【正文】 接目的，所以叫 “回流焊）、紅外回流焊、遠(yuǎn)紅外回流焊、紅外加熱風(fēng)回流焊和全熱風(fēng)回流焊。目前常見設(shè)備有臺(tái)式回流爐和立式回流爐。在膜中又有薄膜和厚膜之分。 另一種認(rèn)為，厚膜與薄膜的概念并不單指膜的厚度，而主要是還是指制造工藝技術(shù)的不同。 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜技術(shù) 厚膜技術(shù)是用絲網(wǎng)印刷或噴涂等方法，將導(dǎo)體漿料、電阻漿料和介質(zhì)漿料等涂覆在陶瓷基板上制成所需圖形，再經(jīng)過燒結(jié)或聚合完成膜與基板的粘接。它的范圍和內(nèi)容越來越廣泛，包括互連技術(shù)，制造元器件技術(shù)和組裝封裝技術(shù)。其中的有機(jī)載體是由有機(jī)溶劑和樹脂配制而成的。 印刷是厚膜漿料在基板上成膜的基本技術(shù)之一。 這種印刷技術(shù)先用絲綢、尼龍或不銹鋼絲編織成的網(wǎng)繃緊在框架上，再將刻有導(dǎo)體或電阻圖形的有機(jī)膜或金屬箔（稱掩模）貼到絲網(wǎng)上。 第三章 厚薄膜技術(shù) 印好的圖形要經(jīng)過“流延”，又稱“流平”一段時(shí)間，通常為 515分鐘。 燒結(jié)也稱燒成，它是厚膜技術(shù)中的主要工序之一。 燒結(jié)過程的階段： 升溫、最高燒結(jié)溫度（或稱峰值溫度）的保溫和降溫三個(gè)階段 。 第三章 厚薄膜技術(shù) 微調(diào)是厚膜元件燒結(jié)后，對(duì)其阻值或容量進(jìn)行微量調(diào)整的一種方法。 調(diào)整的方法：用噴砂或激光等方法來切割電阻或電容圖形，以改變他們的幾何尺寸。微調(diào)對(duì)電阻來說，通常是阻值上升，而電容器較多的是容量下降。 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 厚膜材料包括基板、導(dǎo)體材料、電阻材料、介質(zhì)材料。 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜基板 陶瓷 金屬 樹脂 氧化鋁陶瓷基板 目前用的比較多的基板，它的主要成分是 Al2O3，基板中 Al2O3的含量通常為 %， Al2O3的含量愈高基板的性能愈好，但與厚膜的附著力較差，因此一般采用 9496% Al2O3的陶瓷。所以國內(nèi)外也有采用 85%和 75% Al2O3陶瓷的，雖然它們的性能稍差些，但成本低，在一般的電路生產(chǎn)中可采用。目前用的最多的主要是氧化鋁多層陶瓷基板。 印刷多層法 它是在生的氧化鋁陶瓷基板上印刷和干燥 Mo、 W等導(dǎo)體層，然后再其上印刷和干燥與基板成分相同的 Al2O3介質(zhì)漿料，反復(fù)進(jìn)行這種工序到所需層數(shù)，再將這種基板在15001700的還原氣氛中燒成，基板燒成后，在導(dǎo)體部分鍍鎳、金以形成焊區(qū)，焊接外接元件。 以下進(jìn)行三種多層化方法的比較 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜多層法 特點(diǎn)： 制造靈活性大，介質(zhì)漿料可以用多種成分，不一定用基板成分。 燒結(jié)后基板上的導(dǎo)體不需要電鍍，用金或銀 鈀可直接焊接。 制作過程容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因燒成的介質(zhì)上印導(dǎo)線容易滲開。 第三章 厚薄膜技術(shù) 印刷多層法和生片疊層法 二者是利用生片容易吸收漿料中的溶劑的特點(diǎn)來制造的，它們的 優(yōu)點(diǎn) ： 線條不會(huì)滲開變粗，可以印出分辨率很高的微細(xì)線。即層數(shù)可以制得很多，尤其是生片疊層法可以做到 30層以上。 基板只需一次燒成，導(dǎo)體采用 Mo、 W等賤金屬材料，因而成本低。 三種多層化方法的比較 對(duì)厚膜導(dǎo)體的要求 1 導(dǎo)電率高，且與溫度的相關(guān)性小 2 附著力強(qiáng) 3 可焊性好，能重焊 4 抗焊料侵蝕 5 可熱壓焊合超聲焊 6 適合絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)，多次燒結(jié)性能不變 7 不發(fā)生遷移現(xiàn)象，與其他元器件相容性好 8 資源豐富，成本低 厚膜導(dǎo)體與材料 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 Ag、 AgPd、 Cu、 Au等能較好地滿足上述要求，實(shí)際采用較多。 焊接后的 Ag厚膜導(dǎo)體，隨時(shí)間加長及溫度上升，其與基板的附著強(qiáng)度下降。為了防止或減少 Ag3Sn的發(fā)生，或者使 Ag膜加厚，或者在 Ag上電鍍 Ni。這是由于 Ag與基板表面吸附的水分相互作用， Ag＋ 與 OH生成 AgOH。為了抑制 Ag的遷移，一般都要在漿料中添加 Pd或 Pt。因此， Ag/Pd比一般要控制在（ ： 1）～（ ： 1）。在燒成過程中，部分 BiO2O3溶入玻璃中，在玻璃的相對(duì)成分增加的同時(shí)，它與 Al2O3基板發(fā)生如下反應(yīng)： Al2O3+ Bi2O3→ 2（ Bi 焊接時(shí)要對(duì)膜加熱，加熱時(shí)間增加，金屬粒界與玻璃之間分散的 Bi2O3會(huì)發(fā)生如下還原反應(yīng)： 2Bi2O3+3Sn→ 4Bi+3SnO2 使用 AgPd導(dǎo)體時(shí)，通常進(jìn)行下述試驗(yàn)： ①測(cè)定電阻值 （按需要有時(shí)也包括 TCR） ②浸潤性。 ④遷移性。 ⑤結(jié)合強(qiáng)度。 ⑥熱老化后的強(qiáng)度。 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 AgPd 銀 鈀導(dǎo)體 與貴金屬相比，銅具有很高的電導(dǎo)率，可焊性、耐遷移性、耐焊料浸蝕性都好，而且價(jià)格便宜。此外在多層工程中與介質(zhì)體共燒時(shí)容易出現(xiàn)分層和微孔等。這樣既可全部排除有機(jī)粘結(jié)劑，又可提高附著力、可焊性、電導(dǎo)等性能。兩步燒成法制成的 Cu厚膜可采用不含銀的 63Sn/37Pb焊接，導(dǎo)體的結(jié)合強(qiáng)度也很高。先在 Al2O3上印刷 CuO漿料，干燥后，印刷硼硅酸玻璃（SiO3B2O3Al2Al3CaOMgO）絕緣體漿料，再干燥，干燥條件是 125℃ ， 10分鐘。 Cu 銅導(dǎo)體 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 在金漿料中有玻璃粘結(jié)型、無玻璃粘結(jié)型、混合型三種。但這種漿料再燒成時(shí)玻璃易浮到膜層表面，從而有使引線鍵合變難的傾向。這種化合物與基板形成化學(xué)結(jié)合，也屬于不用玻璃粘結(jié)劑而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體膜與基板結(jié)合的漿料，但化合物生成溫度高是難點(diǎn)，為此，開發(fā)了加入玻璃及 Bi2O3等富于流動(dòng)性的物質(zhì)，使燒成溫度降低的混合結(jié)合型漿料。目前已有滿足電子工業(yè)領(lǐng)域各種不同要求的各類樹脂漿料。 金屬有機(jī)化合物漿料 （ metalloanic paste。MO 漿料） 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 樹脂漿料 優(yōu)點(diǎn) 1 便宜 2 所用設(shè)備投資少 3 可得到致密、均質(zhì)、平滑的膜層 4 可光刻制取細(xì)線 5 與電阻體、絕緣體的相容性好 缺點(diǎn) 1 對(duì)所用基板表面平滑性要求高 2 對(duì)基板表面及環(huán)境的清潔度要求高 3 由于膜層薄，故導(dǎo)體電阻大 厚膜電阻與材料 厚膜電阻與厚膜導(dǎo)體、厚膜基板一樣，也是厚膜電路發(fā)展最早，工藝最成熟、應(yīng)用最廣泛的元件之一。目前，電阻漿料的方阻范圍很寬，從 1?/□～ 10M?/□，電性能也很好，因而可以用來制造所有阻值的厚膜電阻器，電性能和穩(wěn)定性都特別優(yōu)良。無法改變成分含量來改變阻值，故必須采用不均勻的分散相。這就需要其中的玻璃在燒結(jié)過程中不完全熔化和產(chǎn)生流動(dòng)，這時(shí)才使膜中的導(dǎo)電顆粒保持鏈狀結(jié)構(gòu) 厚膜電阻的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)制 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 導(dǎo)電機(jī)制 由于 RuO2的優(yōu)越性能，常用作為厚膜電阻的材料。但在高阻值情況下 RuO2并不連接在一起。它是指厚度均勻的一塊正方形膜，電流從一邊流向另一邊時(shí)所具有的阻值。 根據(jù)上面的方阻定義，可以得出方阻 Rs與膜厚度 t及材料電阻率 ρ 的關(guān)系。 方電阻 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 twlslR????? ??（式 ） 如果膜的長寬相等，即為正方形時(shí)， l=w,則上式變?yōu)? 根據(jù)方阻的定義，此時(shí)膜的電阻 R即為方阻 Rs，因此 方阻的大小只與膜材料的性質(zhì)（ ρ ）有關(guān)，而與正方形膜的尺寸大小，即正方形的大小無關(guān)，因而方阻 Rs表征了厚膜的電阻特性。 一般厚膜電阻的阻值由材料的方阻 Rs和膜的幾何尺寸決定，可以通過不同方阻值的厚膜材料和不同尺寸大小來達(dá)到所需的阻值。 方電阻 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 tRs ??（式 ） NRswlRswltRs ?????? ?（式 ） 電阻溫度系數(shù)是表征厚膜電阻器組值穩(wěn)定性的一個(gè)重要的參數(shù)，它反映了阻值隨溫度變化的特性。 T1通常為 +25℃，而 T2目前規(guī)定為 +125℃ 或 55℃ 。溫度系數(shù)單位用 ppm/℃（即 106/℃ ,百萬分之幾來表示）。這樣，阻值幾乎不隨溫度而變，因而性能穩(wěn)定。 電阻溫度系數(shù) 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 方阻低的漿料， TCR具有較大的正值（因?yàn)閷?dǎo)電材料含量較多，玻璃含量較少，所以溫度特性以金屬導(dǎo)電顆粒的TCR作用為主），高阻漿料， TCR有較大的負(fù)值（因?yàn)椴ＡШ慷?，溫度特性以玻璃層的?shì)壘電阻的負(fù) TCR為主要作用），而中等方阻的漿料， TCR有較小的正值或負(fù)值（兩種電阻（顆粒和勢(shì)壘電阻）的 TCR作用接近）。例如，電路中兩個(gè)電阻器 R1和 R2之間 TCR跟蹤，即為兩個(gè)電阻器 TCR之差：TCR1TCR2。如果各電阻器間阻值隨溫度變化的一致性好，則跟蹤溫度系數(shù)（或溫度系數(shù)跟蹤）就小，反之則大。 電阻溫度系數(shù)跟蹤 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 厚膜電阻的非線性是指加在電阻器上的電壓與通過電阻器的電流不成線性關(guān)系（即正比關(guān)系）的一種特性。其原因是上面所講的厚膜電阻器的導(dǎo)電機(jī)制所決定。電壓系數(shù)的定義是：在規(guī)定的外加電壓范圍內(nèi)，電壓每變化 1伏時(shí)，阻值的平均相對(duì)變化， 式中， R1和 R2分別為電壓 V1和 V2時(shí)的阻值； V2為電阻器的額定電壓（由電阻器的功率和最高工作電壓： ）而 V1=。這種噪聲對(duì)正常信號(hào)是一種干擾，通過聲 電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后，就成為我們耳朵所能聽到的噪聲。 ①熱噪聲 熱噪聲是由導(dǎo)體中自由電子不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的一種噪聲。 厚膜電阻的噪聲 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 ② 1/f噪聲 1/f噪聲是厚膜電阻器在音頻范圍內(nèi)產(chǎn)生的一種噪聲，由于單位頻帶寬度中的噪聲電勢(shì)（稱為噪聲頻譜密度）與頻率 f成反比，故稱 1/f噪聲。 1/f噪聲產(chǎn)生是由電阻器導(dǎo)電鏈中，導(dǎo)電顆粒之間隧道電流的漲落（起伏）造成的，而隧道電流的漲落由隧道勢(shì)壘高度的起伏所引起。 1/f噪聲與非線性一樣，與電阻器的材料、種類和結(jié)構(gòu)有關(guān)，它反映了電阻器制造質(zhì)量的好壞，因而通過 1/f噪聲的大小也可判斷電阻質(zhì)量的好壞。這種噪聲實(shí)際上是一些不規(guī)則的脈沖波，它主要產(chǎn)生在電阻膜中的高場(chǎng)區(qū)或高電阻率（高方阻）的厚膜材料中。 厚膜電阻的噪聲 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 導(dǎo)電鏈中導(dǎo)電顆粒之間存在所謂的“臨界導(dǎo)電玻璃層”， 所謂臨界導(dǎo)電玻璃層是指這種玻璃層比一般的玻璃薄層厚，而不完全導(dǎo)電，處于導(dǎo)電與不導(dǎo)電臨界狀態(tài)。 當(dāng)導(dǎo)電顆粒被這種玻璃層隔開時(shí)，導(dǎo)電鏈主要取決于這種玻璃層。如果這種玻璃層中存在能夠釋放和俘獲電子的產(chǎn)生 復(fù)合中心，那么產(chǎn)生 復(fù)合中心釋放和俘獲電子的結(jié)果，便會(huì)使勢(shì)壘發(fā)生變化，在局部高電場(chǎng)存在時(shí)，引起隧道電流的漲落，產(chǎn)生突發(fā)噪聲。 各成分的作用： Pd粉在燒成過程中生成 PdO,PdO起主要的導(dǎo)電作用，它的生成決定了電阻器的性能。玻璃用作粘結(jié)劑，可用來稀釋導(dǎo)電相，調(diào)整阻值，另外對(duì) TCR也有影響。在高可靠設(shè)備中已停止使用。 這類貴金屬材料由于性能穩(wěn)定，所以制成的電阻器性能也很好。但由于價(jià)格很貴，所以這在一些特殊場(chǎng)合使用。但這些材料的性能大部分還不大理想，制成后的性能也不夠好，有些材料還要在中性或還原性氣氛下燒成。現(xiàn)大多采用 RuO2材料。它跟前面導(dǎo)體材料中的聚合物導(dǎo)體材料類似。 ①材料組成 導(dǎo)電相通常采用碳黑和石墨，低阻中摻入少量銀粉。 ②特點(diǎn) 方阻范圍寬（ 10?～ 1M?）； TCR較?。?≤ 300ppm） ,噪聲和耐磨性好；成本低，大大低于玻璃釉電阻器。 2）要求 厚膜介質(zhì)中，各類介質(zhì)用途不同，對(duì)其要求也不同，但總的有一些共同的要求：①絕緣強(qiáng)度高；②絕緣電阻大；③損耗??；④電容溫度系數(shù)小；⑤適合絲網(wǎng)印刷；⑥多次燒結(jié)不變形，氣孔率??；⑦熱膨脹系數(shù)與其它的相匹配，多次燒結(jié)不變形；⑧和導(dǎo)體相容性好；⑨粘附性好等。陶瓷粉是功能相，起介電作用的材料，而玻璃除作粘結(jié)劑外，還起到減小介質(zhì)膜的氣孔作用（含量多會(huì)減少介電常數(shù)。 4）交叉和多層布線介質(zhì)的構(gòu)成和作用 在高密度布線中，交叉和多層布線用的比較多，因厚膜電路中多層基板三層以上成品率就開始急劇下降。超過三層以上多用厚膜多層法。 厚膜介質(zhì)材料 第三章 厚薄膜技術(shù) 厚膜材料 晶化玻璃（結(jié)晶玻璃） 是在玻璃基質(zhì)中加一定的氧化物添加劑。當(dāng)介質(zhì)膜第一次被加熱到玻璃的軟化點(diǎn)和燒結(jié)后，在冷卻固化時(shí)，產(chǎn)生微晶而玻璃變成不透明的，當(dāng)再次加熱時(shí)，玻璃的軟化點(diǎn)因微晶存在而提高，因而不再流動(dòng)，除非加熱溫度超過原來的