摘 要：重點(diǎn)介紹了厚膜集成電路的絲網(wǎng)印刷工藝技術(shù)和影響印刷質(zhì)量因素，并以厚膜電阻器為例，簡(jiǎn)述其制作工藝過程，以及絲網(wǎng)印刷缺陷對(duì)厚膜電路的影響。
關(guān)鍵詞：厚膜集成電路； 厚膜絲??； 厚膜電阻器； 絲印缺陷
前言
絲網(wǎng)印刷作為一種古老的印刷方法，在我國(guó)電子工業(yè)、陶瓷貼花工業(yè)、紡織印染行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。隨著60年代電子時(shí)代的到來，絲網(wǎng)印刷被廣泛地應(yīng)用于印刷線路板、厚膜集成電路、太陽(yáng)能電池、電阻、電容、壓電元件、光敏元件、熱敏元件、液晶顯示元件等等的制造中，特別是進(jìn)入80年代以來，各種新型材料和新技術(shù)的不斷應(yīng)用，與國(guó)外不斷開展的技術(shù)交流，以及高精密自動(dòng)化新設(shè)備的不斷發(fā)展，大大提高了絲網(wǎng)印刷技術(shù)水平。下面僅介紹采用絲網(wǎng)印刷厚膜技術(shù)，制作厚膜集成電路的工藝技術(shù)。
1集成電路概述
集成電路大體上可分為兩大類： 半導(dǎo)體集成電路和混合集成電路，而混合集成電路又可分為兩種，一種是薄膜混合集成電路，它是應(yīng)用真空噴射法的薄膜技術(shù)制造。另一種是厚膜集成電路，是應(yīng)用絲網(wǎng)印刷厚膜技術(shù)制造。
所謂薄膜是指1 μm左右的膜層厚度，厚膜是指10～25 μm的膜層厚度，無論是薄膜還是厚膜都有各自的優(yōu)點(diǎn)。比如說，薄膜技術(shù)，不論是有源元件還是無源元件都是根據(jù)其各自的技術(shù)特點(diǎn)直接加工成集成電路。但現(xiàn)在厚膜技術(shù)還不能把有源元件直接加工到電路上，因此，只好把這些元件進(jìn)行焊接，隨著今后研究工作的進(jìn)展是會(huì)實(shí)現(xiàn)直接加工的。此外，就成本而言，厚膜比薄膜要低得多，利用絲網(wǎng)印刷方法形成導(dǎo)體及厚膜電阻、電容，與用薄膜形成技術(shù)制作的電阻、電容器比較，用厚膜技術(shù)制造容易，可靠性好，而且所需生產(chǎn)設(shè)備投資少。
2厚膜集成電路絲網(wǎng)印刷工藝
2.1陶瓷板
使用90%～96%的氧化鋁陶瓷基板，是一種以氧化鋁(Al2O3)為主體的材料，有較好的傳導(dǎo)性、機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性。制作厚膜時(shí)應(yīng)注意陶瓷板的材質(zhì)、尺寸、粗糙度、翹曲以及表面的缺陷與污染等，并在凈化間進(jìn)行超聲波清洗。
2.2漿料
有導(dǎo)體漿料、電阻漿料和絕緣漿料3種，漿料一般由貴金屬和低熔點(diǎn)玻璃組成。制作漿料時(shí)要注意漿料的材質(zhì)、粘度和膨脹系數(shù)等。
印刷厚膜電路所使用的漿料，其成分有金、銀、鉑、鈀等。上述金屬粉末分散在有機(jī)樹脂粘合劑中調(diào)成糊狀，然后通過絲網(wǎng)印版印在陶瓷基板上。經(jīng)高溫?zé)?，有機(jī)樹脂粘合劑被燃燒掉，剩下的幾乎都是純粹的貴金屬，由于玻璃質(zhì)的作用而密合在基板上。這層膜可作為厚膜線路、厚膜電阻、厚膜電容及半導(dǎo)體集成電路用的底層金屬片。
(1)用銀做導(dǎo)電材料其電阻是很低的，因此有時(shí)也使用銀—鈀、銀—鈀—鉑的混合物做導(dǎo)電材料。
(2)為了在基板上形成電阻膜，所用的電阻材料主要是銀、金、鈀、鐃等金屬粉末。
(3)小型電容器的導(dǎo)電體、電極等是由重疊印刷法制造出來的。電極材料以鉑—金、鈀—金、銀等為主體組成。
2.3絲網(wǎng)印版的制作
(1)網(wǎng)框： 印刷厚膜電路的絲網(wǎng)網(wǎng)框多采用硬鋁及鋁合金，網(wǎng)框規(guī)格一般為100 mm×150 mm和150 mm×200 mm。網(wǎng)框形狀通常為矩形。
(2)絲網(wǎng)： 印刷厚膜電路的絲網(wǎng)多采用不銹鋼絲網(wǎng)或尼龍絲網(wǎng)。一般電路印刷200～300目絲網(wǎng)；多層布線或要求精度更高時(shí)，可采用300目以上的絲網(wǎng)。
(3)感光膠： 由于厚膜電路絲印要求得到較厚的墨膜(漿料膜)，所以要求使用能將光膜涂至20～30 μm厚的感光膠，但顯影后不得出現(xiàn)邊緣缺陷。
2.4厚膜絲印
集成電路的絲網(wǎng)印刷圖像是微型的，要求印刷精度高，所以印刷機(jī)、印板、承印物(基板)、油墨等都需要高精度，印刷場(chǎng)所也一定要保持恒溫，并清除塵埃。
刮板材料一般為聚胺脂橡膠或氟化橡膠，硬度為邵氏A70°～A80°。另外，選擇刮板的形狀及硬度時(shí)，應(yīng)考慮電路板上欲印什么圖案這個(gè)因素。一般情況下，刮板刃部為90°或60°(見圖1)，刮板角為70°～75°(見圖2)。
印刷厚膜集成電路的絲印機(jī)有半自動(dòng)和全自動(dòng)兩類。半自動(dòng)絲印機(jī)只有基板供給是用手工完成的，其它工序自動(dòng)完成，如信息產(chǎn)業(yè)部電子第四十五研究所開發(fā)研制的WY-155型、WY-203型等精密絲網(wǎng)印刷機(jī)，具有印刷精度小于0.01 mm，刮板壓力和印刷速度可以調(diào)節(jié)，真空工作臺(tái)x、y、θ三維精密調(diào)整，整機(jī)PLC控制等，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過國(guó)外同類設(shè)備技術(shù)水平，是國(guó)內(nèi)厚膜集成電路生產(chǎn)廠家的首選設(shè)備。
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