基于微筆和微噴的激光直寫厚膜電阻技術(shù)研究.pdf

1、電子制造向短時(shí)效、集成化、小型化、小批量、多品種以及三維制造的方向發(fā)展，對(duì)快速高效低成本的制造技術(shù)有著強(qiáng)烈的需求。直寫技術(shù)由于具有無(wú)需掩膜、精度高、易于修改、研制周期短、材料選擇范圍廣且利用率高、所需成本低、對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣大工程技術(shù)人員的重視，其發(fā)展極為迅速。 直寫技術(shù)有多種方式，每種直寫方式都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，根據(jù)需要可以進(jìn)行不同直寫技術(shù)的復(fù)合，以達(dá)到更高的直寫精度。本文提出了微筆直寫、基于微筆的激光直寫和微噴直寫

2、、基于微噴的激光直寫等技術(shù)，研究了直寫系統(tǒng)硬件組成和相應(yīng)的直寫機(jī)理，然后在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究各直寫工藝，并成功地在96wt％Al2O3陶瓷基板上制備了厚膜電阻。 微筆直寫采用微流動(dòng)沉積的方式，直接在基板上形成厚膜電阻。分析了電阻漿料的流變特性，建立微流動(dòng)沉積成形的簡(jiǎn)單模型，研究了工藝參數(shù)對(duì)電阻線寬和膜厚的影響規(guī)律。結(jié)果表明，隨著筆頭內(nèi)徑、驅(qū)動(dòng)氣壓增大，電阻線寬變大，膜層變厚；直寫速度增大，電阻線寬變小、膜層變薄；漿料粘度增大，電阻

3、線寬變小、膜層變厚。在微筆直寫的基礎(chǔ)上復(fù)合激光直寫，研究了相應(yīng)的復(fù)合直寫工藝。結(jié)果表明，激光功率和離焦量增大，激光直寫電阻的線寬變大；隨著激光掃描速率增大，線寬變小，膜厚亦減小。 微噴直寫用微型霧化噴嘴把電阻漿料霧化成霧滴，噴射沉積在基板上形成電阻膜層。用CFD軟件Fluent模擬了噴嘴的氣體流場(chǎng)，結(jié)果表明，液體噴嘴出口長(zhǎng)度0-0.25mm、氣體射流角度20°、柱形液體噴嘴端口，在液體噴嘴前端形成強(qiáng)紊流區(qū)和細(xì)長(zhǎng)的集約束段，實(shí)驗(yàn)結(jié)

4、果與模擬一致。分析了霧化噴嘴的霧化流場(chǎng)分布和成膜過(guò)程，研究了霧化和沉積工藝規(guī)律。結(jié)果表明，隨著施壓驅(qū)動(dòng)氣壓、噴嘴端面到基板距離的增大，電阻線寬增加，直寫速度、霧化氣壓增加，電阻線寬變小。微噴直寫后復(fù)合激光直寫，討論了激光功率、掃描速率、離焦量等因素對(duì)激光直寫電阻線寬的影響，工藝規(guī)律同基于微筆的激光直寫。 分析了微筆和微噴直寫釕系厚膜電阻的燒結(jié)機(jī)理和導(dǎo)電機(jī)理，釕系厚膜電阻是基于導(dǎo)電鏈組成的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用隧道勢(shì)壘模型能較好地