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按厚膜的性质和用途,所用的浆料有五类:导体、电阻、介质、绝缘和包封浆料。
导体浆料用来制造厚膜导体,在厚膜电路中形成互连线、多层布线、微带线、焊接区、厚膜电阻端头、厚膜电容极板和低阻值电阻。焊接区用来焊接或粘贴分立元件、器件和外引线,上海油位电阻片,有时还用来焊接上金属盖,以实现整块基片的包封。厚膜导体的用途各异,尚无一种浆料能满足所有这些用途的要求,所以要用多种导体浆料。对导体浆料的共同要求是电导大、附着牢、抗老化、成本低、易焊接。常用的导体浆料中的金属成分是金或者金-铂、钯-金、钯-银、铂-银和钯-铜-银。
在厚膜导体浆料中,除了粒度合适的金属粉或金属有机化合物外,还有粒度和形状都适宜的玻璃粉或金属氧化物,以及悬浮固体微粒的有机载体。玻璃可把金属粉牢固地粘结在基片上,形成厚膜导体。常用无碱玻璃,如硼硅铅玻璃。
厚膜电阻是厚膜集成电路中发展最早、制造水平的一种厚膜元件,可以制造各种电阻。对厚膜电阻的主要要求是电阻率大、阻值温度系数小、稳定性好。
与导体浆料相同,电阻浆料也有三种成分:导体、玻璃和载体。但是,它的导体通常不是金属元素,而是金属元素的化合物,或者是金属元素与其氧化物的复合物。常用的浆料有铂基、钌基和钯基电阻浆料。
单片集成电路工艺
利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术,在一小块硅单晶片上同时制造晶体管、二极管、电阻和电容等元件,并且采用一定的隔离技术使各元件在电性能上互相隔离。然后在硅片表面蒸发铝层并用光刻技术刻蚀成互连图形,使元件按需要互连成完整电路,制成半导体单片集成电路。随着单片集成电路从小、中规模发展到大规模、超大规模集成电路,平面工艺技术也随之得到发展。例如,扩散掺杂改用离子注入掺杂工艺;紫外光常规光刻发展到一整套微细加工技术,如采用电子束曝光制版、等离子刻蚀、反应离子铣等;外延生长又采用超高真空分子束外延技术;采用化学汽相淀积工艺制造多晶硅、二氧化硅和表面钝化薄膜;互连细线除采用铝或金以外,还采用了化学汽相淀积重掺杂多晶硅薄膜和贵金属硅化物薄膜,以及多层互连结构等工艺。
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集成电路分为厚膜电路、薄膜电路和半导体集成电路。厚膜电路与薄膜电路的区别有两点:其一是膜厚的区别,厚膜电路的膜厚一般大于10μm,薄膜的膜厚小于10μm,大多处于小于1μm;其二是制造工艺的区别,厚膜电路一般采用丝网印刷工艺,选用的材料基板使用陶瓷作为基板,(较多的使用氧化铝陶瓷),薄膜电路采用的是真空蒸发、磁控溅射等工艺方法。厚膜是指在基片上用印刷烧结技术所形成的厚度为几微米到数十微米的膜层。制造这种膜层的材料,称为厚膜材料。折叠组成厚膜材料是一类涂料或浆料,由一种或几种固体微粒(0.2~10微米)均匀悬浮于载体中而形成。为了便于印刷成形,浆料必须具有合适的粘度和触变性(粘度随外力而改变的性质)。固体微粒是厚膜的组成部分,决定膜的性质和用途。载体在烧结过程中分解逸出。载体至少含有三种成分,树脂或聚合物粘合剂、溶剂和表面活化剂。粘合剂给浆料提供基本的流变特性;溶剂稀释树脂,随后挥发掉,以使印刷图样干涸;活化剂使固体微粒被载体浸润并适当分散于载体中。
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