厚膜电路是混合集成电路的一种,它是利用丝网印刷工艺,在氧化铝等材料的绝缘底板上印刷上特殊的导电浆,然后经过高温烘烤制成电路的连接线(相当于印刷电路板的铜箔)。然后在通过不同的工艺把微型元器件安装在上面形成集成的电路组件模块。它里面的小功率非精密电阻通常是用碳浆印刷上去,大功率和精密电阻以及电容、电感是用贴片电阻焊接上去,而二极管、三极管、半导体集成电路则是直接用半导体硅片的管芯邦定键合上去,和半导体器件封装过程中的邦定过程是一样的。
厚膜电路其实历史比半导体集成电路(即芯片)的历史还要悠久,目前仍然在大量使用,主要用途是高压大功率的场合。这些场合用一般的半导体集成电路工艺很难把小信号处理电路和高压大功率输出晶体管集成在同一个硅片上,所以厚膜电路有其独特的优势。这些应用场合包括大功率音频功放电路、开关电源电路和我们这里的会聚驱动输出电流等等。
日本厂商是目前消费电子领域厚膜电路市场上的主要的供应商,其中三洋的厚膜音响功放和厚膜会聚输出模块影响力很大,三肯在开关电源厚膜模块上也比较活跃。
这就是我维修一个日立三枪背投彩电拆下来的三洋STK4274会聚输出厚膜混合集成电路(拆机贴在
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=366909),其貌不扬:
我们来拆开看看里面到底是什么结构。用钳子只掰下一小块边缘上的塑料:
不用暴力不行啊。翠花,再上个菜刀!
世界上大多数问题最后都是靠暴力解决的:
到这个程度,一掰就开了:
看看里面吧。这个厚膜模块是以铝板做基础,便于散热,铝板上覆一层绝缘材料,然后在上面用厚膜工艺制作出电路。可以看到印刷的碳浆电阻、贴片电阻、电容和小功率半导体器件的管芯邦定情况,另外有四个大家伙是两路输出的大功率互补晶体管,把管芯装在铝块上,然后直接用铝线邦定到基板上。
这些微型的电路制作精美,称其是艺术品不为过:
最后,贴一个STK4274厚膜模块的内部电路图,可以试着对照一下电路图和实际的元件: