專利名稱：基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊及其制作方法
基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混合集成電路領(lǐng)域，特別是一種基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊及其制作方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)的混合集成電路多使用傳統(tǒng)的PCB板及分立器件制作而成，電路的集成度較低且電路的面積、體積較大，穩(wěn)定性相對(duì)較差。隨著LTCCO^owTemperature Co-fired Ceramic，低溫共燒陶瓷)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，電路越發(fā)小型化和穩(wěn)定化；全金屬外殼封裝技術(shù)使整個(gè)模塊免受外部環(huán)境的干擾，性能更加穩(wěn)定、可靠。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一在于提供一種基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊，將原使用分立器件的電路制作成模塊，實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕且性能更加穩(wěn)定、 可靠的目的。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二在于提供一種上述基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊的制作方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題之一的一種基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊，由利用低溫共燒陶瓷工藝制作而成的低溫共燒陶瓷電路基板、金屬殼體、殼體配套蓋板以及混合集成電路需要的分立器件組成，其中低溫共燒陶瓷電路基板固定在金屬殼體中，分立器件固定在低溫共燒陶瓷電路基板上，殼體配套蓋板蓋在裝有低溫共燒陶瓷電路基板的金屬殼體上。所述分立器件包括裸芯片、電容、電阻。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題之二的一種所述基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊的制作方法，包括下述步驟步驟1 首先利用PCB版圖設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)電路的電路基板的版圖，利用低溫共燒陶瓷工藝制作低溫共燒陶瓷電路基板；步驟2 對(duì)制作完成的低溫共燒陶瓷電路基板進(jìn)行通斷測(cè)試，對(duì)測(cè)試合格的低溫共燒陶瓷電路基板進(jìn)行清洗，然后在干燥箱中烘干，溫度90 110°C，時(shí)間10 25分鐘，優(yōu)選100°C，15分鐘；選擇絕緣環(huán)氧膠，利用真空烘箱設(shè)備將低溫共燒陶瓷電路基板粘接到金屬殼體中，固化溫度100 150°C，固化時(shí)間1 2小時(shí)，優(yōu)選130°C，1小時(shí)；步驟3 對(duì)分立器件進(jìn)行篩選，利用貼片機(jī)，采用導(dǎo)電環(huán)氧膠將各分立器件粘接到低溫共燒陶瓷電路基板的對(duì)應(yīng)位置上，并利用真空烘箱進(jìn)行高溫固化，固化溫度100 150°C，固化時(shí)間1 2小時(shí)，優(yōu)選120°C，2小時(shí)；步驟4:待分立器件固化后，對(duì)粘有分立器件的低溫共燒陶瓷電路基板及金屬殼體進(jìn)行等離子清洗，等離子清洗功率為500W，時(shí)間1 3分鐘，選用規(guī)格為25 μ m的金絲先進(jìn)行裸芯片與低溫共燒陶瓷電路基板之間的金絲鍵合，然后實(shí)現(xiàn)金屬殼體的管腳引線和低
3溫共燒陶瓷電路基板之間的互連，完成整個(gè)電路模塊的互連；步驟5 對(duì)互連后的模塊進(jìn)行電性能測(cè)試，電測(cè)試合格的模塊利用平行縫焊設(shè)備進(jìn)行氣密性封焊，將裝有低溫共燒陶瓷電路基板的金屬殼體以及配套金屬蓋板封焊，再對(duì)模塊進(jìn)行電測(cè)試，電測(cè)試合格后，針對(duì)模塊進(jìn)行氣密性檢測(cè)、環(huán)境試驗(yàn)，最終測(cè)試合格的模塊入庫(kù)。步驟2中，在干燥箱中烘干，優(yōu)選溫度100°C，時(shí)間15分鐘；優(yōu)選固化溫度130°C， 固化時(shí)間1小時(shí)。步驟3中，優(yōu)選固化溫度120°C，固化時(shí)間2小時(shí)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、該模塊與傳統(tǒng)的電路相比，體積小，重量輕，為整個(gè)系統(tǒng)減小體積、重量提供了空間；2、該模塊采用全金屬管殼封裝，完全與外界環(huán)境隔離，具有較高的可靠性、穩(wěn)定性。

圖1為本發(fā)明基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊的外形結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的電路原理框圖示意圖。圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的電路原理示意圖。圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的引腳示意圖。圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的LTCC電路板布局示意圖。
具體實(shí)施方式下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。請(qǐng)參閱圖1，該本發(fā)明基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊由利用LTCC工藝制作而成的LTCC電路基板1、金屬殼體2、殼體配套蓋板3以及混合集成電路需要的分立器件組成，分立器件包括裸芯片、電容、電阻等。LTCC電路基板1固定在金屬殼體2中，分立器件固定在LTCC電路基板1上，殼體配套蓋板3蓋在裝有LTCC電路基板1的金屬殼體2上。該基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊的具體制作方法如下步驟1 首先利用PCB版圖設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)電路的電路基板的版圖，版圖包括電路的信號(hào)布線層、電源布線層、網(wǎng)格地層、印刷電阻層、環(huán)氧保護(hù)層等，利用LTCC工藝制作LTCC 電路基板1 ；步驟2 對(duì)制作完成的LTCC電路基板1進(jìn)行通斷測(cè)試，對(duì)測(cè)試合格的LTCC電路基板1進(jìn)行清洗，然后在干燥箱中烘干，溫度90 110°C，時(shí)間10 25分鐘，優(yōu)選100°C，15 分鐘；選擇絕緣環(huán)氧膠，利用真空烘箱設(shè)備將LTCC電路基板1粘接到金屬殼體2中，固化溫度100 150°C，固化時(shí)間1 2小時(shí)，優(yōu)選130°C，1小時(shí)；步驟3 對(duì)電容、電阻、裸芯片等分立器件進(jìn)行篩選，選擇高可靠性電容、電阻、裸芯片。利用貼片機(jī)，采用導(dǎo)電環(huán)氧膠將各電容、電阻、裸芯片粘接到LTCC電路基板1的對(duì)應(yīng)位置上，并利用真空烘箱進(jìn)行高溫固化，固化溫度100 150°C，固化時(shí)間1 2小時(shí)，優(yōu)選 120C，2 小時(shí)；步驟4 待裸芯片、電容、電阻固化后，對(duì)粘有電容、電阻、裸芯片的LTCC電路基板1 及金屬殼體2進(jìn)行等離子清洗，等離子清洗功率為500W，時(shí)間1 3分鐘，從而改善裸芯片、 LTCC電路基板1、金屬殼體2管腳引線上焊盤的表面性能，使其更易進(jìn)行金絲鍵合；選用規(guī)格為25 μ m的金絲先進(jìn)行裸芯片與LTCC電路基板1之間的金絲鍵合，然后實(shí)現(xiàn)金屬殼體2 的管腳引線和LTCC電路基板1之間的互連，完成整個(gè)電路模塊的互連；步驟5 對(duì)互連后的模塊進(jìn)行電性能測(cè)試，電測(cè)試合格的模塊利用平行縫焊設(shè)備進(jìn)行氣密性封焊，將裝有LTCC電路基板1的金屬殼體2以及配套金屬蓋板3封焊，再對(duì)模塊進(jìn)行電測(cè)試，電測(cè)試合格后，針對(duì)模塊進(jìn)行氣密性檢測(cè)、環(huán)境試驗(yàn)，最終測(cè)試合格的模塊入庫(kù)。至此，合格的模塊完全制作成功。請(qǐng)參閱圖2，為采用LTCC技術(shù)制作的同步器信號(hào)處理電路模塊中同步器信號(hào)處理電路的原理框圖。同步器信號(hào)處理電路的原理示意圖如圖3所示，制作出的同步器信號(hào)處理電路模塊的引腳示意圖如圖4所示。圖5為采用LTCC工藝制作的同步器信號(hào)處理電路基板布局示意圖。請(qǐng)參閱圖2，該同步器信號(hào)處理電路由運(yùn)算放大器電路、比較器電路、模擬開關(guān)電路組成。交流同步器角位移信號(hào)和激磁信號(hào)分別進(jìn)入運(yùn)算放大器電路以及比較器電路，運(yùn)算放大器電路以及比較器電路將信號(hào)進(jìn)行處理后送入模擬開關(guān)電路，模擬開關(guān)電路產(chǎn)生的信號(hào)再進(jìn)入運(yùn)算放大器電路進(jìn)入，經(jīng)運(yùn)算放大電路處理后作為輸出信號(hào)輸出。利用比較器電路、運(yùn)算放大器電路、模擬開關(guān)電路及設(shè)計(jì)相應(yīng)的電阻、電容值，將輸入的交流同步器角位移信號(hào)和激磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流角位移信號(hào)輸出。請(qǐng)同時(shí)參閱圖3，所述的運(yùn)算放大電路由運(yùn)算放大器芯片m以及電阻Rl R5、 R7 R10、R12 R17，電容C1、C2組成。輸入的交流同步器角位移信號(hào)由該運(yùn)算放大電路進(jìn)入，經(jīng)運(yùn)算放大電路處理后送入模擬開關(guān)電路；同時(shí)，模擬開關(guān)電路產(chǎn)生的信號(hào)再由此運(yùn)算放大電路進(jìn)入，經(jīng)運(yùn)算放大電路處理后作為輸出信號(hào)輸出。所述的比較器電路由比較器芯片N3，電阻R18 R22以及電容C9、ClO組成。輸入的激磁信號(hào)由此電路進(jìn)入，經(jīng)比較器電路處理后送入模擬開關(guān)電路。所述的模擬開關(guān)電路由模擬開關(guān)芯片N2，電阻R6、R11以及電容C3、C4、C5、C6、C7、 C8組成。輸入的交流同步器角位移信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大電路處理后由此電路進(jìn)入，作為該電路的輸入信號(hào)；輸入的激磁信號(hào)經(jīng)比較器電路處理后送入模擬開關(guān)電路，作為模擬開關(guān)電路的控制信號(hào)。同步器信號(hào)處理模塊的主要功能如下1)將交流同步器角位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流角位移信號(hào)；2)具有通用化功能，通過外接電路可以實(shí)現(xiàn)多種同步器線電壓和激磁電壓的輸入要求。采用LTCC技術(shù)制作制作的同步器信號(hào)處理模塊的輸出信號(hào)計(jì)算所得同步器的角度精度如下0° 15° 優(yōu)于士0. 5°CN 102157499 A
15° 60° 優(yōu)于士 1. 2°60° 360° 優(yōu)于士2%請(qǐng)同時(shí)參閱圖4，為模塊各引腳示意圖，模塊中各功能引腳的定義如下
權(quán)利要求
1.一種基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊，其特征在于由利用低溫共燒陶瓷工藝制作而成的低溫共燒陶瓷電路基板、金屬殼體、殼體配套蓋板以及混合集成電路需要的分立器件組成，其中低溫共燒陶瓷電路基板固定在金屬殼體中，分立器件固定在低溫共燒陶瓷電路基板上，殼體配套蓋板蓋在裝有低溫共燒陶瓷電路基板的金屬殼體上。
2.如權(quán)利要求1所述的基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊，其特征在于所述分立器件包括裸芯片、電容、電阻。
3.—種如權(quán)利要求1或2所述的基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊的制作方法，其特征在于包括下述步驟步驟1 首先利用PCB版圖設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)電路的電路基板的版圖，利用低溫共燒陶瓷工藝制作低溫共燒陶瓷電路基板；步驟2 對(duì)制作完成的低溫共燒陶瓷電路基板進(jìn)行通斷測(cè)試，對(duì)測(cè)試合格的低溫共燒陶瓷電路基板進(jìn)行清洗，然后在干燥箱中烘干，溫度90 110°C，時(shí)間10 25分鐘；選擇絕緣環(huán)氧膠，利用真空烘箱設(shè)備將低溫共燒陶瓷電路基板粘接到金屬殼體中，固化溫度 100 150°C，固化時(shí)間1 2小時(shí)；步驟3 對(duì)分立器件進(jìn)行篩選，利用貼片機(jī)，采用導(dǎo)電環(huán)氧膠將各分立器件粘接到低溫共燒陶瓷電路基板的對(duì)應(yīng)位置上，并利用真空烘箱進(jìn)行高溫固化，固化溫度100 150°C， 固化時(shí)間1 2小時(shí)；步驟4:待分立器件固化后，對(duì)粘有分立器件的低溫共燒陶瓷電路基板及金屬殼體進(jìn)行等離子清洗，等離子清洗功率為500W，時(shí)間1 3分鐘，選用規(guī)格為25 μ m的金絲先進(jìn)行裸芯片與低溫共燒陶瓷電路基板之間的金絲鍵合，然后實(shí)現(xiàn)金屬殼體的管腳引線和低溫共燒陶瓷電路基板之間的互連，完成整個(gè)電路模塊的互連；步驟5 對(duì)互連后的模塊進(jìn)行電性能測(cè)試，電測(cè)試合格的模塊利用平行縫焊設(shè)備進(jìn)行氣密性封焊，將裝有低溫共燒陶瓷電路基板的金屬殼體以及配套金屬蓋板封焊，再對(duì)模塊進(jìn)行電測(cè)試，電測(cè)試合格后，針對(duì)模塊進(jìn)行氣密性檢測(cè)、環(huán)境試驗(yàn)，最終測(cè)試合格的模塊入庫(kù)。
4.如權(quán)利要求3所述的基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊的制作方法，其特征在于步驟2中，在干燥箱中烘干，溫度100°C，時(shí)間15分鐘；固化溫度130°C，固化時(shí)間1 小時(shí)。
5.如權(quán)利要求3所述的基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊的制作方法，其特征在于步驟3中，固化溫度120°C，固化時(shí)間2小時(shí)。
全文摘要
一種基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的混合集成電路模塊及其制作方法，首先設(shè)計(jì)電路的電路版圖，利用LTCC技術(shù)工藝制作電路基板；對(duì)LTCC基板進(jìn)行通斷測(cè)試、清洗、烘干，將其粘接到金屬殼體中；對(duì)分立器件進(jìn)行篩選，利用貼片機(jī)將分立器件粘接到LTCC基板的對(duì)應(yīng)位置上，并進(jìn)行高溫固化；對(duì)LTCC基板及金屬殼體進(jìn)行等離子清洗，選用金絲先進(jìn)行裸芯片與LTCC基板之間的金絲鍵合，然后實(shí)現(xiàn)管腳引線和LTCC基板間的互連；進(jìn)行電性能測(cè)試，合格的模塊進(jìn)行氣密性封焊，將金屬殼體及配套金屬蓋板封焊，再對(duì)模塊進(jìn)行電測(cè)試，合格后針對(duì)模塊進(jìn)行氣密性檢測(cè)、環(huán)境試驗(yàn)，最終測(cè)試合格的模塊入庫(kù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，完全與外界環(huán)境隔離，具有較高的可靠性、穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01L25/00GK102157499SQ20101059017
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者劉勁松, 吳華夏, 周慶紅, 夏萍, 洪烽, 王 華, 王笑妍 申請(qǐng)人:安徽華東光電技術(shù)研究所