絲網(wǎng)印刷的基本方法

83．絲網(wǎng)印刷的根本方法絲網(wǎng)印刷主要有非接觸印刷和接觸印刷。非接觸印刷的絲網(wǎng)與根本尋常不接觸，只有在印刷過程中，當(dāng)刮板壓著絲網(wǎng)拂過基片外表時(shí)，絲網(wǎng)與基片才有局部短暫的接觸。接觸印刷法在整個(gè)印刷過程中絲網(wǎng)與基片始終保持接觸，其印刷過程如下圖。當(dāng)刮板緊貼絲網(wǎng)刮過基片時(shí)，漿料被壓入掩模形成的空腔中，然后由設(shè)備使基片與絲網(wǎng)脫開，漿料即轉(zhuǎn)印到基片上。以上兩種印刷方法各有特點(diǎn)。非接觸印刷法設(shè)備簡(jiǎn)潔，死網(wǎng)邊印邊自動(dòng)脫離基片，漿料轉(zhuǎn)印徹底，無粘網(wǎng)現(xiàn)象，對(duì)基片厚度公差及翹曲度要求不嚴(yán)，適應(yīng)性好。接觸印刷法的優(yōu)點(diǎn)是刮板不會(huì)使絲網(wǎng)及掩模產(chǎn)生變形，絲網(wǎng)可做得較小，由于掩模和絲網(wǎng)在印刷中受力小，所以使用壽命長(zhǎng)，可承受全金屬掩模，使印刷圖案高度清晰、尺寸準(zhǔn)確，有很好的重復(fù)性。84．絲網(wǎng)印刷的原理如何？以非接觸印刷法為例說明厚膜元件的絲網(wǎng)印刷原理。帶有掩模的絲網(wǎng)和待印的基片固定在印刷機(jī)上，在末印刷時(shí)，兩者之間保持肯定的距離。印刷時(shí)，將適量的漿料倒在絲網(wǎng)上。由于漿料具有肯定的黏度，因此它不會(huì)自行漏過絲網(wǎng)。印刷刮板沿絲網(wǎng)移動(dòng)時(shí)，把漿料壓入網(wǎng)孔中，同時(shí)刮板對(duì)漿料產(chǎn)生剪切作用，而漿料因具有觸變性，在刮板切應(yīng)力作用下，黏度快速降低。刮板壓下絲網(wǎng)與基片相接觸的瞬間，網(wǎng)孔中的漿料也與基片相接觸，當(dāng)刮板剛一拂過之后，絲網(wǎng)即依靠彈力快速復(fù)位而基片脫離接觸。此時(shí)網(wǎng)孔中的漿料一方面受到向下的基片粘附力和重力作用，另一方面又受到絲網(wǎng)粘附力的作用。但由于此時(shí)漿料的黏度很抵，絲網(wǎng)對(duì)其作用力比向下的力小得多。因此，在絲網(wǎng)彈回的過程中，網(wǎng)孔中的漿料就被轉(zhuǎn)印到基片上。此后，由于作用于漿料的切應(yīng)力已消退，因此漿料黏度快速增大，從而保證了漿料在基片上不致過流。其極低的流淌性僅能使?jié){料上的絲網(wǎng)印痕流平、消逝，而不會(huì)影響印刷圖案的清晰度。85．厚膜集成電路的絲印工藝對(duì)陶瓷板和漿料有哪些要求？使用90%-96%的氧化鋁陶瓷基板。制作厚膜時(shí)應(yīng)留意陶瓷板的材質(zhì)、尺寸、粗糙度、翹曲以及外表的缺陷與污染等。對(duì)于漿料，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。制作厚膜是應(yīng)留意漿料的材質(zhì)、黏度和膨脹系數(shù)等。印刷厚膜電路所使用的漿料，其成分有金、銀、鉑、鋁等。將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，剩下幾乎是純粹的、由于玻璃質(zhì)的作用而密合在基板上的貴金屬。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。用銀做導(dǎo)電材料其電阻是很低的，因此有時(shí)也使用銀或銀/鈀/銀的混合物做導(dǎo)電材料。為了在基板上形成電阻膜，所用的電阻材料主要是銀、金、鈀、銠等金屬粉末。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。86．厚膜漿料的根本機(jī)構(gòu)如何？由膠體化學(xué)可知，某些物質(zhì)以高度分散的形式分布于均勻的連續(xù)介質(zhì)中，此體系即稱為分散體系，它包括膠體、懸浮體、溶液、煙霧等。其中膠體是分散相粒子直徑為1-100nm的分散體系；而懸浮體則是分散相粒子直徑為0.1-10μm的分散體系。厚膜漿料是固體微粒均勻分散在有機(jī)載體中組成的分散體系，其固體微粒的直徑范圍很寬，是膠體粒度范圍到懸浮體粒徑范圍的多級(jí)分散體系，因此厚膜漿料實(shí)際上是膠體與懸浮體的混合體。通常作為懸浮體來爭(zhēng)論。厚膜漿料的固體微粒含量很高，它們由簡(jiǎn)潔分子或原子團(tuán)組成。包圍在固體微粒四周的是被稱為有機(jī)載體的液體介質(zhì)。厚膜漿料中固體微粒依靠它與液體介質(zhì)的相互吸引力，抑制自身重力而懸浮于液體介質(zhì)中。固體微粒與液體介質(zhì)的接觸面上會(huì)產(chǎn)生具有相反電荷的雙電層，這種雙電層構(gòu)成了固、液兩相相互吸附的動(dòng)力。而這種相互吸附的固、液質(zhì)點(diǎn)又構(gòu)成了一種核團(tuán)。假設(shè)干個(gè)相互吸附的核團(tuán)與剩余的液體介質(zhì)就構(gòu)成了懸浮狀態(tài)，這就是厚膜漿料的根本構(gòu)造。87．厚膜元件燒結(jié)的根本工藝—如何對(duì)印刷膜進(jìn)展枯燥？在燒結(jié)之前，應(yīng)使印好的濕膜枯燥?？菰镏埃瑧?yīng)先將濕膜置于室溫下，水安靜置5-15min，依靠漿料本身的流淌性使?jié)衲ね獗砥教?、絲網(wǎng)印痕消逝。靜置時(shí)間應(yīng)把握適宜，時(shí)間過短，膜外表缺乏以流平，時(shí)間過長(zhǎng)圖案會(huì)變模糊。經(jīng)過室溫靜置的濕膜，即可進(jìn)展枯燥?？菰锏哪康氖鞘?jié){料中易揮發(fā)的有機(jī)溶劑蒸發(fā)掉，以防止它們?cè)跓Y(jié)過程中急劇氣化而形成膜層中的氣泡和空隙。但枯燥過程中，高分子粘合劑不會(huì)揮發(fā)掉，它使枯燥后的印刷膜堅(jiān)固地粘附于基片上，而不流淌變形。枯燥條件應(yīng)隨漿料種類而定，一般溫度為100-200℃；時(shí)間為5-15min?？菰锛瓤捎每菰锵鋯为?dú)進(jìn)展，也可與燒結(jié)一起在隧道爐中進(jìn)展。對(duì)濕膜的枯燥，要求既充分又均勻，特殊要防止外表層先枯燥硬化，致使內(nèi)層溶劑被封閉住揮發(fā)不出來。也要避開因過分枯燥而導(dǎo)致膜層收縮、發(fā)皺，甚至從基片上脫落。為使枯燥均勻，內(nèi)外全都，最好承受紅外線枯燥設(shè)備。紅外線能量可穿透到膜層內(nèi)部進(jìn)展加熱，到達(dá)內(nèi)外均勻加熱?？菰餃囟葹?40-200℃，傳送帶運(yùn)行速度為10-100mm/min。有的設(shè)備還具有溫度為100℃左右的預(yù)熱區(qū)。88．厚膜元件燒結(jié)的根本工藝—燒結(jié)過程如何？燒結(jié)工藝因元件種類不同而相差較大，但根本過程是一樣的。以工藝要求最嚴(yán)的鈀-銀電阻為例，它的燒結(jié)分預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)、降溫冷卻三個(gè)階段。預(yù)燒結(jié)階段：目的是使?jié){料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉。此階段也是燒結(jié)的升溫階段，當(dāng)溫度到達(dá)350℃時(shí)，有機(jī)物被全局部解燃燒掉。其中分解出的碳與氧反響生成CO或CO2逸散掉。燒結(jié)階段：包括溫度從350-775℃的升溫?zé)Y(jié)階段和峰值溫度下的保溫?zé)Y(jié)階段。在此階段中，燒結(jié)體內(nèi)完成了各種物理化學(xué)反響，形成電阻膜構(gòu)造，使其真正具有電阻特性。此階段根本反響有如下幾方面：(1)Ag的反響：Ag在150℃形成AgO，300℃以上時(shí)，AgO又開頭復(fù)原為Ag和O2；500℃以上，脫氧的Ag即與Pd進(jìn)展合金化反響。(2)Pd的反響：Pd于300℃開頭氧化，并隨著溫度上升而加劇。另一方面，PdO在600℃以上時(shí)又開頭復(fù)原反響，也是隨溫度上升而加劇。在600℃以上的燒結(jié)過程中，Pd的氧化和PdO的復(fù)原兩種過程同時(shí)存在，750℃左右，兩種反響到達(dá)了平衡。溫度再上升，則PdO復(fù)原速度將超過Pd的氧化速度。當(dāng)溫度達(dá)800℃時(shí)，PdO急劇分解，放出大量氧氣。(3)Pd-Ag合金化反響：PdO與Ag在500℃以上開頭合金化反響，550℃以上反響明顯化，以后隨溫度上升而加劇。在500-800℃的燒結(jié)過程中，PdAg固溶體的生成量隨溫度上升，按指數(shù)曲線上升，在800℃生成速度到達(dá)最大；而PdO的生成量在500-760℃范圍內(nèi)近乎與溫度成正比。所以在750-775℃燒成的電阻膜能獲得PdO和PdAg合金含量的最正確比例，電阻具有最正確性能，因此將此溫度定為峰值燒結(jié)溫度。電阻膜在此溫度下進(jìn)展8-10min的保溫?zé)Y(jié)，以使燒結(jié)反響充分。玻璃料的反響：玻璃在400℃左右開頭軟化，700℃完全熔化。熔融玻璃對(duì)促進(jìn)固體顆粒燒結(jié)、形成膜構(gòu)造起重要作用。降溫冷卻：降溫過程中，玻璃冷卻硬化，在550℃左右凝固，使電阻膜構(gòu)造固定并堅(jiān)固地粘附于基片上。89．燒結(jié)的動(dòng)力學(xué)原理是什么？燒結(jié)可看作是原子從系統(tǒng)中不穩(wěn)定的高能位置遷移至自由能最低的位置的過程。厚膜漿料中的固體顆粒系統(tǒng)是高速分散的粉末系統(tǒng)，具有很高的外表自由能。由于系統(tǒng)總是力求到達(dá)最低的外表自由能狀態(tài)，所以在厚膜燒結(jié)過程中，粉末系統(tǒng)總的外表自由能必定要降低，這就是厚膜燒結(jié)的動(dòng)力固體顆粒具有很大的比外表積，具有極不規(guī)章的簡(jiǎn)單外表狀態(tài)以及在顆粒的制造、細(xì)化處理等加工過程中，受到的機(jī)械、化學(xué)、熱作用所造成的嚴(yán)峻結(jié)晶缺陷等，系統(tǒng)具有很高自由能。燒結(jié)時(shí)，顆粒由接觸到結(jié)合，自由外表的收縮、空隙的排解、晶體缺陷的消退等都會(huì)使系統(tǒng)的自由能降低，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)中更穩(wěn)定的狀態(tài)。這是厚膜粉末系統(tǒng)在高溫下能燒結(jié)成密實(shí)構(gòu)造的緣由。90．如何配制厚膜漿料？配制厚膜漿料時(shí)，將規(guī)定成分和比例的固體粉末高度分散于有機(jī)載體中，形成均勻的懸浮體。在漿料配制前，應(yīng)對(duì)固體粉末進(jìn)展細(xì)化處理以獲得極細(xì)的固定微粒，并使顆粒外表得到活化。經(jīng)細(xì)化處理后的固體微粒按配方稱量好后，還要放入瑪瑙研缽中再進(jìn)展研磨，以到達(dá)進(jìn)一步的細(xì)化和混勻。有機(jī)載體的制備是先將有機(jī)溶劑和增稠劑混合，然后在水浴加熱鍋中加熱攪拌，直到增稠劑全部溶解到溶劑中，此時(shí)即可將預(yù)先配好的外表活性劑、觸變劑、流延性掌握劑一起參加，再不斷攪拌，直到形成均一的有機(jī)載體為止。漿料配制時(shí)，將預(yù)先預(yù)備好的固相成分和有機(jī)載體混合，借助于球磨機(jī)或三輥研磨機(jī)進(jìn)展充分的混勻，使固體微粒均勻分散于載體中，制成厚膜漿料。為檢查漿料燒成后的性能，還要對(duì)漿料取樣試燒、測(cè)試樣品，假設(shè)不符合要求，要對(duì)有關(guān)成分及配制工藝進(jìn)展修改、調(diào)整，直到符合規(guī)定指標(biāo)。91．厚膜漿料的儲(chǔ)存。漿料儲(chǔ)存：配好的漿料如不很快使用，則應(yīng)存放在能防止蒸發(fā)的密閉容器中。為防止固體成分沉淀，儲(chǔ)存容器可放在轉(zhuǎn)速為3-10轉(zhuǎn)/h的轉(zhuǎn)筒中。漿料應(yīng)儲(chǔ)存在溫度為10-30℃、相對(duì)濕度為30%-90%的環(huán)境條件下。把漿料儲(chǔ)存在冷藏設(shè)備中可延長(zhǎng)儲(chǔ)存期。92．對(duì)厚膜絲印機(jī)有什么要求？集成電路的絲網(wǎng)印刷中圖象是微型的，要求印刷精度高，所以印刷機(jī)、印版、承印物〔基板〕、漿料等都需要高精度的，印刷場(chǎng)所也肯定要保持恒溫，并去除塵埃。刮板材料一