專利名稱：內(nèi)置指狀平板式電容電阻及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容電阻及其制造方法，尤其涉及一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻及其制造方法。
印刷電路板大多是在表面或內(nèi)部多層構(gòu)造上分別形成線路，以此用于電子元件間的導(dǎo)電連接或信號傳送。然而在信息快速發(fā)展及功能性要求大幅提高的趨勢下，生成了兩種現(xiàn)象其一為電路表面粘著元件的數(shù)量大幅增加，其二為高密度印刷電路的需求日趨殷切，但前述趨勢卻產(chǎn)生下列問題1.電子元件數(shù)量增加，相鄰元件間的距離縮短，當(dāng)電路開始工作時，元件間發(fā)生輻射干擾的機率大幅提高，而直接影響電路工作的穩(wěn)定性。
2.因電子元件數(shù)量增加，元件信號可能必須通過不同形式的路徑進(jìn)行傳輸(如通過導(dǎo)通孔構(gòu)成導(dǎo)電連接或信號傳輸)，而增多了線路阻抗不匹配的情況及線路噪聲。
3.因電子元件數(shù)量增加，將使產(chǎn)品合格率相對降低，從而提高制造成本。
4.電子元件數(shù)量的增加，亦不利于印刷電路板表面面積的縮小。
上述為高密度印刷電路所衍生的各項問題，為有效解決之，OHMEGA公司提出了在印刷電路板中內(nèi)置電阻的技術(shù)，以取代高密度印刷電路中在表面所設(shè)的電阻元件，其技術(shù)原理主要是根據(jù)以下的公式R＝(ρ/t)×L/W式中R表示電阻值，ρ為電阻系數(shù)，t為厚度，W為寬度由前述公式可看出，改變L(長度)、W(寬度)，可調(diào)整R(電阻值)，因此，OHMEGA公司以控制不同的ρ(電阻系數(shù))/t(厚度)，并通過改變L(長度)、W(寬度)來生產(chǎn)所需阻抗值的電阻(R)。
且利用當(dāng)前運用十分普遍的多層印刷電路制造技術(shù)，將電阻制作于印刷電路板的結(jié)構(gòu)中而形成內(nèi)置電阻，而內(nèi)置于印刷電路板結(jié)構(gòu)中的電阻，可有效取代印刷電路板表面所須的電阻元件，因此可減少印刷電路板表面的元件數(shù)量及面積占有率。
除前述內(nèi)置電阻外，電容亦經(jīng)常以其他方式形成，以現(xiàn)有的多層印刷電路板而言，其經(jīng)常使兩個不同電位的電源層(如VCC及GND)靠近，利用其二者所在的大銅面生成一附加電容，以調(diào)節(jié)電壓。其公式如下C(電容)＝ε(介電系數(shù))×A(面積)/d(距離)前述公式中，ε(介電系數(shù))取決于材料特性，因此通過改變A(面積)與d(距離)可以控制所生成的電容值。
由上述可知，將電阻及電容等元件預(yù)埋于印刷電路中，可有效減少表面元件數(shù)量并釋出表面空間，然而前述的內(nèi)置電阻及埋置電容是分別以不同的技術(shù)手段制成，未能在同一制程中完成，造成應(yīng)用上的不便，且由于前述內(nèi)置電容及電阻分別位于不同的基材上，亦有浪費材料、增加成本之嫌。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻及其制造方法，它能在同一平面上同時形成平板電容及電阻。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其制造步驟包括在絕緣基材表、底面上依次形成高電阻系數(shù)層及銅層以構(gòu)成基板；在基板上涂布光阻并進(jìn)行影像轉(zhuǎn)移；在基板上進(jìn)行影像蝕刻，而分別在基材上形成交叉的指狀電極、適當(dāng)長寬的高電阻系數(shù)層及適當(dāng)面積的銅層；去除光阻；二次在基板上進(jìn)行光阻涂布及影像轉(zhuǎn)移；有選擇地蝕刻液去除局部銅層，并保留高電阻系數(shù)層以構(gòu)成平板式電阻；在平板式電阻及交叉排列的指狀電極間涂布高介電系數(shù)樹脂，令指狀電極隔著樹脂構(gòu)成平板式電容。
本發(fā)明的目的也能這樣實現(xiàn)，一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于它是在一絕緣基材表面、底面分別依次形成高電阻系數(shù)層及銅層，其中基材表或底面的特定高電阻系數(shù)層與同一面的銅層構(gòu)成導(dǎo)電連接而形成平板式電阻，又基材在同一銅層形成交叉的指狀電極，該指狀電極間充填有高介電系數(shù)材料，使電極隔著高介電系數(shù)材料構(gòu)成平板式電容。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比優(yōu)點和積極效果非常明顯。由以上的技術(shù)方案可知，本發(fā)明是利用特殊設(shè)計的基板配合全蝕刻法而同時形成平板式電阻、電容，使其內(nèi)置在基板中，除可顯著減少印刷電路板表面的元件數(shù)目外，更可令印刷電路板表面釋出更多的空間，供安置其它連接件或信號傳輸件，增進(jìn)信號輸送質(zhì)量，同時本發(fā)明的樹脂涂布步驟除配合指狀電極構(gòu)成平板式電容外，并可隔離平板式電阻，防止其因與空氣接觸而改變阻值，確保穩(wěn)定性。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)特征及目的。


圖1是本發(fā)明的制程方塊圖。
圖2A～G是本發(fā)明的制程步驟示意圖。
圖3A～E是本發(fā)明平板式電容的制程步驟示意圖。
圖4是本發(fā)明平板式電阻的剖視圖。
圖5是本發(fā)明在平板式電阻上涂布樹脂的剖視圖。
圖6是本發(fā)明平板式電容的剖視圖。
有關(guān)本發(fā)明制作平板式電容電阻的制程步驟，請參閱圖1所示，其包括基板制作、光阻涂布及影像轉(zhuǎn)移、影像蝕刻、去除光阻、光阻涂布及影像轉(zhuǎn)移、影像選擇性蝕刻及樹脂涂布等步驟；其中有關(guān)基板制作步驟請參閱圖2A所示，該基板10是一多層構(gòu)造利用壓板技術(shù)所構(gòu)成，主要是于一玻璃布膠片上壓合內(nèi)置電阻材料，而在一基材11雙面上分別形成高電阻系數(shù)層12、13及銅層14、15的多層結(jié)構(gòu)。
其中基材11是由絕緣材料構(gòu)成，又在本實施例中，該高電阻系數(shù)層12、13是由鎳、鈷等高電阻系數(shù)材料所構(gòu)成，其與基材11分別具有固定的厚度。
本發(fā)明即利用前述的基板10構(gòu)造在同一平面上同時形成平板式電容及電阻。
光阻涂布及影像轉(zhuǎn)移步驟請參閱圖2B所示，其是在基板10的表面及底面分別涂布以光阻20(photo-resister)，隨后利用光罩將設(shè)計完成的影像數(shù)據(jù)30轉(zhuǎn)移至光阻20上，該影像數(shù)據(jù)30相關(guān)所制成平板式電阻的電阻值及電容的電容值，請配合參閱圖3A所示，其揭示轉(zhuǎn)移至光阻20表面的影像數(shù)據(jù)30，該影像數(shù)據(jù)30是由適當(dāng)線寬所構(gòu)成的十字線框，其中央部位并形成有連續(xù)且對稱的曲折線段31，而位于該十字線框及曲折線段31處的光阻20均將予溶解去除。
影像蝕刻步驟經(jīng)轉(zhuǎn)移影像數(shù)據(jù)30至光阻20后，即針對該影像數(shù)據(jù)30涵蓋的高電阻系數(shù)層12、13及銅層14、15進(jìn)行蝕刻，其使用的蝕刻液是兼可蝕刻銅層14、15及高電阻系數(shù)層12、13(如HCl+H2O2+CuCl2)，其蝕刻步驟完成后如圖2C所示，又經(jīng)去除光阻步驟，如圖2D所示，基板10表面的狀況即如圖3B所示，前述步驟依影像數(shù)據(jù)30的構(gòu)圖蝕去部分銅層14，而在基板10中央形成兩組交叉排列的指狀電極141、142，兩組指狀電極141、142的相對外側(cè)端又分別與蝕刻后形成的局部銅層143、144相連。其中交叉的指狀電極141、142是以相同之間距作等距排列，又兩組指狀電極141、142經(jīng)在相鄰間隙中注入高介電系數(shù)材料，兩組指狀電極141、142呈等距交叉的各臂即分別隔著高介電系數(shù)材料構(gòu)成一平板式電容，電容值由下式?jīng)Q定C＝ε×A/d，其中A＝L×t又前述ε為高介電系數(shù)材料的介電系數(shù)，A為平板式電容的面積，其中L為兩組指狀電極141、142的總長度，t則為指狀電極141、142的厚度；在介電系數(shù)與指狀電極141、142厚度固定的條件下，經(jīng)改變指狀電極141、142的總長度，即可間接控制指狀電極141、142面積，進(jìn)而利用前述公式算得所需的電容值。
至于電阻的阻值則可通過下列的公式取得R＝ρ×L/A＝(ρ/T)×(L/W)前述公式中，ρ指高電阻系數(shù)層12、13的電阻系數(shù)，L、W、T分別為高電阻系數(shù)層12、13的長度、寬度及厚度。
今令基材11的電阻層厚度固定，即可通過控制高電阻系數(shù)層12、13的長度、寬度，取得所需的電阻。
二次光阻涂布及影像轉(zhuǎn)移步驟如圖2E所示，即重覆在基板10上涂布光阻20，并再將另一設(shè)計完成的影像數(shù)據(jù)30以光罩轉(zhuǎn)移至光阻20上，同時溶解去除影像數(shù)據(jù)30涵蓋范圍內(nèi)的光阻20。有關(guān)二次轉(zhuǎn)移的影像數(shù)據(jù)30主要是用以制作平板式電阻(如圖3C所示)。
影像選擇性蝕刻步驟如圖2 F所示，其是利用選擇性蝕刻液(如堿性銨銅)有選擇地將部分銅層14去除，而保留高電阻系數(shù)層12，經(jīng)去除光阻20后如圖2G所示。
又如圖3D所示，形成于基板10表層的平板式電阻，其位于中央位置由轉(zhuǎn)移影像涵蓋范圍內(nèi)的局部高電阻系數(shù)層12(請參閱圖4的另一方向剖視圖所示)即為預(yù)定阻值的平板式電阻，位于高電阻系數(shù)層12一端的局部銅層144構(gòu)成一傳輸線區(qū)，另端則與指狀電極142連接，樹脂涂布步驟主要是依影像數(shù)據(jù)30的涵蓋范圍將高介電系數(shù)的樹脂16涂布于基板10上(如圖3E所示)，該樹脂16除將覆蓋平板式電阻的高電阻系數(shù)層12(如圖5所示)，防止與空氣接觸而改變電阻值外，樹脂16亦同時充填于兩組指狀電極141、142的相鄰間隙中(如圖6所示)，而兩組交叉的指狀電極141、142即分別隔著高介電系數(shù)的樹脂16構(gòu)成電容C，至于其電容值則由前述的公式C＝ε×A/d決定。
根據(jù)前述公式，再將樹脂16的介電系數(shù)與指狀電極141、142厚度及相鄰間距d設(shè)為固定值的條件下，如改變指狀電極141、142的總長度，即可間接控制指狀電極141、142面積，進(jìn)而利用前述公式換算得所需的電容值。
以前述在同一面上同時形成有平板式電容、電阻的基板10經(jīng)與印刷電路板配合，并進(jìn)行壓板、鉆孔等PCB制程，即可構(gòu)成一具備內(nèi)置平板式電阻、電容元件的印刷電路板，將有助于降低傳輸線上的寄生電容、寄生電感及寄生電阻，而提供較佳的信號傳輸路徑，再者，可有效減少印刷電路板表面所設(shè)電阻及電容數(shù)量而釋出印刷電路板的表面空間，供導(dǎo)電連接、信號傳輸或其他加工、功能升級用途。另由于在同一基板的同一平面上同時形成平板式電容及電阻，除便于運用外，更可有效減少材料的浪費，降低制造成本。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于制造步驟包括在絕緣基材表、底面上依次形成高電阻系數(shù)層及銅層以構(gòu)成基板；在基板上涂布光阻并進(jìn)行影像轉(zhuǎn)移；在基板上進(jìn)行影像蝕刻，而分別在基材上形成交叉的指狀電極、適當(dāng)長寬的高電阻系數(shù)層及適當(dāng)面積的銅層；去除光阻；二次在基板上進(jìn)行光阻涂布及影像轉(zhuǎn)移；有選擇地蝕刻液去除局部銅層，并保留高電阻系數(shù)層以構(gòu)成平板式電阻；在平板式電阻及交叉排列的指狀電極間涂布高介電系數(shù)樹脂，令指狀電極隔著樹脂構(gòu)成平板式電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于該基板的基材具有固定的電阻系數(shù)/厚度比值，可經(jīng)控制高電阻系數(shù)層的長、寬度而取得所需阻值的電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于該平板式電容的容值由下式?jīng)Q定C＝ε×A/dA＝L×t前述ε為高介電系數(shù)樹脂的介電系數(shù)，A為平板式電容的面積，d為電極的間距，其中L為指狀電極的總長度，t則為指狀電極的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于該平板式電阻阻值是根據(jù)R＝ρ×L/A＝(ρ/T)×(L/W)決定，其中ρ指高電阻系數(shù)層的電阻系數(shù)，L、W、T分別為高電阻系數(shù)層的長、寬、厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于該基板上的高電阻系數(shù)層是由鎳或鈷合金層構(gòu)成。
6.一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于它是在一絕緣基材表面、底面上分別依次形成高電阻系數(shù)層及銅層，其中基材表或底面的特定高電阻系數(shù)層與同一面的銅層構(gòu)成導(dǎo)電連接而形成平板式電阻，又基材在同一銅層形成交叉的指狀電極，該指狀電極間充填有高介電系數(shù)材料，使電極隔著高介電系數(shù)材料構(gòu)成平板式電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于該基材具有固定的介電系數(shù)與厚度，經(jīng)控制高電阻系數(shù)層的長、寬度可取得所需阻值的電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于該平板式電容的容值由下式?jīng)Q定C＝ε×A/dA＝L×t前述ε為高介電系數(shù)材料的介電系數(shù)，A為平板式電容的面積，d為電極的間距，其中L為指狀電極的總長度，t則為電極的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于該平板式電阻的阻值是根據(jù)R＝ρ×L/A＝(ρ/T)×(L/W)決定，其中ρ指高電阻系數(shù)層的電阻系數(shù)，L、W、T分別為高電阻系數(shù)層的長、寬、厚。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于該高電阻系數(shù)層是由鎳或鈷合金層構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于該高介電系數(shù)材料除涂布在指狀電極外，亦覆蓋平板式電阻。
12.根據(jù)權(quán)利要求6、8或11所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于該高介電系數(shù)材料是由樹脂構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻及其制造方法,該方法主要是利用壓板技術(shù)在基材表、底面依次形成高電阻系數(shù)層及銅層而構(gòu)成基板,又在基板上依次進(jìn)行光阻涂布、影像轉(zhuǎn)移、選擇性蝕刻等步驟,其中影像轉(zhuǎn)移步驟是將特定的影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至基板上,經(jīng)蝕刻后于基板上構(gòu)成交叉的指狀電極,并于特定部位留下高電阻系數(shù)層及銅層,經(jīng)涂布高介電系數(shù)樹脂后,即于基板的同一平面上同時形成平板式電容、電阻。
文檔編號H01C7/00GK1253465SQ9812422
公開日2000年5月17日 申請日期1998年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月10日
發(fā)明者林文彥, 黃士庭 申請人:華通電腦股份有限公司