專利名稱：電阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體來說涉及電阻材料范疇。特別地，本發(fā)明涉及適合用作為電子組件嵌置電阻器的電阻材料范疇。
現(xiàn)有技術(shù)對此項(xiàng)問題的最常見解決方式是使用單獨(dú)電阻器呈印刷電路板上的另一種表面黏貼組件。印刷電路板的設(shè)計(jì)進(jìn)一步要求設(shè)置通孔從而妥當(dāng)互連電阻器。就此方面而言，電阻器可于表面組件或組件或形成于印刷電路板上或內(nèi)部的主動組件或?qū)拥娜我环N組合間互連。
結(jié)果，印刷電路板的復(fù)雜度增高，同時其它組件所能利用的印刷電路板表面區(qū)減少，否則必須增加印刷電路板的整體尺寸從而便于容納需要的表面組件及組件包括電阻器。
此項(xiàng)問題的一個解決方式是使用平面電阻器，平面電阻器較好形成于印刷電路板的內(nèi)層，從而替代前述表面黏貼電阻器，同時將印刷電路板的表面部分空出，可供其它用途使用。例如，美國專利第4,808,967號(Rice等人)揭示一種印刷布線板有一支持層，一電阻材料層黏著于支持層，以及一導(dǎo)電層黏著于電阻層。
雖然此種平面電阻器于某些應(yīng)用用途提供優(yōu)于分開表面黏貼電阻器的優(yōu)勢，但平面電阻器仍然導(dǎo)致印刷電路板的復(fù)雜度增高以及空間需求增加。例如若平面電阻器形成于印刷電路板表層，則當(dāng)然可將主動表面組件排列于電阻器上。但由平面電阻器所占有的印刷電路板表面部分必須專屬于平面電阻器本身。如此該部分的印刷電路板無法用于安裝襯墊、通孔等。
解決此種板面空間問題的一種解決方式是利用環(huán)繞通孔周圍的空間。例如美國專利第5,347,258號(Howard等人)揭示一種電阻器組件的簡化設(shè)計(jì)，同時減少印刷電路板內(nèi)部的表面要求，該設(shè)計(jì)經(jīng)由形成電阻器組件組合既有的存在于印刷電路板的通孔，用以互連表面組件或組件與印刷電路板上或內(nèi)的導(dǎo)電層。揭示的電阻器設(shè)計(jì)為環(huán)形，環(huán)的中心為通孔。
多種電阻材料用于現(xiàn)有的平面電阻器。使用多種現(xiàn)有電阻材料的問題為電阻材料對其應(yīng)用至支持材料的黏著性并非經(jīng)常性良好，或?qū)υO(shè)置于電阻器上的電介質(zhì)材料的黏著性不是經(jīng)常性良好。對于多層印刷布線板，當(dāng)黏著性不良可能導(dǎo)致離層時特別成問題。
因而，需要有可良好黏著至支持層及電介質(zhì)層的平面電阻器，以減少由于黏著故障所造成的離層問題。
在一方面，本發(fā)明提供具有多個穿孔的電阻材料。電阻器優(yōu)選為薄膜電阻器。
在另一方面，本發(fā)明提供具有電阻材料及一對電極的電阻器，其中該電阻材料有多個穿孔。
在又一方面，本發(fā)明提供包括一或多個電阻器嵌置于電介質(zhì)層的印刷布線板，其中該電阻器包括有多個穿孔的電阻材料。
在又一方面，本發(fā)明提供一種制造印刷布線板的方法，包括下列步驟應(yīng)用一具有帶有多個穿孔的電阻材料的電阻器至印刷布線板基板上；然后應(yīng)用有機(jī)電介質(zhì)材料層于電阻器上。電阻器優(yōu)選應(yīng)用至印刷布線板基板表面，此種表面包括第一電介質(zhì)材料。
在另一方面，本發(fā)明提供一種電子組件包括一或多個電阻器具有多個穿孔的電阻材料。
在另一方面，本發(fā)明提供一種電子組件其包括一或多片印刷布線板，其包括一或多個電阻器嵌置于有機(jī)電介質(zhì)層，其中該電阻器包括一種有多個穿孔的電阻材料。
圖2顯示一種電阻器，其具有一種具有開縫形穿孔的電阻材料。
“印刷布線板”以及“印刷電路板”二詞在本說明書互換使用?！皩?shí)質(zhì)上正交”一詞表示二方向?qū)嵸|(zhì)上彼此成直角，亦即90氨15°，較好90氨10°，更好90氨5°，且又更好90氨3°。除非另行指示，否則全部數(shù)量均以重量計(jì)，以及全部比例均以重量計(jì)。全部數(shù)值范圍均為包含且可以任一種順序組合，但顯然此種數(shù)值范圍限于加總至100％。
電阻器典型地有個電阻材料部分以及一對電極。二電極之一設(shè)置于電阻材料一端，另一電極設(shè)置于電阻材料對端。本發(fā)明提供具有電阻材料及一對電極的電阻器，各個電極設(shè)置于電阻材料相對端，其中該電阻材料包括多個穿孔?！按┛住币辉~表示于電阻材料內(nèi)部的任何孔洞或空隙。如此“穿孔”表示由電阻材料所包圍的孔洞或空隙。任一類型或任一尺寸的穿孔均可使用。例如，此種穿孔可為圓形、梯形、方形、矩形如開縫、開槽等、以及橢圓形以及多種其它形狀的任一種。此等范例穿孔以其一般意義使用，亦即“圓形”包括大體圓形以及全圓形穿孔。“方形”及“矩形”等詞意圖包括大體方形及大體矩形，例如有圓化角(或半徑化角)的方形或矩形以及圓滿方形及矩形?！伴_槽”及“開縫”在此處可互換使用且表示概略矩形結(jié)構(gòu)，其具有主維度大于副維度，且具有直角或半徑化角隅或甚至較小維度的半徑化或彎曲側(cè)邊。圓形穿孔以及開縫形式穿孔特別適合。需了解不同穿孔的組合也可有利地用于本發(fā)明，例如圓形穿孔與開縫的組合。
任何數(shù)目的穿孔均可用于本發(fā)明，但規(guī)定至少存在有二穿孔?？墒褂玫拇┛讛?shù)目并無上限。穿孔可具有很多各種類的尺寸的任一種。并無任何特定穿孔尺寸或維度為較佳。某些例中，可能需要使用不等尺寸于電阻材料內(nèi)部。例如電阻器可能希望電阻材料具有圓形穿孔與開縫混合的穿孔；或另外需要有多種維度的開縫混合例如短及長開縫混合穿孔。
電阻材料的穿孔樣式無需特殊限制。穿孔可排成一列或排成一系列多列，可交錯或隨機(jī)位于電阻材料?！敖诲e”表示多列穿孔，其中一列穿孔比緊密毗鄰此列的其它列穿孔偏斜。交錯穿孔可偏斜達(dá)任何數(shù)量。通常此種偏斜量可等于穿孔維度的分量，等于穿孔維度的數(shù)量、或大于穿孔維度的數(shù)量。
在一個具體實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種電阻材料有第一電阻率于第一方面以及第二電阻率于第二方向，其中第二方向?qū)嵸|(zhì)正交于第一方向，且其中電阻材料包括多個穿孔。本電阻材料的電阻率為軸線相依性。如此本材料在X方向具有第一電阻率，而在Y方向亦即實(shí)質(zhì)上于第一方向(或X方向)直角方向有極大差異的電阻率。此種電阻率差異可經(jīng)由電阻材料的穿孔設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。
例如當(dāng)并無任何電阻材料由一電極至另一電極的直線路徑時，電阻器電阻率高于二電極間有直線電阻材料路徑的對應(yīng)電阻器。如此，當(dāng)穿孔為開縫，開縫位置可實(shí)質(zhì)正交，且較好系正交于電極、或?qū)嵸|(zhì)平行于或較好平行于電極。“實(shí)質(zhì)平行”一詞表示一列開縫及一電極接近彼此平行。
很多各種類的電阻材料適合用于本發(fā)明。適當(dāng)電阻材料包括但非限于導(dǎo)電材料與小量高度電阻(電介質(zhì))材料的混合物。極小量高度電阻材料例如約0.1wt％至約20wt％即可極為顯著地降低導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性質(zhì)。雖然使用貴金屬為導(dǎo)體，但發(fā)現(xiàn)沉積貴金屬連同相對小量氧化物如氧化硅或氧化鋁，沉積材料變成具有高電阻。如此含微量例如0.1％-5％氧化物的金屬如鉑可作為印刷電路板的電阻器。但例如鉑雖然為絕佳導(dǎo)體，但與0.1至約5wt％硅氧化物共同沉積作為電阻器時，電阻變成隨著共同沉積的硅氧化物含量的函數(shù)改變。任一種導(dǎo)電材料均屬適當(dāng)，例如但非限于鉑、銥、釕、鎳、銅、銀、金、銦、錫、鐵、鉬、鈷、鉛、鈀等。適當(dāng)電介質(zhì)包括但非限于金屬氧化物或類金屬氧化物例如氧化硅、氧化鋁、氧化鉻、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋅、氧化鋯、氧化磷、氧化鉍、稀土金屬通常為磷氧化物及其混合物。
電阻材料優(yōu)選為以鎳或以鉑為主，換言之主要材料分別為鎳或鉑。適當(dāng)較佳電阻材料為鎳-磷、鎳-鉻、鎳-磷-鎢、陶瓷、導(dǎo)電聚合物、導(dǎo)電油墨、基于鉑的材料例如鉑-銥、鉑-釕及鉑-銥-釕?；阢K的材料優(yōu)選含有10至70摩爾％銥、釕或其混合物，以及優(yōu)選為2摩爾％至50摩爾％，相對于100％鉑計(jì)算。若單獨(dú)使用釕(不含銥)，則優(yōu)選為約2至約10摩爾％釕，相對于100％鉑計(jì)算。若單獨(dú)使用銥(不含釕)，則優(yōu)選用量為約20至約70摩爾％，相對鉑為100％計(jì)算。根據(jù)本發(fā)明的電阻材料中，銥、釕或其混合物以元素形式或以氧化物形式存在。典型銥、釕或其混合物為約50至約90摩爾％元素金屬，以及約10至約50摩爾％銥、釕氧化物或其混合物。
電阻材料厚度可于寬廣范圍改變。較好材料厚度高度1mil，但可使用更大厚度。用于嵌置電阻器，材料典型至少約為40厚度。通常材料厚度為40至100,000(10微米)，較好40至50,000及更好100至20,000。
雖然電阻材料本身可自撐，但電阻材料典型太薄無法自撐，而必須沉積于可自撐的基板上。電阻材料典型地設(shè)置于導(dǎo)電材料基板如金屬箔上。其它適當(dāng)導(dǎo)電材料為業(yè)界人士眾所周知。適當(dāng)金屬箔包括但非限于銅箔、鎳箔、銀箔、金箔、鉑箔等。適合用于本發(fā)明的導(dǎo)電金屬箔有寬廣的厚度范圍。典型導(dǎo)電金屬箔的名目厚度為0.0002至0.02英寸。金屬箔厚度經(jīng)常以重量表現(xiàn)。例如適當(dāng)銅箔的重量為每平方英尺0.125至14盎司，更好0.25至6盎司/平方英尺，且更好0.5至5盎司/平方英尺。特別適合的銅箔具有重量3至5盎司/平方英尺。適當(dāng)導(dǎo)電金屬箔可使用現(xiàn)有電沉積技術(shù)制備，可由多種來源如橡樹-三井或古德電子公司獲得。
導(dǎo)電材料基板可進(jìn)一步包括阻擋層。此種阻擋層可于導(dǎo)電材料的第一側(cè)，亦即最接近電阻材料該側(cè)、導(dǎo)電材料第二側(cè)或于導(dǎo)電材料兩側(cè)。阻擋層是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所公知的。適當(dāng)阻擋層包括但非限于鋅、銦、錫、鎳、鈷、鉻、黃銅、青銅等。阻擋層可以電解、無電極電解、浸沒電鍍、濺鍍、化學(xué)氣相沉積、燃燒化學(xué)氣相沉積、經(jīng)控制的氣氛化學(xué)氣相沉積等而沉積。較好阻擋層系以電解、無電極電解或浸沒電鍍方式沉積。一具體實(shí)施例中，當(dāng)導(dǎo)電層為銅箔時較好使用阻擋層。
在應(yīng)用保護(hù)阻擋層后，氧化鉻保護(hù)層可以化學(xué)方式沉積于阻擋層或?qū)щ姴牧仙?。最后可?yīng)用硅烷至導(dǎo)電材料/阻擋層/視需要的氧化鉻層表面從而進(jìn)一步改良黏著性。適當(dāng)硅烷揭示于美國專利第5,885,436號(Ameen等人)。
電阻材料可用多種手段沉積于基板例如溶膠-凝膠沉積、濺鍍、化學(xué)氣相沉積、燃燒化學(xué)氣相沉積(“CCVD”)、經(jīng)控制氣氛的燃燒化學(xué)氣相沉積(“CACCVD”)、旋涂、輥涂、網(wǎng)印、電鍍、無電極電鍍等手段。例如鎳-磷電阻材料可用電鍍沉積。例如參考國際專利申請案第WO89/02212號。一具體實(shí)施例中，較好第一材料用CCVD及/或CACCVD沉積。用CCVD及/或CACCVD沉積電阻材料為業(yè)界人士眾所周知。例如參考美國專利6,208,234(Hunt等人)有關(guān)使用的此種方法及裝置的說明。
CCVD的優(yōu)點(diǎn)為可沉積極薄而均一層，可用作為嵌置電容器及電阻器的電介質(zhì)層。材料可沉積至任何預(yù)定厚度；但用于以CCVD形成電阻材料層，厚度罕見超過50,000埃(5微米)。通常薄膜厚度在100至10,000埃的范圍，且最常于300至5000埃的范圍。由于層愈薄，則電阻愈高，需要的材料(例如鉑)愈少，故可沉積極薄薄膜為CCVD方法的一項(xiàng)有利特色。沉積層薄度也有助于形成各別電阻器方法時進(jìn)行快速蝕刻。
用于電阻材料其為導(dǎo)電金屬與小量電介質(zhì)材料的混合物，若電阻材料是用CCVD或CACCVD沉積，則金屬必須可由含氧系統(tǒng)沉積為零價。使用焰沉積零價態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)為金屬必須具有比二氧化碳或水于沉積溫度的氧化電位較低者更低的氧化電位(在室溫下，水有較低氧化電位；而在其它溫度二氧化碳有較低氧化電位)。方便用CCVD沉積的零價金屬為具有氧化電位約等于銀或更低的氧化電位。如此，銀、金、鈀及銥可用直捷CCVD沉積。具有略高氧化電位的零價金屬可用提供較為還原氣氛的CACCVD沉積。鎳、銅、銦、鈀、錫、鐵、鉬、鈷及鉛最好可用CACCVD沉積。此處金屬也包括合金，合金為此種零價金屬混合物。硅、鋁、鉻、鈦、鈰、鋅、鋯、鎂、鉍、稀土金屬及磷各自有相對較高氧化電位，因此若前述任一種金屬與電介質(zhì)攙雜劑的適當(dāng)前驅(qū)物共同沉積，則金屬必須以零價態(tài)沉積，攙雜劑必須呈氧化物沉積。如此即使于未使用焰，電介質(zhì)必須具有較高氧化、磷化、碳化、硝化或硼化電位來形成所需二相。
用于其它氧反應(yīng)性金屬及金屬合金，CACCVD可為首選方法。即使金屬是用直捷CCVD沉積呈零價金屬，若欲沉積的基板材料接受氧化，則需要提供經(jīng)控制的氣氛亦即CACCVD。例如，銅及鎳基板方便氧化，則需要用CACCVD來沉積于此等基板上。
另一類可用CCVD于基板上沉積呈薄層的電阻材料為“導(dǎo)電性氧化物”。特別地，Bi2Ru2O7及SrRuO3為可為CCVD沉積的導(dǎo)電性氧化物。雖然此等材料為“導(dǎo)電性”，但當(dāng)以非晶態(tài)沉積時其導(dǎo)電性相當(dāng)?shù)?；如此可使用混合金屬薄層來形成單?dú)電阻器。類似導(dǎo)電金屬，此種“導(dǎo)電性氧化物”可攙雜電介質(zhì)材料如金屬或類金屬氧化物來提高其電阻率。此種混合氧化物可呈非晶層或呈結(jié)晶層沉積，非晶層傾向于于低沉積溫度沉積，而結(jié)晶層傾向于于較高沉積溫度沉積。用作為電阻器，通常以非晶層為佳，非晶材料的電阻率比結(jié)晶材料高。如此雖然非晶材料于其正常導(dǎo)電態(tài)被歸類為“導(dǎo)電性氧化物”，但非晶氧化物即使于未經(jīng)攙雜形式也可產(chǎn)生良好電阻。某些情況下，需要形成低電阻1至100Ω電阻器，可添加導(dǎo)電增強(qiáng)攙雜劑如鉑、金、銀、銅或鐵。若以電介質(zhì)材料如金屬或類金屬氧化物攙雜而提高導(dǎo)電氧化物電阻率，或攙雜導(dǎo)電增強(qiáng)材料來降低導(dǎo)電氧化物電阻率，此種非均勻混合的電介質(zhì)材料或?qū)щ娫鰪?qiáng)材料通常其濃度為電阻材料的0.1wt％至20wt％且較好至少0.5wt％。
有多種其它“導(dǎo)電性材料”，此等材料雖然具有導(dǎo)電性，但也得有足夠電阻率來形成本發(fā)明的電阻器。例如包括釔鋇銅氧化物及La1-xSrxCoO3，0≤x≤1例如x＝0.5。通常具有超導(dǎo)性質(zhì)低于臨界溫度的任一種金屬氧化物均可用作為高于此種臨界溫度的電阻材料。適當(dāng)選擇選自前述的前驅(qū)物可沉積多種電阻材料。
為了使用CCVD或CACCVD方法制造金屬/氧化物電阻材料，提供前驅(qū)溶液其含有金屬前驅(qū)物及金屬或類金屬氧化物前驅(qū)物。例如欲制造鉑/氧化硅薄膜，沉積溶液含有鉑前驅(qū)物如乙醯丙酮酸鉑(II)或二苯基-(1，5-環(huán)辛二烯)鉑(II)[Pt(COD)]及含硅前驅(qū)物如四乙氧硅烷。適當(dāng)銥及釕前驅(qū)物包括但非限于參(原冰片二烯)乙醯丙酮酸銥(III)(“IrNBD”以及貳(乙基環(huán)戊二烯基)釕(II)。前驅(qū)物通常根據(jù)金屬與加強(qiáng)材料的比例混合從而降低欲沉積材料的電阻率，提供額外前驅(qū)物因而制造小量金屬氧化物或類金屬氧化物，例如占沉積攙雜導(dǎo)電金屬氧化物的0.1至20wt％及較好至少約0.5wt％。前驅(qū)物典型地共同溶解于單一溶劑系統(tǒng)如甲苯或甲苯/丙烷至約0.15wt％至約1.5wt％濃度(鉑、銥及/或釕前驅(qū)物總量)。然后溶液典型通過霧化器來將前驅(qū)物溶液分散成為細(xì)小氣霧劑，氣霧劑于氧化劑特別為氧氣存在下點(diǎn)火而制造鉑及銥、釕或零價金屬與氧化物的混合物。例如參考美國專利第6,208,234 B1號(Hunt等人)，以引用方式并入此處，有關(guān)CCVD方法的更完整說明。
可用任何適當(dāng)手段例如但非限于機(jī)械鉆孔、激光鉆孔、蝕刻如濕化學(xué)蝕刻或電漿蝕刻、微影術(shù)接著蝕刻等方法制造穿孔。以機(jī)械鉆孔及激光鉆孔為印刷電路板制造商眾所周知的方法。蝕刻可經(jīng)由選擇電阻材料的適當(dāng)蝕刻劑達(dá)成。此種蝕刻劑應(yīng)用至電阻材料而提供所需形式的穿孔。例如蝕刻劑可例如藉噴墨印刷選擇性應(yīng)用而提供所需圖案。另外，光阻劑可應(yīng)用至電阻材料，使用適當(dāng)光化輻射薄層經(jīng)由光罩曝光。光罩可設(shè)置多個圓孔、開縫或其它適當(dāng)穿孔或此等穿孔的混合。成像后的光阻劑經(jīng)過顯像而提供預(yù)定穿孔圖案，換言制不含光阻區(qū)域。然后由不含光阻區(qū)域去除電阻材料，例如用蝕刻去除電阻材料形成穿孔。此種蝕刻可為化學(xué)蝕刻(濕蝕刻)或電漿蝕刻(干蝕刻)。此種技術(shù)為本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所周知。某些情況下，以激光鉆孔為較佳形成穿孔的方法。


圖1顯示本發(fā)明的一具體實(shí)施例。圖1顯示的電阻器具有電阻材料部分例如氧化硅攙雜鉑材料5以及一對銅電極10，各電極10設(shè)置于電阻材料5的相對端。電阻材料5有多個圓形穿孔15。圓形穿孔15用激光鉆孔電阻材料5形成。
圖2顯示本發(fā)明的第二具體實(shí)施例。圖2電阻器具有電阻材料部分20及一對電極25，一電極25設(shè)置于電阻材料20的相對端。電阻材料20有多個呈開縫30形式的穿孔。
本發(fā)明的實(shí)例中，現(xiàn)有鎳-磷電阻材料例如用電鍍應(yīng)用于導(dǎo)電性基板或電介質(zhì)層。經(jīng)過程序規(guī)劃而于預(yù)定圖案鉆孔所需尺寸穿孔的激光用來于電阻材料穿孔多個穿孔。電阻材料可于穿孔形成前或后修裁至任何預(yù)定尺寸。若使用導(dǎo)電基板，則基板可于穿孔形成前或后由電阻材料移開。若電阻材料為非自行豎立或自撐式，則導(dǎo)電材料通常是在穿孔形成后或于電阻材料已經(jīng)以其它方式支持，例如積層至另一片基板如有機(jī)電介質(zhì)層后移開導(dǎo)電材料。電極可形成于、黏著于或以其它方式設(shè)置于穿孔形成前或后的導(dǎo)電材料來形成電阻器。
穿孔后的電阻器提供若干優(yōu)于現(xiàn)有電阻器的優(yōu)勢。穿孔可用作為修整或調(diào)節(jié)電阻材料電阻而提供預(yù)定電阻率的手段。本電阻器特別適合用作為嵌置電阻器用于制造印刷電路板。穿孔提供有機(jī)電介質(zhì)材料如環(huán)氧樹脂或聚醯亞胺樹脂流經(jīng)其中的位置。此種電介質(zhì)材料的流經(jīng)其中有助于嵌置電阻材料兩邊的有機(jī)電介質(zhì)層間的黏合。如此電介質(zhì)層經(jīng)由電阻材料的穿孔而緊密接觸或連通。此種緊密接觸或連通提供電介質(zhì)層間的較高黏著性，如此減少或消除嵌置平面電阻器區(qū)的離層。
本穿孔電阻材料適合用于制造電阻器，特別可用于制造印刷布線板的薄膜可嵌置電阻器。薄膜電阻器典型具有結(jié)構(gòu)化電阻材料總厚度4微米或以下，較好2微米或以下，更好1微米或以下及又更好0.5微米或以下。
電阻器典型地包括一對電極，各電極設(shè)置于電阻材料相對端。此種電極可以多種方式設(shè)置，例如直接形成于電阻材料上、或由下方導(dǎo)電基板直接形成。例如，欲接受電極的電阻材料區(qū)可經(jīng)催化，讓電極只沉積、形成、或黏著于此區(qū)。另外，非接收電極的區(qū)可經(jīng)罩蓋例如藉光阻罩蓋，讓電極沉積、形成、或黏著于未經(jīng)罩蓋區(qū)。
適當(dāng)電極可用任一種導(dǎo)電材料如導(dǎo)電聚合物或金屬制成。范例金屬包括但非限于銅、金、銀、鎳、錫、鉑、鉛、鋁及混合物及其合金。金屬“混合物”包括未經(jīng)合金化的金屬混合物以及如同多層電極的二或多層各別金屬。多層電極為有一層銀或一層鎳于銅接著為一層金的銅電極。此種電極典型系經(jīng)由沉積導(dǎo)電材料制成。適當(dāng)沉積方法包括但非限于無電極電鍍、電極電鍍、化學(xué)氣相沉積、CCVD、CACCVD、網(wǎng)印、噴墨印刷、輥涂等方法。當(dāng)導(dǎo)電糊膏用于形成電極時，適合用網(wǎng)印、噴墨印刷、輥涂等實(shí)應(yīng)用。
如前所述，當(dāng)電阻材料非自撐式時，電阻材料典型地應(yīng)用至基板。導(dǎo)電基板特別應(yīng)用于形成電阻器，特別薄膜電阻器，原因在于導(dǎo)電基板可用來形成電極。使用導(dǎo)電基板時，電極的形成通常使用光阻達(dá)成，光阻用來于電阻材料層上形成光阻圖案，以及使用適當(dāng)蝕刻劑來于未被光阻遮蓋區(qū)域去除電阻材料。用于金屬/氧化物電阻材料層，選用的蝕刻劑為該電阻材料金屬成分的蝕刻劑。典型此種蝕刻劑為酸或路易士酸例如FeCl3或CuCl2用于銅。硝酸及其它無機(jī)酸(如硫酸、鹽酸及磷酸)可用于蝕刻鎳，多種其它金屬也可沉積作為導(dǎo)電氧化物。
貴金屬由于非反應(yīng)性性質(zhì)，難以蝕刻，為印刷電路板的多種制法所需。王水為印刷電路板工藝中的金屬特別貴金屬的適當(dāng)蝕刻劑。王水是由兩種眾所周知的酸制成3份濃(12M)鹽酸(HCl)及1份濃(16M)硝酸HNO3。如此鹽酸對硝酸的摩爾比為9∶4，但略為偏離本比例亦即6∶4至12∶4用于本發(fā)明的蝕刻目的為可接受。由于王水的腐蝕性質(zhì)以及儲存壽命有限，市面上不出售王水，須在使用前準(zhǔn)備。為了減低其腐蝕性，王水可以水稀釋至約水對王水之比為3∶1。其它方面，貴金屬如鉑不會被多種適合用于蝕刻銅的材料如FeCl3或CuCl2蝕刻，如此在形成本電阻器時，允許有多種選擇性蝕刻選項(xiàng)。蝕刻速度依據(jù)王水強(qiáng)度及溫度等多項(xiàng)因素決定。典型王水蝕刻在溫度為55℃至66℃時進(jìn)行，但也可依據(jù)應(yīng)用用途改變。
例如，形成電路過程始于導(dǎo)電箔如銅箔，其上已經(jīng)用電鍍、CCVD或CACCVD沉積一層導(dǎo)電材料。然后用前述任一種方法于電阻材料以及視需要地于導(dǎo)電箔形成穿孔來形成穿孔電阻材料。然后光阻層應(yīng)用于兩邊亦即應(yīng)用于電阻材料以及應(yīng)用于導(dǎo)電箔。覆蓋電阻材料的光阻暴露于形成圖案的光化輻射，而覆蓋導(dǎo)電箔的光阻則為全面性暴露于光化輻射。然后光阻經(jīng)顯影，獲得具有圖案化光阻層覆蓋電阻材料層以及全面性曝光光阻層保護(hù)導(dǎo)電箔的結(jié)構(gòu)。
然后電阻材料層由光阻已經(jīng)被去除的區(qū)域選擇性蝕刻。隨后其余光阻被去除。
其后，有機(jī)電介質(zhì)積層物如聚醯亞胺、環(huán)氧樹脂、玻璃填充聚醯亞胺或玻璃填充環(huán)氧樹脂預(yù)浸料坯應(yīng)用于電阻材料側(cè)。有機(jī)電介質(zhì)積層物保護(hù)現(xiàn)在已經(jīng)圖樣化的電阻材料層不接受進(jìn)一步處理，隨后當(dāng)部分導(dǎo)電箔由電阻材料層的另一側(cè)被移開時，支持電阻材料層補(bǔ)片。
其次，光阻層應(yīng)用于導(dǎo)電箔。使用圖案化光化輻射成像以及顯影。然后導(dǎo)電箔使用蝕刻劑蝕刻，該蝕刻劑可選擇性蝕刻導(dǎo)電箔但不會蝕刻電阻材料層。去除光阻，留下電阻器，隨后電阻器嵌置于有機(jī)電介質(zhì)材料如B-階段化電介質(zhì)材料包括但非限于環(huán)氧樹脂、聚醯亞胺、玻璃填充環(huán)氧樹脂及聚醯亞胺等。
作為此種方法的變化方法，須注意若使用的蝕刻劑，該蝕刻劑可選擇性蝕刻電阻材料但不蝕刻或僅部分蝕刻導(dǎo)電箔，則不需要在導(dǎo)電箔上使用光阻層。
此處述及“蝕刻”，該詞用以不只表示業(yè)界的一般用途，一般用途為強(qiáng)化學(xué)品溶解或以其它方式去除多層之一的材料，例如硝酸溶解鎳；蝕刻一詞也包括物理性去除例如激光移除以及缺乏黏著移出。就此方面而言且根據(jù)本發(fā)明的一方面，發(fā)現(xiàn)用CCVD或CACCVD沉積的電阻材料如攙雜鎳及攙雜鉑為多孔?？紫缎?，典型直徑為1微米或以下，且較好為50納米或以下(1000納米＝1微米)。雖然如此，如此讓液體蝕刻劑擴(kuò)散通過電阻材料層，而以物理過程破壞電阻材料層與下層間的黏著。例如，若導(dǎo)電箔層為銅以及電阻材料層攙雜鉑如鉑/氧化硅或攙雜鎳如Ni/PO4，則也可使用氯化銅來去除電阻材料層曝光部分。氯化銅不會溶解鉑或鎳，但電阻材料層的孔隙度允許氯化銅達(dá)到下層銅。小部分銅溶解，用物理燒蝕暴露部分電阻材料層。物理燒蝕可于氯化銅蝕刻下方銅層至任何顯著程度之前進(jìn)行。
若銅為導(dǎo)電材料層，則偶爾較好使用市售已經(jīng)被氧化的銅鉑。氧化銅鉑的優(yōu)點(diǎn)為稀鹽酸(“HCl”)溶液如1/2％溶解氧化銅而不溶解零價銅。如此若電阻材料層為多孔，因而讓稀鹽酸溶液擴(kuò)散通過其中，則鹽酸可進(jìn)行燒蝕蝕刻。溶解表面銅破壞銅鉑與電阻材料層間的黏合。
為了減少處理步驟，使用的光阻本身可嵌置于材料例如永久蝕刻光阻例如得自敘普利(Shipley)公司，麻省馬波羅。然后若蝕刻劑不會蝕刻或僅部分蝕刻導(dǎo)體，則兩邊可同時處理特別只有電阻器材料側(cè)的光阻必須可嵌置，導(dǎo)體側(cè)的光阻可于最終處理步驟被去除。另外，導(dǎo)體材料側(cè)的光阻可經(jīng)選擇為不會被用來去除電阻器材料側(cè)光阻的特定去除劑所移除。可嵌置光阻由于電阻器材料的特殊凹割，電阻器材料凹割的材料將于光阻被去除時被燒蝕，故可減少公差損失。
為了用燒蝕技術(shù)實(shí)際去除，光阻材料層必須對不會溶解電阻材料的蝕刻劑而言充分多孔，但又可充分供給下方材料層表面因而于2至約5分鐘以內(nèi)導(dǎo)致接口黏著性的耗損以及導(dǎo)電材料的燒蝕。同時此種蝕刻劑于蝕刻期間實(shí)質(zhì)不會供給下方材料例如銅鉑，否則如此將造成過度凹割或造成機(jī)械強(qiáng)度的損失(換言之操縱性的減低)。
本發(fā)明提供一種三層結(jié)構(gòu)，其包含一絕緣基板，一層穿孔電阻材料如用CCVD形成的根據(jù)本發(fā)明的鉑/氧化硅，以及一層導(dǎo)電層如銅。一具體實(shí)施例中，穿孔電阻材料補(bǔ)片及電連接導(dǎo)電補(bǔ)片(亦即電極)用光成像技術(shù)制成。
三層材料需于兩種二步驟式程序的一用光成像技術(shù)圖案化。一種二步驟式程序中，導(dǎo)電材料層需以光阻覆蓋，光阻用光成像技術(shù)圖案化，于光阻暴露區(qū)，導(dǎo)電材料層及下方電阻材料層可被蝕刻去除，例如使用王水去除而獲得圖案化結(jié)構(gòu)化電阻材料補(bǔ)片(以及圖案化導(dǎo)電材料補(bǔ)片)。其次應(yīng)用第二光阻、光成像、及顯影。本次只有導(dǎo)電材料補(bǔ)片的曝光部分用蝕刻劑蝕刻去除，該蝕刻劑可選擇性蝕刻導(dǎo)電層，但非電阻材料補(bǔ)片亦即于使用銅作為導(dǎo)電材料層以及鉑/氧化硅作為電阻材料案例使用FeCl3或CuCl2。另一程序中可形成圖案化光阻層，導(dǎo)電材料層暴露部分例如使用FeCl3被蝕刻去除，形成另一層圖案化光阻層，然后電阻材料層的曝光部分以王水蝕刻去除因而形成電接點(diǎn)。用任一種程序均可藉印刷電路形成常用的現(xiàn)有光成像技術(shù)形成分開薄層電阻器。
根據(jù)本發(fā)明提供一種電阻器具有一種電阻材料以及一對電極，各電極設(shè)置于電阻材料的相對兩端，其中該電阻材料有多個穿孔。雖然本電阻器可于印刷電路板組件表面，但大部分例中電阻器是嵌置于多層印刷電路板內(nèi)部，例如形成于有機(jī)電介質(zhì)基板如聚醯亞胺上的電阻器，嵌置于額外嵌置有機(jī)絕緣材料層如環(huán)氧樹脂或玻璃填充環(huán)氧樹脂預(yù)浸材料內(nèi)部。
含有本穿孔電阻材料的電阻器可用于制造電子組件，特別用作為嵌置于電介質(zhì)材料的電阻器。如此本發(fā)明提供一種電子組件其包括一電阻器，該電阻器有一種電阻材料以及一對電極，各電極設(shè)置于電阻材料的兩相對端，其中該電阻材料有多個穿孔。
特別地，本電阻器適合嵌置于用于制造印刷電路板的電介質(zhì)材料。因此本發(fā)明也提供一種電子組件包括印刷電路板其包括一電阻器，該電阻器有一種電阻材料以及一對電極，各電極設(shè)置于電阻材料的兩相對端，其中該電阻材料有多個穿孔。本發(fā)明也提供一種電子組件包括一電阻器，該電阻器包括二電極，各電極設(shè)置于電阻材料的相對兩端，電阻材料有多個穿孔，穿孔系選自圓形、梯形、多角形、方形、矩形、橢圓形及其混合形狀。也提供一種制造印刷電路板的方法，該方法包含下列步驟應(yīng)用一電阻器其帶有一種具多個穿孔的電阻材料至印刷電路板基板，以及然后應(yīng)用一層有機(jī)電介質(zhì)材料于電阻器上。電阻器優(yōu)選應(yīng)用于設(shè)置于印刷電路板基板上的第一有機(jī)電介質(zhì)材料。
本發(fā)明也提供一種改變電阻材料層電阻率的方法，包含于電阻材料形成穿孔的步驟。此種穿孔用前述任一種方法制成。
權(quán)利要求
1.一種電阻器，其特征在于其具有一種電阻材料以及一對電極，各電極設(shè)置于電阻材料的兩相對端，其中該電阻材料有多個穿孔。
2.如權(quán)利要求1所述的電阻器，其特征在于該等穿孔選自圓形、梯形、多角形、方形、矩形、橢圓形及其混合形狀組成的組群。
3.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的電阻器，其特征在于該等電極包括一種選自銅、金、銀、鎳、錫、鉑、鉛、鋁及其混合物金屬及其合金組成的組群的金屬。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電阻器，其特征在于該電阻材料包含導(dǎo)電材料與電介質(zhì)材料的混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的電阻器，其特征在于該電阻材料包含0.1至20wt％電介質(zhì)材料。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電阻器，其特征在于該電阻材料包含以鎳為主或以鉑為主的材料。
7.一種印刷布線板，其特征在于其包含如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電阻器。
8.一種電子組件，其特征在于包含如權(quán)利要求7所述的印刷布線板。
9.一種制造印刷布線板的方法，其特征在于包含下列步驟應(yīng)用如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電阻器至印刷布線板基板；以及然后應(yīng)用一層有機(jī)電介質(zhì)材料層于電阻器上。
10.一種改變電阻材料層電阻率的方法，其特征在于包含于電阻材料提供穿孔的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有多個穿孔的電阻材料。此種電阻材料可用于制造電阻器。此等電阻器特別適合用作為嵌置于印刷布線板的電阻器。
文檔編號H01C17/24GK1387200SQ0211975
公開日2002年12月25日 申請日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月17日
發(fā)明者J·謝麥納爾, D·D·申克 申請人:希普列公司