印刷电子制造中的厚膜光刻技术

　　作者：深圳市微纳制造产业促进会

　　我们之前的文章系统性介绍了“厚膜光刻”或“厚膜光蚀”（Thick Film Lithography）工艺的技术原理，并且通过现有成熟量产案例说明了该工艺与低温共烧陶瓷（LTCC）技术的完美应用匹配性及优势，以及上世纪末已在PDP（等离子显示板）制造中的创新应用。

　　简单概括，“厚膜光刻”工艺是一种通过厚膜金属化技术（简称“厚膜技术”）与光刻技术相结合，达到高精度、低成本、高效率、高灵活性，并已开始成熟商用化的新型微纳量产制造技术。“厚膜光刻”本质上是精度升级后的厚膜技术，也是印刷电子领域的尖端技术之一，“厚膜光刻”技术做为厚膜技术的重要组成部分，成功弥补了传统的丝网印刷厚膜技术难以量产小于75um线宽的缺陷，使厚膜技术的量产能力完整覆盖1um-100um区间。

　　厚膜技术因其高可靠性和高性能在汽车领域、消费电子、通信工程、医疗设备、航空航天等尖端产业中一直有大范围的应用。例如：开关稳压电源电路、视放电路、帧输出电路、电压设定电路、高压限制电路，飞行器的通信、电视、雷达、遥感和遥测系统，发电机电压调节器、电子点火器和燃油喷射系统，磁学与超导膜式器件、声表面波器件、膜式敏感器件等。

　　

　　1um-100um是厚膜技术的应用区间

　　在厚膜技术中，通常用的是丝网印刷工艺，印刷用电子浆料或导电墨水等材料是整套工艺技术的核心所在。在电子工业制造中应用了丝网印刷技术的有：电阻芯片、微电子电路和封装、电阻传感器、加热器、生物传感器的电极和零件、射频无源器件、混合集成电路、光电显示等等（参见下表）。

　　

　　丝网印刷工艺在电子工业中的应用（来源：WS Tyler 公司官网）

　　丝网印刷是印刷电子领域普及最广的技术路径，当高速印刷技术无法处理导电油墨或者镀膜技术无法一次性生产出足够厚的层以满足所需的电导性等情况下，基于丝网印刷的厚膜技术会提供更有效的导电图案制作方法，因此丝网印刷往往也是印刷电子制造的首选方案。但制造精度不高一直是丝网印刷亟待解决的痛点。

　　“厚膜光刻”（Thick Film Lithography）做为印刷电子的新兴技术，兼容了光刻技术的高精度同时也兼容了丝网印刷技术的灵活性和广范适应性，是印刷电子领域中为数极少的成熟商用化高精度技术路径，这一技术的快速商用化，将大幅加速印刷电子领域的各产业方向全面进化和升级。

　　参考资料：

　　［1］丝网印刷工艺的工业应用https://wstyler.com/screen-printing/what-is-screen-printing/

　　［2］Happy Holden，A Review of the Opportunities and Processes for Printed Electronics，http://smt.iconnect007.com/index.php/article/90902/？skin=&p=2

　　［3］探究改变电子元器件制造的Thick Film Lithography工艺技术（一）

　　［4］探究改变电子元器件制造的Thick Film Lithography工艺技术（二）