相對于塊體材料,膜一般為二維材料。薄膜和厚膜從字面上區分,主要是厚度。薄膜一般厚度為5nm至2.5μm,厚膜一般為2μm至25μm,但厚度并不是區分薄膜和厚膜的標準。
薄膜和厚膜的區別還在于成膜方式。厚膜主要通過絲網印刷、打印和噴涂的方法將導電漿料、介質漿料等轉移到基底上,經過固化、高溫燒結等工藝形成。薄膜主要通過微納工藝制備,如電子束蒸發、磁控濺射等。薄膜圖形化后,線寬精度可達到納米,而厚膜線寬只能達到20微米,且線條清晰度不好。同時,薄膜工藝成膜粗糙度一般是2nm以下,而厚膜工藝成膜粗糙度大于20nm以上。
薄膜工藝精度高、成本高和可小型化,厚膜工藝可承受高功率、成本低,但一致性和精度較差。薄膜材料一般分為導電薄膜和介質薄膜。導電薄膜一般在器件中起到電極、引線和電連接的作用,介質薄膜主要用途為絕緣、鈍化和特殊功能,如壓電薄膜、壓阻、光電、熱敏等。
薄膜主要沉積在硅基晶圓和部分非硅基(玻璃、石英)晶圓上,可沉積多層薄膜,實現大規模集成電路或三維機械電子結構。而厚膜主要為單層結構,主要沉積在陶瓷、柔性PI和FR4等PCB基底上。
薄膜和厚膜一般不具有可替代性,在各自領域具有各自的優勢。例如,在MLCC、HTCC和其它激光修調厚膜電阻工藝上,厚膜工藝的低成本、高溫特性及高功率性能優勢,在相關產品上無可替代。而ASIC、MEMS和其它薄膜型分立器件上,薄膜工藝高精度、高可靠性和高一致性等優勢,在相關產品中也無法取代。
微電鍍屬于薄膜還是厚膜?電鍍也是鍍膜工藝中重要的組成部分,在大部分文章和書籍中,沒有把電鍍歸類薄膜工藝或者厚膜工藝。一般情況,如果電鍍用于晶圓級鍍膜,利用光刻膠制備電鍍模具,成膜厚度低于5μm,我們認為其為薄膜工藝。其它情況,如PCB線路大于5μm,為厚膜工藝。電鍍薄膜工藝,在制備RF MEMS開關懸臂梁、TSV、TGV填孔和背金電極等領域有較好的應用。
審核編輯:劉清
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原文標題:什么是薄膜和厚膜?
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