具備電阻膜的金屬箔及其制造方法
【專利摘要】一種具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，構(gòu)成成分包含鎳、鉻、硅和氧。所述具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，電阻膜中的氧濃度為20～60原子%。所述具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，關(guān)于作為電阻膜中的成分的鉻(Cr)和硅(Si)的各濃度(原子%)，Cr/(Cr+Si)×100[%]為73～79%。所述具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，作為電阻膜中的成分的鎳(Ni)的成分濃度為2～10原子%。
【專利說明】具備電阻膜的金屬箔及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備具有適當?shù)碾娮柚?、彎曲特性?yōu)良且具有熱穩(wěn)定性的電阻膜層的
金屬箔。
【背景技術(shù)】
[0002]作為印刷電路基板的布線材料，通常使用銅箔。該銅箔根據(jù)其制造方法分為電解銅箔和壓延銅箔。該銅箔從厚度為5 μ m的非常薄的銅箔到厚度為約140 μ m的厚銅箔可以任意調(diào)節(jié)其范圍。
[0003]這些銅箔與包含環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂等樹脂的基板接合后作為印刷電路用基板使用。對于銅箔要求充分確保與作為基板的樹脂的膠粘強度，因此，多數(shù)情況下，電解銅箔利用通常在制箔時形成的被稱為無光澤面的粗糙面，進一步在其上實施表面粗糙化處理后使用。另外，壓延銅箔多數(shù)情況下也同樣地對其表面實施粗糙化處理后使用。
[0004]最近，提出了在作為布線材料的銅箔上進一步形成包含電阻材料的薄膜層的方案(參考專利文獻1、2)。對于電子電路基板而言，電阻元件是必不可少的，但如果使用具備電阻層的銅箔，則僅通過對形成在銅箔上的電阻膜層使用氯化銅等的蝕刻溶液而使電阻元件露出即可。
[0005]因此，通過電阻的基板內(nèi)置化，與如以往那樣只有使用焊接法在基板上表面安裝芯片電阻元件的方法相比，能夠有效地利用有限的基板的表面積。
[0006]另外，由于在多層基板內(nèi)部形成電阻元件而產(chǎn)生的設(shè)計上的制約減少，能夠縮短電路長度，由此也實現(xiàn)電特性的改善。因此，如果使用具備電阻層的銅箔，則不需要或大幅減少焊接，實現(xiàn)輕量化、可靠性`提高。這樣，內(nèi)置有電阻膜的基板具有多個優(yōu)點。
[0007]對于這些電阻材料中使用的作為基體的銅箔，以在其上進一步形成電阻層為前提實施表面處理，與一般的印刷基板布線用途通常不同，但通過粗糙化來確保與樹脂的膠粘強度的方面是相同的。
[0008]形成在銅箔上的電阻膜需要具有適當?shù)碾娮柚怠Ａ硗?，在形成電子電路基板的工序中有時會供給熱，電阻膜本身需要具有耐熱性。另外，形成有電阻膜的銅箔有時會被折彎，因此，需要電阻值不會由于反復(fù)折彎而產(chǎn)生大幅變動的耐彎曲性。
[0009]需要說明的是，本申請發(fā)明是將本 申請人:之前提出的專利文獻3進一步改良的發(fā)明，關(guān)于專利文獻3中記載的發(fā)明全部有效，當然能夠適用于本申請發(fā)明。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本專利第3311338號公報
[0013]專利文獻2:日本專利第3452557號公報
[0014]專利文獻3:日本特愿2007-295117號公報

【發(fā)明內(nèi)容】
[0015]發(fā)明所要解決的問題
[0016]本發(fā)明的課題在于提供一種金屬箔，通過在銅箔上進一步形成電阻膜，能夠?qū)崿F(xiàn)電阻材料的基板內(nèi)置化，并且具備電阻膜具有適當?shù)碾娮柚岛湍蜔嵝圆⑶译娮柚挡粫捎诜磸?fù)折彎而產(chǎn)生大幅變動的電阻膜層。
[0017]用于解決問題的手段
[0018]本發(fā)明人為了解決上述問題進行了深入的研究，結(jié)果得到如下見解:電阻膜的組成的調(diào)節(jié)是有效的，由此，能夠得到膜具有適當?shù)碾娮柚岛湍蜔嵝圆⑶译娮柚挡粫捎诜磸?fù)折彎而產(chǎn)生大幅變動的電阻膜層。
[0019]基于該見解，本發(fā)明提供下述發(fā)明。
[0020](I) 一種具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，在包含鉻、硅和氧的氧化物類電阻膜中添加有鎳。
[0021](2)如上述(I)所述的具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，電阻膜中的氧濃度為20?60原子％。
[0022](3)如上述(I)或(2)所述的具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，關(guān)于作為電阻膜中的成分的鉻(Cr)和硅(Si)的各濃度(原子%)，Cr/(Cr+Si) X 100 [%]為73?79%。
[0023](4)如上述(I)?(3)中任一項所述的具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，作為電阻膜中的成分的鎳(Ni)的成分濃度為2?10原子％。
[0024](5)如上述⑴?(4)中任一項所述的具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，上述金屬箔是箔厚為5?35 μ m.的銅或銅合金箔。
[0025](6) 一種具備電阻膜的金屬箔的制造方法，其特征在于，使用濺射靶在金屬箔上形成電阻膜，所述濺射靶含有鉻(Cr)、硅(Si)、氧(O)、鎳(Ni)，關(guān)于鉻(Cr)和硅(Si)的各濃度(原子 ％)的 Cr/ (Cr+Si) X 100 [%]為 73 ?79%，氧(O)為 20 ?60 原子 ％，Ni 為 2 ?10
原子％。
[0026]發(fā)明效果
[0027]通過使用內(nèi)置有電阻膜層的銅箔，在電路設(shè)計時，無需另行安裝新的電阻元件，僅通過對預(yù)先形成在本銅箔上的電阻膜層使用氯化銅溶液等蝕刻液而使電阻元件露出即可，因此，具有不需要或大幅減少焊接而顯著簡化安裝工序的效果。
[0028]另外，通過使用內(nèi)置有電阻膜層的銅箔，進行電阻元件的內(nèi)層化，安裝部件和焊錫數(shù)減少，結(jié)果，還具有在基板最表面上安裝電阻元件以外的元件的空間能夠擴大、實現(xiàn)小型輕量的優(yōu)點。由此，能夠提高電路設(shè)計的自由度。另外，通過部件內(nèi)置化而縮短元件間的布線長度并且減少信號布線中的電阻元件電極或焊錫等異種金屬接合部等，由此，具有高頻區(qū)域內(nèi)的信號特性得到改善的效果。
[0029]另外，本發(fā)明中，具有具備電阻膜具有適當?shù)碾娮柚岛湍蜔嵝圆⑶译娮柚挡粫ㄟ^反復(fù)折彎而產(chǎn)生大幅變動的電阻膜層的優(yōu)良效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是對電阻膜進行蝕刻的流程。
[0031]圖2是Cr-Si的二維狀態(tài)圖?！揪唧w實施方式】
[0032]本發(fā)明的具備電阻膜的金屬箔是具備在基本的構(gòu)成成分包含鉻、硅和氧的氧化物類電阻膜中添加有鎳的電阻膜的金屬箔。
[0033]作為基板的金屬箔多使用銅箔，但也可以使用鋁箔等其他箔。如上所述，本申請發(fā)明的特征在于形成在金屬箔上的電阻膜的構(gòu)成。需要說明的是，以下的說明中，將金屬箔替換為代表性的“銅箔”來進行說明，但根據(jù)需要使用“金屬箔”。
[0034]另外，可以使用箔厚為5?70 μ m的銅箔、特別是5?35 μ m的銅箔。該銅箔的厚度可以根據(jù)用途任意選擇，但也會由于制造條件而產(chǎn)生制約，在上述范圍內(nèi)進行制造是有效的。
[0035]在該電阻膜層 的形成時，可以使用濺射法、真空蒸鍍法、離子束鍍敷法等物理的表面處理方法、熱分解法、氣相反應(yīng)法等化學的表面處理法、或者電鍍法、化學鍍法等濕式表面處理法形成。
[0036]一般而言，電鍍法具有能夠以低成本進行制造的優(yōu)點。另外，濺射法使膜的厚度均勻并且具有各向同性，因此，具有能夠得到品質(zhì)高的電阻元件的優(yōu)點。
[0037]該電阻膜的形成中，根據(jù)膜的用途形成，此時的附著方法或鍍敷方法可以說優(yōu)選根據(jù)該電阻膜的性質(zhì)適當選擇。
[0038]本申請發(fā)明的具備電阻膜的金屬箔中，優(yōu)選電阻膜中的氧濃度為20?60原子％。由此，能夠得到后述的適當?shù)碾娮柚怠?br> [0039]通過控制電阻膜中的氧濃度，能夠?qū)⒌玫降碾娮枘さ碾娮杪矢淖優(yōu)槟繕酥怠Ａ硗?，通過控制所形成的電阻膜的厚度，能夠控制該電阻膜的表面電阻值。
[0040]但是，電阻膜的厚度極薄時，材料表面的粗糙度的影響變大，因此，所形成的電阻元件的電阻值的面內(nèi)偏差增大，因此不合適。相反，電阻膜的厚度過厚時，在電阻形成時電阻層的蝕刻工序中，蝕刻時間增加或不能在有限時間內(nèi)進行蝕刻，因此，該情況也不合適。
[0041]如上所述，通常作為電阻膜厚度，從電阻值偏差的減小、電阻形成的容易性考慮，
0.01 μ m?0.1 μ m的厚度可以說是優(yōu)選的范圍。另外，為了得到該厚度適當?shù)碾娮枘?，需要選擇適合的氧濃度。從這樣的觀點出發(fā)確定上述氧量。關(guān)于試驗的結(jié)果，電阻膜的電阻值(Ω / □)對膜中氧濃度的依賴性如表I所示。
[0042]根據(jù)該結(jié)果，可以說為了以適當?shù)暮穸刃纬删哂袛?shù)k Ω / 口至一百數(shù)十k Ω / □的目標電阻值的電阻膜，優(yōu)選電阻膜(靶)中的氧濃度為20?60原子％。
[0043]另外，本發(fā)明的具備電阻膜的金屬箔中，關(guān)于作為電阻膜中的成分的鉻(Cr)和硅
(Si)的各濃度(原子 ％)，優(yōu)選 Cr/ (Cr+Si) X 100 [%]為 73 ?79%。
[0044]關(guān)于本發(fā)明的電阻膜，可以使用濺射靶來成膜，所述濺射靶含有鉻(Cr)、硅(Si)、氧(O)、鎳(Ni)，關(guān)于鉻(Cr)和硅(Si)的各濃度(原子％)的Cr/ (Cr+Si) X 100 [%]為73?79%,氧(O)為20?60原子％，Ni為2?10原子％，其余部分為Cr和Si。
[0045]根據(jù)圖2所示的Cr-Si的二維狀態(tài)圖，在Cr/(Cr+Si) X 100=73?79的區(qū)域內(nèi)，Cr3Si以單相的形式穩(wěn)定地存在。通過濺射形成的電阻膜大致呈無定形。無定形的電阻膜受到熱影響時，會進行再結(jié)晶。
[0046]此時，如果是處于上述組成范圍內(nèi)的電阻膜，則即使進行再結(jié)晶也以會單相的形式存在。另一方面，例如在電阻膜的組成為Cr/(Cr+Si) X 100=70的情況下，Cr3Si以及a Cr5Si3的二相狀態(tài)穩(wěn)定，在其受到熱影響時，通過成分原子的再配置而出現(xiàn)島狀或者層狀的組織。材料的機械特性、電特性等大幅依賴于結(jié)晶組織。
[0047]結(jié)晶組織不會由于印刷基板制造或者使用工藝中的熱影響而發(fā)生變化的(以單相的形式存在)材料是特性變化更小、更穩(wěn)定的材料。因此，關(guān)于Cr-Si比率，從材料的特性變化的方面出發(fā)，優(yōu)選選擇上述范圍。即，Cr/(Cr+Si) XlOO [%]為73?79%時，對抑制電阻膜的熱變化有效。
[0048]另外，本發(fā)明的具備電阻膜的金屬箔中，優(yōu)選作為電阻膜中的成分的、鎳(Ni)的成分濃度為2?10原子％。通過添加該Ni，能夠改善CrSiO電阻器中的彎曲特性的變差程度。通過相對于CrSiO添加2%以上，觀察到改善效果，關(guān)于進一步增加至10%以上的情況，沒有觀察到上述效果以上的改善效果。但是，在期望高電阻值的情況下，優(yōu)選鎳(Ni)的成分濃度為5原子％以下。
[0049]關(guān)于本申請發(fā)明的具備電阻膜的金屬箔中使用的金屬箔，使用箔厚為5?35μπι的銅或銅合金箔是有效的。
[0050]另外，在對電阻膜進行蝕刻的情況下，可以使用如下蝕刻液組成Α。中和劑如下述B所示。將對電阻膜進行蝕刻的流程示于圖1。
[0051]A:蝕刻液組成
[0052]
高蜢酸鉀 60g/L 氫氧化鈉 I OgZL. 液溢49°C(l20eF)
處觀時fiij 5?H)分鐘
[0053]B:中和劑
[0054]草酸25g/L
[0055]液溫室溫
[0056]處理時間適當
[0057]實施例
[0058]接著，對實施例進行說明。需要說明的是，以下的實施例是為了容易理解本申請發(fā)明，本發(fā)明不限于此。
[0059]S卩，基于本申請發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的變形、實施方式、其他例子也包括在本申請發(fā)明內(nèi)。
[0060](實施例1-實施例6)
[0061]通過濺射法在18μπι厚的電解銅箔的平滑箔(粗糙度:Rz=0.52ym)上形成NiCrSiO電阻層。使用的靶中的金屬的組成(原子％)均為Ni/Cr/Si=4/73/23，在靶形成時除了金屬成分以外還一并添加Cr或Si的氧化物(CrO或SiO等)，由此，分別制作具有下述表I所示的規(guī)定的氧濃度的靶。另外，此時的Cr與Si的組成比均為Cr/Si=76/24(原子%)。
[0062]各氧濃度如表I所示，使實施例1的氧濃度為20原子％，使實施例2的氧濃度為30原子％，使實施例3的氧濃度為35原子％，使實施例4的氧濃度為40原子％，使實施例5的氧濃度為50原子％，使實施例6的氧濃度為70原子％。
[0063]根據(jù)Cr-Si狀態(tài)圖，在Cr:Si=75:25附近存在穩(wěn)定的Cr3Si的金屬間化合物(參考圖2的Cr-Si狀態(tài)圖)。Cr為79%以上時，Cr3Si和Cr (固溶有約6原子％的Si)這兩相以對熱穩(wěn)定的方式存在。另外，Cr為74%以下時，Cr3Si和Cr5Si3這兩相以對熱穩(wěn)定的方式存在。
[0064]在Cr:Si=62:38附近，也存在穩(wěn)定的Cr5Si3的金屬間化合物(圖2的Cr-Si狀態(tài)圖)，但Cr5Si3比Cr3Si脆，認為不合適作為薄膜電阻材料。因此，Cr:Si的組成比優(yōu)選為75:25(原子％)附近。
[0065]表I
[0066]靶中的氧濃度和電阻值
【權(quán)利要求】
1.一種具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，在包含鉻、硅和氧的氧化物類電阻膜中添加有鎳。
2.如權(quán)利要求1所述的具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，電阻膜中的氧濃度為20?60原子％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，關(guān)于作為電阻膜中的成分的鉻(Cr)和硅(Si)的各濃度(原子%)，Cr/ (Cr+Si) X 100 [%]為73?79%。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，作為電阻膜中的成分的鎳(Ni)的成分濃度為2?10原子％。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的具備電阻膜的金屬箔，其特征在于，所述金屬箔是箔厚為5?35 μ m的銅或銅合金箔。
6.一 種具備電阻膜的金屬箔的制造方法，其特征在于，使用濺射靶在金屬箔上形成電阻膜，所述濺射靶含有鉻(Cr)、硅(Si)、氧(O)、鎳(Ni)，關(guān)于鉻(Cr)和硅(Si)的各濃度(原子 ％)的 Cr/ (Cr+Si) X 100 [%]為 73 ?79%，氧(O)為 20 ?60 原子 ％，Ni 為 2 ?10 原子％。
【文檔編號】C23C26/00GK103429788SQ201280012663
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月28日
【發(fā)明者】黑澤俊雄 申請人:吉坤日礦日石金屬株式會社