一种厚膜薄膜混合电路及其实现方法

技术领域

本申请涉及厚膜集成射频电路领域，尤其涉及一种厚膜薄膜混合电路及其实现方法。

背景技术

厚膜集成电路在烧制过程中各层受热不均匀会导致陶瓷基板局部弯曲，会带来其表面电路不平整的现象；并且，烧制过程热胀冷缩现象还会导致表面金属导带的扩散或者收缩，从而改变金属导带的尺寸导致误差，引起信号传输突变、反射、干扰或者带来阻抗变化等问题。另外，厚膜工艺中表层金属一般为钨，其电导率较低会带来较大的损耗，且表面的不平整性将会给装配带来问题，在较高频段还会改变信号的传输特性。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本申请提供一种厚膜薄膜混合电路及其实现方法，改变多层布局结构，牺牲层进行平整处理，并通过金属化过孔实现厚膜电路和薄膜电路的电气连接，达到厚膜和薄膜混合集成的目的，并改善烧制中可能出现的变形问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

一种厚膜薄膜混合电路，包括：

叠设的四层陶瓷基板，顶层的陶瓷基板为薄膜ALN陶瓷基板，其顶面通过薄膜工艺镀有薄膜电路层，薄膜电路层表面镀有良导体镀层，中间两层陶瓷基板为空白ALN陶瓷基板，用于作为牺牲层，表面经过减薄、打磨及抛光进行平整，底层的陶瓷基板顶面印刷有厚膜电路层；

金属地层，设于底层的陶瓷基板底面；

其中，薄膜电路层通过埋设于各陶瓷基板中的金属化孔，与厚膜电路层和金属地层实现电气导通。

进一步，薄膜电路层和厚膜电路层均为金属钨层，金属钨层上通过光刻工艺形成有微带线电路或金属导带电路。薄膜电路层上光刻形成有精细电路。

一种厚膜薄膜混合电路的实现方法，包括步骤：

提供两个空白ALN陶瓷基板，对其表面进行减薄、打磨及抛光处理，以进行平整，并贯通加工若干金属化孔，并将两个空白ALN陶瓷基板贴合叠设，用于作为牺牲层；

在牺牲层的顶面加工出薄膜ALN陶瓷基板，并在薄膜ALN陶瓷基板顶面通过薄膜工艺加工出薄膜电路层，并加工贯通加工干金属化孔；

在薄膜电路层表面镀设形成良导体镀层；

提供一个陶瓷基板，在其顶面印刷厚膜电路层，并贯通加工若干金属化孔，然后将其叠设于牺牲层底面；

提供一金属地层，将其叠设于具有厚膜电路层的陶瓷基板底面；

烧制成型，使各金属化孔对应连通，使薄膜电路层、厚膜电路层、金属地层实现电气导通。

本发明的有益效果在于：

1、通过在不同的陶瓷基板上设置薄膜电路层和厚膜电路层，并在之间通过牺牲层进行隔开，并利用金属化通孔进行导通，从而实现了混合集成，达到厚膜和薄膜混合集成的目的；

2、在薄膜电路层表面再镀良导体层，可以增加整个电路结构的可焊性、可装配性，还对薄膜电路层提供氧化保护，并且可改善电路的电导率，降低损耗；

3、牺牲层的空白ALN陶瓷基板表面进行了平整处理，从而使得在其光滑的表面再加工薄膜ALN陶瓷基板，可以改善厚膜工艺烧制中可能出现的弯曲变形问题；

4、一定程度上解决了单纯厚膜电路由于加工精度不高、表面不平整给射频信号传输带来较大损耗的问题，也同时解决在大功率信号下带来发热、射频线间打火、介质击穿等问题。

5、在薄膜电路层上通过光刻方式加工出精细电路，形成一体化电路，可以避免将单独电路以焊接方式组装到厚膜电路表面，而在大功率情况下阻断横向散热路径、不利于散热的问题；通过本方案的方式实现精细电路，则不存在安装空隙，另外ALN陶瓷可以提供良散热性能，且良导体镀层也相当于散热层，有助于散热。

附图说明

图1是本申请实施例的厚膜薄膜混合电路结构爆炸视图。

附图标记：陶瓷基板-1，薄膜电路层-11，厚膜电路层-12，良导体镀层-2，金属地层-3，金属化孔-4，精细电路-5。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本申请实施例的一种厚膜薄膜混合电路，如图1所示，包括：叠设的四层陶瓷基板1和金属地层3。

顶层的陶瓷基板1为薄膜ALN陶瓷基板，其顶面通过薄膜工艺镀有薄膜电路层11，为金属钨层，其上通过光刻工艺形成有微带线电路或金属导带电路，同时薄膜电路层11的另一部分区域上还可以通过光刻方式形成精细电路5，比如可以是郎格电桥，金属线之间宽度加工精度需要达到

薄膜电路层11表面镀有良导体镀层2，可以增加该电路的可焊性，改善装配特性，并且良导体镀层2可为薄膜电路层11提供氧化保护；另外由于钨的电导率较低，良导体镀层2会增大表层导体层的电导率，降低电路的损耗。

采用本实例的方式，一体化精细电路5不存在安装空隙，另外ALN陶瓷基板的高导热特性可以实现良好的散热，薄膜电路层11表面的良导体镀层2也相当于散热层，有助于散热。

中间两层陶瓷基板1为空白ALN陶瓷基板，用于作为牺牲层，表面经过减薄、打磨及抛光进行平整。通过在光滑的牺牲层表面设置薄膜ALN陶瓷基板，可以改善厚膜工艺烧制过程中可能出现的弯曲变形。

底层的陶瓷基板1顶面印刷有厚膜电路层12，为金属钨层，其上通过光刻工艺形成有微带线电路或金属导带电路。

金属地层3设于底层的陶瓷基板1底面。

薄膜电路层11通过埋设于各陶瓷基板1中的金属化孔4，与厚膜电路层12和金属地层3实现电气导通，从而实现厚膜电路和薄膜电路的电气连接，实现设计的系统功能，达到厚膜和薄膜混合集成的目的。

本申请实施例的一种厚膜薄膜混合电路的实现方法，包括如下步骤：

提供一个陶瓷基板1，在其顶面印刷厚膜电路层12，并在其底面设置一金属地层3，并贯通加工若干金属化孔4；

提供两个空白ALN陶瓷基板，对其表面进行减薄、打磨及抛光处理，以进行平整，并贯通加工若干金属化孔4，并将两个空白ALN陶瓷基板贴合叠设，用于作为牺牲层，并叠设于所述陶瓷基板1上；

在牺牲层的顶面叠合一薄膜ALN陶瓷基板，并在薄膜ALN陶瓷基板顶面通过薄膜工艺加工出薄膜电路层11，并加工贯通加工干金属化孔4；而后，在薄膜电路层11表面镀设形成良导体镀层2；

烧制成型，使各金属化孔4对应连通，使薄膜电路层11、厚膜电路层12、金属地层3实现电气导通，获得厚膜薄膜混合电路。

其中，薄膜加工工艺包括对陶瓷基板进行溅射、蒸发、电镀、蚀刻等工艺步骤。加工时要确保薄膜和厚膜之间的金属过孔或者内部线条对齐，从而得到内部线路互联的兼顾薄膜高精度、高平整度、高光洁度和厚膜多层互联优点的多层电路。

先厚膜、再薄膜的顺序，即从高温到低温的顺序，避免了薄膜电路在高温下表层金属氧化。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。