[發(fā)明專利]薄膜電阻結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710162414.4
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101399101A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳友忠;李鴻坤;翁榮洲
• 申請（專利權(quán)）人: 財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號: H01C7/00
• 分類號: H01C7/00;H01C17/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周國城

技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種薄膜電阻結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別是有關(guān) 于一種片電阻值高、電阻溫度系數(shù)低的薄膜電阻結(jié)構(gòu)及其制造方 法。

背景技術(shù)

銅箔線路及電阻皆是印刷電路板(PCB)上必要的構(gòu)成組件， 在目前的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上，兩者的應(yīng)用及處理乃是分開不相關(guān)的。其 中銅箔線路是先以銅箔進(jìn)行基板積層作業(yè)(copper-clad? laminate，CCL)，隨后再輔以顯影/蝕刻/剝膜 (Developing/Etching/Stripping，DES)等程序而完成線路的制 作。至于電阻組件的安裝配置，則是購買分離式的電阻組件后， 再以表面粘著(SMT)技術(shù)進(jìn)行個別電阻組件的組配作業(yè)。然而， 隨著電子產(chǎn)品行動化及高功能化的發(fā)展趨勢，被動組件的數(shù)量需 求日益增加，而可用的表面配置空間卻又相對減小，且還必須面 對高頻作業(yè)下對信號完整性的要求。因此目前PCB產(chǎn)業(yè)界的因應(yīng) 之策，是以持續(xù)縮小被動組件的尺寸以為因應(yīng)。目前市場上市占 率最大的被動組件產(chǎn)品尺寸是0402(40mil×20mil)(1mil＝千分 的一英時)，而最新型的0201(20mil×10mil)則仍持續(xù)攀升中， 預(yù)期在2009年便會超越0402產(chǎn)品，成為最大市占率的產(chǎn)品。另 外，更新一代的產(chǎn)品-01005(10mil*5mil)，也可能推出，只是因 為0201產(chǎn)品的尺寸已經(jīng)接近人體肉眼上的物理極限，要再繼續(xù) 縮小實有其困難性，因此分析公司Prismark預(yù)測01005將會實 行與以往表面粘著(SMT)制程完全不同的平面可嵌入式制程為主 的產(chǎn)品。

目前市場上的平面可嵌入式電阻組件，若依產(chǎn)品厚度分類 可分為厚膜產(chǎn)品(厚度＞10um)及薄膜產(chǎn)品(厚度＜2um)。其中，厚 膜產(chǎn)品又可進(jìn)一步細(xì)分成低溫共燒型(LTCC)及有機(jī)厚膜型(PTF) 二類，而薄膜產(chǎn)品則可進(jìn)一步細(xì)分成合金電鍍型及直接電鍍(化 學(xué)鍍)型二類。低溫共燒型的厚膜產(chǎn)品由于是氧化物燒結(jié)型，制 程溫度較高(一般超過400℃)，因此不易直接應(yīng)用在目前居市場 主流的有機(jī)基板型的PCB，會有破壞基板(如燒焦等)的危險。至 于有機(jī)厚膜型產(chǎn)品，雖然具有價格相對便宜且片電阻值(sheet? resistance)涵蓋范圍大等兩大優(yōu)點，而有相對較大的市場接受 度，但卻有印刷制程精度不佳、有機(jī)厚膜熱穩(wěn)定性較差且容易吸 濕，而使產(chǎn)品電性易受環(huán)境變動所影響等多項缺點，因此對于修 補(bǔ)不易，對精確度要求較高(特別是將來產(chǎn)品尺寸越來越小，制 程精度越顯重要)的可嵌入式電阻產(chǎn)品而言，有機(jī)厚膜型產(chǎn)品并 無法契合于未來的應(yīng)用發(fā)展。因此薄膜電阻產(chǎn)品的發(fā)展，便被寄 予厚望。

薄膜電阻產(chǎn)品中又以合金電鍍型產(chǎn)品受到市場的矚目。首 先是由美國Ohmega公司在80年代時推出的鎳磷(Ni-P)合金電鍍 產(chǎn)品(商品名“Ohmega-Ply”)，其后接著又有美國Gould? Electronics公司的TCR技術(shù)(以濺鍍方式制作電阻層)、Shipley 公司所開發(fā)的嵌入式電阻器“InSite”(通過燃燒式化學(xué)氣相沉 積(CCVD)的方法，直接在銅箔表面覆蓋上摻有雜質(zhì)的鉑金屬薄 膜)，以及日本古河銅箔的FR-WS的推出。而自80年代到現(xiàn)今期 間，薄膜電阻產(chǎn)品雖也曾于90年代初期有一較佳的市場接受度， 但因受限于整體可嵌入式組件技術(shù)環(huán)境的不成熟及本身電阻值 過低與成本過高等特性上的缺點，再加上競爭技術(shù)-表面粘著技 術(shù)(SMT)的繼續(xù)進(jìn)步-如0201的推出及具相同應(yīng)用替代用途的有 機(jī)高分子厚膜電阻(PTF)等技術(shù)的競爭，迄今為止薄膜電阻產(chǎn)品 一直未獲得市場認(rèn)同，而無法成為市場產(chǎn)品的主流。但就次一世 代01005的尺寸限制而言，不論是表面粘著(SMT)制程或是有機(jī) 厚膜(PTF)產(chǎn)品皆有其不易克服的精度問題，因此又再次喚起市 場對平面可嵌入式薄膜電阻的期待。但相對地，薄膜電阻產(chǎn)品的 片電阻值過低的缺點仍必須先被克服。

目前有機(jī)PCB可嵌入式電阻產(chǎn)品中，具有市場實際應(yīng)用且 精確度較佳的薄膜電阻產(chǎn)品，皆是采用金屬合金電阻層技術(shù)，因 此受到金屬材料本質(zhì)上低比電阻值(＜10μΩ-cm)及低厚度下均 勻性控制不易的特性所限制，其片電阻值普遍低于250Ω/□(□ 指正方形面積)。因此如何使制作出的薄膜電阻產(chǎn)品能具有更大 的電阻值范圍，為一大重點。再者，薄膜電阻產(chǎn)品在片電阻提升 的同時，其電阻溫度系數(shù)(TCR)亦必須能被控制在較低程度(例如 較佳地被控制在小于200ppm)，以獲得良好的電阻熱穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容