用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑、埋入式薄膜電阻的制備方法及埋入式薄膜電阻的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑、埋入式薄膜電阻的制備方法及埋入式薄膜電阻。該用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑包括水、硫酸鋅、DL-蘋果酸鈉和鋅粉，其中，所述硫酸鋅的濃度為20～200g/L、所述DL-蘋果酸鈉的濃度為10～50g/L、所述鋅粉的濃度為5～30g/L。該活化劑不含有氯和鈀。經(jīng)實驗證明，采用該活化劑對襯底進行活化后，能夠在較低溫度下在襯底上化學鍍制鎳磷薄膜，能耗較低，且不在化學鍍液中引入氯，保證了鍍液的穩(wěn)定性。使用上述活化劑進行活化，有利于降低埋入式薄膜電阻的制備成本，并由于保證了鍍液的穩(wěn)定性，有利于保證鎳磷薄膜的質(zhì)量，從而保證埋入式薄膜電阻具有較好的性能。
【專利說明】用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑、埋入式薄膜電阻的制備方法及埋入式薄膜電阻
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電子材料與元器件【技術領域】，特別是涉及一種用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑、埋入式薄膜電阻的制備方法及埋入式薄膜電阻。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路高集成化、高密度化的發(fā)展，以及數(shù)字信號傳輸高頻化和高速化的發(fā)展，要求印刷電路板(PCB)向著小型化、輕便化方向發(fā)展。埋嵌電阻技術能夠節(jié)約大量的PCB安裝表面積，從而能夠增加PCB的布線自由度和集成密度。因此，埋嵌電阻技術將成為未來主流的封裝技術，埋入式薄膜電阻成為當前研究的熱點。
[0003]目前，主要是以鎳-鉻(N1-Cr)或鎳-磷(N1-P)等合金為埋阻材料，采用磁控濺射或化學鍍的方法來制備埋入式薄膜電阻。與磁控濺射方法相比，化學鍍覆的成本較低且利于大規(guī)模生產(chǎn)，但目前的化學鍍制備埋入式薄膜阻的方法需要使用鈀(Pd)等貴金屬活化劑且在高溫上進行化學鍍覆。例如，使用含氯離子的Pd作為活化劑，在90±2°C的溫度下進行化學鍍膜。這樣不僅增加了生產(chǎn)成本，也可能使鍍液中帶入氯離子，導致鍍液的不穩(wěn)定性。另外在較高的溫度下，產(chǎn)生的蒸汽對周圍的環(huán)境造成污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種不含有氯和鈀的用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑。
[0005]進一步，提供一種埋入式薄膜電阻的制備方法及由該方法制備得到的埋入式薄膜電阻。
[0006]一種用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑， 包括水、硫酸鋅、DL-蘋果酸鈉和鋅粉，其中，所述硫酸鋅的濃度為20~200g/L、所述DL-蘋果酸鈉的濃度為10~50 g/L、所述鋅粉的濃度為5~30g/L。
[0007]一種埋入式薄膜電阻的制備方法，包括如下步驟:
[0008]提供襯底；
[0009]用上述用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑對所述襯底進行活化，得到活化后的襯底；
[0010]采用化學鍍法在所述活化后的襯底的表面上制備鎳磷薄膜，得到層疊有鎳磷薄膜的襯底；
[0011]將PCB基板和所述層疊有鎳磷薄膜的襯底進行壓合，并使所述鎳磷薄膜層疊于所述PCB基板上；及
[0012]對所述襯底和鎳磷薄膜進行刻蝕，得到埋入式薄膜電阻。
[0013]在其中一個實施例中，用上述用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑對所述襯底進行活化的步驟之前包括在所述襯底上貼上感光膜，然后進行曝光的步驟。
[0014]在其中一個實施例中，在所述襯底上貼上感光膜，然后進行曝光后，用上述用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑對所述襯底進行活化的步驟之前還包括對所述襯底進行洗滌的步驟。
[0015]在其中一個實施例中，所述洗滌的步驟為先用洗滌劑進行洗滌，再用質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液進行酸洗。
[0016]在其中一個實施例中，所述襯底為銅箔，所述銅箔具有相對的光滑面和粗糙面，所述鎳磷薄膜層疊于所述銅箔的粗糙面上。
[0017]在其中一個實施例中，用上述用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑對所述襯底進行活化的步驟具體為:將上述用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑保持在20°C~60°C，再將所述襯底置于所述溫度為20°C~60°C的活化劑中浸泡I分鐘~10分鐘。
[0018]在其中一個實施例中，所述采用化學鍍法在所述活化后的襯底的表面上制備鎳磷薄膜，得到層疊有鎳磷薄膜的襯底的步驟具體為:將所述活化后的襯底放入溫度為20°C~90°C化學鍍液中處理0.5分鐘~5分鐘。
[0019]在其中一個實施例中，每升所述化學鍍液含有硫酸鎳5~80克、次亞磷酸氫鈉5~80克、緩沖劑10~80克、穩(wěn)定劑I~5毫克和絡合劑10~80克。
[0020]在其中一個實施例中，所述將PCB基板和所述層疊有鎳磷薄膜的襯底進行壓合，并使所述鎳磷薄膜層疊于所述PCB基板上的步驟具體為:將所述層疊有鎳磷薄膜的襯底放置于所述PCB基板上，并使所述鎳磷薄膜層疊于所述PCB基板上，再將半固化片夾持于所述鎳磷薄膜和PCB基板之間，抽真空、熱處理后將所述層疊有鎳磷薄膜的襯底貼合在所述PCB基板上。
[0021]在其中一個實施例中，所述熱處理的步驟為于100°C~140°C下保溫I小時，再于140°C~180°C下保溫I小時。
[0022]在其中一個實施例中，所述對所述襯底和鎳磷薄膜進行刻蝕的步驟包括:
[0023]采用第一刻蝕液對所述襯底和鎳磷薄膜進行刻蝕；及
[0024]采用第二刻蝕液對所述襯底進行刻蝕。
[0025]在其中一個實施例中，所述第一刻蝕液為硫代硫酸鈉和無水硫酸銅的混合水溶液，所述第二刻蝕液為氯化銅、氯化銨和氨水的混合水溶液。
[0026]一種由上述制備方法制備得到的埋入式薄膜電阻。
[0027]上述用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑不含有氯和價格高的貴金屬鈀，經(jīng)實驗證明，采用該活化劑對襯底進行活化后，能夠在較低溫度下在襯底上化學鍍制鎳磷薄膜，能耗較低，且不在化學鍍液中引入氯，保證了鍍液的穩(wěn)定性。使用上述活化劑進行活化，有利于降低埋入式薄膜電阻的制備成本，并由于保證了鍍液的穩(wěn)定性，有利于保證鎳磷薄膜的質(zhì)量，從而保證埋入式薄膜電阻具有較好的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為一實施方式的埋入式薄膜電阻的制備方法的流程圖；
[0029]圖2為圖1所示的埋入式薄膜電阻的制備方法的示意圖；
[0030]圖3為實施例1的鎳磷薄膜的EDS圖；
[0031]圖4為實施例1的鎳磷薄膜的SEM圖；
[0032]圖5為實施例1的鎳磷薄膜的另一倍率的SEM圖；[0033]圖6為實施例1和實施例2的埋入式薄膜電阻的電阻溫度系數(shù)(TCR)曲線；
[0034]圖7為實施例3的鎳磷薄膜的SEM圖。
【具體實施方式】
[0035]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0036]一實施方式的用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑，包括水、硫酸鋅(ZnS04)、DL-蘋果Ife納和鋒粉。
[0037]其中，硫酸鋅和DL-蘋果酸鈉溶解于水中，鋅粉分散于水中。硫酸鋅的濃度為20~200g/L、DL-蘋果酸鈉的濃度為10~50g/L、鋅粉的濃度為5~30g/L。
[0038]相對于價格較高的貴金屬鈀，硫酸鋅、DL-蘋果酸鈉和鋅粉的價格較低，使得該用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑的價格較低，有利于降低埋入式薄膜電阻的制備成本。
[0039]并且，上述用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑不含有氯，使用該活化劑活化襯底后，在進行化學鍍制時不會將氯離子引入化學鍍液中，能夠保證化學鍍液的穩(wěn)定性。
[0040]經(jīng)實驗表明，采用該活化劑對襯底進行活化后，能夠在較低溫度下在襯底上化學鍍制鎳磷薄膜，能耗較低。并且，由于化學鍍膜的溫度較低，產(chǎn)生的蒸汽較少，對環(huán)境污染較少。
[0041]請參閱圖1，一實 施方式的埋入式薄膜電阻的制備方法，包括如下步驟:
[0042]步驟SllO:提供襯底。
[0043]請同時參閱圖2，襯底10可以為銅箔、鋁箔或鋁鎂合金等，優(yōu)選為銅箔。銅箔具有相對的光滑面和粗糙面。如其他襯底的表面比較光滑，則需要對襯底的其中一個表面進行粗化處理，以提高后續(xù)化學鍍層的附著力。
[0044]首先將襯底10裁剪成需要的大小，然后在襯底10的光滑面上貼上感光膜(圖未示)，并進行曝光，以在后續(xù)化學鍍膜步驟中保護襯底。
[0045]進一步對襯底10進行洗滌。洗滌包括用洗滌劑進行洗滌，然后再用質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液進行酸洗的步驟。
[0046]將堿性去污劑溶于水中配制成洗滌劑，并將洗滌劑加熱至30°C~60°C，然后將襯底10置于溫度為30°C~60°C的洗滌劑中超聲處理I分鐘~10分鐘，以除去襯底10表面的油污。
[0047]在洗滌劑中超聲處理I分鐘~10分鐘后，取出用去離子水清洗襯底10。然后將襯底10置于常溫的質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液中浸泡I分鐘~10分鐘,取出后用去離子水清洗，備用。
[0048]用洗滌劑洗滌后再進行酸洗的目的是除去襯底10表面的氧化膜、氧化皮及銹蝕產(chǎn)物，以避免氧化膜、氧化皮及銹蝕產(chǎn)物對后續(xù)的制備的鎳磷薄膜產(chǎn)生不良影響。
[0049]步驟S120:用上述用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑對襯底進行活化，得到活化后的襯底。
[0050]將上述用于制備的埋入式薄膜電阻的活化劑保持在20°C~60°C，將洗滌后的襯底10置于溫度為20°C~60°C的活化劑中浸泡I分鐘~10分鐘，然后取出用去離子水清洗。
[0051]經(jīng)過活化后，襯底10的與感光膜相對的表面上沉積有鋅層。
[0052]步驟S130:采用化學鍍法在活化后的襯底的表面上制備鎳磷薄膜，得到層疊有鎳磷薄膜的襯底。
[0053]化學鍍液以水為溶劑。每升化學鍍液含有硫酸鎳(NiSO4) 5~80克、次亞磷酸氫鈉(NaH2PO2) 5~80克、緩沖劑10~80克、穩(wěn)定劑I~5毫克和絡合劑10~80克。
[0054]其中，緩沖劑優(yōu)選為醋酸鈉或醋酸鉀，用于維持化學鍍液的pH值在設定的范圍內(nèi)。
[0055]穩(wěn)定劑優(yōu)選為硫脲。
[0056]絡合劑優(yōu)選為檸檬酸鈉、DL-蘋果酸鈉及乳酸中的至少一種。絡合劑的作用是絡合鎳離子，在化學鍍過程中釋放固定量的鎳離子。
[0057]使用時，首先用pH調(diào)節(jié)劑將化學鍍液的pH值調(diào)節(jié)為I~12。pH調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為氨水、稀硫酸、氫氧化鈉及氫氧化鉀中的至少一種。
[0058]優(yōu)選地，每升化 學鍍液還包括IOg氯化銨。使用這種含有氯化銨的化學鍍液進行化學鍍，可以在常溫下進行，能耗低，且環(huán)保。
[0059]將活化后的襯底放入溫度為20°C~90°C化學鍍液中處理0.5分鐘~5分鐘。襯底表面的鋅首先與化學鍍液中的鎳離子發(fā)生置換反應，反應式見下式(I )，新生鎳的形成為下一步化學鍍提供了自催化的表面，鎳離子得到了來自次亞磷酸鈉提供的電子，被還原附著力于新生鎳層的表面。
[0060]新生的鎳具有催化作用，水和次磷酸根反應產(chǎn)生了吸附在自催化表面上的原子氫，反應式見下式(2);表面吸附的氫在自催化表面上還原鎳和還原磷的過程，反應式分別見下式(3)和(4);在還原鎳-磷的同時原子態(tài)的氫結(jié)合成氫氣而析出。
【權利要求】
1.一種用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑，其特征在于，包括水、硫酸鋅、DL-蘋果酸鈉和鋅粉，其中，所述硫酸鋅的濃度為20~200g/L、所述DL-蘋果酸鈉的濃度為10~50g/L、所述鋅粉的濃度為5~30g/L。
2.—種埋入式薄膜電阻的制備方法，包括如下步驟: 提供襯底； 用如權利要求1所述的用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑對所述襯底進行活化，得到活化后的襯底； 采用化學鍍法在所述活化后的襯底的表面上制備鎳磷薄膜，得到層疊有鎳磷薄膜的襯底； 將PCB基板和所述層疊有鎳磷薄膜的襯底進行壓合，并使所述鎳磷薄膜層疊于所述PCB基板上；及 對所述襯底和鎳磷薄膜進行刻蝕，得到埋入式薄膜電阻。
3.根據(jù)權利要求2所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，用如權利要求1所述的用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑對所述襯底進行活化的步驟之前包括在所述襯底上貼上感光膜，然后進行曝光的步驟。
4.根據(jù)權利要求3所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，在所述襯底上貼上感光膜，然后進行曝光后，用如權利要求1所述的用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑對所述襯底進行活化的步驟之前還包括對所述襯底進行洗滌的步驟。
5.根據(jù)權利要求4所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，所述洗滌的步驟為先用洗滌劑進行洗滌，再用質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液進行酸洗。
6.根據(jù)權利要求2所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，所述襯底為銅箔，所述銅箔具有相對的光滑面和粗糙面，所述鎳磷薄膜層疊于所述銅箔的粗糙面上。
7.根據(jù)權利要求2所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，用如權利要求1所述的用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑對所述襯底進行活化的步驟具體為:將如權利要求1所述的用于制備埋入式薄膜電阻的活化劑保持在20°C~60°C，再將所述襯底置于所述溫度為20°C~60°C的活化劑中浸泡I分鐘~10分鐘。
8.根據(jù)權利要求2所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，所述采用化學鍍法在所述活化后的襯底的表面上制備鎳磷薄膜，得到層疊有鎳磷薄膜的襯底的步驟具體為:將所述活化后的襯底放入溫度為20°C~90°C化學鍍液中處理0.5分鐘~5分鐘。
9.根據(jù)權利要求8所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，每升所述化學鍍液含有硫酸鎳5~80克、次亞磷酸氫鈉5~80克、緩沖劑10~80克、穩(wěn)定劑I~5毫克和絡合劑10~80克。
10.根據(jù)權利要求2所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，所述將PCB基板和所述層疊有鎳磷薄膜的襯底進行壓合，并使所述鎳磷薄膜層疊于所述PCB基板上的步驟具體為:將所述層疊有鎳磷薄膜的襯底放置于所述PCB基板上，并使所述鎳磷薄膜層疊于所述PCB基板上，再將半固化片夾持于所述鎳磷薄膜和PCB基板之間，抽真空、熱處理后將所述層疊有鎳磷薄膜的襯底貼合在所述PCB基板上。
11.根據(jù)權利要求10所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，所述熱處理的步驟為于100°C~140°C下保溫I小時，再于140°C~180°C下保溫I小時。
12.根據(jù)權利要求2所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，所述對所述襯底和鎳磷薄膜進行刻蝕的步驟包括: 采用第一刻蝕液對所述襯底和鎳磷薄膜進行刻蝕；及 采用第二刻蝕液對所述襯底進行刻蝕。
13.根據(jù)權利要求12所述的埋入式薄膜電阻的制備方法，其特征在于，所述第一刻蝕液為硫代硫酸鈉和無水 硫酸銅的混合水溶液，所述第二刻蝕液為氯化銅、氯化銨和氨水的混合水溶液。
14.一種由權利要求2~13任一項所述的制備方法制備得到埋入式薄膜電阻。
【文檔編號】H01C7/00GK103484840SQ201310398877
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權日:2013年9月4日
【發(fā)明者】孫蓉, 蘇星松, 符顯珠, 郭慧子 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院