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LTCC印刷網(wǎng)版制作工藝簡(jiǎn)介

LTCC制作工藝過(guò)程中線條、圖案、電阻等關(guān)鍵部分都是通過(guò)絲網(wǎng)印刷的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低??梢哉f(shuō)絲網(wǎng)印刷工藝是LTCC精密布線的基礎(chǔ)。

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在LTCC微波組件中,其對(duì)絲印線條的狀態(tài)要求更高,其中微帶線、帶狀線的邊緣狀態(tài)和光潔度對(duì)微波電路的插入損耗都有直接關(guān)系,可以說(shuō)微帶線、帶狀線的精細(xì)制作,是微波性能的保證。

印刷用網(wǎng)版的網(wǎng)布規(guī)格、張力大小和感光膜厚度可以說(shuō)是絲印線條分辨率和解析度的基礎(chǔ),其“先天性” 地決定了LTCC絲印線路的狀態(tài)。因此網(wǎng)版質(zhì)量的好壞直接影響著印刷的質(zhì)量。
       LTCC印刷網(wǎng)版制作工藝簡(jiǎn)介LTCC用印刷網(wǎng)版制作工藝流程

LTCC用網(wǎng)版流程

1、繃網(wǎng)

繃網(wǎng)質(zhì)量指標(biāo)主要有張力的大小、均勻性。張力大小合適且分布均勻的網(wǎng)版是精確地再現(xiàn)印刷圖形的最基本條件。

(1)選擇合適規(guī)格的絲網(wǎng)材料。目前,在微電子封裝厚膜電路印刷中應(yīng)用的絲網(wǎng)主要是聚酯網(wǎng)不銹鋼絲網(wǎng)。隨著電子封裝高集成度、高封裝密度的趨勢(shì),要求印刷線條和線間距越來(lái)越小,圖形的分辨率越來(lái)越高。當(dāng)前,LTCC印刷圖形線條已達(dá)到50~100μm,有的產(chǎn)品甚至更小。

(2)網(wǎng)版從拉網(wǎng)機(jī)上裁下后張力都會(huì)下降,所以粘網(wǎng)前網(wǎng)布張力要比設(shè)定值大一些;

(3)繃網(wǎng)過(guò)程中要避免一次性繃網(wǎng)拉力過(guò)大,否則容易出現(xiàn)崩網(wǎng)情況或者影響網(wǎng)版的耐用性;

(4)制作聚酯-不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合網(wǎng)版時(shí),聚酯網(wǎng)伸縮率大,繃網(wǎng)時(shí)四角及中心區(qū)域拉伸率偏差較大,影響整個(gè)網(wǎng)版張力的均勻性,甚至在四角容易出現(xiàn)崩網(wǎng)現(xiàn)象,可在繃網(wǎng)前可在四角進(jìn)行留邊措施。

2、涂感光膠

涂感光膠工藝是采用涂布機(jī)或手工刮刀在網(wǎng)布上涂覆一定厚度的感光材料以便后道工序在網(wǎng)版上制作出所需要的圖形。一個(gè)好的網(wǎng)版要求感光膠首先在印刷面有一定的厚度并且表面平整光滑,這樣漿料在印刷時(shí)不會(huì)從底部凹陷處漏出形成“鋸齒” ,其次感光膠還能夠把絲網(wǎng)網(wǎng)格填滿,這樣可以減少印刷刮膠與網(wǎng)版的摩擦力。

(1)采用“2+2” 雙面涂布法,即網(wǎng)布前后面各用一個(gè)刮刀同時(shí)涂布2次,這樣能夠有效地填滿絲網(wǎng)網(wǎng)格;

(2)干燥后,改用“0+4” 涂布法,即僅在印刷面加涂感光膠4次,主要增加網(wǎng)版膜厚并使其表面平整光滑;

(3)干燥后,測(cè)量膜厚,繼續(xù)用“0+4” 涂布法;

(4)重復(fù)(2)、( 3)步過(guò)程直到膜厚達(dá)到指定要求。

3、曝光與顯影

曝光、顯影過(guò)程是用紫外光透過(guò)菲林片的空白區(qū)域照射涂覆感光膠的網(wǎng)版,使得乳膠分子與敏化劑(感光劑)分子發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)生成空間網(wǎng)狀或鏈狀大分子結(jié)構(gòu)的膜層。

而對(duì)于菲林片中黑色線條擋住沒(méi)有照射紫外線的感光膠膜在顯影過(guò)程中則會(huì)溶解于顯影劑顯露出網(wǎng)絲間隔。

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影響曝光、顯影的幾點(diǎn)關(guān)鍵工藝因素:

(1)菲林片質(zhì)量:黑白對(duì)比強(qiáng)烈,邊緣銳利,圖形清晰、完整,沒(méi)有砂眼等缺陷,另外曝光時(shí)菲林片要注意正反面,并緊貼著網(wǎng)版;

(2)曝光機(jī)光源:要優(yōu)選平行光曝光機(jī),這樣能有效減少曝光時(shí)的側(cè)侵蝕。曝光機(jī)光源功率越高,可以減少曝光時(shí)間,減少側(cè)侵蝕;

(3)曝光時(shí)間:沒(méi)有完全理想的平行光曝光機(jī),所以曝光時(shí)間越長(zhǎng)側(cè)侵蝕越嚴(yán)重,后續(xù)顯影后線條會(huì)有一定的坡邊,影響線條寬度;曝光時(shí)間短,感光膠膜與網(wǎng)布的附著強(qiáng)度差,所以高精度網(wǎng)版制作時(shí)要在滿足強(qiáng)度的條件下選用最短的曝光時(shí)間。
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曝光時(shí)間控制條


(4)顯影水壓和時(shí)間:顯影沖洗時(shí)要均勻,一般水壓越大,圖形邊緣銳利性會(huì)越好,顯影時(shí)間則要在顯影完全的條件下選擇最短的顯影時(shí)間。圖4是采用不同的顯影時(shí)間制作的網(wǎng)版線條顯微形貌照片,從圖上可以看出顯影時(shí)間太長(zhǎng)時(shí),圖形邊緣的棱角便開(kāi)始出現(xiàn)部分溶解鈍化, 影響線條的銳利性。

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不同顯影時(shí)間線條邊緣狀態(tài)


4、檢驗(yàn)

網(wǎng)版制作完畢,需仔細(xì)檢查是否存在砂眼,圖形是否完整,然后可用高倍數(shù)影像測(cè)量?jī)x和精密張力計(jì)檢測(cè)網(wǎng)版線條寬度以及最終的網(wǎng)版張力,最后在網(wǎng)版四周涂覆封網(wǎng)膠并粘貼銀龍膠帶, 這樣能夠避免在使用過(guò)程中的酒精、丙酮等化學(xué)試劑腐蝕粘網(wǎng)膠,提高網(wǎng)版的使用壽命。

LTCC技術(shù)對(duì)原材料、設(shè)備及零件的精度要求非常高,隨著微型化產(chǎn)品的需求增加,網(wǎng)版的線寬規(guī)格也將變得越來(lái)越小。制作高精度的網(wǎng)版,是保障做好完美產(chǎn)品的前提。

為了進(jìn)一步加強(qiáng)交流,艾邦建有LTCC交流群,誠(chéng)邀LTCC生產(chǎn)企業(yè)、設(shè)備、材料企業(yè)參與。目前群友包括:風(fēng)華高科、順絡(luò)電子、中國(guó)集團(tuán)研究所、中瓷電子、麥捷微、宏達(dá)電子、佳利電子、研創(chuàng)光電、云之微、電子科大、國(guó)防科大、村田、太陽(yáng)誘電等加入。


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作者 ab

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