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厚膜电路工艺中的丝网印刷技术的流程

作者:admin  更新时间:2017-09-26
厚膜混合集成电路是由半导体集成工艺与厚膜工艺结合而制成的集成电路,因其组装密度大、可靠性高等特点被各行各业采用。本文针对厚膜电路工艺中的丝网印刷工艺简单介绍。
厚膜电路工艺中的丝网印刷技术的流程
  一、陶瓷板
  使用90%~96%的氧化铝陶瓷基板,是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的材料,有较好的传导性、机械强度和耐高温性。制作厚膜时应注意陶瓷板的材质、尺寸、粗糙度、翘曲以及表面的缺陷与污染等,并在净化间进行超声波清洗。
  二、浆料
  有导体浆料、电阻浆料和绝缘浆料3种,浆料一般由贵金属和低熔点玻璃组成。制作浆料时要注意浆料的材质、粘度和膨胀系数等。印刷厚膜电路所使用的浆料,其成分有金、银、铂、钯等。上述金属粉末分散在有机树脂粘合剂中调成糊状,然后通过丝网印版印在陶瓷基板上。经高温烧制,有机树脂粘合剂被燃烧掉,剩下的几乎都是纯粹的贵金属,由于玻璃质的作用而密合在基板上。这层膜可作为厚膜线路、厚膜电阻、厚膜电容及半导体集成电路用的底层金属片。
  (1)用银做导电材料其电阻是很低的,因此有时也使用银—钯、银的混合物做导电材料。
  (2)为了在基板上形成电阻膜,所用的电阻材料主要是银、金、钯、属粉末。
  (3)小型电容器的导电体、电极等是由重叠印刷法制造出来的。电极材料以铂—金、钯—金、银等为主体组成。
  三、丝网印版的制作
  (1)网框:印刷厚膜电路的丝网网框多采用硬铝及铝合金,网框规格一般为100mm×150mm和150mm×200mm。网框形状通常为矩形。
  (2)丝网:印刷厚膜电路的丝网多采用不锈钢丝网或尼龙丝网。一般电路印刷200~300目丝网;多层布线或要求精度更高时,可采用300目以上的丝网。
  (3)感光胶:由于厚膜电路丝印要求得到较厚的墨膜(浆料膜),所以要求使用能将光膜涂至20~30μm厚的感光胶,但显影后不得出现边缘缺陷。
  四、厚膜丝印
  集成电路的丝网印刷图像是微型的,要求印刷精度高,所以印刷机、印板、承印物(基板)、油墨等都需要高精度,印刷场所也一定要保持恒温,并清除尘埃。
  刮板材料一般为聚胺脂橡胶或氟化橡胶,硬度为邵氏A70°~A80°。另外,选择刮板的形状及硬度时,应考虑电路板上欲印什么图案这个因素。一般情况下,刮板刃部为90°或60°,刮板角为70°~75°印刷厚膜集成电路的丝印机有半自动和全自动两类。半自动丝印机只有基板供给是用手工完成的,其它工序自动完成,如信息产业部电子第四十五研究所开发研制的WY-155型、WY-203型等精密丝网印刷机,具有印刷精度小于0.01mm,刮板压力和印刷速度可以调节,真空工作台x、y、θ三维精密调整,整机PLC控制等,各项指标均达到或超过国外同类设备技术水平,是国内厚膜集成电路生产厂家的首选设备。
  五、厚膜电路的印后加工
  一般印刷厚膜电路板,首先进行导体印刷,再反复印刷电阻2~3次,有时根据情况可适当交叉进行玻璃涂层的印刷,在印刷后还要进行下述加工或处理。
  (1)摊平过程:印刷后将印刷品放置5~7min至网纹消失为止。
  (2)干燥处理:用100℃左右的温度进行干燥。
  (3)烧制:用约650~670 ℃的温度进行烧制。这一道工序非常重要,所以要随时调整炉温,保持适合浆料烧结的温度。
  (4)调整:调整电阻值,一般采用向电路板喷砂或用激光调整电阻体的方法进行调整。
  (5)包封:对制成的内接元件起到保护作用。
  厚膜印刷与一般丝网印刷相似,只是厚膜印刷的产品是厚膜电阻器、电容器等电路元件。厚膜电阻器的精度、电气稳定性和可焊性等技术指标,与厚膜丝印质量有关,墨膜厚度有微小变化,产品就不能使用。因此,厚膜电阻器膜厚的均匀性将直接影响产品的成品率。普通的厚膜电阻器是厚度约20μm的立方体,如果控制其厚度一定,则可用长宽之比来决定该电阻器的电阻值。厚膜电阻器的长宽比以最大10∶1至最小1∶10,对电阻值相同的印刷油墨(电阻浆料),其面电阻只能在10~1/10范围内变化。要想获得这一范围以外的电阻值,则必须改用电阻值不同的浆料。