CN111918480A

CN111918480A - 印刷电路板中电阻的制作方法及印刷电路板

Info

Publication number: CN111918480A
Application number: CN202010824255.5A
Authority: CN
Inventors: 唐政和; 马奕; 叶卓炜; 王俊
Original assignee: Jingwang Electronic Technology Zhuhai Co ltd
Current assignee: Jingwang Electronic Technology Zhuhai Co ltd
Priority date: 2020-08-17
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2020-11-10
Anticipated expiration: 2040-08-17
Also published as: CN111918480B

Abstract

本申请适用于电路板领域，提出一种印刷电路板中电阻的制作方法，包括：对印刷电路板的铜层进行蚀刻，获得导电线路图形，所述导电线路图形包括电阻线路和正常线路，所述电阻线路包括预设部和两个加宽部，两个所述加宽部分别位于所述预设部宽度方向的两侧；所述印刷电路板包括基材、位于所述基材上的电阻层和位于所述电阻层上的铜层；对所述电阻线路进行蚀刻，去除所述电阻线路中的铜层，获得电阻图形；对所述电阻图形进行激光烧蚀，去除多余的电阻层，获得电阻。上述制作方法提升了电阻的线宽精度和阻值控制精度，且加工难度较小。本申请同时提出一种印刷电路板。

Description

印刷电路板中电阻的制作方法及印刷电路板

技术领域

本发明涉及电路板领域，尤其涉及一种印刷电路板中电阻的制作方法及印刷电路板。

背景技术

随着5G的发展，印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)也正在朝向高速化和高密度化发展。无源元件的集成，例如使用PCB埋入式无源元件技术，已成为一种发展趋势。PCB埋入元件封装与传统分立式封装相比具有很多优势，如：可大量缩小PCB面积，减少电子产品体积与重量，提高产品便携性；缩短布线距离，降低寄生电感与电磁干扰，提高产品电气性能；减少焊点与PCB复杂性，提高产品可靠性；降低PCB设计成本、封装设备投入与无源元件成本等。

埋入式薄膜电阻最早由Ohmega公司在20世纪70年代实现，特点是铜箔基底有一层薄的镍磷合金电阻层，厚度为0.1um～0.5um，电阻层方阻R'固定可选，范围为25～250Ω/square。在加工PCB时，通常先蚀刻出导电的铜线路以后，再蚀刻掉多余的电阻膜层，保留下的电阻膜层即为电阻。电阻值通过控制蚀刻出来的电阻膜的长宽比控制，埋电阻阻值(R)＝电阻膜的方阻R'×电阻长度(L)/电阻宽度(W)，即R＝R'×L/W。材料电阻膜的方阻R'是固定的，控制电阻膜的长度和宽度，就成为阻值控制的关键。

常规埋阻工艺由于需要经历激光光绘、干膜曝光、干膜显影、铜线路蚀刻、电阻膜蚀刻的多次图形转移，电阻膜线路的宽度精度漂移难以精确控制，一般极限是±0.5mil(±12.7um)，且全过程需要非常小心地控制曝光、显影、蚀刻参数，每一步都需要仔细测量图形转移形成的线路图形宽度，稍有偏差即需返工甚至报废，制作难度非常大。目前，常规工艺中20mil(0.5mm)宽度电阻的阻值精度通常为土10％，10mil(0.25mm)线宽的阻值精度通常为±15％，宽度小于8mil(0.20mm)的电阻则无法保证阻值精度。

发明内容

本申请提供了一种印刷电路板中电阻的制作方法及印刷电路板，以解决电阻的阻值精度难以控制的问题。

本申请实施例提供了一种印刷电路板中电阻的制作方法，包括：

对印刷电路板的铜层进行蚀刻，获得导电线路图形，所述导电线路图形包括电阻线路和正常线路，所述电阻线路包括预设部和两个加宽部，两个所述加宽部分别位于所述预设部宽度方向的两侧；所述印刷电路板包括基材、位于所述基材上的电阻层和位于所述电阻层上的铜层；

对所述电阻线路进行蚀刻，去除所述电阻线路中的铜层，获得电阻图形；

对所述电阻图形进行激光烧蚀，去除多余的电阻层，获得电阻。

在一实施例中，每个所述加宽部的宽度范围为25um～200um。

在一实施例中，对印刷电路板的铜层进行蚀刻，获得导电线路图形，包括：

在所述印刷电路板的铜层表面上贴第一光致抗蚀剂膜；

对所述第一光致抗蚀剂膜进行曝光，将菲林片的线路图形印刷到所述第一光致抗蚀剂膜上，并进行显影，移除未曝光的所述第一光致抗蚀剂膜；

蚀刻未被所述第一光致抗蚀剂膜覆盖的所述铜层；

蚀刻未被所述第一光致抗蚀剂膜覆盖的的所述电阻层；

褪除所述第一光致抗蚀剂膜，获得所述导电线路图形。

在一实施例中，对所述电阻线路进行蚀刻，去除所述电阻线路中的铜层，获得电阻图形，包括：

在所述印刷电路板的表面上贴第二光致抗蚀剂膜；

对所述第二光致抗蚀剂膜进行曝光，并进行显影，暴露出所述电阻线路中的所述铜层；

蚀刻所述电阻线路中的铜层并暴露出所述电阻层；

褪除所述第二光致抗蚀剂膜，获得所述电阻图形。

在一实施例中，对所述电阻图形进行激光烧蚀，去除多余的电阻层，包括：

测量所述电阻图形的实际长度，并计算需要保留的第一电阻宽度；

对所述电阻图形进行激光烧蚀，以去除所述第一电阻宽度之外的所述电阻层。

在一实施例中，依据下列关系式计算需要保留的第一电阻宽度：

W1＝R'×L1/R；

其中，W1为需要保留的所述第一电阻宽度，R'为所述电阻层的方阻，L1为所述电阻图形的实际长度，R为所述电阻的设计电阻值。

在一实施例中，在对所述电阻图形进行激光烧蚀的步骤中，激光烧蚀区域为两条平行线，两条所述平行线与所述电阻图形居中对位，两条所述平行线的线间宽度等于所述第一电阻宽度，且每条所述平行线的线宽为50um～225um。

在一实施例中，每条平行线的两端朝向所述正常线路延伸，且延伸的长度大于或等于50um。

在一实施例中，在获得电阻后，所述制作方法还包括：

以所述电阻为每个所述印刷电路板的首件电阻，测量所述首件电阻的实际电阻值；

依据所述实际电阻值，对多个所述印刷电路板进行分组；

依据每组所述印刷电路板的首件电阻的实际电阻值，计算需要保留的第二电阻宽度，并依据所述第二电阻宽度调整两条平行线的线间宽度。

在一实施例中，依据下列关系式计算所述第二电阻宽度：

W2＝W1×R1/R；

其中，W2为所述第二电阻宽度，R1为每组所述印刷电路板中所述首件电阻的实际电阻值的平均值。

在一实施例中，在获得电阻后，所述制作方法还包括：

在所述电阻上方形成一层保护层，并固化所述保护层。

在一实施例中，所述电阻的宽度小于或等于0.2mm。

本申请同时提出一种印刷电路板，包括采用如上任一项实施例所述的制作方法所制作的电阻。

本申请实施例提供的印刷电路板中电阻的制作方法能够先获得带有两个加宽部的电阻线路，通过激光烧蚀去除多余的电阻层，来获得具有预设宽度的电阻，因此，上述制作方法能够实现精准地控制电阻的宽度，解决了常规工艺中蚀刻线宽难以控制精度的问题，显著降低了加工难度。通过上述制作方法很容易实现±0.1mil(±2.54um)的电阻线宽精度，进而保证±5％的电阻阻值控制精度，或者加工更小宽度的电阻；本申请实施例提供的印刷电路板可获得具有较高线宽精度和阻值精度的电阻。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的印刷电路板中电阻的制作方法的流程图。

图2是本发明一实施例提供的印刷电路板中电阻的制作方法中的导电线路图形的示意图。

图3是本发明一实施例提供的印刷电路板中电阻的制作方法中的激光烧蚀步骤的示意图。

图4是本发明一实施例提供的正常线路和电阻的示意图。

图5至图9是本发明一实施例提供的印刷电路板电阻的制作方法中制作导电线路图形的流程示意图；

图10是本发明一实施例提供的印刷电路板电阻的制作方法中制作电阻图形步骤的示意图。

图中标记的含义为：

1、导电线路图形；10、电阻线路；11、预设部；13、加宽部；20、正常线路；2、电阻图形；3、电阻；200、平行线；100、印刷电路板；101、基材；102、电阻层；103、铜层；104、第一光致抗蚀剂膜。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图即实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以是直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本发明所述的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。

本申请实施例提供一种印刷电路板中电阻的制作方法，用于在印刷电路板上制作电阻，所述电阻可为埋入式电阻或平面电阻。请参照图1，印刷电路板中电阻的制作方法包括以下步骤。

S1：对印刷电路板的铜层进行蚀刻，获得导电线路图形。

印刷电路板包括基材、位于基材上的电阻层和位于电阻层上的铜层。在一实施例中，基材可为树脂和玻纤布复合材料，厚度大于或等于100um，但不限于此，基材也可为其他适合的材质。电阻层为镍磷合金，厚度范围为0.1um～0.5um。铜层用于制作线路导线，厚度大于17um。

请同时参照图2，导电线路图形1包括电阻线路10和正常线路20，且电阻线路10与正常线路20相连接。电阻线路10包括预设部11和两个加宽部13，预设部11的位置与待加工电阻的位置相对应且预设部11的宽度依据待制作的电阻进行加工，两个加宽部13分别位于预设部11宽度方向的两侧。较佳地，电阻线路10的长度与待制作电阻的长度相等，每个加宽部13的宽度范围为25um～200um，例如，加宽部13的宽度可为25um、50um、75um、100um、125um、200um等。

S2：对电阻线路10进行蚀刻，去除电阻线路10中的铜层，获得电阻图形。

具体地，请参照图2至图4，对电阻线路10进行蚀刻，以去除电阻线路10中的铜层，露出电阻层，即获得电阻图形2。由于电阻线路10包括预设部11和两个加宽部13，相应地，电阻图形2的宽度与电阻线路10的宽度一致，即电阻图形2相对于待加工的电阻加大了宽度。

S3：对电阻图形2进行激光烧蚀，去除多余的电阻层，获得电阻3。

具体地，步骤S3包括：

测量电阻图形2的实际长度，并计算需要保留的第一电阻宽度；

对电阻图形2进行激光烧蚀，以去除第一电阻宽度之外的电阻层。

较佳地，依据下列关系式计算需要保留的第一电阻宽度：

W1＝R'×L1/R；

其中，W1为需要保留的第一电阻宽度，R'为电阻层的方阻，L1为电阻图形2的实际长度，R为电阻3的设计电阻值。在本实施例，电阻图形2的长度与电阻线路10的长度一致。

较佳地，设计激光图形资料，使激光烧蚀区域为两条平行线200，两条平行线200与电阻图形2居中对位，即两条平行线200相对于电阻图形2的中心对称设置。两条平行线200的线间宽度等于第一电阻宽度W1，每条平行线200的线宽为50um～225um，例如，单线线宽为50um、100um、150um、200um、225um等。因此，烧蚀后形成的电阻3位于原电阻图形2的正中部。

在实际生产中，电阻3的位置偏差可能会有±25um，但对位精度不会影响线宽，激光的平行线200能够覆盖需要去除的电阻层，因此，电阻3的线宽精度仍可达到±2um。

较佳地，每条平行线200的两端朝向正常线路20延伸，且延伸的长度大于或等于50um，以避免对位精度的影响。

较佳地，调试激光能量，使激光能量以刚好将电阻层烧除，而下方基材烧蚀深度小于或等于25um为宜。烧蚀电阻层需要的激光能量很小，对正常线路20仅会造成深度小于1um的轻微损伤。

在一实施例中，采用奥宝AOR或者皮秒激光切割机进行激光烧蚀。以采用皮秒激光切割机为例，皮秒激光切割机的对位精度是±20um，重复定位精度±1um，实测加工两条平行线，线间形成的电阻宽度精度可达±2um。

上述电阻的制作方法先获得带有两个加宽部13的电阻线路10，通过激光烧蚀去除多余的电阻层，来获得具有预设宽度的电阻3，因此，上述制作方法能够实现精准地控制电阻3的宽度，解决了常规工艺中蚀刻线宽难以控制精度的问题，显著降低了加工难度。通过上述制作方法很容易实现±0.1mil(±2.54um)的电阻线宽精度，进而保证±5％的电阻阻值控制精度，或者加工更小宽度的电阻。上述方法所制作的电阻3的宽度可小于或等于0.2mm(8mil)，例如，电阻3的宽度为0.1mm～0.2mm。因此，该方法能够实现高精度的电阻阻值控制，且能够缩小电阻体积。

具体地，请参照图5，印刷电路板100包括基材101、位于基材101上的电阻层102和位于电阻层102上的铜层103。在一实施例中，步骤S1具体包括以下流程。

首先，在印刷电路板100的铜层103表面上贴第一光致抗蚀剂膜104，第一光致抗蚀剂膜104可为感光干膜。

请参照图6，对第一光致抗蚀剂膜104进行曝光，将菲林片的线路图形印刷到第一光致抗蚀剂膜104上，并进行显影，移除未曝光的第一光致抗蚀剂膜104。

具体地，可通过LDI激光曝光，然后用显影液溶解移除未曝光的第一光致抗蚀剂膜104，形成图形，菲林片的线路图形对应于待加工电阻的部分单边加宽预设的宽度，预设的宽度可为25um～200um。

请参照图6和图7，在移除未曝光的第一光致抗蚀剂膜104后，暴露出了部分铜层103。接着，蚀刻未被第一光致抗蚀剂膜104覆盖的铜层103。

具体地，使用铜蚀刻液将无第一光致抗蚀剂膜104覆盖保护的铜层103蚀去，暴露出电阻层102。

接着，如图8所示，蚀刻未被第一光致抗蚀剂膜104覆盖的电阻层102。使用能腐蚀电阻层102的化学药水，将未被第一光致抗蚀剂膜104和铜层103覆盖的电阻层102蚀去，以获得铜层103和电阻层102的复合图形。

如图9所示，褪除第一光致抗蚀剂膜104，获得导电线路图形1。

上述方法中按照常规电路板的制程进行线宽控制，不需要对电阻的宽度进行特殊控制，极大降低生产控制难度。

在一实施例中，请参图9和图10，步骤S2具体包括：在印刷电路板的表面上贴第二光致抗蚀剂膜(图未示)；对第二光致抗蚀剂膜进行曝光，并进行显影，暴露出电阻线路中的铜层103；蚀刻电阻线路中的铜层并暴露出电阻层102；褪除第二光致抗蚀剂膜，即可获得电阻图形2。

在一实施例中，在获得电阻3后，制作方法还包括：以电阻3为每个印刷电路板的首件电阻，测量首件电阻的实际电阻值；依据实际电阻值，对多个印刷电路板进行分组；依据每组印刷电路板的首件电阻的实际电阻值，计算需要保留的第二电阻宽度，并依据第二电阻宽度调整两条平行线的线间宽度。

具体地，依据下列关系式计算第二电阻宽度：

W2＝W1×R1/R；

其中，W2为第二电阻宽度，R1为每组印刷电路板中首件电阻的实际电阻值的平均值。

上述方法可实现对每块印刷电路板100做首件电阻确认；在对印刷电路板100进行分组时，由于电阻层102不同批次方阻R'的差异在1％左右，故以1％的阻值偏差量为单位进行分堆，上述方法根据加工的首件电阻的测量结果进行分类和动态补偿，以减少方阻R'批次差异的影响，进一步提升电阻控制精度。并且，上述方法通过计算得到的第二电阻宽度调整激光，实现了动态调整激光刻蚀的平行线，使调整精度最小可达1um。另外，上述方法通过设置板边测试电阻，首件只加工测试电阻，不合格可以多次调整重做，不会造成印刷电路板内有效单元报废，提升了良率且降低了加工成本。

在一实施例中，在获得电阻3后，制作方法还包括：在电阻3上方形成一层保护层，并固化保护层。

具体地，可通过丝网漏印阻焊、环氧树脂或三防漆的方式形成保护层。保护层能够填充激光光刻形成的沟槽，并对电阻3进行保护和固定，以避免阻值飘移。

上述印刷电路板中电阻的制作方法能够制作平面电阻或埋入式电阻，提升了电阻的线宽精度和阻值控制精度，能够加工宽度小于8mil的电阻，同时显著降低了加工难度。

本申请实施例同时提出一种印刷电路板100，包括上述任一实施例所述的制作方法所制作的电阻3。所述电阻3可为平面电阻或埋入式电阻。本申请实施例提供的印刷电路板100可获得具有较高线宽精度和阻值精度的电阻3。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，包括：

对所述电阻图形进行激光烧蚀，去除多余的所述电阻层，获得电阻。

2.如权利要求1所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，每个所述加宽部的宽度范围为25um～200um。

3.如权利要求1所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，对印刷电路板的铜层进行蚀刻，获得导电线路图形，包括：

在所述印刷电路板的铜层表面上贴第一光致抗蚀剂膜；

蚀刻未被所述第一光致抗蚀剂膜覆盖的所述铜层；

蚀刻未被所述第一光致抗蚀剂膜覆盖的所述电阻层；

褪除所述第一光致抗蚀剂膜，获得所述导电线路图形。

4.如权利要求1所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，对所述电阻线路进行蚀刻，去除所述电阻线路中的铜层，获得电阻图形，包括：

在所述印刷电路板的表面上贴第二光致抗蚀剂膜；

蚀刻所述电阻线路中的铜层并暴露出所述电阻层；

褪除所述第二光致抗蚀剂膜，获得所述电阻图形。

5.如权利要求1-4中任一项所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，对所述电阻图形进行激光烧蚀，去除多余的所述电阻层，包括：

6.如权利要求5所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，

依据下列关系式计算需要保留的第一电阻宽度：

W1＝R'×L1/R；

其中，W1为需要保留的第一电阻宽度，R'为所述电阻层的方阻，L1为所述电阻图形的实际长度，R为所述电阻的设计电阻值。

7.如权利要求5所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，在对所述电阻图形进行激光烧蚀的步骤中，激光烧蚀区域为两条平行线，两条所述平行线与所述电阻图形居中对位，两条所述平行线的线间宽度等于所述第一电阻宽度，且每条所述平行线的线宽为50um～225um。

8.如权利要求7所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，每条所述平行线的两端朝向所述正常线路延伸，且延伸的长度大于或等于50um。

9.如权利要求7所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，在获得电阻后，所述制作方法还包括：

依据所述实际电阻值，对多个所述印刷电路板进行分组；

10.如权利要求9所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，依据下列关系式计算所述第二电阻宽度：

W2＝W1×R1/R；

11.如权利要求1所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，在获得电阻后，所述制作方法还包括：

在所述电阻上方形成一层保护层，并固化所述保护层。

12.如权利要求1所述的印刷电路板中电阻的制作方法，其特征在于，所述电阻的宽度小于或等于0.2mm。

13.一种印刷电路板，其特征在于，包括采用权利要求1至12任一项所述的制作方法所制作的电阻。