薄厚膜技术

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


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
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。
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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。
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。
烧结技术也包括陶瓷基板的制作。
厚 膜 浆 料 的 分 类
金属陶瓷浆料制作
浆料，也称膏材，是由金属或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
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。
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。
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。
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。