厚膜技術(shù)的學(xué)習(xí)材料

厚膜技術(shù)的學(xué)習(xí)材料第1頁(yè)/共51頁(yè)3.厚膜技術(shù)3.1厚膜混合電路定義3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.3厚膜漿料的關(guān)鍵參數(shù)3.4不同的厚膜材料

3.4.1厚膜導(dǎo)體材料

3.4.2厚膜介質(zhì)材料

3.4.3釉面材料

3.4.4功能厚膜材料

3.4.5厚膜電阻第2頁(yè)/共51頁(yè)3.1厚膜混合電路定義

厚膜混合電路是以陶瓷作為線路的基板，將導(dǎo)體網(wǎng)路及主（被）動(dòng)元件（如R，IC，Diode，Cap，Inductors，ASIC等）利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，印于基板表面，通過(guò)互連封裝作業(yè)連接輸出引腳，而形成一個(gè)功能完整，保密性高的應(yīng)用IC,我們通稱為厚膜混合電路(ThickFilmHybridCircuit).

第3頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.1厚膜漿料的特性及分類流體類型觸變性第4頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.1厚膜漿料的共性及分類金屬陶瓷厚膜難熔材料厚膜（還原氣氛，高溫）聚合物厚膜（有機(jī)基板）第5頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.2厚膜漿料的原材料有效物質(zhì)；粘貼成分；有機(jī)粘貼劑；溶劑或稀釋劑.第6頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.2厚膜漿料的原材料有效物質(zhì):功能性顆粒粒徑：1-10μm;

形貌：球狀，圓片狀等第7頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.2厚膜漿料的原材料粘貼成分：玻璃（鉛硼硅玻璃）和金屬氧化物；作用：提供物理化學(xué)結(jié)合；提供功能相顆粒保持接觸；

第8頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.2厚膜漿料的原材料有機(jī)粘貼劑：具有觸變性流體；乙基纖維素和各種丙烯酸樹(shù)脂；作用：使功能顆粒與粘貼成分保持懸?。毁x予良好流動(dòng)性及可印刷性.溶劑及稀釋劑：松油醇，丁醇，增塑劑表面活性劑作用：調(diào)整粘度，易于印刷；第9頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.2厚膜漿料的制備工藝MetalpowderAdditiveBinderMixingMillingFinenessSolidcontentViscosity第10頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.2厚膜漿料的制備工藝第11頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.2厚膜漿料的制備工藝所用球磨介質(zhì)為2mm瑪瑙球第12頁(yè)/共51頁(yè)3.2厚膜漿料的原材料及制備工藝3.2.2厚膜漿料的制備工藝三輥研磨機(jī)第13頁(yè)/共51頁(yè)3.3厚膜漿料的關(guān)鍵參數(shù)3.3.1顆粒粒度第14頁(yè)/共51頁(yè)3.3厚膜漿料的關(guān)鍵參數(shù)3.3.2粘度與TI因子粘度單位換算：厘泊（cP），1cP=1000Pa.S第15頁(yè)/共51頁(yè)3.3厚膜漿料的關(guān)鍵參數(shù)3.3.2固含量功能相與黏貼成分的質(zhì)量與漿料總質(zhì)量的比值。作用：保證燒成厚膜的密實(shí)度及性能可靠性；使?jié){料具有良好的流動(dòng)性，進(jìn)而保證印刷質(zhì)量第16頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.1厚膜導(dǎo)體材料實(shí)現(xiàn)的功能：（1）在電路節(jié)點(diǎn)之間提供導(dǎo)電布線；（2）提供多層電路導(dǎo)體層之間的電連接；（3）提供端接區(qū)以連接厚膜電阻；（4）提供元器件與膜布線以及更高一級(jí)組裝的電互連；（5）提供安裝區(qū)域，一邊安裝元器件.第17頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.1厚膜導(dǎo)體材料

厚膜導(dǎo)體中的導(dǎo)體材料分貴金屬和賤金屬，厚膜與基板的附著力或由導(dǎo)體金屬自身的化學(xué)結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，或由導(dǎo)體中添加的百分之幾的玻璃來(lái)實(shí)現(xiàn).金屬要求：電導(dǎo)率高，且與溫度的相關(guān)性小；與介電體及電阻體相容性好，不發(fā)生遷移現(xiàn)象；

可以焊接及引線鍵合；不發(fā)生焊接浸蝕；資源豐富，價(jià)格便宜；

第18頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.1厚膜導(dǎo)體材料金導(dǎo)體：不易氧化，可用于高可靠性場(chǎng)合，如軍事、醫(yī)學(xué)等金易于與錫合金化，并融入其中，形成金屬間化合物，因此金常與鉑或者鈀預(yù)先形成化合物以防止與錫作用。銀導(dǎo)體：最大的特點(diǎn)是電導(dǎo)率高，最大的缺點(diǎn)是易遷移；利用鈀和鉑同樣可使銀的遷移速率降低（4：1）

第19頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.1厚膜導(dǎo)體材料銅導(dǎo)體：具有很高的電導(dǎo)率、可焊接、耐遷移性、耐焊料浸蝕性都好，而且價(jià)格便宜，但是Cu容易氧化，氧含量應(yīng)控制在幾個(gè)ppm以下.第20頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.2厚膜介質(zhì)材料

HK介電體:K值在數(shù)百以上，主要用于厚膜電容器的介電質(zhì)，BaTiO3為主要成分,但燒成體為多孔質(zhì)，耐濕性差。目前隨著助燒劑的改進(jìn)，HK介電體又取得了重大進(jìn)展；

LK介電體:K值一般在10以下，多用于表面鈍化、交叉絕緣層、多層布線絕緣層以及低容量電容器等。主要有兩類即非晶玻璃系列和晶態(tài)系列的介電體.

第21頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.3釉面材料

可在較低溫度下燒結(jié)的非晶玻璃（550℃）.

作用：提供機(jī)械、化學(xué)以及電氣保護(hù)；阻擋焊料散布；改善厚膜電阻調(diào)阻后的穩(wěn)定性.

第22頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.4功能厚膜材料傳感器功能元器件燃油傳感器陶瓷電路板

電子回路功能元器件第23頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻第24頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻第25頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的結(jié)構(gòu)第26頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝第27頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝印刷正導(dǎo)與背導(dǎo)所用基板為96%氧化鋁基板第28頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝印刷電阻層第29頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝印刷G1即釉面材料第30頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻激光調(diào)阻第31頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝印刷G2第32頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝印刷mark第33頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝磁控濺射測(cè)導(dǎo)第34頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝電鍍鎳、錫第35頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝絲網(wǎng)印刷的原理第36頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝絲網(wǎng)材料尼龍絲網(wǎng)-油墨透過(guò)性好；可使用粘度大及顆粒大的油墨；有適當(dāng)?shù)娜彳浶?，?duì)承印物的適應(yīng)性好；拉伸強(qiáng)度及耐摩擦性好，使用壽命長(zhǎng)；耐酸堿和化學(xué)溶劑。金屬絲網(wǎng)-圖形尺寸穩(wěn)定，實(shí)用于印刷高精度線路；耐堿性及抗拉強(qiáng)度很好，耐熱性強(qiáng)。聚酯絲網(wǎng)-彈性強(qiáng)，耐酸性很好；吸濕性低，耐熱性較尼龍強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好。第37頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝燒結(jié)是實(shí)現(xiàn)漿料功能十分重要的制程關(guān)鍵點(diǎn)：?溫度曲線?燒結(jié)氣氛第38頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝第39頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝第40頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝氣流量的計(jì)算排焦氣流:由PLAWS公式計(jì)算燒結(jié)氣流：1.3倍排膠氣流抽出氣流：足夠抽出排膠和燒結(jié)產(chǎn)生的廢氣，由煙霧試驗(yàn)決定入口和出口:輕微正壓，提供風(fēng)簾，由煙霧試驗(yàn)決定排膠氣流的計(jì)算公式：V=P×L×A×W×S[l/min]V：排膠氣流所需的量:[l/min]P：漿料印刷面積占基片面積的比率:L：爐子負(fù)載因子，單位面積爐帶上基片的面積:A：印刷后單位面積漿料排膠所需的氣流，為常數(shù)0.4l/cm2W：爐帶寬度:S：爐帶速度:第41頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的制備工藝燒結(jié)氣流不足的影響電阻率高（燒結(jié)不好）；表面粗糙（燒結(jié)不好）；表面發(fā)黑，無(wú)光澤（表面受污染）；可焊性差（表面受污染）；附著力低；耐焊性差；引線不容易粘連上；不規(guī)則的TCR值.第42頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻所用漿料1945,Centralab,carbonblackresin+Ag;1959,DupontCorp,Ag-Pd.1960’s,DupontCorp,RuO2-basedconductivephase.第43頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻所用漿料第44頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的性能電阻溫度系數(shù)：TCR=(R2-R1)/R1（T2-T1）熱端TCR（25-125℃）冷端TCR（-55-25℃）第45頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的性能電阻電壓系數(shù)VCR==(R2-R1)/R1（V2-V1）

因電阻漿料中半導(dǎo)體的存在，隨著電壓的增加，電阻下降，因此，VCR均具有負(fù)值；

VCR與電阻的長(zhǎng)度有關(guān).第46頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5厚膜電阻厚膜電阻的性能電阻噪聲來(lái)源：熱噪聲：由于熱引起電子在能級(jí)之間隨機(jī)躍遷的結(jié)果；與頻率無(wú)關(guān)，為白噪聲；電流噪聲：材料里邊界之間的能級(jí)突變，屬于正比1/f頻譜。理論上：高值電阻比低值電阻具有更高的噪聲電平；大面積電阻具有很低的噪聲電平；較厚的電阻具有較低的噪聲電平.第47頁(yè)/共51頁(yè)3.4不同的厚膜材料3.4.5