CN110473681A - 一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法及腐蚀剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法，属于电路板技术领域，主要解决的是现有调阻方式不能精细均匀地调节阻值的技术问题，所述方法首先测量调阻前电阻的初始阻值R1，通过控制所述电阻在用于腐蚀镍磷合金层的腐蚀剂中的浸泡时间T得到所述电阻的目标阻值R2。本发明公开了一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻腐蚀剂。本发明仅腐蚀镍磷合金层，同时腐蚀更为均匀，通过控制时间能够有效精细地控制电阻变化情况，从而得到目标电阻值，提升了电阻控制精度。

Description

一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法及腐蚀剂
技术领域
本发明涉及电路板技术领域，更具体地说，它涉及一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法及腐蚀剂。
背景技术
PCB埋阻工艺作为一种替代表面电阻贴片的方法，可以节约PCB日益紧张的表面空间，同时也比贴片电阻可靠性更高。使用镍磷合金埋阻铜箔是埋阻板的实现方式之一。
镍磷合金埋阻铜箔是指在铜箔1上溅射或电镀一层镍磷合金2制作成的特殊铜箔材料。其结构如图1所示。其中镍磷合金材料的厚度大多控制在0.1μm～0.4μm。
通过将镍磷合金埋阻铜箔与介质层压合后形成镍磷合金埋阻板或通过半固化片将镍磷合金埋阻铜箔与内层芯板压合后形成多层板，其中镍磷合金层位于介质层和铜层之间；在镍磷合金埋阻板或多层板上制作带有埋阻层的线路，当线路完成时，露出的镍磷合金层起到电阻的功能，即镍磷合金层作为埋阻层使用；对于镍磷合金埋阻板而言，碱性蚀刻溶液可以蚀掉铜箔而不能蚀刻镍磷合金埋阻层，CuSO4+H2SO4溶液可以蚀刻镍磷合金埋阻层而不能蚀刻铜箔；因此，现有的线路制作方法包括以下步骤：贴膜—曝光显影—非线路图形铜箔碱性蚀刻—非线路图形镍磷层蚀刻（CuSO4+H2SO4溶液）蚀刻—退膜—贴膜—曝光显影—埋阻图形碱性蚀刻—退膜。
实现电阻功能的电路通常由一个方形埋阻(方形的镍磷合金层)两端连接铜箔线路构成，如图2所示。其电阻阻值设计遵循以下公式：R=(L/W)·K，其中R为电阻，L为电阻长度，W为电阻宽度，K为方阻。
但形成埋阻线路后，线路板还需要经历后续的阻焊、表面处理等后工序，在后工序的前处理中往往会腐蚀埋阻层(镍磷合金层)，导致埋阻层厚度变化，对阻值的影响不如图形蚀刻工序那样精确可控，往往导致阻焊前处理后的板的阻值比设计的目标值偏小；针对上述阻值偏小的问题，现有控制方法或通过激光烧蚀掉与方形埋阻接触的部分铜箔，或通过激光在孔周边重新烧蚀出补偿的埋阻图形，都存在激光烧蚀铜面会对镍磷合金层产生影响的问题，这些都是精细均匀地调节阻值的障碍，造成所调节的阻值达不到预期，对阻值要求较高的埋阻线路板产品而言是无法接受的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的一是提供一种能精细均匀地调节阻值的镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法。
本发明的目的二是提供一种能精细均匀地调节阻值的镍磷层埋置电阻化学精细调阻腐蚀剂。
为了实现上述目的一，本发明提供一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法，首先测量调阻前电阻的初始阻值R1，通过控制所述电阻在用于腐蚀镍磷合金层的腐蚀剂中的浸泡时间T得到所述电阻的目标阻值R2。
作为进一步地改进，所述浸泡时间T满足式子：R2=aT2+bT+c+R1，其中，a、b、c为与所述电阻的方阻相对应常数系数。
进一步地，所述a、b、c的值具体是将与所述电阻的方阻一致的测试电阻浸入所述腐蚀剂中进行腐蚀测试并根据测试数据拟合得到。
进一步地，所述测试数据包括不同的腐蚀测试时间以及与各所述腐蚀测试时间对应的电阻值。
进一步地，所述腐蚀剂的工作温度为50～90℃。
进一步地，所述腐蚀剂包括以下组分，
CuSO4•5H2O 200～300g
H2SO4 1～6ml
2-氨基苯并噻唑 0.1～2g
间硝基苯磺酸盐 1～4g
去离子水 900～1100ml。
为了实现上述目的二，本发明提供一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻腐蚀剂，包括以下组分，
CuSO4•5H2O 200～300g
H2SO4 1～6ml
2-氨基苯并噻唑 0.1～2g
间硝基苯磺酸盐 1～4g
去离子水 900～1100ml。
作为进一步地改进，所述H2SO4 的浓度≥95%。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有的优点为：本发明根据调阻前电阻的初始阻值R1并通过控制电阻在腐蚀剂中的浸泡时间T得到电阻的目标阻值R2，本发明仅腐蚀镍磷合金层，同时腐蚀更为均匀，通过控制时间能够有效精细控制电阻变化情况，从而得到目标电阻值，提升了电阻控制精度。
附图说明
图1为镍磷合金埋阻铜箔的结构图；
图2为方形埋阻的结构图；
图3为本发明流程图。
其中：1-铜箔、2-镍磷合金。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图3，一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法，首先测量调阻前电阻的初始阻值R1，通过控制电阻在用于腐蚀镍磷合金层的腐蚀剂中的浸泡时间T得到电阻的目标阻值R2。腐蚀剂的工作温度为50～90℃，作为优选，腐蚀剂的工作温度为65℃，腐蚀剂的活性高，腐蚀快且稳定。
在本实施例中，浸泡时间T满足式子：R2=aT2+bT+c+R1，其中，a、b、c为与电阻的方阻相对应常数系数，浸泡时间T的单位为min。a、b、c的值具体是将与上述电阻的方阻一致的测试电阻浸入腐蚀剂中进行腐蚀测试并根据测试数据拟合得到，测试数据包括不同的腐蚀测试时间以及与各腐蚀测试时间对应的电阻值，即测试电阻经过不同的腐蚀测试时间后得到的电阻值，如表1所示为以25Ω方阻材料，腐蚀测试前的阻值为42Ω的部分测试结果，每一行数据代表一个测试电阻的测试结果。
测试数据拟合的过程为：建立以腐蚀测试时间为横坐标、以电阻值为纵坐标的直角坐标系，将表1中的一行数据在直角坐标系标出得到一系列的点，利用最小二乘法对这一系列的点拟合得到一曲线，该曲线满足式子：R2=aT2+bT+c+R1，根据该曲线即可得到a、b、c的值。同理将表1中的其他行数据拟合得到相应的a、b、c的值。将各行数据对应的a值相加并求平均数得到最终的a值，将各行数据对应的b值相加并求平均数得到最终的b值，将各行数据对应的c值相加并求平均数得到最终的c值。
根据表1的测试数据拟合得到a=4.82，b=15.19，c=-0.49，即R2=4.82T2+15.19T-0.49+R1。当然，因不同电阻的方阻大小不同，a、b、c系数需进行重新测试方可得出，测试方法如上。
在进行精细调阻之前先要根据原客户资料在板面制作出电阻图形以及进行化学除油。
制作出电阻图形的步骤如下：
S11.贴膜—干膜，预热温度100～130℃，贴膜压力0.2～0.6MPa，贴膜速度1.5m/min；
S12.曝光显影—以5～6格曝光尺(21格曝光尺)进行曝光，1%碳酸钠溶液显影液；
S13.非线路图形铜箔碱性蚀刻—氯化铜80～120g/L，氨水600～700ml/L，氯化铵90～110g/L，蚀刻速度4.8m/min；
S14.非线路图形镍磷层蚀刻（CuSO4+H2SO4溶液）；
S15.退膜—3～5%氢氧化钠溶液，50～70℃，退膜速度4m/min；
S16.贴膜—预热温度100～130℃，贴膜压力0.2～0.6MPa，贴膜速度1.5m/min；
S17.曝光显影—以5～6格曝光尺(21格曝光尺)进行曝光，1%碳酸钠溶液显影液；
S18.碱性蚀刻—氯化铜80～120g/L，氨水600～700ml/L，氯化铵90～110g/L，蚀刻速度4.8m/min；
S19.退膜—3-5%氢氧化钠溶液，50～70℃，退膜速度4m/min。
制作出电阻图形完成后，进行阻值测量，可以使用飞针测试机或其他电阻测量工具对电阻进行测定，测得初始阻值R1。
化学除油的步骤如下：
S21.将电阻浸入除油液中清洗，除油液的工艺温度为40～50℃，脱脂时间为1～3min；
S22.使用50～60℃的热水冲洗电阻；
S23.使用流动自来水冲洗电阻。
一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻腐蚀剂，包括以下组分，
CuSO4•5H2O 200～300g
H2SO4 1～6ml
2-氨基苯并噻唑 0.1～2g
间硝基苯磺酸盐 1～4g
去离子水 900～1100ml。
其中，H2SO4 的浓度≥95%。
本发明根据调阻前电阻的初始阻值R1并通过控制电阻在腐蚀剂中的浸泡时间T得到电阻的目标阻值R2，本发明仅腐蚀镍磷合金层，同时腐蚀更为均匀，通过控制时间能够有效精细控制电阻变化情况，从而得到目标电阻值，提升了电阻控制精度。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法，其特征在于：首先测量调阻前电阻的初始阻值R1，通过控制所述电阻在用于腐蚀镍磷合金层的腐蚀剂中的浸泡时间T得到所述电阻的目标阻值R2。
2.根据权利要求1所述的一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法，其特征在于：所述浸泡时间T满足式子：R2=aT2+bT+c+R1，其中，a、b、c为与所述电阻的方阻相对应常数系数。
3.根据权利要求2所述的一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法，其特征在于：所述a、b、c的值具体是将与所述电阻的方阻一致的测试电阻浸入所述腐蚀剂中进行腐蚀测试并根据测试数据拟合得到。
4.根据权利要求3所述的一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法，其特征在于：所述测试数据包括不同的腐蚀测试时间以及与各所述腐蚀测试时间对应的电阻值。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法，其特征在于：所述腐蚀剂的工作温度为50～90℃。
6.根据权利要求5所述的一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻方法，其特征在于：所述腐蚀剂包括以下组分，
CuSO4•5H2O 200～300g
H2SO4 1～6ml
2-氨基苯并噻唑 0.1～2g
间硝基苯磺酸盐 1～4g
去离子水 900～1100ml。
7.一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻腐蚀剂，其特征在于：包括以下组分，
CuSO4•5H2O 200～300g
H2SO4 1～6ml
2-氨基苯并噻唑 0.1～2g
间硝基苯磺酸盐 1～4g
去离子水 900～1100ml。
8.根据权利要求7所述的一种镍磷层埋置电阻化学精细调阻腐蚀剂，所述H2SO4 的浓度≥95%。
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