厚膜集成电路丝网印刷工艺技术1.doc

薄厚膜电路工艺陕西国防工业职业技术学院薄厚膜电路工艺班 级 电子5071 姓 名 张盈 学 号 11 指 导老 师 张喜凤 厚膜集成电路丝网印刷工艺技术张盈（陕西省 西安市 户县 陕西国防工业职业技术学院）摘 要： 重点介绍了厚膜集成电路的丝网印刷工艺技术和影响印刷质量因素，并以厚膜电阻器为例，简述其制作工艺过程，以及丝网印刷缺陷对厚膜电路的影响。 关键词： 厚膜集成电路 厚膜丝印 厚膜电阻器 丝印缺陷 前言 丝网印刷作为一种古老的印刷方法，在我国电子工业、陶瓷贴花工业、纺织印染行业得到广泛的应用。随着60年代电子时代的到来，丝网印刷被广泛地应用于印刷线路板、厚膜集成电路、太阳能电池、电阻、电容、压电元件、光敏元件、热敏元件、液晶显示元件等等的制造中，特别是进入80年代以来，各种新型材料和新技术的不断应用，与国外不断开展的技术交流，以及高精密自动化新设备的不断发展，大大提高了丝网印刷技术水平。下面仅介绍采用丝网印刷厚膜技术，制作厚膜集成电路的工艺技术。1集成电路概述集成电路大体上可分为两大类：半导体集成电路和混合集成电路，而混合集成电路又可分为两种，一种是薄膜混合集成电路，它是应用真空喷射法的薄膜技术制造。另一种是厚膜集成电路，是应用丝网印刷厚膜技术制造。 所谓薄膜是指1m左右的膜层厚度，厚膜是指1025m的膜层厚度，无论是薄膜还是厚膜都有各自的优点。比如说，薄膜技术，不论是有源元件还是无源元件都是根据其各自的技术特点直接加工成集成电路。但现在厚膜技术还不能把有源元件直接加工到电路上，因此，只好把这些元件进行焊接，随着今后研究工作的进展是会实现直接加工的。此外，就成本而言，厚膜比薄膜要低得多，利用丝网印刷方法形成导体及厚膜电阻、电容，与用薄膜形成技术制作的电阻、电容器比较，用厚膜技术制造容易，可靠性好，而且所需生产设备投资少。 2厚膜集成电路丝网印刷工艺 2.1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。 2.2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。 用银做导电材料其电阻是很低的，因此有时也使用银钯、银钯铂的混合物做导电材料。 为了在基板上形成电阻膜，所用的电阻材料主要是银、金、钯、铙等金属粉末。 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。 2.3丝网印版的制作 2.3.1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100mm150mm和150mm200mm。网框形状通常为矩形。 2.3.2 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200300 2.3.3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。 2.3.4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2030m厚的感光胶，但显影后不得出现边缘缺陷。 2.4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A70A80。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7075。 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、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。 2.5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23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。 2.5.1摊平过程： 印刷后将印刷品放置57min至网纹消失为止。 2.5.2干燥处理： 用100左右的温度进行干燥。 2.5.3烧制： 用约650670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。2.5.4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。 2.5.5包封： 对制成的内接元件起到保护作用。2.6厚膜电阻器丝印制作工艺 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20m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101至最小110，对电阻值相同的印刷油墨(电阻浆料)，其面电阻只能在101/10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。厚膜电阻。 2.7丝印缺陷对厚膜电路的影响 在制作厚膜印刷电路时，丝印缺陷对成品质量的影响是很大的。表1列出了丝印缺陷对成品质量的影响。 特长 丝网印刷比较别的印刷方式有如下的长处和短处。 3.1长处 能在许多种类的材料上印刷。可能许多形状，尺寸的材料上印刷。可能使用许多种类的油墨。可能厚膜印刷。一般的版可能1030的厚膜印刷、使用特别的版100以上的印刷也可能）因为可能厚膜印刷,发色鲜明,隐蔽优秀,耐光性也佳。印刷压低，能在容易破坏的材料上印刷。 因版柔软，不光纸，布等软的材料，而能在玻璃，金属等的硬的材料上也能印刷。 版便宜,小量印刷时有利。 3.2短处 版的耐刷力，印刷速度，生产成本比较别的印刷方式劣。 再现性，精密性比较有一点劣。 用途 丝网印刷，于别的印刷方式困难的被印刷材料，在许多产业制品利用。 4.1商业关系 招贴，招牌，显示，标签，标识，旗等 4.2生活用品 玩具，文具，手提抱，劃廟，化妆品容器，厕所用品用瓶，各种包装，木工品，被子纸，玻璃，陶磁器等。 4.3工业产品 汽车的仪器类，电机的部件，触摸开闭，液晶展览，自动贩卖机，携带电话，电子游机，名牌，印刷线路，厚膜等5印刷工艺流程一般纸张印刷可分为黑白印刷、专色印刷、四色印刷，超过四色印刷为多色印刷。物体、金属表面印刷图案、文字可分为：丝网印刷、移印、烫印（金、银）、柔版印刷（塑料制品）。 传统印刷制版一般包括胶印PS版（把图文信息制成胶片）和纸版轻印刷（也称速印）。随着市场的发展，商务活动的节奏和变化越来越快，即时的商务要求，成就了印刷技术的重大变革。商业短版印刷、数码商务快印CTP应运而生（不用制版直接印刷）。 文字排版文件，质量要求不高的短版零活印刷，可采用纸版（氧化锌版）轻印刷，节省版费、压缩印刷成本，节约时间，快速高效。6印刷流程设计制作菲林出片打样制作PS板-调油漆-上机印刷-磨光（过塑）-裱纸-订或粘盒-检验出货7特殊工艺起凸（起鼓），印金，全面UV，局部UV，烫金，磨砂，模切（做刀版），水热转印，折光，滴塑，冰花，刮刮银。8印刷时间印刷厂生产周期一般在38个工作日，通常在4个工作日内。印后加工较多的情况，如覆膜，装订，裱糊，模切，烫金等，一般会多于4个工作日。印前文件准备确认文档中有全部必需的文件，确认图片文件一定已包含在文档中，有时图象虽然可以显示，但实际上缺图或分辨率较低，所以请确认必需的图象并提供足够精度的图象文件在文档中。（图片分辨率不低于300像素/英寸）别忘记拷入必需的字体。把所链接图片从RGB转为CMYK，否则出片后的菲林会出现色彩混乱现象。 当Pantone专色转成CMYK后，请确认是否会达到同样的效果。Pantone专色转成CMYK后，二者一般会产生一定的差异，部分Pantone专 色转成CMYK后，按照输出经验可达到同样效果，但那些Process Pantone Color肯定是CMYK不能达到的，那么就只能用增加专色的方法来解决了。图片双倍扫描，单倍输出，可以提高图片的扫描质量。是否设好3mm出血？色彩是否按色标值设定好？与菲林对应的印刷打样是印刷厂最省心的参照物。如果由于各种原因没有打样，请提供至少义愤打印件（彩色最好，实在没有，黑白的也好），印刷厂必须上述的二者之一来核对菲林9较色如果显示器未能正确进行较色，那么电脑显示效果也会与已正确较色的电脑显示器有较大的差别。所以请专业技术人员及时调整显示效果也是很有必要的。印刷材料的不同也会使印刷效果呈现差别。通常来讲：铜版纸比胶版纸的印刷效果色彩鲜亮的多。菲林所对应的打样最接近印刷成品。电脑屏幕显示的印品效果比实际的印品明亮许多，不能作为同等的参照物，所以要以印刷打样为准。印刷报价印刷前期：完成菲林和打样的工艺流程是以每P计算的，一般一A4（如果不足A4或大于A4即是A3，所以一定要量出准确的尺寸，以便用来核价）为通常的计价标准。菲林是上机的必需品，印刷打样是领机核对颜色的最基本文件。印刷：是印品完成的关键环节，计价标准的是色令。如果有专色，如企业LOGO的专色或印金、印银等。请一定注明，那么就会从4色增加到5色，6色。印刷后期：通常是印品印刷完成后的产品工作。一定要注明：骑马钉或胶钉，折页（几折）；印后工艺是否有覆膜或过UV，模切，烫金和起凸的面积也要写清楚，包装物，打包数量如有特殊要求也请注明。以上工艺环节注明的越具体准确，价格越会及时准确10丝印设备的发展史丝网印刷术至今有两千多年的历史，在20世纪80年代丝网印刷技术得到飞速发展。发展最早的是德国和意大利，尤其是德国，网印设备品种齐全，制造精良，在业内享有较高声誉，即使在网印日趋发达的今日，德国SPS全自动滚筒丝印机仍领导世界高精度、高速度网印的潮流。 深受欧美日益升温的丝网印刷技术的影响，我国台湾丝网印刷业首先发展起来，80年代中期，在印制电路板、电子、塑料等行业的丝网印刷从业人数可达十万人之多，在此期间，台湾丝印设备制造业也得到长足发展。在中国内地，丝印设备的初期发展是80年代中期。80年代末期，生产丝印设备和丝印周边设备的厂家逐渐增多，产品初步形成系列化，但大部分设备设计简单，由于此时的丝印工业处于高速成长期，从事丝印的厂家陆续增加，当时丝网印刷的从业人数达15万人，极大刺激了中国内地丝网印刷设备制造业的发展。90年代，设备制造厂商已增加到近100家，制造厂商的不断增加，带来了激烈的竞争，使我国的网印设备制造业进入了一个专业化和自动化发展的年代11结束语 目前，我国丝印技术的应用虽然越来越广泛，但与国外先进技术水平相比，还有较大差距，本文较详细地论述了厚膜集成电路丝网印刷工艺技术的全过程，当然，优良的丝网印刷产品除了工艺技术因素之外，还得鉴于先进的机械设备，希望本文在印刷工作者中起到参考或借鉴作用，力求