厚膜与薄膜有何区别？制造与性能指南

从本质上讲，厚膜和薄膜之间的区别不仅仅在于厚度，还在于整个制造过程和由此产生的材料特性。 薄膜是一种材料层，通常只有原子或分子厚，在真空中沉积。相比之下，厚膜是一种糊状油墨，印刷到表面后在炉中烧制。

薄膜和厚膜技术之间的选择代表着一种根本性的权衡。薄膜为复杂的光学和半导体应用提供了原子级的精度，而厚膜则为更简单的电子元件提供了耐用、经济高效的解决方案。

决定性因素：沉积方法

最重要的区别在于每种薄膜的创建方式。该过程决定了薄膜的结构、纯度和最终能力。

薄膜是使用沉积工艺逐原子或逐分子构建的。物理气相沉积 (PVD) 或化学气相沉积 (CVD) 等方法在真空中进行。

这种原子级控制使薄膜具有极高的均匀性、致密性和纯度。它们的厚度可以从单个原子层（纳米的几分之一）到几微米不等。

厚膜的制作过程类似于丝网印刷。将金属陶瓷浆料——一种金属、玻璃和有机粘合剂的混合物——通过网筛挤压到基板上。

印刷后，基板在高温炉中烧制。这会烧掉有机粘合剂并将颗粒融合在一起，形成一层坚硬、永久的层，通常厚度为 10 到 50 微米。

不同的制造方法导致了截然不同的物理特性和性能特征。

薄膜提供卓越的精度，厚度可控制到纳米级。这对于光学涂层和半导体等应用至关重要。

厚膜本质上精度较低。它们的厚度大几个数量级，并且控制程度低得多，这对于其预期应用来说是完全可以接受的。

由于在真空中沉积，薄膜具有高纯度和高密度，具有近乎完美的晶体结构。这对于实现特定的电气和光学特性至关重要。

厚膜自然是多孔的。烧制过程将颗粒烧结在一起，但会留下微观空隙，导致材料密度低于其薄膜对应物。

薄膜沉积通常需要非常光滑、干净的基板（如硅晶圆或玻璃），并且必须在高度受控的洁净室环境中进行。

厚膜技术则宽容得多。它通常用于氧化铝等坚固的陶瓷基板，并且可以容忍不那么原始的环境，从而降低了生产成本。

您在这些技术之间的选择几乎总是制造成本和性能要求之间的权衡。

厚膜加工相对简单、快速，不需要真空。这使得它显著便宜，非常适合电阻器或混合电路等组件的大批量制造。

薄膜沉积需要昂贵的真空设备、洁净室和更长的加工时间。这种更高的成本因其所实现的独特功能而变得合理。

厚膜技术擅长制造耐用、可靠的无源元件。然而，其孔隙率和缺乏精度限制了其在高频或高精度应用中的使用。

薄膜技术为先进应用打开了大门。正如参考文献所指出的，它能够实现抗反射、光学透明但导电的材料，并适用于半导体、柔性太阳能电池和 OLED。

要选择正确的技术，您必须将其基本特征与项目的主要目标对齐。

最终，了解制造过程与最终性能之间的联系是做出明智决策的关键。