低温共烧陶瓷工艺之丝网印刷

印刷前，置于丝网上的浆料有较大的黏度，不会自行漏过丝网。当浆料还未受到刮板的推动压力时，浆料在丝网上不动。

当刮板沿着丝网移动时，对浆料和丝网产生向下的压力，浆料下落并受到一定方向推动力。此时，浆料被向前推进，受到刮板挤压剪切力的作用，其黏度急速降低，流动性骤然增加，浆料展开并填入丝网孔中，接着通过网孔。由于刮板下压使丝网与生瓷片相接触，浆料开始浸润生瓷片。此时，网孔中的浆料底面受到生瓷片粘附力的作用，侧面受到丝网线粘附力的作用。

当刮板离开以后，由于浆料与生瓷片的粘附力比浆料与丝网的粘附力大很多，所以丝网凭借弹力作用离开生瓷片，网孔中的浆料小柱受到拉伸作用，在网孔侧壁附近发生断裂，沉积在生瓷片上。

与此同时，由于剪切力消失，浆料黏度迅速恢复，沉积在生瓷片上的浆料小柱连成膜后便立即停止流动。

好的丝网印刷质量应满足四个条件：

①位置准确：即印刷后导体的位置应符合设计的准确位置；

②墨量适中：即印刷后附着在生瓷片上的导体量适中，不外溢流渗，也没有缺失孔洞；

③形状正确：即印刷后的导体直角处平整齐整，圆角处流畅圆润，厚度均匀；

④印刷稳定：即整个印刷面图形稳定一致。

印刷直线导体的效果理论上应达到如上图a所示效果，实际印刷时如果出现浆料流渗，印刷参数不良等会出现如上图b所示效果。

真正应用中，印刷效果应如上图c和d所示：其中c为刚印刷后湿膜状态，d为印刷后干膜状态。

丝网印刷的质量直接影响到LTCC产品的性能和可靠性。印刷过程中的任何一个小失误，如膜厚不均、图案错位或浆料选择不当，都可能导致最终产品的性能下降或完全失效。因此，丝网印刷技术的每一个环节都必须严格控制，以确保印刷质量。

随着电子行业的快速发展，为了满足更高密度、更高精度和更高性能的要求，丝网印刷技术也在不断进步。

丝网的选择是基础，丝网特性会直接影响后续印刷的工艺和质量。

关于丝网选择，有如下原则：

(1) 要印刷的图形越精细，选取的丝网目数应越高；

(2) 线径d的选择与印刷图形的最小线宽w一般应满足：w≥3d；

(3) 丝网目数和线径决定了丝网的开孔率和开孔尺寸，一般要求丝网开孔尺寸应大于浆料颗粒尺寸的3倍；

(4) 常见的丝网编织角度有22.5°和45°，一般情况下22.5°更优；

(5) 网纱厚度和感光乳剂厚度直接影响印刷膜厚，感光乳剂厚度T_e应满足：

T_e=T_w-T_m×A₀

其中T_w指印刷湿膜厚度，T_m表示丝网厚度，A₀指丝网开孔率。

(6) 丝网张力需要保持一定的水平以确保印刷的精确性，除张力值外，张力的稳定性和一致性也直接影响印刷质量。

合适的浆料是合格印刷的必要条件，浆料特性对丝网印刷的影响是多方面的，它直接关系到印刷质量和最终产品的功能性。

(1) 在浆料特性中，浆料的流变性质（包括粘度、流动特性、剪切屈服应力、拉伸屈服应力及断裂应变、触变性及粘弹性等），是影响丝网印刷性能的最重要因素。其中粘度直接影响浆料在丝网印刷过程中的流动性和浆料的转移率，粘度过高可能导致透墨量不够，粘度过低可能造成图形边缘不清晰；浆料的触变性是指浆料在静止和流动状态下粘度的变化特性。具有良好触变性的浆料在刮刀压力作用下能够良好流动，移除压力后又能迅速恢复其粘度，有助于提高印刷的清晰度和质量；浆料的粘弹性影响浆料在丝网印刷过程中的回弹性和结构恢复能力，对印刷图案的精细度和均匀性有重要影响。

(2) 浆料中金属粉的粒径大小不同，会直接影响到浆料的触变特性，进而影响浆料的印刷特性。粒径太小的金属粉，振实密度相对较小，比表面积相对较大，相同的粘度就需要更多的溶剂，进而使触变指数变大，浆料变粘，不利于印刷。反之，粒径太大的金属粉也不利于浆料的印刷。因此金属粉的粒度要根据用途，选择合适的粒径范围，一般选择粒径在1-2.5微米的。

浆料中金属粉的形貌，也会影响浆料的印刷特性。一般印刷特性好的金属粉以球形、类球形最好，絮状、片状次之。

(3) 在浆料特性中，浆料的稳定性直接影响其在储存和使用过程中的性能，稳定性好的浆料能够保证印刷过程的连续性和产品的一致性。

(4) 在浆料特性中，浆料的适应性也应着重关注。浆料应具有良好的结合适应性，与承印物能保持良好的接触和附着，浆料应能适应不同的工作环境，包括温度、湿度等，以保证在尽可能大的环境变化下都能保持其印刷性能。

生瓷片是印刷浆料的直接载体，其质量直接影响着印刷质量的好坏，是保证印刷质量的重要依托。

(1) 生瓷片的表面平整度直接影响印刷的精度和浆料的均匀性。不平整的表面可能导致浆料分布不均，影响印刷质量

(2) 生瓷片的物理和化学特性，如热稳定性、收缩率和化学兼容性，对印刷过程中浆料的粘附和最终烧结后的性能有重要影响；

(3) 生瓷片的机械强度和韧性决定了其在印刷、搬运和后续加工过程中的耐用性，脆弱的生瓷片容易在印刷过程中损坏；

(4) 生瓷片的洁净程度影响浆料与瓷片之间的粘接质量，以及印刷图形的清晰度。灰尘或油污等杂质会降低印刷质量；

(5) 生瓷片的亲水性或亲溶剂性可能会影响浆料的流变特性和印刷性能，亲水性过高可能导致浆料中溶剂的不均匀挥发。

印刷参数直接决定着印刷过程，是保证丝网印刷质量的有力手段。印刷参数需要与丝网、浆料和生瓷片的特性相适应，才能获得良好的印刷质量。

(1) 一般刮刀的硬度越大，越适合精细线条的印刷；直角刮刀更适合精细线条印刷，斜角刮刀更适用于高透墨量的填孔和厚膜印刷；

(2) 离网间距指生瓷片与丝网版的间距。间距越大，网版的回弹越好，但同时间距增大，印刷的位置精度就越差，因此离网间距需控制在合适的范围；

(3) 刮刀压力指刮刀运动时的下压力，刮刀压力越大，对浆料的推挤越大，浆料的透过量越大；

(4) 印刷速度越小，印刷压力在压印线上的每个接触点的作用时长越长，浆料透过越多；

(5) 印刷接触角度越小，同样的印刷压力在垂直方向的分立越大，浆料的透过量越大。