薄厚膜技術(shù)電子教案

1、薄厚膜技術(shù) 分類分類： 按膜厚分：小于按膜厚分：小于1m1m的為薄膜的為薄膜 大于大于1m1m的為厚膜的為厚膜 厚膜與薄膜的概念并不單指膜的厚度，主要還是指制厚膜與薄膜的概念并不單指膜的厚度，主要還是指制造工藝技術(shù)的不同：造工藝技術(shù)的不同： 厚膜是通過(guò)絲網(wǎng)印刷（噴涂）和燒結(jié)（聚合）的方法厚膜是通過(guò)絲網(wǎng)印刷（噴涂）和燒結(jié)（聚合）的方法 薄膜是通過(guò)真空蒸發(fā)、濺散、氣相化學(xué)淀積、電鍍等薄膜是通過(guò)真空蒸發(fā)、濺散、氣相化學(xué)淀積、電鍍等方法而形成。方法而形成。是采用絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)等工藝，將傳統(tǒng)無(wú)是采用絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)等工藝，將傳統(tǒng)無(wú)源元件（電阻、電容）及導(dǎo)線電路形成于散熱良好源元件（電阻、電容）及導(dǎo)線電路形

2、成于散熱良好的陶瓷絕緣基板表面。的陶瓷絕緣基板表面。厚膜技術(shù)的基本內(nèi)容是印刷和燒結(jié)。厚膜技術(shù)的基本內(nèi)容是印刷和燒結(jié)。 網(wǎng)印是使用刮刀將導(dǎo)體漿料、電阻漿料和介質(zhì)漿料網(wǎng)印是使用刮刀將導(dǎo)體漿料、電阻漿料和介質(zhì)漿料等刷過(guò)鏤刻有電路圖形的網(wǎng)板或金屬板，以在陶瓷等刷過(guò)鏤刻有電路圖形的網(wǎng)板或金屬板，以在陶瓷基板表面形成所需的電路、電阻、電容圖形，再經(jīng)基板表面形成所需的電路、電阻、電容圖形，再經(jīng)過(guò)燒結(jié)或聚合完成膜與基板的粘接。過(guò)燒結(jié)或聚合完成膜與基板的粘接。燒結(jié)技術(shù)也包括陶瓷基板的制作。燒結(jié)技術(shù)也包括陶瓷基板的制作。 漿料，也稱膏材，是由金屬或金屬氧化物粉末和玻璃粉分散在漿料，也稱膏材，是由金屬或金屬氧化物粉

3、末和玻璃粉分散在有機(jī)載體中而制成的可印刷的漿狀物或糊狀物。有機(jī)載體中而制成的可印刷的漿狀物或糊狀物。l漿料種類：包括導(dǎo)體材料、電阻材料、介質(zhì)材料。漿料種類：包括導(dǎo)體材料、電阻材料、介質(zhì)材料。 根據(jù)不同的漿料（導(dǎo)體、電阻、介質(zhì)等）的成分和配方，將各根據(jù)不同的漿料（導(dǎo)體、電阻、介質(zhì)等）的成分和配方，將各種固體粉料先均勻混合，再加入適量載體，使粉料均勻分散于載種固體粉料先均勻混合，再加入適量載體，使粉料均勻分散于載體中，再進(jìn)行研磨，從而獲得結(jié)構(gòu)均勻厚膜漿料。體中，再進(jìn)行研磨，從而獲得結(jié)構(gòu)均勻厚膜漿料。l厚膜漿料主要成分：厚膜漿料主要成分： 有效物質(zhì)有效物質(zhì)功能相粉粒功能相粉粒 粘結(jié)成分粘結(jié)成分粘貼劑

4、粘貼劑 有機(jī)粘結(jié)劑有機(jī)粘結(jié)劑運(yùn)載劑運(yùn)載劑 溶劑或稀釋劑溶劑或稀釋劑 有效物質(zhì)有效物質(zhì) 功能相粉粒，決定膜功能，占功能相粉粒，決定膜功能，占50%-70%50%-70%； 如果是金屬則燒結(jié)膜是導(dǎo)體；如果是金屬則燒結(jié)膜是導(dǎo)體； 高溫?zé)Y(jié)導(dǎo)體材（高溫?zé)Y(jié)導(dǎo)體材（鎢、鉬鎢、鉬- -錳粉體錳粉體） 低溫?zé)Y(jié)導(dǎo)體材（低溫?zé)Y(jié)導(dǎo)體材（金、銀、銅、銀金、銀、銅、銀- -鈀鈀） 如果是金屬氧化物則燒結(jié)后是電阻；如果是金屬氧化物則燒結(jié)后是電阻； 氧化釕氧化釕RuORuO2 2是常用的厚膜電阻材料是常用的厚膜電阻材料 如果是絕緣材料則燒結(jié)后是介電體，制作電容器。如果是絕緣材料則燒結(jié)后是介電體，制作電容器。 常用的厚

5、膜電容材料有常用的厚膜電容材料有鈦酸鋇鈦酸鋇BaTiOBaTiO3 3和和氧化鉭氧化鉭TaTa2 2O O5 5 粘結(jié)成分粘結(jié)成分 粘貼劑，潤(rùn)濕基板，膜與基板間的粘結(jié)，占粘貼劑，潤(rùn)濕基板，膜與基板間的粘結(jié)，占10%-20%10%-20%； 玻璃（鉛硼硅玻璃）和金屬氧化物；玻璃（鉛硼硅玻璃）和金屬氧化物； 有機(jī)粘結(jié)劑有機(jī)粘結(jié)劑 運(yùn)載劑，提供絲網(wǎng)印刷時(shí)的流動(dòng)性運(yùn)載劑，提供絲網(wǎng)印刷時(shí)的流動(dòng)性, ,占占12%-25%12%-25%； 乙基纖維素和各種丙烯酸樹(shù)脂；乙基纖維素和各種丙烯酸樹(shù)脂； 溶劑或稀釋劑溶劑或稀釋劑 決定運(yùn)載劑的粘度；決定運(yùn)載劑的粘度； 松油醇、丁醇。松油醇、丁醇。 厚膜中最常用的印刷

6、是絲網(wǎng)印刷。厚膜中最常用的印刷是絲網(wǎng)印刷。 先用絲綢、尼龍或不銹鋼絲編織成的網(wǎng)繃緊在框架先用絲綢、尼龍或不銹鋼絲編織成的網(wǎng)繃緊在框架上，再將刻有導(dǎo)體或電阻圖形的有機(jī)膜或金屬箔（稱掩上，再將刻有導(dǎo)體或電阻圖形的有機(jī)膜或金屬箔（稱掩模）貼到絲網(wǎng)上。模）貼到絲網(wǎng)上。 印刷時(shí)，將基板放在絲網(wǎng)下面，而將漿料放在絲網(wǎng)印刷時(shí)，將基板放在絲網(wǎng)下面，而將漿料放在絲網(wǎng)上面，然后用橡膠或塑料制成的刮板以一定的速度和壓上面，然后用橡膠或塑料制成的刮板以一定的速度和壓力在絲網(wǎng)上移動(dòng)，使它通過(guò)掩模上的開(kāi)孔圖形而漏印到力在絲網(wǎng)上移動(dòng)，使它通過(guò)掩模上的開(kāi)孔圖形而漏印到基板上，于是在基板上便得到該漿料印出的所需圖形?；迳?，于

7、是在基板上便得到該漿料印出的所需圖形。 漿料的組分中含有兩種有機(jī)組分：漿料的組分中含有兩種有機(jī)組分： 提供絲網(wǎng)印刷提供絲網(wǎng)印刷時(shí)的合適流動(dòng)性能的有機(jī)粘結(jié)劑、決定粘結(jié)劑粘度的有時(shí)的合適流動(dòng)性能的有機(jī)粘結(jié)劑、決定粘結(jié)劑粘度的有機(jī)溶劑或稀釋劑。其中有機(jī)粘結(jié)劑是不揮發(fā)組分，有機(jī)機(jī)溶劑或稀釋劑。其中有機(jī)粘結(jié)劑是不揮發(fā)組分，有機(jī)溶劑或稀釋劑是低溫?fù)]發(fā)組分。溶劑或稀釋劑是低溫?fù)]發(fā)組分。 干燥過(guò)程主要就是去除可揮發(fā)組分。干燥過(guò)程主要就是去除可揮發(fā)組分。 流平流平常溫?fù)]發(fā)低溫?fù)]發(fā)組分常溫?fù)]發(fā)低溫?fù)]發(fā)組分 強(qiáng)制干燥強(qiáng)制干燥100100至至150150攝氏度下干燥攝氏度下干燥 燒結(jié)也稱燒成，是厚膜技術(shù)中的主要工序之

8、一。燒結(jié)也稱燒成，是厚膜技術(shù)中的主要工序之一。印好的厚膜漿料只有經(jīng)過(guò)燒結(jié)工序后，才具有一定的電印好的厚膜漿料只有經(jīng)過(guò)燒結(jié)工序后，才具有一定的電性能，才能成為所需要的厚膜元件。性能，才能成為所需要的厚膜元件。 燒結(jié)過(guò)程的階段：升溫、最高燒結(jié)溫度（或稱峰燒結(jié)過(guò)程的階段：升溫、最高燒結(jié)溫度（或稱峰值溫度）的保溫和降溫三個(gè)階段。值溫度）的保溫和降溫三個(gè)階段。 微調(diào)是厚膜元件燒結(jié)后，對(duì)其阻值或容量進(jìn)行微量調(diào)微調(diào)是厚膜元件燒結(jié)后，對(duì)其阻值或容量進(jìn)行微量調(diào)整的一種方法。整的一種方法。 方法：用噴砂或激光等方法來(lái)切割電阻或電容圖形，方法：用噴砂或激光等方法來(lái)切割電阻或電容圖形，以改變他們的幾何尺寸，使阻值或容

9、量發(fā)生變化，從而達(dá)以改變他們的幾何尺寸，使阻值或容量發(fā)生變化，從而達(dá)到預(yù)定的標(biāo)稱值和所需的精度。到預(yù)定的標(biāo)稱值和所需的精度。 封裝是把制成的厚膜電路或組合件保護(hù)在一定的外殼中封裝是把制成的厚膜電路或組合件保護(hù)在一定的外殼中或采取其它防護(hù)措施，如印刷一層保護(hù)層，達(dá)到防潮、防或采取其它防護(hù)措施，如印刷一層保護(hù)層，達(dá)到防潮、防輻射和防止周圍環(huán)境氣氛等影響。輻射和防止周圍環(huán)境氣氛等影響。是一種減法技術(shù)，在整個(gè)基板上覆幾層金屬是一種減法技術(shù)，在整個(gè)基板上覆幾層金屬膜，一些不需要的部分被光刻掉。用光刻工藝形成的膜，一些不需要的部分被光刻掉。用光刻工藝形成的圖形比厚膜工藝能夠形成的線條更窄、邊緣更清晰。圖形

10、比厚膜工藝能夠形成的線條更窄、邊緣更清晰。這個(gè)特性促進(jìn)了薄膜技術(shù)在高密度和高頻領(lǐng)域的應(yīng)用這個(gè)特性促進(jìn)了薄膜技術(shù)在高密度和高頻領(lǐng)域的應(yīng)用薄膜技術(shù)利用熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍、化學(xué)氣相薄膜技術(shù)利用熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍、化學(xué)氣相沉積等薄膜鍍著技術(shù)配合微影成像與蝕刻等技術(shù)在基沉積等薄膜鍍著技術(shù)配合微影成像與蝕刻等技術(shù)在基板上制成導(dǎo)線電路與各種電阻、電容等元件。板上制成導(dǎo)線電路與各種電阻、電容等元件。薄膜材料分類薄膜材料分類 導(dǎo)體膜導(dǎo)體膜 用于形成電路圖形，提供電極及電學(xué)連接；用于形成電路圖形，提供電極及電學(xué)連接； 電阻膜電阻膜 用于形成電路中的電阻；用于形成電路中的電阻； 介質(zhì)膜介質(zhì)膜 形成電容器

11、膜和實(shí)現(xiàn)絕緣與表面鈍化作用。形成電容器膜和實(shí)現(xiàn)絕緣與表面鈍化作用。 電阻材料電阻材料 鎳鉻耐熱合金鎳鉻耐熱合金（NiCrNiCr）、）、氮化鉭氮化鉭（TaTa2 2N N）、）、二硅化鉻二硅化鉻。 導(dǎo)體材料導(dǎo)體材料 金金有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，是薄膜混合電路中最常用的導(dǎo)體有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，是薄膜混合電路中最常用的導(dǎo)體材料。在某些情況下，也常用到材料。在某些情況下，也常用到鋁鋁和和銅銅。它們可以直接與。它們可以直接與陶瓷基板粘結(jié)，而金需要一個(gè)或幾個(gè)中間層，因?yàn)樗⒉惶沾苫逭辰Y(jié)，而金需要一個(gè)或幾個(gè)中間層，因?yàn)樗⒉荒苄纬烧辰Y(jié)所必需的氧化物。能形成粘結(jié)所必需的氧化物。 電容材料電容材料 氧化鉭氧化鉭

12、（TaTa2 2O O5 5）、）、氮化硅氮化硅（SiSi3 3N4N4） 絕緣層材料絕緣層材料 氧化硅氧化硅、聚亞醯胺聚亞醯胺 在光刻工藝中，基板上涂一層光敏材料，紫外線透過(guò)在在光刻工藝中，基板上涂一層光敏材料，紫外線透過(guò)在玻璃上形成的圖案對(duì)光敏材料進(jìn)行曝光。不需要的材料，即玻璃上形成的圖案對(duì)光敏材料進(jìn)行曝光。不需要的材料，即沒(méi)有被光刻膠保護(hù)的部分，可以通過(guò)沒(méi)有被光刻膠保護(hù)的部分，可以通過(guò)“濕法濕法”（化學(xué)）刻蝕（化學(xué)）刻蝕來(lái)去除，也可以通過(guò)來(lái)去除，也可以通過(guò)“干法干法”（濺散）刻蝕去除。（濺散）刻蝕去除。 化學(xué)刻蝕仍然是薄膜刻蝕的最常用的方法，但許多制造化學(xué)刻蝕仍然是薄膜刻蝕的最常用的方法，但許多制造商用采用濺射刻蝕。在這項(xiàng)技術(shù)中，基板覆蓋上光刻膠，與商用采用濺射刻蝕。在這項(xiàng)技術(shù)中，基板覆蓋上光刻膠，與化學(xué)刻蝕完全一樣的方法露出圖形。接著將基板放置于等離化學(xué)刻蝕完全一樣的方法露出圖形。接著將基板放置于等離子體內(nèi)，加上電位。實(shí)際上，在濺散刻蝕過(guò)程中基板起