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！。
厚膜发热技术
厚膜发热技术哎呀，说起这个厚膜发热技术，我得说，这玩意儿可真是个神奇的小玩意儿。
你知道吗，就在上个周末，我家里那台老古董电热水壶突然罢工了，水烧不开，我那个急啊，咖啡都喝不上。
然后我就在网上搜啊搜，想看看有没有什么能快速解决的办法。
结果，你猜怎么着？我找到了这个厚膜发热技术。
一开始我还以为是什么高大上的科技产品，结果一看，嘿，这不就是我小时候在科学博物馆里看到的那种电热膜嘛！那时候我还小，觉得这东西可神奇了，一张薄薄的膜，一通电就能发热，就像变魔术一样。
我决定试试，就在网上买了一个。
等快递送到的时候，我迫不及待地拆开包装，里面就是一张看起来普普通通的膜，但是摸起来手感还不错，挺柔软的。
我按照说明书上的步骤，把它贴在了电热水壶的底部。
你别说，这玩意儿安装起来还真简单，就跟贴手机膜似的。
然后，我就把电插上，等着看效果。
嘿，你猜怎么着？不到一分钟，我就感觉到那电热水壶底部开始热起来了。
我赶紧倒了点水进去，没过多久，水就开始冒热气了。
我那个激动啊，赶紧泡了杯咖啡，那味道，简直了！这个厚膜发热技术，别看它不起眼，但是效果真的不错。
它发热均匀，不像我以前用的那种电热丝，总是中间那块特别烫，边上又不怎么热。
而且，这个膜还挺耐用的，我用了快一个月了，一点问题都没有。
最让我惊喜的是，这个膜还挺节能的。
以前那个电热水壶，一烧水就得用好久，电费蹭蹭往上涨。
现在好了，烧水快，电费也省了不少。
我算了一下，一个月下来，能省下好几杯咖啡的钱呢！所以说，这个厚膜发热技术，虽然听起来挺高科技的，但其实用起来就跟我们平时用的很多东西一样，简单、方便、实用。
它就像是那个默默在背后支持你的老朋友，虽然不怎么说话，但是总能在你需要的时候给你温暖。
最后，我想说，科技这东西，不就是要让生活变得更好吗？这个厚膜发热技术，虽然不是什么惊天动地的大发明，但它确实让我的生活变得更方便了。
下次家里再有什么小电器出问题，我肯定还会先想到它。
毕竟，有时候，生活就是需要这些小而美的改变，不是吗？。
厚膜技术第三章第一讲
3.2 厚膜浆料的原材料及制备工艺
3.2.1 厚膜浆料的特性及分类 流体类型 触变性
金属陶瓷厚膜
难熔材料厚膜（还原气氛，高温）
聚合物厚膜 （有机基板）
3.2.1 厚膜浆料的共性及分类
3.2 厚膜浆料的原材料及制备工艺
3.2 厚膜浆料的原材料及制备工艺
3.2.2 厚膜浆料的原材料 有效物质； 粘贴成分； 有机粘贴剂； 溶剂或稀释剂.
3.4 不同的厚膜材料
3.4.5 厚膜电阻 厚膜电阻的性能 电阻温度系数：TCR=(R2-R1)/R1（T2-T1） 热端TCR（25-125℃） 冷端TCR（-55-25 ℃）
02
03
04
05
06
02
03
04
05
06
3.4 不同的厚膜材料
3.4 不同的厚膜材料
3.4.5 厚膜电阻 厚膜电阻的性能 电阻噪声来源： 热噪声：由于热引起电子在能级之间随机跃迁的结果； 与频率无关，为白噪声； 电流噪声：材料里边界之间的能级突变，属于正比1/f频谱。 理论上：高值电阻比低值电阻具有更高的噪声电平； 大面积电阻具有很低的噪声电平； 较厚的电阻具有较低的噪声电平.
01
02
03
04
05
06
07
3.4.1 厚膜导体材料
3.4 不同的厚膜材料
金导体：不易氧化，可用于高可靠性场合，如军事、医学等
01
金易于与锡合金化，并融入其中，形成金属间化合物，因此金常与铂或者钯预先形成化合物以防止与锡作用。
02
银导体：最大的特点是电导率高，最大的缺点是易迁移；
03
利用钯和铂同样可使银的迁移速率降低（4：1）
04
3.4.1 厚膜导体材料
第三章 厚、薄膜技术
厚膜的制备： 厚膜的制备：
把制备好的浆料通过丝网印版印在陶瓷基板上， 把制备好的浆料通过丝网印版印在陶瓷基板上，烘干 去除溶剂或稀释剂挥发性成分，再经高温烧制， 去除溶剂或稀释剂挥发性成分，再经高温烧制，有机粘 贴剂被燃烧调，剩下的几乎是纯粹的金属， 贴剂被燃烧调，剩下的几乎是纯粹的金属，它由于玻璃 的作用而密合在基板上。 的作用而密合在基板上。
尹小田
厚膜浆料的制备： 厚膜浆料的制备：
前面已经知道：厚膜浆料一般由金属和玻璃组成。 前面已经知道：厚膜浆料一般由金属和玻璃组成。 1、把从化学溶剂中沉淀出来的金属，形成金属粉末； 、把从化学溶剂中沉淀出来的金属，形成金属粉末； 2、把熔融的玻璃淬火后，用球磨机磨成玻璃颗粒，细筛粉 、把熔融的玻璃淬火后，用球磨机磨成玻璃颗粒， 末； 3、把金属粉末和玻璃粉末分散在有机粘贴剂中，用溶剂或 、把金属粉末和玻璃粉末分散在有机粘贴剂中， 稀释剂调成糊状，在三锟轧机中彻底弥散(混合 混合， 稀释剂调成糊状，在三锟轧机中彻底弥散 混合，无结 块)，去除夹带空气。 ，去除夹带空气。
尹小田
2、厚膜材料 、
金属陶瓷厚膜浆料分：导体、电阻和绝缘浆料。 金属陶瓷厚膜浆料分：导体、电阻和绝缘浆料。
3）厚膜绝缘材料 ） 以简单的交叠结构或复杂的多层结构做导体间的绝缘体的 介质材料。必须是结晶的或可再结晶的。 介质材料。必须是结晶的或可再结晶的。膨胀系数必须尽 可能接近基板材料以避免制作多层后基板出现翘曲。 可能接近基板材料以避免制作多层后基板出现翘曲。 对厚膜绝缘材料要求： 其它用法： 对厚膜绝缘材料要求： 其它用法： •形成连续的膜以消除层间的短路； 形成连续的膜以消除层间的短路； •介电常数高的介质材料可以制作厚膜电容器，精度高。 介电常数高的介质材料可以制作厚膜电容器，精度高。 形成连续的膜以消除层间的短路 介电常数高的介质材料可以制作厚膜电容器 •包含小到 包含小到0.25mm的通孔。 包含小到 的通孔 •釉面介质材料：是可以在较低温度下烧结的非晶玻璃。用 釉面介质材料： 的通孔。 釉面介质材料 是可以在较低温度下烧结的非晶玻璃。 于电路的机械保护，防止污染和水在导体间的桥连， 于电路的机械保护，防止污染和水在导体间的桥连，桥连 所以每层要印刷和烧结2次 来消除针孔，防止层间的短路。 所以每层要印刷和烧结 次，来消除针孔，防止层间的短路。 可到短路；阻挡焊料散布，改善厚膜电阻调阻后的稳定性。 可到短路；阻挡焊料散布，改善厚膜电阻调阻后的稳定性。
厚膜技术原理与应用
厚膜技术原理与应用第一篇：嗨呀，亲爱的小伙伴们！今天咱们来聊聊厚膜技术。
啥是厚膜技术呢？简单说呀，就像是给一个小物件穿上一层厚厚的“衣服”，不过这“衣服”可不一般哦！它是通过特殊的工艺，把一些导电的、电阻的或者是绝缘的材料，均匀地涂在基底上面，形成一层厚厚的膜。
这厚膜技术的原理呢，就像是画画一样。
先准备好“画布”，也就是基底，然后把各种“颜料”，也就是那些材料，用专门的工具和方法，一层一层地涂上去。
而且这些“颜料”还得乖乖听话，分布得均匀又整齐，这样才能保证出来的“画”好看又好用。
那厚膜技术有啥用呢？用处可多啦！比如说在电子领域，它能让电路板变得更小巧、更精密。
想象一下，小小的手机里面，那些密密麻麻的线路，很多就是靠厚膜技术实现的。
还有在汽车电子、航空航天这些高大上的地方，厚膜技术也是大显身手呢。
而且哦，厚膜技术还能让一些传感器变得更灵敏、更准确。
比如说温度传感器、压力传感器，有了厚膜技术的加持，它们就能更好地为我们服务啦。
呀，厚膜技术就像是一个神奇的魔法，让我们的生活变得更便捷、更美好！第二篇：嘿，朋友们！今天咱们继续唠唠厚膜技术。
你知道吗？厚膜技术就像是个超级厉害的“化妆师”！它能把普普通通的材料变得神奇无比。
它的原理呢，其实就是把各种材料粉末和有机载体混合在一起，形成一种像“糊糊”一样的东西。
然后用丝网印刷或者其他的办法，把这“糊糊”涂在基底上，再经过高温处理，让它们紧紧地粘在一起，形成一层牢固的膜。
这厚膜技术的应用可广泛啦！在通信设备里，它能提高信号传输的效率和稳定性，让我们打电话、上网的时候都能更顺畅。
在医疗设备中，像是那些精密的检测仪器，厚膜技术能让它们更精确地检测出我们身体的状况。
还有哦，在家用电器中也有它的身影。
比如说空调、冰箱，里面的控制电路很多都是靠厚膜技术来实现的。
就连我们平时用的智能手表，也离不开厚膜技术的功劳呢。
厚膜技术就像一个默默付出的小天使，虽然我们可能看不到它，但它却在各个角落里发挥着重要的作用，让我们的生活变得越来越智能化、越来越舒适。
《厚膜技术》课件
厚膜太阳能电池、燃料电池等能源 设备的制造。
04
厚膜技术的历史与发展
起源
厚膜技术起源于20世纪初，最初主要 用于制造陶瓷电容器。
发展历程
未来展望
随着科技的不断进步和应用需求的不 断提高，厚膜技术将继续向微型化、 高性能化、多功能化方向发展，有望 在更多领域得到广泛应用。
随着材料科学、制膜技术、烧结工艺 等方面的不断进步，厚膜技术得到了 迅速发展，应用领域不断扩大。
特点
厚膜技术具有工艺简单、成本低、可靠性高等优点，可实现 微型化、集成化、高可靠性等功能，广泛应用于电子、通信 、航空航天、能源等领域。
厚膜技术的应用领域
01
电子领域
厚膜电阻、电容、电感等电子元件 的制造。
航空航天领域
厚膜热控器件、传感器等航空航天 设备的制造。
03
02
通信领域
厚膜天线、微波器件等通信设备的 制造。
具有质轻、绝缘、易加工等特点，如聚酰 亚胺、聚酯等，可用于电子元件的绝缘层 和保护层。
厚膜材料的制备方法
物理气相沉积（PVD）
通过物理方法将材料蒸发或溅射到基 板上形成薄膜，包括真空蒸发、溅射 和离子镀等。
化学气相沉积（CVD）
通过化学反应将气体在基板上形成固 态薄膜，包括常压CVD、等离子体增 强CVD和激光诱导CVD等。
电学性能
包括导电性、绝缘性、介质损 耗等。
光学性能
包括透过率、反射率、散射系 数等。
厚膜制备工艺与设
03
备
厚膜制备工艺流程
厚膜制备工艺流程包括原料选择、制备浆料、 丝网印刷、干燥和烧结等步骤。
01
制备浆料是将原料与溶剂、粘结剂等混合 制成均匀的浆料，以便于丝网印刷。
厚膜技术关键工艺
厚膜技术关键工艺
厚膜技术关键工艺指的是在厚膜制造过程中，对于膜材料的加工、成膜、固化等关键环节所采取的工艺控制方法。
以下是一些常见的厚膜技术关键工艺：
1. 膜材料的选择：选择合适的膜材料是厚膜技术的基础。
需要考虑膜材料的透明性、耐候性、耐化学品腐蚀性、机械强度等特性。
2. 粘结剂的配方：粘结剂是将膜材料粘结在基材上的关键组分。
需要根据膜材料和基材的特性，选择合适的粘结剂，并进行正确的配比，以达到较好的粘结效果。
3. 成膜工艺：成膜工艺是指将涂层材料或浸渍材料涂覆到基材上形成膜层的过程。
涂覆方法可以包括喷涂、滚涂、刮涂等，而浸渍方法则是将基材浸入涂料中。
成膜工艺要求掌握涂层厚度、涂覆速度、涂层均匀性等关键参数。
4. 热处理工艺：热处理工艺是为了使膜材料发生固化或改善其性能而进行的加热处理。
热处理的温度、时间和环境条件等都会对膜层的质量产生影响。
5. 表面处理工艺：在涂覆膜层之前，还需要对基材表面进行处理，以提高膜层的附着力和质量。
表面处理工艺可以包括清洗、打磨、浸渍等，以去除表面污染物和提高表面粗糙度。
以上是一些常见的厚膜技术关键工艺，通过合理控制这些关键工艺，可以制备出具有较好性能的厚膜产品。
厚膜技术介绍
厚膜技术介绍基本原理厚膜技术主要是指用丝网印刷的方法将导体浆料、电阻浆料或介质浆料等材料转移到陶瓷基板上，这些材料经过高温烧成后，会在陶瓷基板上形成粘附牢固的膜。
重复多次后，就会形成多层互连结构的包含电阻或电容的电路。
工艺流程厚膜印刷的流程大致分为：设计制作菲林，出片打样，制作PS板，调油漆，上机印刷，磨光，裱纸，粘盒，检验，出货。
基板材料陶瓷材料具有稳定性高，机械强度高，导热性好，介电性好、绝缘性好，微波损耗低等特点，是极好的微波介质材料。
厚膜技术中可以使用的基板材料有氧化铝、氮化铝、氧化铍、碳化硅、石英等陶瓷类基板。
其中最常用的为96氧化铝陶瓷基板。
厚膜浆料厚膜浆料主要由功能相、粘结相和载体三部分组成。
根据不同情况，功能相的材料也是有所区别的：作为导体浆料，功能相多为贵金属或贵金属混合物；作为电阻浆料，功能相多为导电性金属氧化物；作为介质，功能相多为玻璃或陶瓷。
功能相决定了成膜后的电性能和机械性能，因此材料要求严格。
粘结相多为玻璃、金属氧化物及玻璃和金属氧化物的结合，顾名思义，粘结相的作用就是把烧结膜粘结到基板上。
不同于功能相和粘结相的粉末状态，载体是液态、是聚合物在有机溶剂中的溶液，其影响着厚膜的工艺特性，常作为印刷膜和干燥膜的临时粘结剂。
丝印工艺随着电子电气行业微型化发展，要求厚膜电路组装密度以及布线的密度不断地提高，要求导体线条更细，线间距更窄。
目前最常用的工艺分为三种：1.采用高网孔率丝网。
此工艺下线径会更细、目数更高、丝网的开口率更高、细线不易断线等特点。
2.光刻或光致成图技术。
先烧结成膜，再光刻成图工艺的材料通常有有机金浆、薄印金及无玻璃导体等；先光刻后成膜所采用的浆料因其具有光敏性，可以在经过曝光、显影后直接成图，省去了光刻胶步骤，且能够提高导体线条的精度。
3.微机控制的直接描绘技术。
此技术主要是在CAD上进行设计，然后直接在基板上描出厚膜图形，无需制版、制网，且该工艺下布线的线宽和间距可以精确控制，适合小批量和多品种的生产。
第三章 薄厚膜技术
③ 流体应该具有某种程度的滞后作用，使得在给定压力下的黏度取决于压力是否
增加或降低。最可取的黏度是随着压力的降低而增加，因为浆料这时是在基板上， 不会发生流动和破坏清晰度。
在理想的或“牛顿”流体中，剪切速率与剪应力成线性关系，曲线通过原点。牛顿 流体并不适合于丝网印刷，因为重力决定了总是会存在某种程度的流动。作为比较 的依据，水的流动性能接近于牛顿的流动特性。为了适合于丝网印刷，流体必须具 有以下特性： ① 流体必须有一个屈服点，即产生流动所需的最小压力，这个压力必须显著地 高于重力。由于存在着一定的屈服点，所以浆料在静止条件下通过丝网不会流动， 印刷之后在基板上也不发生流动。 ② 流体应该具有某种触变性。触变的流体是一种剪切速率与剪应力之比呈非线性 的流体。随着剪切速率（由刮板压力、刮板速度和丝网张力一起决定的）增加， 浆料变得非常稀薄，使它更容易流动。这种情况可以用“假塑性”这一术语表述。 假塑性的流体是一种剪切速率并不随剪应力的增加而显著增加的流体。
第三章 厚/薄膜技术
厚膜（Thick Film）技术与薄膜（Thin Film）技术是电子封装中重要的工艺技术， 厚膜技术使用网印与烧结（Firing/Sintering）方法，薄膜技术使用镀膜、光刻 （Photolithography）与刻蚀等方法,它们均用以制作电阻、电容等电路中的无源器 件。该技术也可在基板上制成导线电路以组合各种电路元器件，而成为所谓的混成 （Hybrid）集成电路电子封装。氧化铝、玻璃陶瓷（Glass Ceramic 或GlassCeramic）、氮化铝（Aluminum Nitride AIN）、氧化铍（Beryllia BeO）、碳化硅 （Silicon Carbide SiC）,石英（Quartz）等均可以作为这两种技术的基板材料，薄 膜技术也可以使用硅与砷化镓晶圆片作为基板材料。 在集成电路中，薄膜指1 μm左右的膜层厚度，厚膜是指10～25 μm的膜层厚度。
薄厚膜混合微电路的应用
薄厚膜混合微电路的应用1.引言厚薄膜混合微电路以其元件参数范围广、精度和稳定性高、电路设计灵活性大、研制周期短等特点，可以较半导体集成电路适应更极端的工作环境，表现出高可靠性的优势，在各个领域的应用中发挥了重要作用。
2.应用混合集成技术的应用越来越趋向于：①用多层布线和载带焊技术，对单片半导体集成电路进行组装和互连，实现二次集成，制作复杂的多功能、高密度大规模混合集成电路。
②无源网路向更密集、更精密、更稳定方面发展，并且将敏感元件集成在它的无源网路中，制造出集成化的传感器。
③研制大功率、高电压、耐高温的混合集成电路。
④改进成膜技术，使薄膜有源器件的制造工艺实用化。
⑤用带互连线的基片组装微型片状无引线元件、器件，以降低电子设备的价格和改善其性能。
混合微电路相对于单片集成电路，它设计灵活，工艺方便，便于多品种小批量生产，并且元件参数范围宽，精度高，稳定性好，可以承受较高电压和较大功率。
混合集成电路的应用以模拟集成电路、微波集成电路、光电集成电路为主，也用于电压较高、电流较大的专用电路中，在微波领域中的应用尤为突出。
①混合微电子产品概括起来有两种应用趋势：一种是要求高可靠性的高端应用，如美国人将厚薄膜电路产品大量用于航空航天、军事电子、高可靠性的医用电子产品、汽车电子及大功率电子产品；另一种用于强调低成本的商用电子产品，如日本人更多将厚薄膜电路用于家电之类的民用产品中，还有智能手表、智能手机、智能音箱、蓝牙耳机等消费电子领域的产品。
混合物微电路技术在低成本的商用电子产品上的应用有着美好的发展前景，从总体上讲，混合微电路和多芯片模块技术是达到高密度、高性能和高可靠性的互连封装的唯一有效手段。
作为混合微电路基础的厚膜和薄膜技术除了在电路的互连封装方面的应用外，在其他技术领域如能源技术、显示技术、微电子机械系统和纳米技术等方面以及各个行业都有重要应用。
②2.1汽车行业汽车行业是混合微电子学的一个重要市场。
在过去以及将来的10年，对混合微电子来说，它可能是增长最快的领域。
- 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