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厚膜技術は、表面実装デバイスモジュール、ハイブリッド集積回路、発熱体、集積受動デバイス、センサーなどの電子デバイス/モジュールの製造に使用されます。主な製造技術はスクリーン印刷（ステンシル印刷）であり、電子デバイスの製造に加えて、さまざまなグラフィック複製対象にも使用できます。これは、1950年代に電子デバイス/モジュールの主要な製造/小型化技術の1つになりました。電子デバイス用の厚膜製造プロセスで製造される典型的なフィルムの厚さは、0.0001～0.1 mmです。[ 1 ]
厚膜回路/モジュールは、自動車産業において、燃料/空気混合比センサー、圧力センサー、エンジンおよびギアボックス制御、エアバッグ展開用センサー、エアバッグ点火装置などのセンサーに広く使用されています。共通しているのは、高い信頼性が要求されることであり、多くの場合、回路の大規模な熱サイクルにも耐え、故障することなく広い温度範囲で動作することが求められます。[ 2 ]その他の応用分野としては、低コストや高い信頼性が求められる宇宙電子機器、民生用電子機器、各種計測システムなどがあります。
厚膜技術を利用する最もシンプルな形態は、モジュール基板／ボードであり、配線は厚膜プロセスを用いて製造されます。さらに、抵抗器や許容誤差の大きいコンデンサも厚膜方式で製造できます。厚膜配線は表面実装技術（SMT）と互換性を持たせることができ、必要に応じて（許容誤差やサイズ要件のため）、表面実装部品（抵抗器、コンデンサ、ICなど）を厚膜基板上に実装することも可能です。
厚膜デバイス/モジュールの製造は、スクリーン印刷プロセスを使用して、電気絶縁基板上に導電性、抵抗性、誘電体層の複数の層（通常は最大6～8層）を連続的に堆積させる付加的なプロセスです。[ 3 ]
低コストの製造方法として、抵抗器、サーミスタ、バリスタなどの個別受動部品や集積受動部品を大量生産するのに適している。
厚膜技術は、ハイブリッド集積回路で使用される代替技術の1つでもあり、通常、電子機器の小型化（部品または要素/面積または体積）において、PCB（プリント回路基板）/PWB（プリント配線基板）に基づくSMTおよび薄膜技術と競合し、補完し合っています。[ 4 ]
一般的な厚膜プロセスは、以下の段階から構成されます。
一般的に厚膜回路基板は、Al 2 O 3 /アルミナ、酸化ベリリウム(BeO)、窒化アルミニウム(AlN)、ステンレス鋼、場合によってはポリマー、まれに二酸化ケイ素(SiO 2 )でコーティングされたシリコン(Si) です。[ 5 ] [ 6 ] 厚膜プロセスで一般的に使用される基板は、94% または 96% アルミナです。アルミナは非常に硬く、材料のレーザー加工が最も効率的な加工方法です。厚膜プロセスは、通常 1 つの基板に多数のユニット (最終回路) が含まれる小型化の手段でもあります。レーザー加工により、スクライブ、プロファイル、および穴あけが可能です。スクライブとは、レーザーパルスのラインを材料に照射し、材料の 30 ～ 50% を除去するプロセスです。これにより基板が弱くなり、他のすべてのプロセスが完了した後、基板を簡単に個々のユニットに分割できます。プロファイル加工は、たとえば、回路が丸いチューブやその他のさまざまな複雑な形状に適合する必要があるセンサーの製造でよく使用されます。穴を開けることで、基板の両面間に「ビア」（導電リンク）を設けることができ、通常、穴のサイズは0.15～0.2mmの範囲です。
基板加工前にレーザー加工を行うことは、加工後にレーザー加工やダイヤモンドソーによる切断を行うよりもコスト面で有利である。
電極、端子、抵抗器、誘電体層などに使用されるインクは、一般的に、必要な金属粉末やセラミック粉末を溶剤（セラミック厚膜ペースト）またはポリマーペースト[ 7 ]と混合してスクリーン印刷用のペーストを作製することによって作られます。均質なインクを得るために、混合したインク成分を三本ロールミルに通すことがあります。あるいは、厚膜技術者向けの製品を提供している複数の企業から既製のインクを入手することもできます。
スクリーン印刷とは、スキージを使って模様の入った織り目のメッシュスクリーンまたはステンシルを通してインクを転写するプロセスです。[ 8 ]
精度向上、集積密度の向上、従来のスクリーン印刷における線間隔精度の改善のために、感光性厚膜技術が開発されてきた。しかしながら、これらの材料を使用すると、通常、プロセスフローが変更され、異なる製造装置が必要となる。
印刷後、インクが定着するまで時間を置いてから、塗布された各インク層は通常、50～200 ℃（122～392 °F）の中程度の高温で乾燥させ、インクの液体成分を蒸発させ、最終処理の前に基板上に一時的に固定して、取り扱いまたは保管できるようにします。ポリマーをベースとしたインクや、これらの温度で硬化する一部のはんだペーストの場合、これが最終工程となることがあります。また、一部のインクは紫外線照射による硬化も必要です。
厚膜プロセスで使用される金属、セラミック、ガラスインクの多くは、基板上に層を恒久的に固定するために、高温（通常300 ℃以上）での焼成が必要となる。
焼成後、抵抗器はSS Whiteによって最初に開発された精密研磨切断法を使用してトリミングできます。[ 9 ]この方法は、通常0.027 mmの酸化アルミニウムなどの微細な研磨媒体を使用します 。研磨切断は、さまざまなサイズの超硬ノズルチップを通して供給されます。ノズルは、プローブ接点で抵抗器要素を監視しながら、焼成された抵抗器を通して前進し、最終値に達すると研磨ブラストが停止され、ノズルはゼロ開始位置に戻ります。この研磨技術は、インク配合に使用されるガラスフリットに熱やひび割れを生じさせることなく、非常に高い公差を達成できます。
レーザー照射後、基板抵抗器は正しい値にトリミングされます。このプロセスはレーザートリミングと呼ばれます。多くのチップ抵抗器は厚膜技術を使用して製造されます。大きな基板に抵抗器が印刷され、照射された後、小さなチップに分割され、その後終端処理されてPCBにはんだ付けされます。レーザートリミングには2つのモードがあります。1つは受動トリミングで、各抵抗器を特定の値と許容範囲にトリミングします。もう1つは能動トリミングで、電源投入中に回路上の抵抗器をレーザートリミングすることで、フィードバックを使用して特定の電圧、周波数、または応答に調整します。
SMTプロセスの開発は、実は厚膜プロセスから発展したものです。また、裸のダイ（封止されていないシリコンチップ）の実装とワイヤボンディングは標準的なプロセスであり、余分な封止が不要になるため、回路の小型化の基礎となります。
この工程は、1枚の基板上に多数の部品が同時に製造されるため、しばしば必要となる。したがって、部品同士を分離する何らかの手段が必要となる。この工程は、ウェハダイシングによって実現できる。
この段階では、デバイスを他の電子部品（通常はプリント基板の形をとる）と統合する必要が生じる場合がある。これは、ワイヤボンディングまたははんだ付けによって実現できる。
厚膜製造には、基板の粗さ、ペーストの硬化温度と時間、選択されたステンシルの厚さとペーストの種類など、慎重な制御が必要な多くのステップがあります。[ 10 ] [ 11 ] したがって、使用されるペーストの数とプロセスステップによって、プロセスの複雑さと最終製品のコストが決まります。
プリント基板の設計に使用されるものと同じ、または類似の電子設計自動化ツールは、厚膜回路の設計にも使用できます。ただし、ツールフォーマットとステンシル製造業者との互換性、およびシミュレーションとレイアウト設計に必要な幾何学的、電気的、熱的設計ルールが最終製造業者から入手できるかどうかに注意が必要です。