重量毫克级，封装成TO-2
9、20，体积10154.5mm3，还不算长14的引线。体积增大6千倍！重达增加1千倍。直接使用管芯集成组装，有利于整机小型化。因此，厚膜集成化是整机缩小体积、降低重量的有效途径。,五、散装电路二次集成的必要性（续）,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,1. 质量可靠性将大幅提高直接采用芯片键合组装，消除了封装过程对各个元件可靠性的影响，也消除了具体封装形式对各个元件的环境适应性的限制，厚膜产品采用金属密封，严格执行国军标相关质量体系要求，提升了质量可靠性。也能够改善电磁兼容性。 2. 体积小，重量轻，进一步微型化。采用厚膜集
10、成工艺，电路体积显著缩小，重量大幅度减轻。 3. 一致性好，精度和稳定性高。厚膜集成电路工艺稳定， 4. 稳定性好。厚膜电路内部，良好的热传导使整个厚膜芯板温度均匀，剔除了局部热点，从而消除了局部热点容易无限度升温的隐患。另外，厚膜电路参数设计灵活多样，便于设计和改进。,六、散装电路二次集成后将形成的优势,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,七、 厚膜电路设计要点,1、切实掌握设计依据电路的设计依据是供需双方签订的合同或电子系统对电路提出的最基本的设计要求；有参数指标、质量等级、考核标准和其它的附加条件。可参照下列条件：
11、电性能指标； 系统研制提供的电源种类及数量； 输入信号的波形、频率、电平； 应输出信号的波形、频率、功率及参数要求； 输出负载形式； 所允许的最大功耗； 产品工作环境条件 可靠性、先进性及经济性。 产品结构、外形尺寸和重量 产品封装形式及气密性要求。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,七、 厚膜电路设计要点（续）,2、严格遵守设计原则在设计过程必须遵守下列原则和指导思想： 设计的先进性和继承性 通用化、系列化、标准化 方案优选、参数优选 材料、元器件标准选用 工艺的可行性、可生产性 可靠性 性能价格比,厚膜电路讲解,内容
12、提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,七、 厚膜电路设计要点（续）,3、全程遵循设计程序 3.1、线路设计：方案论证、电路设计、热设计、可靠性设计、电路设计的正确性验证、电路设计评审、出电原理图等。 3.2、封装结构设计 ：按照环境、尺寸、重量、功耗、气密性及引出端数目选择合适的封装形式和外壳结构。尽量选用标准外壳。必须重新设计时选用的材料、镀层、引出端及封装边缘距离必须满足附录规定。 3.3、组装工艺设计：根据对产品的力学环境、热学环境及电性能要求选择芯片装贴、无源器件装贴、基片装贴、互连工艺和封装工艺确定产品工艺基线 。,厚膜电路讲解,内
13、容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,七、 厚膜电路设计要点（续）,3、全程遵循设计程序 3.3、组装工艺设计： 3.3.1、对于具体的电路型号、原理图或结构，电流密度应在最大电流密度部位（即每单位横截面积的最大电流）计算。主要注意最细、最薄、最窄部位。厚膜导体（金属化条、键合区等）在通过最大设计电流时，其耗散不应超过4W/ cm2。BeO基片上的导体，其耗散不超过80W/ cm2。 3.3.2、内引线:可选择25微米、50微米金丝或250微米铝丝。设计内引线和其它沿整个长度方向与基片不存在热接触的导体(如线或条形导体)时,应注意其所承受的
14、最大额定电流值。（公式I=kd3/2 ）,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,七、 厚膜电路设计要点（续）,3、全程遵循设计程序 3.4、版图平面设计：版图平面设计的主要依据是最终线路图，已选定的封装结构，组装工艺及工艺基线提供的工艺参数。 3.5、工艺设计评审 3.6、制版 3.7、绘制印刷、激光调阻和元器件组装、互连图及基片尺寸图。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,七、 厚膜电路设计要点（续）,4、合理标准设计和绘制电原理图混合集成电路的原理图
15、、逻辑图（或这两者的组合）应能充分详细地表明设计到混合集成电路中的所有电气元件及其量值。对于复杂电路或带有重复部分的那些电路，则整个厚膜混合集成电路可以用一个逻辑图结合多个原理图表示。寄生元件如果对混合集成电路的固有功能有重要影响则也应当包括在原理图中。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点,1、版图平面设计程序,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点（续）,2、确定基片材料和尺寸根据外壳尺寸，引出
16、端、功率密度、元器件规格、组装工艺要求确定基片材料和尺寸。 3、绘制版图按照元器件实际尺寸或封装结构，方位互连线、平面布局最终线路图以 10：1或20：1比例放大绘制在座标纸上或用计算机辅助设计绘制版图。图中应能显示出连接各元件的互连图形,基片及其上所有的导体图形和有源或无源元件,以及半导体芯片。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点（续）,4、技术要求 4.1、 基片与版图对于单个图形，图形与基片边缘的最小距离为300m；对于连片形式，规定版上图形与基片边缘的最小距离为250m，图形之间距离为
17、600m（含划片槽在内）；手工印刷的基片面积，应控制在707088mm2间。4.2、厚膜导带布线原则 注意导带的最小宽度 、最小间距以及导带长度 。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点（续）,4、技术要求 4.3、厚膜电阻布线原则 1） 厚膜电阻浆料选用标准方阻：10/、100/等；2）厚膜电阻温度系数为：100ppm/500ppm/；3）电阻设计应控制在1/33间，若超过3可用串联方式；4）设计时应尽量减少电阻的方阻数目，最好不要超过三种。5）所有电阻的方数都按100%进行设计，特殊情况下，
18、扁电阻可按80%进行设计，长电阻按70%进行设计。 6）最大功率耗散(mw/mm2) ：根据方阻300500间。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点（续）,4、技术要求 4.3、厚膜电阻布线原则 7）电阻、导体和基片间的最小尺寸规定：电阻的有效长度应800m；电阻的搭接距离300m；电阻与其它导体的距离350m；搭接区导体的宽度比电阻的宽度应大400m；电阻的宽度应800m；电阻体与基片边缘的距离不小于300m。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设
19、计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点（续）,4、技术要求 4.4、膜电阻位形等其它规定：厚膜电阻应统一采用矩形形式，其匹配电阻应使用同一浆料，且距离应尽可能靠近。电阻图形的轴向也应一致。除非特殊情况，电阻图形的轴向也应与X轴或Y轴平行。4.5、交叉布线及多层布线原则：对于交叉布线，上、下层导带的搭接长度应不小于300m；介质边缘与被覆盖导带边缘的距离应不小于300m；介质边缘与电阻边缘之间的距离应不小于400m。对于多层布线，上、下导带连接通孔应不小于300300m；上、下导带连接重叠应不小于250250m；同时满足前面对于交叉布线的要求。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集
20、成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点（续）,4、技术要求 4.6、保护介质 ：保护介质应用的场合：厚膜电阻体表面应覆盖保护介质；压焊丝跨越导带部分应覆盖保护介质；焊盘边缘应覆盖保护介质；两焊盘(如电容、杆阻)之间应覆盖保护介质；距焊盘小于500m的导带应覆盖保护介质；保护介质的安全距离要求：1）保护介质离压焊点间距应不小于250m；2）护介质离测试点及元器件组装处焊盘应不小200m。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点（续）,
21、4、技术要求 4.7、有关激光调阻的设计原则 ：需激光调阻的电阻的最小设计宽度为750m；被调电阻要预留探针测试区，探针测试区的最小极限面积为300300m2，典型面积值为750750m2。4.8、与组装有关的最小极限尺寸：1）芯片与芯片间的间距(有键合线)，最小尺寸800m；2）芯片以外环氧胶粘接区，长及宽最小尺寸均为150m；3）芯片以外导电胶粘接区，长及宽最小尺寸均为150m；,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点（续）,4、技术要求 4.8、与组装有关的最小极限尺寸：4）芯片以外共晶焊、
22、再流焊和烧结粘接区，长及宽最小尺寸均为400m；5）芯片边缘与最近的导带的间距最小为250m；6）芯片压点到键合区的距离最小为350m；7）无源元件到引线键合区的距离最小为300m；8）两只相邻无源元件焊盘偏头之间的间距最小为500m；9）外贴芯片与基片边缘距离最小为500m；,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,八、厚膜电路版图平面设计要点（续）,4、技术要求 4.8、与组装有关的最小极限尺寸：10）键合线长度（芯片到焊接区）最小为350m；11）平行跨接线（焊区到焊区）最小200m，最大2500m。12）各种无引线元器
23、件贴装元件焊盘形状及大小对应以protel软件元件库中为准。 4.9、注意事项 ：版图设计完毕后，应设计印刷烧结调阻、粘片、压焊工序分图纸。会签后按文件资料管理程序归档。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,九、厚膜产品主要分类,电源模块 线性电源; DC/DC变换器; DC/AC变换器; 方波交流电源：为整机提供方波交流供电电源； 特种电源； 系列电源：如型谱系列电源（Interpoint系列国产化）,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,厚膜电路讲解
24、,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,九、厚膜产品主要分类(续),2） 功能电路滤波电路：包括高通、低通和带通滤波，完成信号降噪、信号选通和信号净化功能。脉冲电路：包括脉冲的放大、整形、展宽、延迟、比较等。控制电路：包括信号限幅、放大和倍数控制等各个方面。信号源电路：包括正弦钟振电路、方波振荡电路、晶体激振电路和其他信号源电路。阻容网络：主要有单列和双列两种。专业定制电路：根据用户提供的电路，按照混合集成电路工艺进行集成的专用产品，又叫专用模块电路。例如余度信号表决器、自监控综合伺服电路等。另外，功能模块电路还有工程急需其他电路，如隔离
25、运算放大器等。,十、厚膜军工产品注意事项,1.军工产品的工作温度-55+85(125)，执行GJB2438A-2002混合集成电路通用规范或SJ20668-1998微电路模块总规范。2. 金属封装产品在使用中注意不要造成外围接触短路。3. 极限条件按照产品说明中的推荐值，禁止超限。4. 如果DC/DC变换器或其它功率模块的电源或输入接线过长，要采取适当的滤波措施，减小高频电磁干扰。5. 功率模块应加装散热器，散热器与模块接触面要涂导热硅脂减小热阻。无散热器安装条件的要有通风散热措施。6. 产品的高度、体积可以根据用户要求定制。,厚膜电路讲解,内容提要,简介,集成优势,产品分类,电路特点,比较优势,必要性,设计要点,注意事项,版图设计,
