厚膜是指通过印刷和烧结技术在基板上形成的厚度为几微米到几十微米的薄膜。用来制作这种薄膜的材料称为厚膜材料。
厚膜材料是由一个或多个固体颗粒(0.2~10μm)均匀悬浮在载体中形成的涂层或浆液。为了便于印刷和成型,浆料必须具有适当的粘度和触变性(粘度随外力变化)。固体颗粒是厚膜的组成部分,决定着膜的性质和用途。载体在烧结过程中分解并逸出。载体至少包含三种成分,树脂或聚合物粘合剂、溶剂和表面活性剂。粘结剂为泥浆提供基本流变特性;溶剂稀释树脂并使其挥发以干燥印刷图案;活化剂使固体颗粒被载体浸湿并适当分散在载体中。
根据厚膜的性质和用途,浆料有五种类型:导体浆料、电阻浆料、介质浆料、绝缘浆料和封装浆料。
导体浆料用于制作厚膜导体,形成互连、多层布线、微带线、焊接区域、厚膜电阻端子、厚膜电容板和厚膜电路中的低电阻电阻。焊接区域用于焊接或粘贴分立元件、器件和外部引线,有时用于焊接金属盖,以实现整个基板的封装。厚膜导体有不同的用途,并且没有能够满足所有这些用途要求的浆料,因此应使用各种导体浆料。导体浆料的共同要求是导电性高、附着力强、抗老化、成本低和易于焊接。常用导体浆料中的金属成分为金或金铂、钯金、钯银、铂银和钯铜银。
在厚膜导体浆料中,除了具有适当粒径的金属粉末或有机金属化合物外,还有具有适当粒度和形状的玻璃粉末或金属氧化物,以及悬浮固体颗粒的有机载体。玻璃可以将金属粉末牢固地粘结在基板上,形成厚膜导体。常见的无碱玻璃,如铅硼硅酸盐玻璃。
厚膜电阻器是厚膜集成电路中发展最早、制造水平最高的一种厚膜元件,可以制造各种电阻器。厚膜电阻的主要要求是高电阻率、低电阻温度系数和良好的稳定性。和导体浆料一样,电阻浆料有三种成分:导体、玻璃和载体。然而,其导体通常不是金属元素是金属元素的化合物,或金属元素及其氧化物的化合物。常用的电阻浆料有铂基、钌基和钯基电阻浆料。