用于集成無源器件的工藝技術(shù)
??? 當(dāng)今便攜式無線產(chǎn)品里使用的大多數(shù)器件是無源元件。如果把這些無源元件集成到一個襯底或一個獨立的器件上將能明顯地提高產(chǎn)品性能、降低成本和減小尺寸。制造集成無源元件的材料和工藝有許多種,在這里對它們進行了比較。
??? 最新的便攜式移動電話、計算機和Internet應(yīng)用要求產(chǎn)品有更強的功能、更好的性能和更低的價錢,同時要求體積小、重量輕。到目前為止,硅和 GaAs 集成電路技術(shù)發(fā)展迅速,加上采用更小的封裝形式、更小的分立無源元件和高密度互連印制電路技術(shù),已經(jīng)能滿足上述要求。這些產(chǎn)品的基帶部分可用硅單片集成電路實現(xiàn),而射頻部分仍需要有源器件與高性能的無源元件多種方式的結(jié)合。因為對于射頻功能來說,完全單片集成的方法會導(dǎo)致產(chǎn)品性能大幅降低。
??? 隨著有源器件集成度不斷提高,越來越多的功能被集成到單片上,這對集成無源元件形成很大的壓力,無線產(chǎn)品的射頻部分尤其是這樣。一個典型的移動電話產(chǎn)品可以包含400 個元器件,而有源器件數(shù)不到 20個,其余 380 個無源元件占電話電路板80%左右的面積和70%的產(chǎn)品組裝成本。因此,無論是減小整個產(chǎn)品的尺寸與重量,還是在現(xiàn)有的產(chǎn)品體積內(nèi)增加功能,集成無源元件技術(shù)都能發(fā)揮很大的作用。
??? 使用集成無源元件技術(shù)能得到的其它好處,是增加生產(chǎn)能力、減少庫存、提高產(chǎn)品可靠性和降低功能塊乃至系統(tǒng)級成本。集成無源元件技術(shù)能提供緊湊的集成無源器件(IPD)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,或作為一個功能密集的平臺,以集成射頻功能所需的最佳有源器件組合。
集成無源技術(shù)
??? 目前可用的集成無源元件技術(shù)有3大類,分別是薄膜技術(shù)、低溫?zé)?b>陶瓷( LTCC)技術(shù)、基于高密度互連 ( HDI ) 的延伸技術(shù)和其它印制電路板(PCB)技術(shù)。HDI 和PCB技術(shù)通常用于數(shù)字系統(tǒng)。 在這種系統(tǒng)里,分布裝焊的電容與中等精度的上拉電阻成本低,成品率高。在適于射頻集成的多種技術(shù)中,薄膜集成無源技術(shù)通常能提供最優(yōu)良的元件精度和功能密度,以及最高集成度、最小體積和最輕重量。
??? 一個有代表性的薄膜集成無源工藝的剖面示意圖如圖1所示。這個工藝能制作各種電阻、電容和電感元件,以及低電感接地板和連接無源元件的傳輸線走線。薄膜結(jié)構(gòu)在合適的載體襯底材料上制造。很重要的一點是工藝要既能滿足所要求的元件性能和精度指標(biāo),工藝還不復(fù)雜,需要掩模數(shù)最少 (一般為 6～10張 )。每個無源元件通常占據(jù)不到 1mm2的面積 以便能在面積和成本方面與表面貼裝技術(shù)的分立元件競爭。在圖2中示出了一個加工好的薄膜集成無源襯底的一個部分,來說明3種主要的集成無源元件。
電阻器
??? 絕大多數(shù)移動電話要求薄膜電阻的阻值范圍在10～100KΩ之間。采用100Ω/單位的單層薄膜電阻材料,用簡單幾何圖形可以制作10～1kΩ的高性能射頻電阻。而蛇形圖案可以用來制作更高阻值的
