第十二章集成電路印刷集成電路(IntegratedCircuit:IC)

指以半導體晶體材料為基礎，采用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內部、表面或基片之上的微小電路或系統。集成度：指在一定尺寸的芯片上可以做出多少個晶體管。

2．厚膜集成電路

適用于耗電小、大功率、高電壓電路，成本低，適合大批量生產[制作]：是將導體、電阻、電容等用特殊油墨印刷在陶瓷上，再通過燒結使其得到所要求的電氣性能。[構成]：基板，導體，電阻元件，電介體元件，電感元件，有源元件，內部接線，外裝等8部分構成；[應用]：電子工業，軍事宇航領域，民用工業等。厚膜IC的構成基板：礬土陶瓷、鎂橄欖石陶瓷、鋯質陶瓷、滑石質高絕緣陶瓷、莫來石陶瓷、堇青石陶瓷等導體：Pd-Ag，Pt-Ag，Au，Ag電阻元件：金屬釉電阻（RuO2系，Ag-Pd系），樹脂系碳素皮膜電介體元件：陶瓷電容器，層合片型陶瓷電容器，圓片型鉭固體電解電容器，薄膜及厚膜電容器電感元件：薄膜及厚膜線圈，磁芯線圈有源元件：各種半導體組件，箔片晶體三極管，IC箔片內部接線：超聲焊接、軟熔釬焊、特殊軟釬焊外裝：浸漬環氧樹脂涂裝及模具等二、厚膜集成電路的制作

1．工藝過程：主要由印刷和燒結工藝組成，制作工藝的前后順序由各工序的燒結溫度決定導體印刷與燒結→電介體印刷與燒結（導體油墨，850～1000）(電介油墨，絕緣油墨，850～900℃)→電極印刷與燒結→電阻印刷與燒結→電阻、靜電容量修正(導體油墨，750～800℃)(電阻油墨，700～760℃)

→保護涂層印刷與燒結→有源元件管芯聯接(玻璃油墨，＜540℃)(硅晶體三極管、硅二極管，硅半導體IC，400～420℃)→有源元件導線連接→有源元件保護覆層(金屬導線或Al線300～350℃)(硅樹脂，＜200℃)→組裝元件外引線的釬焊→外涂裝(微型晶體三極管)(樹脂)[基本原則]：將燒結溫度高的工序放在前面，以避免因燒結溫度過高而影響厚膜IC的電氣性能。3．基板[要求]—耐高溫，耐燒結，不與油墨發生反應，對玻璃粉的附著性良好，表面光滑，機械強度和尺寸穩定性良好。[主要材料]—氧化鋁（純度96%），厚度0.30-1.5㎜，標準尺寸50㎜×50㎜。[種類]—氧化鋁陶瓷基板，鎂橄欖石陶瓷基板，高頻絕緣石陶瓷基板，鋯石陶瓷基板，莫萊石陶瓷基板，堇青石陶瓷基板等

4．油墨作為電子元件的構成材料，應滿足集成電路電氣性能的要求。導體油墨：由金屬粉末、玻璃粉、連結料和添加劑構成；（a）印刷：印刷后形成導電性油墨皮膜，金屬粉末和玻璃粉均勻分散在連接料樹脂中（b）燒結：連接料樹脂開始燃燒，墨層體積減少，玻璃粉軟化熔融后向基板表面擴展，和金屬粉末粘結在一起（c）冷卻：玻璃粉緊緊填充排列，和金屬粉末有序粘結在一起，形成金屬粉末整齊排列的墨層，以實現油墨皮膜的導電性能導電性油墨的印刷、燒結冷卻過程1-玻璃粉2-樹脂3-金屬粉末4-基板5．燒結與修正燒結：合理控制燒結溫度和燒結時間，保證厚膜IC的電氣性能。[工藝過程]：預加熱→升溫→燒結→冷卻預加熱：50～400℃，墨層有機連接料燃燒氣化升溫：

400～800℃，金屬氧化或還原反應，并使金屬粒子熔化，使印刷圖文得到要求的電氣性能燒結：800℃恒溫，使玻璃粉元素熔化，金屬成分固著在基板上冷卻：快速冷卻，避免繼續反應修正：電阻油墨進行燒結后對電阻的大小要進行修正，只能增大；電路設計時的電阻要稍小一些[方法]噴射氧化鋁粉末，使電阻表面平整化，提高電阻值。三、發展方向

1．提高印刷網版的精度；

2．研究高性能的專用特殊油墨；

3．提高絲網印刷機的精度和效率；

4．增進微型電路集成塊的實用化。絲印缺陷對厚膜電路的影響厚膜種類印刷缺陷給成品帶來的影響導體中空分辨力低膜厚不適當導線產生凹陷,電路產生短路膜厚導電性差,耐焊性高,膜厚過厚則影響電阻和介電體的并存性問題電阻器膜厚不適當墨膜過薄,電阻值比預定值要高,膜厚過厚則需多余的激光調整,且調整后的穩定也不好介電體中空和針空封閉輔助孔膜厚不適當電路產生凹陷,不能導通,膜厚過薄,絕緣性要差,甚至短路焊料油墨印量不足潤濕不完全第十三章銘牌印刷

（NameplatePrinting）一、概述1.定義：銘牌印刷是指以銘牌為主要產品的印刷。2.材料：過去采用銅、鐵等，現在大多采用鋁制、塑料制，不干膠銘牌等3.鋁制銘牌的制作方法：鋁制材料直接使用耐酸鋁銘牌（利用氧化鋁對染料的特殊吸附作用進行）三、耐酸鋁制銘牌的加工1.選材：鋁板（采用國標）2.預處理：機械預處理、化學處理、電化學處理等預處理處理方法用途機械預處理拋光：磨料放在織布內研磨消除表面劃痕、裝飾噴丸：用壓縮空氣將磨料噴射鋁表面消除表面劃痕、裝飾刷式研磨使表面光潔，裝飾雕刻或壓痕裝飾，表面有壓凸效果化學處理化學研磨：強酸液研磨裝飾，反射光澤較高蝕刻：酸堿腐蝕裝飾，表面有立體感電化學處理電解研磨：電解法表面研磨裝飾，產生鏡面光澤3.耐酸鋁的加工：陽極氧化處理（電解）鋁材為陽極，鉛板為陰極，電解液采用硫酸溶液（提高導電度，增加電子傳遞速度，起催化劑作用），通過控制電壓完成電解作用陽極：2OH-

→H2O+[O]+2e2Al+3[O]→Al2O3陰極：2H++2e→H2氧化處理結果：在鋁板表面形成一定厚度的堅硬致密的氧化膜處理條件：硫酸濃度（7～20mol%，起到增加電解液的導電度，增加水的解離度的作用），電流密度（0.8～2.0A/dm2），電解液溫度（18～25℃），時間（15～60分）4.印刷照相感光：涂布感光乳劑→照相軟片密附曝光→顯影→染色（油溶性染料）→除去保護膜→封孔處理銘牌制作工藝過程1-感光劑2-耐酸鋁層3-鋁基材4-照相軟片密附

5-保護膜6-染色后的耐酸鋁7-保護膜剝離后封孔處理5.封孔原因：耐酸鋁層染色后還具有一定吸附能力方法：沸水或加壓水蒸氣處理Al2O3→

Al2O3

?

H2O目的：去除殘余吸附能力，使表面失去活性四、膠印制銘牌1.分類：平壓式、圓壓式、輪轉式2.印版：多采用PS版3.制作工藝選材（根據國標）→預處理（細化、堿腐蝕、研磨）→涂布（乙烯系清漆）→印刷（醇酸系油墨）→上光（醇酸系樹脂）→覆膜習題1.什么是銘牌印刷？2.鋁制銘牌有哪兩種制作方法？3.簡述絲網方法印制銘牌的工藝過程.4.按印刷方式不同，膠印銘牌印刷分為幾種？5.印刷后要對耐酸鋁制銘牌進行封孔處理的目的是什么？6.說明膠印制銘牌的制作工藝.第十四章其他特種印刷貼花印刷一、發泡印刷：（Foamprinting)

[定義]：用微球發泡油墨通過絲網印刷到紙張或織物上，經加熱獲得突起圖文或盲文讀物的印刷方式。

[特點]：印跡呈現凹凸立體效果。[應用]：商品裝潢，書刊裝幀，盲文讀物等。

[分類]：根據油墨構成和發泡方式不同分為兩種：微球發泡印刷和溝底發泡印刷（包括化學發泡和機械壓花發泡）。1．微球發泡印刷

[原理]：將微球發泡油墨通過絲網轉印到承印物上形成印跡，然后加熱使墨層中的微球膨脹，形成無數小氣泡，從而使圖文墨層凸起。

[微球發泡油墨]：作用：高分子聚合物單體合成后制成的中空可塑性小球（直徑5-80微米）內部充有低沸點溶劑，加熱后，溶劑氣化使微球體積膨脹直徑增加到5-30倍，在承印物表面形成凸起的圖文。構成：色素（10%，色漿，決定油墨顏色），微球（20%，發泡源，強度及大小由微球發泡劑含量及在油墨中的均勻性決定），連結料（60%，丙烯酸酯類），穩定劑（5%，尿素，吸濕性好，加速膨脹、擴散）、助劑（5%）2．溝底發泡印刷[定義]：采用絲網印刷將溝底發泡油墨印刷到基材上，使用化學發泡或機械壓花方法以獲得浮凸圖文。[原理]：發泡劑受熱后汽化，使油墨層形成無數微小的氣孔，以構成凸起的圖文。[油墨]：構成—色素（2%，顏料）樹脂連結料（40%，聚氯乙烯樹脂）發泡劑（2%，發泡源，偶氮二甲基酰胺）增塑劑（36%，苯二甲酸二辛酯）穩定劑（2%，二鹽基性亞磷酸鋁）填充劑（18%，碳酸鈣）[發泡工藝]化學發泡—印刷后的印品放在發泡機內加熱，使發泡劑分解放出氣體，完成發泡；加熱溫度決定發氣量和發泡程度；機械壓花工藝—加熱發泡后，用溝底壓花滾筒進行加熱軋壓，形成浮凸圖文3．影響發泡印刷質量的因素發泡劑的含量及均勻性，增塑劑的含量，加熱溫度，加熱時間等。二、貼花印刷（DecalPrinting）間接轉移印刷[定義]：是用平版膠印將圖案印在涂膠紙或塑料薄膜上，將其貼在被裝飾物的表面，通過轉移而得到貼花圖案。[應用]：機電產品的商標、標志印刷，瓷器等裝飾品的印刷。1．轉印紙：（貼花紙）采用專業裱紙機復合而成；2．承印物：不規則曲面承印表面，各種成型物等；3．制版：印版圖文為正向；4．印刷：采用平版膠印，印前在轉印紙施膠面上涂布調墨油。印刷色序為先印透明性強的油墨，后印遮蓋力強的油墨，最后加印白墨作為底色；瓷器貼花印刷使用耐高溫顏料特殊油墨，商標貼花印刷可使用普通膠印油墨或金屬印刷油墨。5．轉?。荷虡速N花：承印物表面涂布調墨油→貼潤濕裱紙→加壓→揭裱紙瓷器貼花：承印物表面涂布明膠液→貼裱紙→壓印→干燥→浸濕→剝離→清洗膠層6．后加工：商標貼花：涂漆上