厚膜与薄膜技术相对于三维块体材料，你了解多少？

厚薄膜技术

与三维块状材料相比，所谓薄膜，由于其厚度和尺寸都比较小，一般可以看作是一种二维形式的物质。厚膜采用滚压、打浆、滚压等生产方法生产。厚膜（自支撑膜）不需要基板，可以独立建立；由薄膜元件堆叠而成的为薄膜，薄膜（涂膜）只能贴在基体上。

膜的主要功能分为三种：电气连接、元件安装和表面改性。

①

电气连接

电路板、薄膜和基板相互集成，将元器件安装在基板上，实现与导体端子的相互连接。

②

元件安装

无论是使用引线键合还是倒装芯片方法，封装基板上的芯片安装都需要焊盘。元器件安装在基板上，无论是采用DIP还是SMT，都依赖于导体端子，其中焊盘和导体端子是薄膜电路的重要组成部分。

③

表面改性

通过薄膜的使用，可以对材料的某些性能进行改性，如增加材料的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性等。

薄膜技术简介

一、薄膜材料

1.导电膜主要用于形成电路图案，为半导体芯片、元器件、电阻、电容等电路安装元件提供金属化和互引线。值得注意的是，成膜后成膜异常的原因包括：严重的热适应造成应力过大，膜层剥落造成断路；材料的物理性质，如热扩散、电迁移、反应扩散等。

2.介电薄膜由于其优异的电学、机械和光学性能，在电子元件、光学器件、机械器件等领域有着广泛的应用。成膜方法有MO、CVD、射频磁控溅射、粒子束溅射等。

3.常用的电阻膜制作方法有真空蒸镀、溅射镀膜、电镀、热分解等。

4.功能薄膜广泛应用于传感器、太阳能电池、光学集成电路、显示器、电子元件等领域。

二、成膜方法

1.干膜。真空蒸镀的原理是将镀层材料在真空中加热蒸发，蒸气析出的原子和原子团在基板上形成薄膜；溅射镀膜的原理是将放电气体引入真空中，加速等离子体中产生的正离子轰击成膜。原子沉积在衬底上；CVD是指气态原料在化学反应下形成固态薄膜，在基材上形成沉积物的工艺。

2.湿膜。根据电场反应，金属可以在金属盐溶液中析出形成薄膜。其中，电镀的还原能由外接电源提供；化学镀是采用加入还原剂促进分解成膜的方法。湿膜法的优点是投资低，可以根据基材大面积成膜。影响。

三、电路图案的形成方法

1.填充。在基板表面涂上光刻胶或光刻胶干膜形成“负”图案，在凹槽内沉积一层金属膜层，进行填充，最后得到剩余的光刻胶被剥离。其中，正性光刻胶曝光后可溶，而负性光刻胶曝光后不溶。填充法的缺点是容易混入气泡。

2.蚀刻方法包括化学蚀刻和薄膜光刻。湿法刻蚀是指将印制电路所需的浆料覆盖在基板表面，经过烧成、涂胶、掩模曝光、去除光刻胶，最后通过有机溶剂去除不需要的电极材料；干法刻蚀利用磁控溅射和真空蒸镀在基板表面形成薄膜，通过光刻制作电路图案。干法膜厚精确可控，图案精细度高，但工艺难度大，设备投资大。

3.掩码方法。“正”掩模通过机械或光刻制作，定位，然后通过真空蒸发形成，以在衬底表面上形成所需的电路图案。掩膜法图形精度更高，工艺步骤更少，但需要预先掩膜。

4.喷砂。在基板的整个表面上形成膜，并且在基板的表面上形成光刻胶图案。多余的部分通过喷砂去除。剥离光刻胶后，即可得到所需的电路图案。值得注意的是，喷砂过程会产生粉尘。

厚膜技术简介

一、基本原则

厚膜技术主要是指通过丝网印刷将导电浆料、电阻浆料或介电浆料等材料转移到陶瓷基板上。这些材料经过高温烧制后，会在陶瓷电路板上形成牢固的附着力。电影。经过多次重复，形成包含电阻或电容的多层互连电路结构。

二、工艺流程

厚膜印刷的流程大致分为：薄膜设计制作、薄膜打样、PS板制作、调漆、上机印刷、上光、裱纸、上胶盒、检验、出货。

三、厚膜膏

厚膜浆料主要由功能相、粘合剂相和载体三部分组成。

根据不同的情况，功能相的材料也不同：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，功能相多为导电金属氧化物；作为介质，功能相主要是玻璃或陶瓷。功能相决定了成膜后的电气和机械性能，因此对材料的要求很严格。键合相多为玻璃、金属氧化物以及玻璃与金属氧化物的组合。顾名思义，粘合相的作用是将烧结膜粘合到基材上。与功能相和粘合剂相的粉末状态不同，载体是液体，是聚合物在有机溶剂中的溶液，影响厚膜的工艺特性，

四、丝印工艺

随着电子电气工业小型化的发展，要求厚膜电路的组装密度和布线密度不断提高，要求导体线路更细，线距更窄。

目前最常用的工艺分为三种：1.采用高孔隙率丝网。在这个工艺下，丝径会更细，目数会更高，丝网的开孔率会更高，细的丝也不容易断。2.光刻或光刻技术。先烧结成膜，再光刻成图案，材料通常有有机金浆、薄金、无玻璃导体等。显影后可直接成图案，省去了光刻胶步骤，可以提高导线的精度。3.微电脑控制的直接绘图技术。该技术主要是在CAD上设计，然后直接在基板上描摹厚膜图案，

五、印后

1. 展平。打印后，零件需要静置约 5-15 分钟。这样可以消除筛网的痕迹；同时，印刷后的印刷薄膜的粘度还是比较低的，需要经过展平处理后才能达到更高的粘度。

2.干式处理。压扁后，零件需要在70～150℃的温度范围内强制干燥15分钟左右。干燥处理对干燥设备、通风系统、环境清洁度、干燥速度控制等有很高的要求。

3.开火。烧制温度在650-670°C之间。在烧成过程中，应随时调整炉温，以保持浆料烧结温度。

4.调整。通过喷砂或激光修整电路板来调整电阻值。

5.包。粗加工完成后，需要封装以保护内部元件。

厚膜技术的演进

随着电子电气工业小型化的发展，要求厚膜电路的组装密度和布线密度不断提高，导体线更细，线距更窄。但由于丝网印刷的特性，一般不可能做到小于50微米（2mil）的图案，实际量产水平多在100um（4mil）以上。厚膜技术的高精度以及如何利用厚膜技术实现50um（2mil）以下的超细布线，成为非常关键的工艺技术演进节点。

为了达到更高的精度，最常用的工艺分为三种：

1.厚膜印刷工艺：高孔隙率丝网。这种工艺的丝径会更细，目数会更高，丝网的孔径比会更高，细的丝也不容易断。

2.厚膜光刻工艺：通过光刻或光刻。先烧结成膜，再光刻成图案芯片粘结的三种方法?集成电路封装的基本工艺流程?，材料通常有有机银浆、薄印银、无玻璃导体等。显影后可直接成图案，节省了印刷成本。光刻胶步骤，可以提高导线的精度。厚膜就是这个工艺，也是目前实际量产的高精度厚膜烧结工艺技术。

3.厚膜直画技术：该技术主要是在CAD上设计，然后直接在基板上画出厚膜图案，无需制版和制网，布线的线宽和间距在这个过程中可以精确控制。，适合小批量多品种生产。

一、厚膜光刻

厚膜光刻是光刻在传统厚膜工艺中的应用。与传统的厚膜工艺相比，该技术可以形成具有更精细分辨率、更高精度和平坦度的图案，并且与薄膜相比具有相同的封装密度水平。

厚膜光刻主要包括感光浆法和厚膜刻蚀法。

1.感光贴法

感光电极浆料主要由银粉、感光树脂溶剂、粘合剂、分散剂、稳定剂等按一定比例组成。工艺步骤如下：

①

用印刷法将浆料均匀涂在基材上并晾干；

②

用紫外线照射；

③

用碱性水溶液显影；

④

干燥并烧结。

这种工艺的特点是生产出来的电极线质量好，线宽可以小于50um。它是目前已知的商业应用厚膜光刻工艺，也是村田制作LTCC器件和电感器小型化的关键工艺。

▲ 感光浆料厚膜光刻

2.厚膜蚀刻

这种方法与薄膜法几乎相同，只是用印刷和烧结代替了涂层。采用印刷法将银浆印刷在整个板上，烧结后涂上光刻胶。曝光显影后形成抗蚀图案芯片粘结的三种方法?集成电路封装的基本工艺流程?，再用一定浓度的硝酸溶液腐蚀图案外的材料，最后去除胶水。由于银浆是在烧结后进行蚀刻的，所以不存在图案缩水的问题，但是在整块板上烧结银浆会产生应力；如果使用浓硝酸作为蚀刻液，应考虑环境污染。

▲厚膜蚀刻法

二、厚膜光刻技术特点

1.技术优势

①

高精度和高分辨率

②

非常高的一致性

③

优异的高温性能

④

流程简单、流程短、可控性高

⑤

具有极高的工艺灵活性，更适合少数多品类市场

⑥

工艺成本低，建设投资小

2.需要优化

在厚膜光刻工艺中，过度依赖感光浆料。工艺能否实用，与相应材料的性能密不可分，材料的配套能力影响着应用产品的商业化进程。

厚膜技术与薄膜技术的比较

一、进程比较

（点击查看大图）

二、基板材质

陶瓷材料具有稳定性高、机械强度高、导热性好、介电性能好、绝缘性能好、微波损耗低等特点，是优良的微波介质材料。可用于薄膜和厚膜技术的衬底材料包括陶瓷衬底，例如氧化铝、氮化铝、氧化铍、碳化硅和石英。

三、应用领域

薄膜技术的光学、电学、磁学、化学、机械和热性能使其可用于反射涂层、减反射涂层、光记录介质、绝缘膜、半导体器件、压电器件、磁记录介质、扩散阻挡层、抗氧化、防腐涂层、传感器、微机械、光电器件散热片等。在电池、平板显示器、表面声波滤波器、磁头等方面有很大的应用。

厚膜技术由于其高可靠性和高性能在汽车领域、消费电子、通信工程、医疗设备、航空航天等领域有很多应用，例如：开关电源电路、视频放大电路、帧输出电路、电压设定电路、高压限制电路、飞机通讯、电视、雷达、遥感和遥测系统、发电机电压调节器、电子点火器和燃油喷射系统、磁性和超导膜器件、表面声波器件、膜类敏感器件等。

总而言之，厚膜技术和薄膜技术在某些领域（如：贴片电阻）具有一定的替代性，但厚膜技术由于其成本、可靠性、高温性能等。另外，薄膜技术不能应用于LTCC和HTCC等多层共烧结工艺。

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