CN107275016A - 在电阻器上形成保护层的方法及由该方法制得的电阻器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了在电阻器上形成保护层的方法及由该方法制得的电阻器。本发明方法中，通过采用多次匀胶、前烘、光刻、显影以及后烘，并在每层保护层成型后进行高温固化的方法，从而不仅使得所累加形成的保护层干燥膜的厚度能够达到工艺要求，同时也不会产生漏洞或未覆盖电阻体的区域，进而不仅能够解决电镀时漏洞裸漏部位产生电镀层的问题，同时也能够有效改善保护层的外观。

Description

在电阻器上形成保护层的方法及由该方法制得的电阻器

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体而言，涉及在电阻器上形成保护层的方法及由该方法制得的电阻器。

背景技术

电阻器是电路中应用最为广泛的无源器件之一，在电路中主要起到电源去耦、晶体管工作点偏置、网络匹配以及间级耦合等作用。随着近年来收集、笔记本电脑等小型电子设备的发展，对于广泛应用于电子电路中的片式电阻器等小型电子元件的需求也在日益增加。

在片式电阻器中，保护层是覆盖在电阻体上，从而起到保护电阻的作用，一方面，保护层能够起到机械保护的作用，另一方面，保护层也能够使得电阻体表面具有绝缘性，避免电阻与邻近的导体接触而产生故障。

在现有的片式电阻器制备方法中，采用光刻工艺进行保护层的制备步骤为匀胶-前烘-光刻-显影-后烘，即通过一次成型使得保护层的厚度达到工艺要求，然后再进行高温固化。

虽然按照现有技术的方法能够得到膜厚符合工艺标准的片式电阻器保护层，但以这种单层保护层在覆盖电阻器图形的位置处会存在许多漏洞，也无法实现电阻体完全的覆盖和保护。而这也会导致产品在进行挂镀后，漏洞位置的电阻体裸露，并产生金属电镀层，从而使得产品温度漂移系数变大，产品的整体合格率偏低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种在电阻器上形成保护层的方法，所述方法中，通过采用多次匀胶以及高温固化的方法，从而能够使得保护层干燥膜的厚度达到工艺要求，同时也不会产生漏洞或未覆盖电阻体的区域，进而不仅能够解决电镀时漏洞裸漏部位产生电镀层的问题，同时也能够有效改善保护层的外观。

本发明的第二目的在于提供一种由本发明方法所制备的电阻器。

本发明的第三个目的在于提供包含本发明电阻器的电子器件和/或装置。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种在电阻器上形成保护层的方法，所述方法中，通过多次匀胶、前烘、光刻、显影以及后烘处理，并在每层保护层形成后进行高温固化以形成多层保护层，累加成为电阻器的保护层。

可选的，本发明所述在电阻器上形成保护层的方法中，所述多层保护层为2～10层保护层；

优选的，所述多层保护层为2～5层保护层。

可选的，本发明所述在电阻器上形成保护层的方法中，所述多层保护层为2层保护层。

可选的，本发明所述在电阻器上形成保护层的方法中，第一次匀胶的方法包括如下步骤：首先以400～800r/min的转速甩胶8～12s；然后，以1200～1800r/min的转速甩胶8～12s；最后以2200～2800r/min的转速甩胶8～12s。

可选的，本发明所述在电阻器上形成保护层的方法中，第二次匀胶的方法包括如下步骤：首先以1800～2200r/min的转速甩胶8～12s，然后再以2300～2700r/min的转速甩胶8～12s。

可选的，本发明所述在电阻器上形成保护层的方法中，所述高温固化为阶段升温高温固化。

可选的，本发明所述在电阻器上形成保护层的方法中，所述高温固化包括如下步骤：首先在60～90℃条件下处理20～60min；然后在100～120℃条件下处理20～60min；最后在150～180℃条件下处理20～60min。

同时，本发明还提供了由本发明方法所制得的电阻器。

可选的，本发明所述电阻器为合金箔电阻器；优选的，所述电阻器为高精度片式合金箔电阻器。

进一步的，本发明也提供了包含本发明所述电阻器的电子器件和/或装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明中，通过采用多次匀胶成型的方法，并累加形成保护层，从而避免了保护层出现部分裸露，能够实现对电阻体的充分覆盖，提高了电阻器的稳定性；

同时，本发明中通过在每层保护层成型后，采用阶段升温的方法对其进行固化，也能够避免保护层表面出现不平整的裂纹，从而使得保护层的外观更加整齐和美观。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例1高精度片式合金箔电阻器；

图2为对比例1高精度片式合金箔电阻器；

图3为对比例2高精度片式合金箔电阻器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

目前，电阻器保护层主要还是通过一次成型的方法在电阻体上形成，然而，在进行保护层匀胶的过程中，匀附胶体中会出现肉眼无法发现的细小气泡，在高温前烘以及后烘等过程中，这些气泡会遇热释放形成细小的孔洞，导致保护层无法完全覆盖电阻体。同时，由于电阻体本身也具有一定的厚度，同时也是通过胶粘剂粘附在陶瓷基底之上，因而会与基底存在一个厚度的阶梯，而保护层胶体匀附是通过匀胶机高速旋转，并利用离心力将表面胶体甩匀，从而使得胶体覆盖整个电阻体，在阶梯棱角部位匀附的胶体相对较薄，显影时该区域的胶体较易脱落，而这也会导致电阻体的裸露。

为了解决现有技术中所由于一次匀胶成型所存在的电阻体裸漏，进而导致的影响电阻器产品合格率以及使用稳定性的问题，本发明特提供了一种多次匀胶，并分步成型的方法，本发明方法步骤可参考如下：

通过多次匀胶、前烘、光刻(优选的采用曝光的方法进行光刻)、显影以及后烘处理，并在每层保护层形成后进行高温固化，以形成多层保护层，并通过多层保护层的累加，形成电阻器的保护层；

其中，本发明方法中所用保护层胶优选的为聚酰亚胺树脂，更优选的为光刻型聚酰亚胺树脂，进一步优选的为ZKPI540光刻型聚酰亚胺树脂；

具体的，本发明中，是通过多次匀胶-前烘-光刻-显影-后烘的流程，依次形成多层保护层，并且在前一保护层进一步高温固化后，再进行后一层的匀胶和成型以及高温固化，并依次重复进行；而通过多层保护层的累积，也使得多层保护层的整体厚度能够达到工艺要求，同时避免了漏洞的产生，实现保护层对于电阻体的完全覆盖。

而多层保护层叠加的方法之所以能够解决现有技术中所存在的种种技术问题，其原因主要包括以下几个方面：一方面，在第一层保护层中所产生的细小微孔，可以由第二层保护层进行有效覆盖，这就避免了漏洞的产生；另一方面，每层保护层在成型过程中都对阶梯部位进行铺垫，进而使得下一层保护层能够进一步将阶梯棱角部位进行有效包裹，进而解决了现有技术中所存在的技术问题。

进一步的，本发明中，所述多层保护层为2～10层，例如可以为，但不限于2、3、4、5、6、7、8、9，或者10层，而正是通过这2～10层的成型和固化叠加，使得其整体厚度能够满足工艺要求；优选的，多层保护层的层数为2～5层；更进一步的，出于成本和效果方面的考虑，本发明中，多层保护层为两层保护层；

即，在本发明一个优选的方案中，是采用两次匀胶、成型以及固化的方法，并依次形成两层保护层，所形成的两层保护层的总厚度能够满足电阻体保护和电阻器整体的工艺要求；

该优选方案的工艺步骤可参考如下：

首先，进行第一次匀胶；优选的，第一次匀胶的工艺如下：首先以400～800r/min的转速甩胶8～12s；然后，以1200～1800r/min的转速甩胶8～12s；最后以2200～2800r/min的转速甩胶8～12s；

更优选的，第一次匀胶的工艺如下：首先以500～600r/min的转速甩胶10～12s；然后，以1200～1500r/min的转速甩胶10～12s；最后以2500～2800r/min的转速甩胶10～12s；

在第一次匀胶后，进行前烘、光刻、显影以及后烘处理，形成第一层保护层，然后进行高温固化；

优选的，所述高温固化为阶段升温高温固化；

更优选的，阶段升温的方法如下：首先在60～90℃条件下处理20～60min，然后在100～120℃条件下处理20～60min，最后在150～180℃条件下处理20～60min；

进一步优选的，阶段升温方法如下：首先在70～80℃条件下处理20～60min，然后在110～120℃条件下处理20～60min，最后在160～170℃条件下处理20～60min；

由于本发明所用保护层胶为聚酰亚胺树脂，而聚酰亚胺树脂中含有聚酰亚胺酸(即树脂中存在羧基结构)，如果不进行高温固化，则无法使其脱水形成稳定的聚酰亚胺，更无法形成稳定的保护膜层；而不经高温固化所形成的不稳定保护膜层在进一步匀胶和成型加工过程中，会由于热胀冷缩产生裂纹，从而影响保护层整体的结构和性能的稳定性，同时也会影响保护层的外观。

在第一层保护层成型固化后，再在固化后的第一保护层上进行二次匀胶，优选的，二次匀胶工艺如下：首先以1800～2200r/min的转速甩胶8～12s，然后再以2300～2700r/min的转速甩胶8～12s；

更优选的，二次匀胶的工艺参数如下：首先以2000～2200r/min的转速甩胶10～12s，然后再以2500～2700r/min的转速甩胶10～12s；

二次匀胶后，进行前烘、光刻、显影以及后烘处理，形成第二层保护层，然后再次进行高温固化；

高温固化的方法参考如下：首先在60～90℃条件下处理20～60min，然后在100～120℃条件下处理20～60min，最后在150～180℃条件下处理20～60min。

经如上两次匀胶、成型和固化所形成的依次累加的两侧保护层的厚度能够满足电阻器的工艺标准和使用要求；这种累加形成的保护层能够对电阻体进行充分的覆盖和包覆，避免出现漏洞，同时也能够表现出完整、且基本无裂痕等缺陷的外观形态，既满足使用功能需求，也能够更加适合外观视觉感官。

进一步的，如果是采用两次以上匀胶、成型和固化的方法形成多层保护层，则需要在如上所述优选方案的基础上，进一步对各层保护层成型过程中匀胶的转速和甩胶的时间进行调整，并适当提高匀胶的转速和/或延长甩胶的时间，从而使得每层保护层的厚度更薄，从而保证多层保护层的叠加厚度仍然能够满足工艺要求；

同时，第三层保护层是在第二层保护层固化后，通过在第二层保护层上匀胶-前烘-光刻-显影-后烘，以及高温固化所形成的，高温固化的方法可参考第一保护层和/或第二保护层高温固化的方法；

然后，重复如上步骤，直至达到所需保护层数，并使得保护层的总厚度达到工艺要求。

在电阻体上进行保护层后，将半成品电阻器进一步进行丝网印刷阻挡层，电极溅射，裂片端涂，电镀等后处理，从而得到相应的电阻器。

而由如上所述方法所制备的电阻器优选的是一种合金箔电阻器，更优选的是一种高精度片式合金箔电阻器。

进一步的，本发明也提供了包含如上所述高精度片式合金箔电阻器的电子器件和/或装置，所述电子器件和/或装置具体的可以为高精度测试仪器仪表、精密音频设备、通信行业等。

实施例1

以高精度片式合金箔电阻器为目标电阻器，其中，其电阻器上保护层的形成方法如下：

在电阻体上进行第一次匀胶，所用保护层胶为ZKPI540光刻型聚酰亚胺树脂；

匀胶的方法如下：首先以500r/mi的转速甩胶10s；然后，以1500r/min的转速甩胶10s；最后以2500r/min的转速甩胶10s；

然后进行前烘、曝光、显影以及后烘处理，得到第一保护层；

接着，表面形成第一保护层的电阻器首先在80℃条件下处理20min，然后在120℃条件下处理20min，最后在160℃条件下处理20min，进行固化；

在固化后的第一保护层上进行第二次匀胶，所用保护层胶为ZKPI540光刻型聚酰亚胺树脂；

匀胶工艺如下：首先以2000r/min的转速甩胶10s，然后再以2500r/min的转速甩胶10s；

然后，进行前烘、曝光、显影以及后烘处理，得到第二保护层；

接着，将形成第二层保护层后的电阻器首先在80℃条件下处理60min，然后在120℃条件下处理60min，最后在160℃条件下处理60min，进行固化，固化后的第一层保护层和第二层保护层复合形成电阻体上的保护层。

然后进行丝网印刷阻挡层，电极溅射，裂片端涂，电镀以及后续处理，得到实施例1的高精度片式合金箔电阻器。

由实施例1方法所制得的电阻器如图1所示，由图1可知，按照实施例1方法所制得电阻器的表面并无漏洞，保护层能够完全覆盖电阻体；同时保护层上也无裂痕等缺陷。

实施例2

按照实施例1所述方法制备高精度片式合金箔电阻器，其中，实施例2中，所用保护层胶为所用保护层胶为ZKPI540光刻型聚酰亚胺树脂；

第一次匀胶的工艺如下：首先以400r/min的转速甩胶12s；然后，以1800r/min的转速甩胶8s；最后以2200r/min的转速甩胶12s；

第二次匀胶的工艺如下：首先以2200r/min的转速甩胶9s，然后再以2200r/min的转速甩胶12s。

对比例1

按照现有技术方法，通过一次匀胶成型在电阻体上形成保护层，对比例1的目标电阻器同样为高精度片式合金箔电阻器，其所用保护层胶为ZKPI540光刻型聚酰亚胺树脂；

具体方法如下：

在电阻体上进行第一次匀胶，匀胶的方法如下：首先以300r/min的转速甩胶10s；然后，以800r/min的转速甩胶10s；最后以2000r/min的转速甩胶10s；

然后，进行前烘、曝光、显影以及后烘处理，得到保护层，保护层经高温固化；

高温固化的方法与实施例1中相同，均采用阶段升温固化的方法；

然后进行丝网印刷阻挡层，电极溅射，裂片端涂，电镀以及后续处理，得到对比例1的高精度片式合金箔电阻器。

由对比例1方法所制得的电阻器如图2所示，由图2、以及图1和图2的对比明显可以看出，按照对比例1方法所制得的电阻器的保护层位置存在许多漏洞(图2中白色亮点为漏洞)，而这也会导致对比例1产品在进行挂镀后，漏洞位置电阻体裸露，产生金属电镀层。

对比例1中电阻器出现保护层漏洞的原因主要如下：

1.进行保护层匀胶的过程中，虽然肉眼无法看见，但是匀附胶体中其实存在细小的气泡，进行高温前烘和坚膜后，气泡遇热释放形成细小孔洞；

2.电阻图形材料本身具有一定的厚度，通过胶粘剂粘附在陶瓷基底存上的，与基底存在一个厚度的阶梯，保护层胶体匀附是通过匀胶机高速旋转，利用离心力将表面胶体甩匀，胶体覆盖整个图形，阶梯棱角部位匀附的胶体相对较薄，显影时该区域的胶体较易脱落，使电阻体裸露。

相较于对比例1的方法而言，本发明方法中，通过多次的匀胶-前烘-曝光-显影-后烘流程使保护层厚度累加，从而既达到工艺要求，同时避免了漏洞的产生；

而通过多层保护层累加的方法之所以能够解决漏洞，是因为在第一层保护层在制作的过程中产生的细小孔洞，能够通过第二层将其覆盖；同时，在阶梯部位，每层保护层制作时都能够对该位置进行铺垫，使下一层保护层能够将阶梯棱角部位包裹住，从而解决了产生漏洞问题。

对比例2

按照实施例1所述方法制备高精度片式合金箔电阻器，其中，对比例2中，在第一层保护层形成后，不进行阶段升温固化，直接在所形成的第一保护层上进行二次匀胶和成型，并形成第二保护层，进而累加形成满足工艺厚度需要的保护层；然后再进行固化和丝网印刷阻挡层，电极溅射，裂片端涂，电镀以及后续处理；

对比例2中形成保护层后再固化的方法与实施例1中相同，采用分阶段升温固化的方法。

对比例2方法所制得的高精度片式合金箔电阻器如图3所示，由图3、以及图1和图3的对比可知，按照对比例3方法所制得的电阻器的保护层表面出现了不规则的裂纹，这会影响保护层的外观和稳定性。

对比例2电阻器的保护层上出现裂纹的原因主要如下：

聚酰亚胺树脂中含有聚酰亚胺酸，进行匀胶→前烘→曝光→显影→后烘这个流程后成膜，聚酰亚胺酸需要进行高温固化，使其脱水成环，形成稳定的聚酰亚胺；第一层保护层制作完成后，膜层不稳定，在进行第二次保护层制作过程中，坚膜加热以及显影冲洗会使膜层热胀冷缩产生裂纹。

相较于对比例2的方法而言，本发明方法中，在每次保护层制作完后，采用短时间多温阶的方式，让保护层进行短时脱水固化，使膜层结构相对稳定，不会在下一层保护层覆盖时产生裂纹；最终膜厚达到工艺要求后，进行完整的固化流程，让其形成稳定的保护层结构。

实验例1

分别按照实施例1以及对比例1的方法生产2个批次的高精度片式合金箔电阻器，然后，分别从两个批次中随机选取100个电阻器进行合格率检测；

检测结果显示，实施例1方法所制备电阻器的抽检合格率为85％，而对比例1方法所制备电阻器的抽检合格率为45％。由此可见，本发明方法能够有效提高电阻器产品的合格率。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种在电阻器上形成保护层的方法，其特征在于，所述方法中，通过多次匀胶、前烘、光刻、显影以及后烘处理，并在每层保护层形成后进行高温固化以形成多层保护层，累加成为电阻器的保护层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多层保护层为2～10层保护层；

优选的，所述多层保护层为2～5层保护层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多层保护层为2层保护层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一次匀胶的方法包括如下步骤：首先以400～800r/min的转速甩胶8～12s；然后，以1200～1800r/min的转速甩胶8～12s；最后以2200～2800r/min的转速甩胶8～12s。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第二次匀胶的方法包括如下步骤：首先以1800～2200r/min的转速甩胶8～12s，然后再以2300～2700r/min的转速甩胶8～12s。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温固化为阶段升温高温固化。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高温固化包括如下步骤：首先在60～90℃条件下处理20～60min；然后在100～120℃条件下处理20～60min；最后在150～180℃条件下处理20～60min。

8.根据权利要求1-7中任一项所述方法制得的电阻器。

9.根据权利要求8所述的电阻器，其特征在于，所述电阻器为合金箔电阻器；

优选的，所述电阻器为高精度片式合金箔电阻器。

10.包含权利要求8或9所述电阻器的电子器件和/或装置。