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LTCC印刷网版制作工艺简介


LTCC制作工艺过程中线条、图案、电阻等关键部分都是通过丝网印刷的方式来实现,其优点是生产效率高、生产成本低。可以说丝网印刷工艺是LTCC精密布线的基础。

      


在LTCC微波组件中,其对丝印线条的状态要求更高,其中微带线、带状线的边缘状态和光洁度对微波电路的插入损耗都有直接关系,可以说微带线、带状线的精细制作,是微波性能的保证。

印刷用网版的网布规格、张力大小和感光膜厚度可以说是丝印线条分辨率和解析度的基础,其“先天性” 地决定了LTCC丝印线路的状态。因此网版质量的好坏直接影响着印刷的质量。
       LTCC用印刷网版制作工艺流程

LTCC用网版流程

1、绷网


绷网质量指标主要有张力的大小、均匀性。张力大小合适且分布均匀的网版是精确地再现印刷图形的最基本条件。

(1)选择合适规格的丝网材料。目前,在微电子封装厚膜电路印刷中应用的丝网主要是聚酯网不锈钢丝网。随着电子封装高集成度、高封装密度的趋势,要求印刷线条和线间距越来越小,图形的分辨率越来越高。当前,LTCC印刷图形线条已达到50~100μm,有的产品甚至更小。


(2)网版从拉网机上裁下后张力都会下降,所以粘网前网布张力要比设定值大一些;


(3)绷网过程中要避免一次性绷网拉力过大,否则容易出现崩网情况或者影响网版的耐用性;


(4)制作聚酯-不锈钢丝网复合网版时,聚酯网伸缩率大,绷网时四角及中心区域拉伸率偏差较大,影响整个网版张力的均匀性,甚至在四角容易出现崩网现象,可在绷网前可在四角进行留边措施。

2、涂感光胶


涂感光胶工艺是采用涂布机或手工刮刀在网布上涂覆一定厚度的感光材料以便后道工序在网版上制作出所需要的图形。一个好的网版要求感光胶首先在印刷面有一定的厚度并且表面平整光滑,这样浆料在印刷时不会从底部凹陷处漏出形成“锯齿” ,其次感光胶还能够把丝网网格填满,这样可以减少印刷刮胶与网版的摩擦力。


(1)采用“2+2” 双面涂布法,即网布前后面各用一个刮刀同时涂布2次,这样能够有效地填满丝网网格;


(2)干燥后,改用“0+4” 涂布法,即仅在印刷面加涂感光胶4次,主要增加网版膜厚并使其表面平整光滑;


(3)干燥后,测量膜厚,继续用“0+4” 涂布法;


(4)重复(2)、( 3)步过程直到膜厚达到指定要求。

3、曝光与显影

曝光、显影过程是用紫外光透过菲林片的空白区域照射涂覆感光胶的网版,使得乳胶分子与敏化剂(感光剂)分子发生化学交联反应生成空间网状或链状大分子结构的膜层。


而对于菲林片中黑色线条挡住没有照射紫外线的感光胶膜在显影过程中则会溶解于显影剂显露出网丝间隔。



影响曝光、显影的几点关键工艺因素:


(1)菲林片质量:黑白对比强烈,边缘锐利,图形清晰、完整,没有砂眼等缺陷,另外曝光时菲林片要注意正反面,并紧贴着网版;


(2)曝光机光源:要优选平行光曝光机,这样能有效减少曝光时的侧侵蚀。曝光机光源功率越高,可以减少曝光时间,减少侧侵蚀;


(3)曝光时间:没有完全理想的平行光曝光机,所以曝光时间越长侧侵蚀越严重,后续显影后线条会有一定的坡边,影响线条宽度;曝光时间短,感光胶膜与网布的附着强度差,所以高精度网版制作时要在满足强度的条件下选用最短的曝光时间。
       
曝光时间控制条


(4)显影水压和时间:显影冲洗时要均匀,一般水压越大,图形边缘锐利性会越好,显影时间则要在显影完全的条件下选择最短的显影时间。图4是采用不同的显影时间制作的网版线条显微形貌照片,从图上可以看出显影时间太长时,图形边缘的棱角便开始出现部分溶解钝化, 影响线条的锐利性。


               
不同显影时间线条边缘状态


4、检验


网版制作完毕,需仔细检查是否存在砂眼,图形是否完整,然后可用高倍数影像测量仪和精密张力计检测网版线条宽度以及最终的网版张力,最后在网版四周涂覆封网胶并粘贴银龙胶带, 这样能够避免在使用过程中的酒精、丙酮等化学试剂腐蚀粘网胶,提高网版的使用寿命。


LTCC技术对原材料、设备及零件的精度要求非常高,随着微型化产品的需求增加,网版的线宽规格也将变得越来越小。制作高精度的网版,是保障做好完美产品的前提。

为了进一步加强交流,艾邦建有LTCC交流群,诚邀LTCC生产企业、设备、材料企业参与。目前群友包括:风华高科、顺络电子、中国集团研究所、中瓷电子、麦捷微、宏达电子、佳利电子、研创光电、云之微、电子科大、国防科大、村田、太阳诱电等加入。


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