薄厚膜技术
厚膜工艺技术和材料
厚膜工艺技术和材料厚膜工艺技术是一种将材料加工成较厚的薄片或膜的方法，适用于多种材料，如塑料、金属、陶瓷等。
厚膜工艺技术在工业生产中广泛应用，可以制造出各种产品，如塑料制品、电子元件、电池等。
本文将介绍厚膜工艺技术的基本过程和常用材料。
厚膜工艺技术的基本过程包括材料准备、成型和后处理。
首先是材料准备，需要选择适合的材料，并进行预处理，如清洗、去除表面污染物等。
然后是成型过程，通过热压、冷压或注塑等方式将材料加工成所需的形状和厚度。
最后是后处理，包括冷却、修整、去除表面缺陷等。
常用的厚膜工艺材料包括塑料、金属和陶瓷。
塑料是最常见的材料之一，其具有轻便、易加工和成本低的特点，适用于制造各种塑料制品，如塑料碗、餐具、水杯等。
金属材料具有高强度、导电性和耐腐蚀性，适用于制造各种金属制品，如电子元件、汽车零部件等。
陶瓷材料具有高温耐性和耐磨性，适用于制造耐火材料、瓷器等。
厚膜工艺技术具有许多优点。
首先，它可以制造出具有较大厚度和较高强度的产品，适用于要求较高耐磨性和耐冲击性的应用。
其次，厚膜工艺技术可以实现高精度加工，确保产品的尺寸和形状的一致性。
此外，该技术可用于大规模生产，提高生产效率和产品的经济性。
然而，厚膜工艺技术也存在一些限制。
首先，成本较高，需要先进的设备和工艺控制。
其次，该技术对材料的要求较高，要求材料具有良好的热塑性和流动性。
此外，厚膜工艺技术的易操作性也对操作技术人员提出了一定的要求。
总之，厚膜工艺技术是一种重要的加工方法，可以制造出各种产品，广泛应用于各个行业。
随着科学技术的发展，厚膜工艺技术将会越来越先进和成熟，为人们提供更多高品质的产品。
CH3-厚薄膜技术
环氧树脂系导体浆料
树脂浆料
优点
导电材料 块体材料 1 便宜 电阻率的 /Ω•cm 1.63×10-6
第三章 厚薄膜技术 3.3 厚膜材料
导电性粉末的种类及特性
平均粒径 /μm
粒子形状
2 所用设备投资少
1～3 球状、片状
所制成导电 浆料的电阻率 / Ω•cm
用途
印制电路板，键盘开 关，芯片安装，片式 元件电极，LTCC 印制电路板，LTCC 印制电路板，键盘开 关，电磁屏蔽 电磁屏蔽
Ag-Pd ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-钯导体
使用Ag-Pd导体时，通常进行下述试验：
第三章 厚薄膜技术 3.3 厚膜材料
①测定电阻值 （按需要有时也包括TCR） ②浸润性。测量导体膜上焊料液滴的展宽直径。 ④迁移性。在导体图形间滴上水滴，并施加一定电压测量达 到短路今后经过的时间。 ⑤结合强度。在导体膜焊接引线，沿垂直于膜面方向拉伸， 测量拉断时的强度，确定破断位臵，分析断面形貌结构等。 ⑥热老化后的强度。焊接后，在150℃下放臵48小时，测量导 线的结合强度等。
氧化铝陶瓷基板 目前用的比较多的基板，它的主要成分是Al2O3，基板 中Al2O3的含量通常为92-99.9%，Al2O3的含量愈高基板的 性能愈好，但与厚膜的附着力较差，因此一般采用94-96% Al2O3的陶瓷。 这种氧化铝陶瓷板要在1700℃以上高温下烧成，因而 成本比较高。所以国内外也有采用85%和75% Al2O3陶瓷的 ，虽然它们的性能稍差些，但成本低，在一般的电路生产 中可采用。
第三章 厚薄膜技术
3.2 厚膜技术 厚膜技术是用丝网印刷或喷涂等方法，将导体浆料、 电阻浆料和介质浆料等涂覆在陶瓷基板上制成所需图形， 再经过烧结或聚合完成膜与基板的粘接。它的基本内容是 印刷和烧结，但目前已发展成综合性很高的一种技术。它 的范围和内容越来越广泛，包括互连技术，制造元器件技 术和组装封装技术。
第3章 厚薄膜技术
常用薄膜导体
过渡金属
Mo、Ir、Ni、Pd、Fe、Pt、W、Ta、Cr、Ti、Zr 导电性差；仅用作复合金属膜
2、电阻薄膜材料
常用的电阻薄膜材料电阻率多发布在 100~2000μΩ·cm 电阻薄膜材料主要有三大类：金属类、合金 类、陶瓷类。
薄膜电阻材料的基本要求 与其他薄膜元件如电容、导线的制造工艺 兼容 良好的工艺性 稳定的电性能 化学稳定性好，材料和工艺成本低
厚膜导体的附着机理
附着机理 金属粒子由热扩散和粘性流动而连接，形 成网状结构 但金属与陶瓷基片的结合很弱 熔化的玻璃可以润湿陶瓷基片表面，产生 连接 玻璃渗入金属网状结构中，形成机械连接
厚膜导体表面形态
厚膜集成电路
采用丝网漏印、等离子喷涂和高温烧结等 技术在绝缘基片上制作的集成电路；
厚薄膜电路的材料-基片材料
分为两大类： 高介电常数介电体：介电常数在数百以 上，主要用于制造厚膜电容器； 低介电常数介电体：ห้องสมุดไป่ตู้电常数在10以下， 用于表面钝化、交叉绝缘层、多层布线绝 缘层及低容量电容器。
高介电常数介电体
高介电常数厚膜电容器主要为：BaTiO3、 Pb（Fe2/3W1/3）x（Fe1/2N1/2）和 TizO3 等。近年继续以BaTiO3钛酸钡为主进行开 发，只是将Ba和Ti由Pb、Ca、Fe等替 代，其介电常数可高达3000~5000。 除介电体材料特性外，烧成温度、时间、 电极材料和尺寸对电容器的特性都用较大 影响。
直流溅射—制备各类金属膜 射频溅射—各类金属与非金属膜 磁控溅射–-是一种淀积速度高、工作气压低的溅射 技术，提高了淀积速度及膜质量， 反应溅射—采用纯金属作为靶材，在气体中混入适 量的活性气体，获得不同的化合物薄膜。
《厚膜与薄膜技术》PPT课件
测量工具：细度计
测量结果：能得到颗粒
的最大、最小和平均粒径
2021/5/28
超大规模集成电路硅衬底抛光
14
2021/5/28
固体粉末百分比含量
参数意义：有效物质与粘贴成分的质量与浆料总质量 的比值，一般为85％～92％〔质量百分比〕。
测量方法：取少量浆料样品称重，然后放在大约 400℃的炉子里直到所有的有机物烧尽，重新称量样 品。
2021/5/28
提供元器件与膜布线之间以及与更高一级组装的电互连。
提供端接区以连接厚膜电阻。
提供多层电路超导大规体模层集成之电间路硅的衬电底连抛光接。
19
2021/5/28
厚膜导体材料有三种根本类型：
可空气烧结：由不容易形成氧化物的贵金属制成的，主要 的金属是金和银，它们可以是纯态的，也可与钯或与铂存 在于合金化的形式。
印刷后，必须有足够的时间使浆料粘度增加到接近 静止粘度〔流平〕，如果在流平前把浆料置于烘干 工艺的条件下，那么浆料由于温度的升高而变得稀 薄，印出的图形将会丧失线条的清晰度。
浆料粘度的调节：
参加适当的溶剂可以很容易的降低粘度，当浆料罐 已开启屡次或把浆料从丝网返回罐中时，常常需要 这么做。
增加浆料的粘度是很困难的，需要参加更多的不挥
2021/5/28 更为困难。
超大规模集成电路硅衬底抛光
8
2021/5/28
〔2〕金属氧化物材料：一种纯金属例如Cu、Cd与浆料 的混合物
粘贴机理：纯金属在基板外表与氧原子反响形成氧化物， 金属与其氧化物粘接并通过烧结而结合在一起。属于 氧化物键合或分子键合。
特点：与玻璃料相比，这一类浆料改善了粘接性。但烧 结温度较高，一般在950～1000℃下烧结，加速了厚 膜烧结炉的损耗，炉体维护频率高。
薄厚膜技术
➢薄膜技术
薄膜技术是一种减法技术，在整个基板上覆几层金属
膜，一些不需要的部分被光刻掉。用光刻工艺形成的 图形比厚膜工艺能够形成的线条更窄、边缘更清晰。 这个特性促进了薄膜技术在高密度和高频领域的应用 薄膜技术利用热蒸镀、电子束蒸镀、溅镀、化学气相 沉积等薄膜镀着技术配合微影成像与蚀刻等技术在基 板上制成导线电路与各种电阻、电容等元件。
➢厚膜技术
厚膜技术是采用丝网印刷和烧结等工艺，将传统无
源元件（电阻、电容）及导线电路形成于散热良好 的陶瓷绝缘基板表面。 厚膜技术的基本内容是印刷和烧结。 网印是使用刮刀将导体浆料、电阻浆料和介质浆料 等刷过镂刻有电路图形的网板或金属板，以在陶瓷 基板表面形成所需的电路、电阻、电容图形，再经 过烧结或聚合完成膜与基板的粘接。 烧结技术也包括陶瓷基板的制作。
✓ 电容材料 氧化钽（Ta2O5）、氮化硅（Si3N4）
✓ 绝缘层材料 氧化硅、聚亚醯胺
光刻
在光刻工艺中，基板上涂一层光敏材料，紫外线透过在玻璃 上形成的图案对光敏材料进行曝光。不需要的材料，即没有 被光刻胶保护的部分，可以通过“湿法”（化学）刻蚀来去 除，也可以通过“干法”（溅散）刻蚀去除。
化学刻蚀仍然是薄膜刻蚀的最常用的方法，但许多制造商 用采用溅射刻蚀。在这项技术中，基板覆盖上光刻胶，与化 学刻蚀完全一样的方法露出图形。接着将基板放置于等离子 体内，加上电位。实际上，在溅散刻蚀过程中基板起靶的作 用，气体离子轰击薄膜的暴露部分除去不需要的材料。光刻 胶膜比溅散的薄膜厚很多，故它是不受影响的。
先用丝绸、尼龙或不锈钢丝编织成的网绷紧在框架上 ，再将刻有导体或电阻图形的有机膜或金属箔（称掩模 ）贴到丝网上。
印刷时，将基板放在丝网下面，而将浆料放在丝网上 面，然后用橡胶或塑料制成的刮板以一定的速度和压力 在丝网上移动，使它通过掩模上的开孔图形而漏印到基 板上，于是在基板上便得到该浆料印出的所需图形。
厚膜工艺技术
厚膜工艺技术厚膜工艺技术是一种常用于塑料加工的技术，它可以让塑料材料形成均匀而稳定的厚膜，广泛应用于包装、建筑、农业等领域。
下面我们来详细了解一下厚膜工艺技术。
厚膜工艺技术主要包括三个主要步骤：挤出、延伸和冷却。
首先是挤出步骤。
在这个步骤中，将塑料颗粒加热熔化，并通过挤出机将熔融塑料挤出成膜状。
挤出机通常由加料装置、螺杆、模头和冷却装置组成。
塑料颗粒首先通过加料装置进入螺杆，然后在螺杆的作用下被加热和熔化。
熔融的塑料通过模头被挤出，形成薄膜状。
挤出速度、温度以及螺杆的转速等参数都会对薄膜的厚度、质量和形状产生影响。
接下来是延伸步骤。
在挤出后，熔融的塑料薄膜会被拉伸或延伸，在此过程中可以提高膜的强度和透明度。
延伸可以通过两种方式完成：纵向延伸和横向延伸。
纵向延伸是指将薄膜沿纵向方向延长，通常通过两个不同速度的辊子实现。
横向延伸是指将薄膜沿横向方向延长，通常通过充气或机械牵引实现。
延伸过程中需要注意控制延伸力度和速度，以避免薄膜断裂或失去形状。
最后是冷却步骤。
延伸后的薄膜需要进行冷却，使其快速降温并保持所期望的形状和性能。
冷却方式可以是自然冷却或冷却装置辅助。
自然冷却是将薄膜放置在冷却室中，利用自然风力或冷却介质的对流来降温。
冷却装置辅助可以通过空冷或水冷方式实现，以加速薄膜的冷却过程。
冷却过程中需要控制温度和冷却速度，以确保薄膜的最终性能。
总体而言，厚膜工艺技术是一种高效、经济的塑料加工技术。
它能够制备出具有一定厚度的塑料膜，具有很好的耐久性、透明度和韧性。
厚膜工艺技术广泛用于包装领域，如食品包装、医药包装等，可以提供优异的保护性能和外观效果。
此外，厚膜工艺技术还在建筑、农业等领域得到应用，如地膜、大棚膜等。
随着科技的不断进步，厚膜工艺技术还将继续发展，为各个领域的应用提供更多的可能性。
微电子封装技术第4章 厚薄膜技术
4.1 厚膜技术
传统的金属陶瓷厚膜浆料主要有4种成分：（确定 膜的功能）、粘贴成分（提供与基板的粘贴及使有效物 质颗粒保持悬浮状态的基体）、有机黏着剂（提供丝网 印刷的合适流动性）和溶剂或稀释剂（决定黏度）。
4.1 厚膜技术
工艺流程
生产厚膜电路的基本工艺流程是丝网印刷、厚膜材 料的干燥和烧结。
丝网印刷工艺是将浆料涂布在基板上，干燥工艺的 作用是在烧结前从浆料中去除挥发性的溶剂，烧结工艺 是使粘贴剂发挥作用将印刷图形粘贴在基板上。
厚膜材料主要包括：厚膜导体材料、厚膜电阻材料 、厚膜介质材料、釉面材料和厚膜基板等。
4.1 厚膜技术
厚膜材料：厚膜导体材料
厚膜导体材料实现以下各种功能：①在电路节点之 间提供导电布线；②提供元器件与膜布线及与更高一级 组装的互连；③必须提供连接区域以连接厚膜电阻；④ 必须提供多层电路导体层之间的连接。
厚膜 2400~24000nm 直接工艺：丝网印刷、干燥和烧结 无须使用化学刻蚀或镀液 无需回收贵金属 低成本的多层工艺 使用几种不同方块电阻率的材料 能承受苛刻环境和高温的稳定电阻 高TCR电阻 线条分辨率为125~250μm 初始设备投资低 线条清晰度不好，不适于RF应用 引线键合受杂质影响，材质不均匀
4.1 厚膜技术
厚膜材料：釉面材料
对电路提供机械保护，免于污染和水在导体之间的 桥连，阻挡焊料散布，改善厚膜电阻调阻后的稳定性。 是可以在较低温度（通常在550℃附近）下烧结的非晶 玻璃。
4.1 厚膜技术
厚膜材料：厚膜基板
厚膜基板主要有陶瓷基板、金属基板和树脂基板。 其中比较常用的是陶瓷基板。陶瓷基板主要包括以下几 种：氧化铝陶瓷基板、氧化铍陶瓷基板、特种陶瓷基板 、氮化铝基板和碳化硅陶瓷基板。
厚膜技术与薄膜技术
厚膜技术与薄膜技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊厚膜技术和薄膜技术。
你说这厚膜技术啊，就像是个敦实的大力士！它特别皮实，能扛得住各种环境的折腾。
厚膜技术做出来的东西，那可真是扎实可靠，就好像是家里那用了好多年还特别顺手的老物件。
它在电子领域那可是立下了汗马功劳，很多重要的电子器件里都有它的身影呢。
再看看薄膜技术，哎呀呀，这可真是个精细的小精灵！它能把各种材料弄得薄薄的，就跟那薄如蝉翼似的。
薄膜技术做出来的玩意儿那叫一个精致，就好比是一件精美的艺术品。
它在一些对精度要求特别高的地方可就大显身手啦，比如说那些高科技的电子产品，没有薄膜技术还真不行。
你想想看，要是没有厚膜技术，那些大型的电子设备还不得摇摇晃晃，随时可能出问题呀！而要是没有薄膜技术，那些小巧玲珑的高科技玩意儿怎么能做得那么精致，让我们爱不释手呢？厚膜技术就像是一个默默奉献的老黄牛，虽然不起眼，但是没它真不行。
它能让电子设备稳定运行，给我们提供可靠的服务。
薄膜技术呢，则像是一个时尚的弄潮儿，总是走在科技的前沿，给我们带来惊喜。
比如说在太阳能领域，厚膜技术可以让太阳能板更坚固耐用，而薄膜技术能让太阳能板更高效地吸收阳光。
这不就是完美的组合嘛！它们俩就像是一对好搭档，相互配合，共同为我们的生活带来便利和进步。
在医疗领域，厚膜技术能让医疗设备更稳定可靠，保障病人的安全。
薄膜技术呢，则能让一些检测仪器更加灵敏准确，帮助医生更好地诊断病情。
这多重要啊，是不是？所以说啊，厚膜技术和薄膜技术都是我们生活中不可或缺的好帮手。
它们各有各的优点，各有各的用处。
我们可不能小瞧了它们，要好好珍惜它们给我们带来的便利和好处。
它们就像是我们生活中的宝藏，等待着我们去发现和利用。
你说对不对呢？总之，厚膜技术和薄膜技术都是非常了不起的技术，它们在不同的领域发挥着重要的作用，让我们的生活变得更加美好。
让我们为它们点赞，为科技的进步加油！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
溅射是在真空室中，利用荷能粒子轰击 靶材（膜材）表面，通过粒子动量传递 打出靶材中原子及其他粒子，并使其沉 积在基体上形成薄膜的技术。
在一定的真空条件下加热被蒸镀 材料，使其熔化(或升华)并形成 原子、分子或原子团组成的蒸气 ，凝结在基底表面成膜。
在光刻工艺中，基板上涂一层光敏材料，紫外线透过在 玻璃上形成的图案对光敏材料进行曝光。不需要的材料，即 没有被光刻胶保护的部分，可以通过“湿法”（化学）刻蚀 来去除，也可以通过“干法”（溅散）刻蚀去除。 化学刻蚀仍然是薄膜刻蚀的最常用的方法，但许多制造 商用采用溅射刻蚀。在这项技术中，基板覆盖上光刻胶，与 化学刻蚀完全一样的方法露出图形。接着将基板放置于等离 子体内，加上电位。实际上，在溅散刻蚀过程中基板起靶的 作用，气体离子轰击薄膜的暴露部分除去不需要的材料。光 刻胶膜比溅散的薄膜厚很多，故它是不受影响的。
第三章 厚薄膜技术
厚膜技术和薄膜技术是电子封装中的重要工 艺技术，统称为膜技术。 可用以制作电阻、电容或电感等无源被动器 件，也可以在基板上制成布线导体和各类介质膜 层以连接各种电路元器件，从而完成混合集成电 路电子封装。
分类：
按膜厚分：小于1μm的为薄膜 大于1μm的为厚膜 厚膜与薄膜的概念并不单指膜的厚度，主要还是指制 造工艺技术的不同： 厚膜是通过丝网印刷（喷涂）和烧结（聚合）的方法 薄膜是通过真空蒸发、溅散、气相化学淀积、电镀等 方法而形成。
粘结成分 粘贴剂，润湿基板，膜与基板间的粘结，占10%-20%； ——玻璃（铅硼硅玻璃）和金属氧化物； 有机粘结剂 运载剂，提供丝网印刷时的流动性,占12%-25%； ——乙基纤维素和各种丙烯酸树脂； 溶剂或稀释剂 决定运载剂的粘度； ——松油醇、丁醇。
印刷
厚膜中最常用的印刷是丝网印刷。 先用丝绸、尼龙或不锈钢丝编织成的网绷紧在框架 上，再将刻有导体或电阻图形的有机膜或金属箔（称掩 模）贴到丝网上。 印刷时，将基板放在丝网下面，而将浆料放在丝网 上面，然后用橡胶或塑料制成的刮板以一定的速度和压 力在丝网上移动，使它通过掩模上的开孔图形而漏印到 基板上，于是在基板上便得到该浆料印出的所需图形。
干燥
浆料的组分中含有两种有机组分： 提供丝网印刷 时的合适流动性能的有机粘结剂、决定粘结剂粘度的有 机溶剂或稀释剂。其中有机粘结剂是不挥发组分，有机 溶剂或稀释剂是低温挥发组分。 干燥过程主要就是去除可挥发组分。 流平——常温挥发低温挥发组分 强制干燥——100至150摄氏度下干燥
烧结
烧结也称烧成，是厚膜技术中的主要工序之一。 印好的厚膜浆料只有经过烧结工序后，才具有一定的电 性能，才能成为所需要的厚膜元件。 烧结过程的阶段：升温、最高烧结温度（或称峰 值温度）的保温和降温三个阶段。
烧结技术也包括陶瓷基板的制作。
厚 膜金属氧化物粉末和玻璃粉分散在 有机载体中而制成的可印刷的浆状物或糊状物。通常在850~1000 ℃烧结。 浆料种类：包括导体材料、电阻材料、介质材料。 根据不同的浆料（导体、电阻、介质等）的成分和配方，将各 种固体粉料先均匀混合，再加入适量载体，使粉料均匀分散于载 体中，再进行研磨，从而获得结构均匀厚膜浆料。 浆料主要成分： 有效物质—功能相粉粒 粘结成分—粘贴剂 有机粘结剂—运载剂 溶剂或稀释剂
薄膜技术
薄膜技术是一种减法技术，在整个基板上覆几层金属
膜，一些不需要的部分被光刻掉。用光刻工艺形成的 图形比厚膜工艺能够形成的线条更窄、边缘更清晰。 这个特性促进了薄膜技术在高密度和高频领域的应用 薄膜技术利用热蒸镀、电子束蒸镀、溅镀、化学气相 沉积等薄膜镀着技术配合微影成像与蚀刻等技术在基 板上制成导线电路与各种电阻、电容等元件。
4.微调
微调是厚膜元件烧结后，对其阻值或容量进行微量调 整的一种方法。 方法：用喷砂或激光等方法来切割电阻或电容图形， 以改变他们的几何尺寸，使阻值或容量发生变化，从而达 到预定的标称值和所需的精度。
5.封装
封装是把制成的厚膜电路或组合件保护在一定的外壳 中或采取其它防护措施，如印刷一层保护层，达到防潮、 防辐射和防止周围环境气氛等影响。
薄膜材料分类 导体膜 ——用于形成电路图形，提供电极及电学连接； 电阻膜 ——用于形成电路中的电阻； 介质膜 ——形成电容器膜和实现绝缘与表面钝化作用。
电阻材料 镍铬耐热合金（NiCr）、氮化钽（Ta2N）、二硅化铬。 导体材料 金有很高的化学稳定性，是薄膜混合电路中最常用的导体 材料。在某些情况下，也常用到铝和铜。它们可以直接与 陶瓷基板粘结，而金需要一个或几个中间层，因为它并不 能形成粘结所必需的氧化物。 电容材料 氧化钽（Ta2O5）、氮化硅（Si3N4） 绝缘层材料 氧化硅、聚亚醯胺
厚膜技术
厚膜技术是采用丝网印刷和烧结等工艺，将传统无
源元件（电阻、电容）及导线电路形成于散热良好 的陶瓷绝缘基板表面。 厚膜技术的基本内容是印刷和烧结。 网印是使用刮刀将导体浆料、电阻浆料和介质浆料 等刷过镂刻有电路图形的网板或金属板，以在陶瓷 基板表面形成所需的电路、电阻、电容图形，再经 过烧结或聚合完成膜与基板的粘接。
有效物质 功能相粉粒，决定膜功能，占50%-70%； ——如果是金属则烧结膜是导体； 高温烧结导体材料（钨、钼-锰粉体） 低温烧结导体材料（金、银、铜、银-钯） ——如果是金属氧化物则烧结后是电阻； 氧化钌RuO2是常用的厚膜电阻材料 ——如果是绝缘材料则烧结后是介电体，制作电容器。 常用的厚膜电容材料有钛酸钡BaTiO3和氧化钽Ta2O5