特種印刷1214課件

第十二章集成電路印刷集成電路(IntegratedCircuit:IC)

指以半導(dǎo)體晶體材料為基礎(chǔ)，采用專門的工藝技術(shù)將組成電路的元器件和互連線集成在基片內(nèi)部、表面或基片之上的微小電路或系統(tǒng)。集成度：指在一定尺寸的芯片上可以做出多少個(gè)晶體管。

2．厚膜集成電路

適用于耗電小、大功率、高電壓電路，成本低，適合大批量生產(chǎn)[制作]：是將導(dǎo)體、電阻、電容等用特殊油墨印刷在陶瓷上，再通過燒結(jié)使其得到所要求的電氣性能。[構(gòu)成]：基板，導(dǎo)體，電阻元件，電介體元件，電感元件，有源元件，內(nèi)部接線，外裝等8部分構(gòu)成；[應(yīng)用]：電子工業(yè)，軍事宇航領(lǐng)域，民用工業(yè)等。厚膜IC的構(gòu)成基板：礬土陶瓷、鎂橄欖石陶瓷、鋯質(zhì)陶瓷、滑石質(zhì)高絕緣陶瓷、莫來石陶瓷、堇青石陶瓷等導(dǎo)體：Pd-Ag，Pt-Ag，Au，Ag電阻元件：金屬釉電阻（RuO2系，Ag-Pd系），樹脂系碳素皮膜電介體元件：陶瓷電容器，層合片型陶瓷電容器，圓片型鉭固體電解電容器，薄膜及厚膜電容器電感元件：薄膜及厚膜線圈，磁芯線圈有源元件：各種半導(dǎo)體組件，箔片晶體三極管，IC箔片內(nèi)部接線：超聲焊接、軟熔釬焊、特殊軟釬焊外裝：浸漬環(huán)氧樹脂涂裝及模具等二、厚膜集成電路的制作

1．工藝過程：主要由印刷和燒結(jié)工藝組成，制作工藝的前后順序由各工序的燒結(jié)溫度決定導(dǎo)體印刷與燒結(jié)→電介體印刷與燒結(jié)（導(dǎo)體油墨，850～1000）(電介油墨，絕緣油墨，850～900℃)→電極印刷與燒結(jié)→電阻印刷與燒結(jié)→電阻、靜電容量修正(導(dǎo)體油墨，750～800℃)(電阻油墨，700～760℃)

→保護(hù)涂層印刷與燒結(jié)→有源元件管芯聯(lián)接(玻璃油墨，＜540℃)(硅晶體三極管、硅二極管，硅半導(dǎo)體IC，400～420℃)→有源元件導(dǎo)線連接→有源元件保護(hù)覆層(金屬導(dǎo)線或Al線300～350℃)(硅樹脂，＜200℃)→組裝元件外引線的釬焊→外涂裝(微型晶體三極管)(樹脂)[基本原則]：將燒結(jié)溫度高的工序放在前面，以避免因燒結(jié)溫度過高而影響厚膜IC的電氣性能。3．基板[要求]—耐高溫，耐燒結(jié)，不與油墨發(fā)生反應(yīng)，對(duì)玻璃粉的附著性良好，表面光滑，機(jī)械強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性良好。[主要材料]—氧化鋁（純度96%），厚度0.30-1.5㎜，標(biāo)準(zhǔn)尺寸50㎜×50㎜。[種類]—氧化鋁陶瓷基板，鎂橄欖石陶瓷基板，高頻絕緣石陶瓷基板，鋯石陶瓷基板，莫萊石陶瓷基板，堇青石陶瓷基板等

4．油墨作為電子元件的構(gòu)成材料，應(yīng)滿足集成電路電氣性能的要求。導(dǎo)體油墨：由金屬粉末、玻璃粉、連結(jié)料和添加劑構(gòu)成；（a）印刷：印刷后形成導(dǎo)電性油墨皮膜，金屬粉末和玻璃粉均勻分散在連接料樹脂中（b）燒結(jié)：連接料樹脂開始燃燒，墨層體積減少，玻璃粉軟化熔融后向基板表面擴(kuò)展，和金屬粉末粘結(jié)在一起（c）冷卻：玻璃粉緊緊填充排列，和金屬粉末有序粘結(jié)在一起，形成金屬粉末整齊排列的墨層，以實(shí)現(xiàn)油墨皮膜的導(dǎo)電性能導(dǎo)電性油墨的印刷、燒結(jié)冷卻過程1-玻璃粉2-樹脂3-金屬粉末4-基板5．燒結(jié)與修正燒結(jié)：合理控制燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間，保證厚膜IC的電氣性能。[工藝過程]：預(yù)加熱→升溫→燒結(jié)→冷卻預(yù)加熱：50～400℃，墨層有機(jī)連接料燃燒氣化升溫：

400～800℃，金屬氧化或還原反應(yīng)，并使金屬粒子熔化，使印刷圖文得到要求的電氣性能燒結(jié)：800℃恒溫，使玻璃粉元素熔化，金屬成分固著在基板上冷卻：快速冷卻，避免繼續(xù)反應(yīng)修正：電阻油墨進(jìn)行燒結(jié)后對(duì)電阻的大小要進(jìn)行修正，只能增大；電路設(shè)計(jì)時(shí)的電阻要稍小一些[方法]噴射氧化鋁粉末，使電阻表面平整化，提高電阻值。三、發(fā)展方向

1．提高印刷網(wǎng)版的精度；

2．研究高性能的專用特殊油墨；

3．提高絲網(wǎng)印刷機(jī)的精度和效率；

4．增進(jìn)微型電路集成塊的實(shí)用化。絲印缺陷對(duì)厚膜電路的影響厚膜種類印刷缺陷給成品帶來的影響導(dǎo)體中空分辨力低膜厚不適當(dāng)導(dǎo)線產(chǎn)生凹陷,電路產(chǎn)生短路膜厚導(dǎo)電性差,耐焊性高,膜厚過厚則影響電阻和介電體的并存性問題電阻器膜厚不適當(dāng)墨膜過薄,電阻值比預(yù)定值要高,膜厚過厚則需多余的激光調(diào)整,且調(diào)整后的穩(wěn)定也不好介電體中空和針空封閉輔助孔膜厚不適當(dāng)電路產(chǎn)生凹陷,不能導(dǎo)通,膜厚過薄,絕緣性要差,甚至短路焊料油墨印量不足潤濕不完全第十三章銘牌印刷

（NameplatePrinting）一、概述1.定義：銘牌印刷是指以銘牌為主要產(chǎn)品的印刷。2.材料：過去采用銅、鐵等，現(xiàn)在大多采用鋁制、塑料制，不干膠銘牌等3.鋁制銘牌的制作方法：鋁制材料直接使用耐酸鋁銘牌（利用氧化鋁對(duì)染料的特殊吸附作用進(jìn)行）三、耐酸鋁制銘牌的加工1.選材：鋁板（采用國標(biāo)）2.預(yù)處理：機(jī)械預(yù)處理、化學(xué)處理、電化學(xué)處理等預(yù)處理處理方法用途機(jī)械預(yù)處理拋光：磨料放在織布內(nèi)研磨消除表面劃痕、裝飾噴丸：用壓縮空氣將磨料噴射鋁表面消除表面劃痕、裝飾刷式研磨使表面光潔，裝飾雕刻或壓痕裝飾，表面有壓凸效果化學(xué)處理化學(xué)研磨：強(qiáng)酸液研磨裝飾，反射光澤較高蝕刻：酸堿腐蝕裝飾，表面有立體感電化學(xué)處理電解研磨：電解法表面研磨裝飾，產(chǎn)生鏡面光澤3.耐酸鋁的加工：陽極氧化處理（電解）鋁材為陽極，鉛板為陰極，電解液采用硫酸溶液（提高導(dǎo)電度，增加電子傳遞速度，起催化劑作用），通過控制電壓完成電解作用陽極：2OH-

→H2O+[O]+2e2Al+3[O]→Al2O3陰極：2H++2e→H2氧化處理結(jié)果：在鋁板表面形成一定厚度的堅(jiān)硬致密的氧化膜處理?xiàng)l件：硫酸濃度（7～20mol%，起到增加電解液的導(dǎo)電度，增加水的解離度的作用），電流密度（0.8～2.0A/dm2），電解液溫度（18～25℃），時(shí)間（15～60分）4.印刷照相感光：涂布感光乳劑→照相軟片密附曝光→顯影→染色（油溶性染料）→除去保護(hù)膜→封孔處理銘牌制作工藝過程1-感光劑2-耐酸鋁層3-鋁基材4-照相軟片密附

5-保護(hù)膜6-染色后的耐酸鋁7-保護(hù)膜剝離后封孔處理5.封孔原因：耐酸鋁層染色后還具有一定吸附能力方法：沸水或加壓水蒸氣處理Al2O3→

Al2O3

?

H2O目的：去除殘余吸附能力，使表面失去活性四、膠印制銘牌1.分類：平壓式、圓壓式、輪轉(zhuǎn)式2.印版：多采用PS版3.制作工藝選材（根據(jù)國標(biāo)）→預(yù)處理（細(xì)化、堿腐蝕、研磨）→涂布（乙烯系清漆）→印刷（醇酸系油墨）→上光（醇酸系樹脂）→覆膜習(xí)題1.什么是銘牌印刷？2.鋁制銘牌有哪兩種制作方法？3.簡述絲網(wǎng)方法印制銘牌的工藝過程.4.按印刷方式不同，膠印銘牌印刷分為幾種？5.印刷后要對(duì)耐酸鋁制銘牌進(jìn)行封孔處理的目的是什么？6.說明膠印制銘牌的制作工藝.第十四章其他特種印刷貼花印刷一、發(fā)泡印刷：（Foamprinting)

[定義]：用微球發(fā)泡油墨通過絲網(wǎng)印刷到紙張或織物上，經(jīng)加熱獲得突起圖文或盲文讀物的印刷方式。

[特點(diǎn)]：印跡呈現(xiàn)凹凸立體效果。[應(yīng)用]：商品裝潢，書刊裝幀，盲文讀物等。

[分類]：根據(jù)油墨構(gòu)成和發(fā)泡方式不同分為兩種：微球發(fā)泡印刷和溝底發(fā)泡印刷（包括化學(xué)發(fā)泡和機(jī)械壓花發(fā)泡）。1．微球發(fā)泡印刷

[原理]：將微球發(fā)泡油墨通過絲網(wǎng)轉(zhuǎn)印到承印物上形成印跡，然后加熱使墨層中的微球膨脹，形成無數(shù)小氣泡，從而使圖文墨層凸起。

[微球發(fā)泡油墨]：作用：高分子聚合物單體合成后制成的中空可塑性小球（直徑5-80微米）內(nèi)部充有低沸點(diǎn)溶劑，加熱后，溶劑氣化使微球體積膨脹直徑增加到5-30倍，在承印物表面形成凸起的圖文。構(gòu)成：色素（10%，色漿，決定油墨顏色），微球（20%，發(fā)泡源，強(qiáng)度及大小由微球發(fā)泡劑含量及在油墨中的均勻性決定），連結(jié)料（60%，丙烯酸酯類），穩(wěn)定劑（5%，尿素，吸濕性好，加速膨脹、擴(kuò)散）、助劑（5%）2．溝底發(fā)泡印刷[定義]：采用絲網(wǎng)印刷將溝底發(fā)泡油墨印刷到基材上，使用化學(xué)發(fā)泡或機(jī)械壓花方法以獲得浮凸圖文。[原理]：發(fā)泡劑受熱后汽化，使油墨層形成無數(shù)微小的氣孔，以構(gòu)成凸起的圖文。[油墨]：構(gòu)成—色素（2%，顏料）樹脂連結(jié)料（40%，聚氯乙烯樹脂）發(fā)泡劑（2%，發(fā)泡源，偶氮二甲基酰胺）增塑劑（36%，苯二甲酸二辛酯）穩(wěn)定劑（2%，二鹽基性亞磷酸鋁）填充劑（18%，碳酸鈣）[發(fā)泡工藝]化學(xué)發(fā)泡—印刷后的印品放在發(fā)泡機(jī)內(nèi)加熱，使發(fā)泡劑分解放出氣體，完成發(fā)泡；加熱溫度決定發(fā)氣量和發(fā)泡程度；機(jī)械壓花工藝—加熱發(fā)泡后，用溝底壓花滾筒進(jìn)行加熱軋壓，形成浮凸圖文3．影響發(fā)泡印刷質(zhì)量的因素發(fā)泡劑的含量及均勻性，增塑劑的含量，加熱溫度，加熱時(shí)間等。二、貼花印刷（DecalPrinting）間接轉(zhuǎn)移印刷[定義]：是用平版膠印將圖案印在涂膠紙或塑料薄膜上，將其貼在被裝飾物的表面，通過轉(zhuǎn)移而得到貼花圖案。[應(yīng)用]：機(jī)電產(chǎn)品的商標(biāo)、標(biāo)志印刷，瓷器等裝飾品的印刷。1．轉(zhuǎn)印紙：（貼花紙）采用專業(yè)裱紙機(jī)復(fù)合而成；2．承印物：不規(guī)則曲面承印表面，各種成型物等；3．制版：印版圖文為正向；4．印刷：采用平版膠印，印前在轉(zhuǎn)印紙施膠面上涂布調(diào)墨油。印刷色序?yàn)橄扔⊥该餍詮?qiáng)的油墨，后印遮蓋力強(qiáng)的油墨，最后加印白墨作為底色；瓷器貼花印刷使用耐高溫顏料特殊油墨，商標(biāo)貼花印刷可使用普通膠印油墨或金屬印刷油墨。5．轉(zhuǎn)印：商標(biāo)貼花：承印物表面涂布調(diào)墨油→貼潤濕裱紙→加壓→揭裱紙瓷器貼花：承印物表面涂布明膠液→貼裱紙→壓印→干燥→浸濕→剝離→清洗膠層6．后加工：商標(biāo)貼花：涂漆上