前文我們介紹了村田制作所貼片式電感的制造工藝——Thick Film Lithography，進而發(fā)現(xiàn)其在低溫共燒陶瓷（LTCC）領域的應用。LTCC的燒結工序制約了鍍膜技術的使用，而Thick Film Lithography Process是目前發(fā)現(xiàn)的極少數(shù)適應高溫燒結金屬化方式的高精度光刻量產工藝路線之一。

那么這項工藝技術有哪些優(yōu)勢，還有哪些應用？我們不妨從它的技術原理和工藝流程開始探究。

“Thick Film Lithography”字面上直譯為“厚膜光刻”或“厚膜光蝕”。事實上，“厚膜光刻”雖然目前應用的領域沒有達到廣泛普及的程度，只是應用于業(yè)內前沿產品，但也是業(yè)界熟知的工藝，早在上世紀末，該技術已有針對PDP的商業(yè)化應用，國內外已開始相關研究。

研究“厚膜光刻”，當然要從“厚膜”開始。

一、厚膜與薄膜技術

關于薄膜與厚膜技術的介紹與對比，我們在前文有詳細闡述（技術研究 ｜ 薄膜與厚膜技術介紹與對比）。

總而言之，厚膜技術與薄膜技術在部分領域（例如：片式電阻）有一定的替代，但是厚膜技術由于成本、可靠性、高溫性能等方面的優(yōu)勢，在很多產品的制造及相關工藝中無可替代，另外LTCC及HTCC等多層共燒結工藝中，無法應用薄膜技術。

二、厚膜技術的進化

隨著電子電氣行業(yè)微型化發(fā)展，要求厚膜電路組裝密度以及布線的密度不斷地提高，導體線條更細，線間距更窄。但由于絲網(wǎng)印刷的特性，一般無法實現(xiàn)小于50微米（2mil）的圖案，量產的實際水平多數(shù)在100um（4mil）以上。厚膜技術的高精度化，如何用厚膜技術實際50um（2mil）以下的超細布線，已成為極為關鍵的工藝技術進化節(jié)點。

為實現(xiàn)更高的精度，目前最常用的工藝分為三種：

①采用高網(wǎng)孔率絲網(wǎng)

此工藝的線徑會更細、目數(shù)更高、絲網(wǎng)的開口率更高、細線不易斷線。

②光刻或光致成圖技術

先燒結成膜，再光刻成圖工藝的材料通常有有機銀漿、薄印銀及無玻璃導體等；先光刻后成膜所采用的漿料因其具有光敏性，可以在經(jīng)過曝光、顯影后直接成圖，省去了光刻膠步驟，且能夠提高導體線條的精度。Thick Film Lithography就是此工藝，也是目前實際在規(guī)模化量產的高精度厚膜燒結工藝技術。

③微機控制的直接描繪技術

此技術主要是在CAD上進行設計，然后直接在基板上描出厚膜圖形，無需制版、制網(wǎng)，且該工藝下布線的線寬和間距可以精確控制，適合小批量和多品種的生產。

三、厚膜光刻技術

厚膜光刻技術是將光刻技術應用于傳統(tǒng)的厚膜工藝。與傳統(tǒng)的厚膜工藝相比，該技術使圖案能夠形成更精細的分辨、更高精度和平整性，并且與薄膜相比，可以達到同樣的封裝密度水平。

厚膜光刻主要有感光性漿料法和厚膜蝕刻法。

1．感光性漿料法

感光性電極漿料主要是由銀粉、感光性樹脂溶劑、粘合劑、分散劑、穩(wěn)定劑等按一定比例調和而成。工藝步驟是：

①用印刷法將漿料整板均勻地涂在基板上，干燥；

②用紫外光進行曝光；

③用堿性水溶液顯影；

④干燥、燒結。

這種工藝的特點是制作出的電極線質量好，線寬可做到小于50um。是目前已知的實現(xiàn)商業(yè)化應用的厚膜光刻技術工藝，也是村田用于生產LTCC器件及電感器小型化的關鍵工藝。

2．厚膜蝕刻法

這種方法與薄膜法幾乎一樣，只是將鍍膜換成了印刷燒結。用印刷法整板印上銀漿，燒結后涂上光刻膠，經(jīng)過曝光、顯影，形成抗蝕圖，然后用一定濃度的硝酸溶液將圖型外的材料腐蝕掉，最后去膠。由于銀漿是在燒結后進行刻蝕的，因而不存在圖形收縮問題，但整板燒結銀漿，將產生應力；用濃硝酸作腐蝕液，環(huán)境污染大應考慮。

四、厚膜光刻技術特點

1．技術優(yōu)勢

①高精度及高解析度

②極高的一致性

③優(yōu)異的高溫性工作性能

④制程簡單流程短可控度高

⑤有極高的工藝靈活更適用于少量多品類市場

⑥工藝成本低，建設投入小

2．需要優(yōu)化

在厚膜光刻工藝中對感光性漿料存在過度依賴，工藝能否實用化與相應材料的性能不可分割。材料的配套能力影響應用產品的商用化進程。