專利名稱：內嵌有膜狀電阻元件的層疊式多層電路板制造方法
技術領域：
本發明涉及一種內嵌有膜狀電阻元件的層疊式多層電路板制造方法，特別是涉及一種提供具優異電性精確度的被動元件于多層電路板中的制造方法，其也具有優良可靠性。
將多種被動元件組合制成于一多層電路板具有數種不同的方式。由此可見，將一膜狀被動元件，如膜狀電阻器組合鑲埋于一多層電路板也具有多種方式。舉例來說，厚膜電阻器材料，如銀粉或碳顆粒散布于樹脂中的厚膜電阻器材料，及氧化釕(RuO2)與玻璃粉末散布在一粘結劑(binder)中的厚膜電阻器材料，此種厚膜電阻器通常可利用絲網漏印方式(screenprinting)涂布再固化而形成。而以薄膜電阻器材料來說，如鎳鉻(Ni-Cr)、鎳磷(Ni-P)、鎳錫(Ni-Sn)、鉻鋁(Cr-Al)及氮化鈦(TaN)合金等的薄膜電阻器材料，該薄膜電阻器則可利用濺鍍(sputtering)、電鍍(electroplating)或無電鍍(electroless plating)等方式形成。而選擇使用厚膜電阻器或使用薄膜電阻器，則是以制作多層電路板的制作成本與所制作被動元件的電性精確度來決定。
許多用以制作被動元件的厚膜或薄膜材料的方法雖是眾所均知，但其中的關鍵卻是如何在電路板內鑲埋此類厚膜或薄膜被動元件，以多層電路板而言，其關鍵處也即指膜狀被動元件制造方法必須能夠組合于多層電路板的制造方法中。然而此領域的大多數技術，如美國專利U.S.patent No.3,857,683、5,243,320及5,683,928等，大都是在多層電路板制造方法中在形成一新疊層之前，先在絕緣層表面以絲網漏印和/或光阻蝕刻(photoresist-etching)等方式形成厚膜或薄膜被動元件。但這些方式卻具有無法克服的缺點，不是由于被動元件底部的絕緣層表面粗糙不平坦的緣故，而難以達到使得高電性精確度；要不然就是由于絕緣層過于平滑，而導致弱化圖案化電路層之間的粘著性，而無法達到較佳可靠性電路板。
因此，本發明所要解決的問題之一，即是將一種膜狀被動元件的內嵌制造方法與一層疊式(laminate)多層電路板制造方法進行組合，所制作的多層電路板不僅具有高可靠性特性，而其內嵌的膜狀被動元件具高電性精確度。
本發明的另一目的在于提供一種內嵌有膜狀電阻元件的多層電路板制造方法，其可輕易地制造于由多層薄板組成的電路板制造方法。
本發明的再一目的在于提供一種內嵌有高電性精確度膜狀電阻元件的多層電路板制造方法，將膜狀電阻元件鑲埋在多層電路板中，且仍保有高可靠性的性質。
本發明的再一目的在于提供一種內嵌有膜狀電阻元件的多層電路板制造方法，其先形成一膜狀電阻元件于一絕緣層的相對平坦表面上，并以一導電層覆蓋；接著形成導通孔與通孔。并同時形成該電阻器的電極與電路圖案。因此，不僅電阻膜的尺寸能夠合理的形成，而且在圖案化導電層與絕緣層間的強粘著性依舊被保持著。更特別的是，因為導電層覆蓋住各電阻膜的關系，在形成導通孔或通孔的過程中，均不會傷到電阻膜，而使電阻膜保持良好電性。
本發明的上述目的是這樣實現的一種內嵌有電阻元件的層疊式多層電路板制造方法，其步驟包括(a)提供一基板，該基板的至少一面已形成有導電層；(b)移除部分所述導電層，以形成一開口區域；(c)依序沉積一絕緣膜與一電阻膜于該開口區域內；(d)形成另一導電層以覆住該電阻膜；(e)形成電阻膜的電極與電路圖案。
本發明的上述目的也可以這樣實現一種內嵌有電阻元件的層疊式多層電路板制造方法，其步驟包括(a)提供一基板，該基板的至少一面已形成有導電層；(b)形成一氧化層于該導電層的表面上；(c)移除部分所述導電層與氧化層，以形成一開口區域；(d)依序沉積一絕緣膜與一電阻膜于該開口區域內；(e)形成另一導電層以覆住該電阻膜；(f)以激光照射形成通孔開口；(g)形成導電通孔；(h)形成電阻膜的電極與電路圖案。
或者本發明的上述目的還可以這樣實現一種內嵌有電阻元件的層疊式多層電路板制造方法，其步驟包括(a)提供一基板，該基板的至少一面上已形成有導電層；(b)移除部分所述導電層，以形成一開口區域；(c)依序沉積一絕緣膜與一電阻膜于該開口區域內；(d)形成另一導電層以覆蓋住該電阻膜及所述導電層；(e)在導電層表面上形成一氧化層；(f)以激光形成通孔開口；(g)形成導電通孔；(h)形成電阻膜的電極與電路圖案。
本發明所述的內嵌有電阻元件的層疊式多層電路板制造方法，其中該基板的未形成該內嵌電阻元件的一表面，可疊合其它電路板。
請參閱
圖1，其為本發明的較佳實施例。首先提供一有機基板1，該基板1可作為單層電路板、層疊多層電路板或內層核心電路板所需的疊合基板，該有機基板1為一有機介電材質所構成，如環氧樹脂(epoxy resin)、聚乙酰胺(polyimide)、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱(bismaleimidetriazine-based)樹脂、氰酯(cyanate ester)、聚苯并環丁烯(polybenzocyclobutene)或其玻璃纖維強化(glass fiber reinforced)的復合材料或其相似物等組成。在該基板1之上和/或下表面設有可圖案化的導電層2，該導電層2由導電材料所組成，如金屬、導電聚合物(conductive polymer)、金屬漿料(metal paste)或碳漿料(carbonpaste)等，并以金屬材質為較佳，如銅、銀、鋁等，且該形成導電層2的制造方法可由一般技術而輕易完成。該導電層2的厚度通常在20μm以下，較佳者在10μm以下，最佳是在4～6μm之間。選擇導電層2上的一開口區域3，移除該開口區域3的導電層部分，以作為后續形成電阻膜的區域。
請參閱圖2，一絕緣膜4與一電阻膜5可利用絲網漏印或光阻蝕刻等方式，沉積在開口區域3內。其中絕緣膜4的面積可比電阻膜5的面積大。在沉積電阻膜5之前，所述的絕緣膜4先可以加熱或紫外光輻射方式固化，并可以對絕緣膜4進行微粗化步驟以增加對所述電阻膜5的粘著性。另一實施例可以光阻蝕刻形成絕緣膜4與電阻膜5的方式如圖3所示，其先沉積一絕緣層6與一電阻層7，然后沉積一光阻圖案8，該光阻圖案8為決定該絕緣膜4與電阻膜5的大小。經蝕刻步驟之后，即形成如圖2所示的絕緣膜4與電阻膜5。再一實施例可選擇形成絕緣膜4與電阻膜5的方式，即絕緣層6與電阻層7為光顯像性(photoimageable)，這樣，即可以一般微影方式形成如圖2所示的絕緣膜4與電阻膜5，而不需使用到光阻圖案8。
其中所述的絕緣膜4是由有機材料所組成，如環氧樹脂、聚乙酰胺、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱、氰酯、聚苯并環丁烯或顆粒強化的復合材料或其相似物等組成，而其最好為液體狀態，如以單體或高分子聚合物溶于溶劑中，較佳者為光顯像性樹脂(photoimageable resin)。所述的液態有機材料在沉積過程中可提供良好的平坦表面，以使得電阻膜5的尺寸大小得以完全獲得控制。而形成所述電阻膜5的方法包含有電鍍、濺鍍、滾輪旋涂或印刷等。該電阻膜5由鎳鉻(Ni-Cr)、鎳磷(Ni-P)、鎳錫(Ni-Sn)、鉻鋁(Cr-Al)或氮化鈦(Ta-N)合金所組成，并以電沉積或濺鍍沉積方式形成；或以碳漿料、銀漿料以印刷或滾輪旋涂方法沉積，其中所述的碳漿料、銀漿料即為以碳或銀顆粒散布在樹脂(可以是光顯性)中的物質。然而，上述印刷膜在后續制造方法之前，需先以固化方式將其固化。
請再參閱圖4，沉積一導電層9覆蓋電阻膜5，該導電層9為導電材質，如金屬、導電聚合物、金屬漿料或碳漿料等。
接著形成一電性導孔10，如導通孔。以微影蝕刻技術同時形成與該電阻膜5搭配的電性焊墊11與電極12，其均可以一般公知技術輕易完成。所述的導電層9在形成導孔10的制造方法中，是作為有如保護層作用覆住該電阻膜5。因此在蝕刻后，內嵌有膜狀電阻元件13暨導孔10的層疊式多層電路板制造方法即告完成。
請參閱圖6，其為本發明的另一實施例。首先也提供一有機基板1，該有機基板1為一有機介電材質所構成，如環氧樹脂、聚乙酰胺、雙順丁稀二酸酰亞胺/三氮阱樹脂、氰酯、聚苯并環丁烯或玻璃強化的復合材料或其相似物等組成。在該基板1之上和/或下表面設有可圖案化的電路層7，該電路層7是由導電材料所組成，如金屬、導電聚合物、金屬漿料或碳漿料等。接著一絕緣層14與一導電層15層疊在該有機基板1上。所述的絕緣層14是以滾輪旋涂、印刷或使用絕緣漿料或使用預浸材的直接疊層法(即俗稱干式法)等一般方式覆蓋上；其中所述的絕緣膏14是如高粘著性的顆粒強化有機樹脂等。所述的導電層15較佳為一金屬箔，如銅或鋁等，其與絕緣層14層疊的結合面為粗糙面。而完成疊合的過程可以伴隨著加熱、紫外光輻射或按絕緣層14材質而定的壓合動作而完成，其均為公知一般壓合技術。該導電層15的厚度通常在20μm以下，較佳是在10μm以下，最佳是在6μm以下。
接著請參閱圖7，將所述的導電層15進行氧化以形成一氧化層16，其厚度可在1～2μm之間。選取一開口區域17，并將該開口區域17的部分導電層15與氧化層16移除，作為后續電阻膜形成之處。
接著形成一絕緣膜18與一電阻膜19，如圖8所示。所述絕緣膜18與電阻膜19并以一導電材20覆蓋住，該導電材20為金屬、碳漿料、銀漿料等，較佳者更可為銅或鋁。其中須注意的是，在沉積電阻膜19之前，該絕緣膜18的表面可先進行輕微粗化，是采用如物理或化學粗化等。另一實施例，也可將導電材20，如電鍍銅覆蓋導電層15及電阻膜19，再形成氧化層16。
請參閱圖9，一開口21是以二氧化碳激光鉆孔方式形成。在將開口21清潔完之后，進行所謂的去膠渣制造方法(desmear process)，再形成一導電層22，如金屬、碳漿料、銀漿料等，較佳者更可為銅或鋁，且導通孔23也已形成如圖10所示。再借由微影蝕刻技術的輔助，完成與電阻膜19搭配的電路24與電極25。因此，完成內嵌有膜狀電阻元件26暨導孔27的層疊式多層電路板，如圖11所示。
然而，如形成導電層22的沉積技術選擇正確，如電鍍銅方式，則該開口21可以完全填充導電材料，而成為另一形式的通孔28，如圖12所示。
而如果使用釹-鐿鋁石榴石(NdYAG)激光而非二氧化碳激光鉆孔形成通孔，則氧化形成氧化層16的步驟便可省略。因為具高能量的NdYAG激光可不需借助氧化層而鉆穿金屬層。
待前述電阻元件制作完成后，在其上再形成一有機絕緣層及一導電層，重復以上步驟，即可再形成一內嵌有電阻元件的疊層。此外，也可在前述基板未形成內嵌電阻元件的一表面，疊合于其它電路板。
其中相似所述電阻元件的制造方法中，螺旋線圈也可在導電層9或22中形成，借此可用于制作電感器。
綜上所述，本發明公開了一種帶有膜狀被動元件的多層電路板制造方法，可提供具優異電性精確性的被動元件于多層電路板中，并提供電路層間電阻膜的尺寸能夠合理的形成，而且在圖案化導電層與絕緣層間的強粘著性依舊保持著。
當然，以上所述僅為本發明制作的較佳實施例，并非用以限制本發明的實施范圍，任何熟習該項技術者不違背本發明的精神所做的修改，均應屬于本發明的范圍。
權利要求
1.一種內嵌有電阻元件的層疊式多層電路板制造方法，其步驟包括(a)提供一基板，該基板的至少一面已形成有導電層；(b)移除部分所述導電層，以形成一開口區域；(c)依序沉積一絕緣膜與一電阻膜于該開口區域內；(d)形成另一導電層以覆住該電阻膜；(e)形成電阻膜的電極與電路圖案。
2.一種內嵌有電阻元件的層疊式多層電路板制造方法，其步驟包括(a)提供一基板，該基板的至少一面已形成有導電層；(b)形成一氧化層于該導電層的表面上；(c)移除部分所述導電層與氧化層，以形成一開口區域；(d)依序沉積一絕緣膜與一電阻膜于該開口區域內；(e)形成另一導電層以覆住該電阻膜；(f)以激光照射形成通孔開口；(g)形成導電通孔；(h)形成電阻膜的電極與電路圖案。
3.一種內嵌有電阻元件的層疊式多層電路板制造方法，其步驟包括(a)提供一基板，該基板的至少一面上已形成有導電層；(b)移除部分所述導電層，以形成一開口區域；(c)依序沉積一絕緣膜與一電阻膜于該開口區域內；(d)形成另一導電層以覆蓋住該電阻膜及所述導電層；(e)在導電層表面上形成一氧化層；(f)以激光形成通孔開口；(g)形成導電通孔；(h)形成電阻膜的電極與電路圖案。
4.如權利要求1、2或3所述的內嵌有電阻元件的層疊式多層電路板制造方法，其中該基板的未形成該內嵌電阻元件的一表面，可疊合其它電路板。
全文摘要
本發明公開了一種內嵌有膜狀電阻元件的層疊式多層電路板制造方法。本發明的較佳實施步驟包含首先提供一已層疊有導電層的有機絕緣基板，移除部分導電層，以形成一開口區域；接著依序沉積一絕緣層與一電阻層在該開口區域內，再沉積一導電層覆蓋住該電阻層，使得該電阻層在后續形成導孔與通孔時得以受到保護；再經由微影蝕刻技術形成電阻層的電極與電路圖案。按實際所需重復此制造方法，則可制造出內嵌有膜狀電阻元件的層疊式多層電路板。
文檔編號H05K1/16GK1434675SQ02102489
公開日2003年8月6日 申請日期2002年1月21日 優先權日2002年1月21日
發明者董一中, 謝翰坤, 許詩濱 申請人:全懋精密科技股份有限公司