专利名称：靶材、电阻薄膜、薄膜电阻件、电路板及制造方法
技术领域：
本发明涉及电子器件领域，尤其涉及一种用于制备电阻薄膜的靶材、电阻薄膜、薄膜电阻件及将电阻薄膜应用于线路板以形成内埋有薄膜电阻电路板，还涉及靶材、电阻薄膜、薄膜电阻件和电路板的制造方法。
背景技术：
目前薄膜电阻材料大都是采用电镀、溅射或者覆镀等方式进行制备，其采用的材料各不相同，但用于PCB板中的薄膜电阻材料大都采用NiP/NiCr/NiCrAlSi/CrSiO等，厚度大都在10 μ m以下，其最基本的衡量标准为方阻的大小，所谓方阻是指长宽相等的电阻的阻值大小，方阻大小是随着薄膜厚度的减小而增大的，随着薄膜厚度的减小其均匀性也随之变差，目前市场上的薄膜电阻材料产品其方阻大小至250欧姆/ □时，均匀性< 10%，厚度在0.1 μ m以下，这就限制了更大方阻的电阻材料的制备。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种电阻薄膜和用于制备电阻薄膜的靶材，其靶材比之现有的靶材具有更大的电阻率；利用此种靶材制备的电阻薄膜比之现有的靶材具有更优的方阻率范围和均匀性。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种电阻薄膜制备用靶材,所述靶材为烧结体,所述靶材中含有组分A和组分B，所述组分B占靶材质量的0.1% 10%，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上；所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物；所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。其中，所述组分A为NiCr或NiCrAlSi。其中，所述组分A为NiCr，所述组分B为环氧树脂，且所述组分B的质量分数为I %;或所述组分A为TaN，所述组分B为碳化硼，且所述组分B的质量分数为0.5% ;或所述组分A为ZnO，所述组分B为氧化铝，且所述组分B的质量分数为I % ;或所述组分A为W，所述组分B为氮化硼，且所述组分B的质量分数为5%。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种电阻薄膜制备用靶材的制造方法，将组分A和组分B的粉末混合均匀，使所获得的混合粉末定型为所需形状，在小于所述组分A和组分B熔点的温度下烧结形成均相混合物；其中，组分B占总质量的0.1% 10%，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上，所述组分A选自以下材料中一种或多种:Al、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物；所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种电阻薄膜制备用靶材的制造方法，将组分A和组分B的粉末在真空状态下加热熔炼至熔融态，使两组分均匀混合，再通过浇铸或者压延成型；其中，组分B占总质量的0.1 % 10 %，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上，所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物；所述组分B选自以下材料中不同于组分A的的一种或多种:硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。其中，所述组分B为碳化钨、碳化硅、氮化硼、二氧化硅。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种电阻薄膜，所述电阻薄膜为物理气相沉积体，电阻薄膜含有:组分A与组分B，所述组分B占电阻薄膜质量的0.1^-10%,组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上；所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物；所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。其中，所述组分A为NiCr或NiCrAlSi。其中，所述组分A为NiCr，所述组分B为环氧树脂，且所述组分B的质量分数为I %;或所述组分A为TaN，所述组分B为碳化硼，且所述组分B的质量分数为0.5%;或所述组分A为ZnO，所述组分B为氧化铝，且所述组分B的质量分数为I % ;或所述组分A为W，所述组分B为氮化硼，且所述组分B的质量分数为5%。其中，所述电阻薄膜的厚度为5nm 4000nm。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种薄膜电阻件，包括支撑体和形成于所述支撑体表面上的电阻薄膜，所述电阻薄膜为上述的电阻薄膜。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种利用上述的靶材制造如上所述的薄膜电阻件的制造方法，其特征在于:包括步骤:SlOl:将所述支撑体烘烤加热去除水分和杂质气体；S102:利用等离子体对支撑体进行清洗，对支撑体进行表面清洁和表面粗糙化处理；S103:将所述靶材通过物理气相沉积的方式于支撑体上形成预定厚度的电阻薄膜；S104:将步骤S103中得到的半成品冷却至室温后退火处理。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种电路板，包括基材层、薄膜电阻、铜层，所示薄膜电阻含有:组分A与组分B，所述组分B占薄膜电阻质量的
0.1% 10%，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上；所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物；所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。其中，所述组分A为NiCr或NiCrAlSi。其中，所述组分A为NiCr，所述组分B为环氧树脂，且所述组分B的质量分数为I %;或所述组分A为TaN， 所述组分B为碳化硼，且所述组分B的质量分数为0.5%;或所述组分A为ZnO，所述组分B为氧化铝，且所述组分B的质量分数为I % ;或所述组分A为W，所述组分B为氮化硼，且所述组分B的质量分数为5%。
其中，所述基材层为PCB基材，所述PCB基材包括环氧树脂基材、BT基材，ABF基材、陶瓷基体、PI基材、PTFE基材；与所述电阻薄膜层相接触的铜层和PCB基材的表面粗糙度小于3 μ m。其中，所述薄膜电阻的厚度为5nm 4000nm。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种上述的电路板的制造方法，包括步骤:S201:将所述靶材通过物理气相沉积的方式在铜层上沉积预定厚度的电阻薄膜；S202:将沉积有电阻薄膜的铜层层压到基材层上，且电阻薄膜位于铜层与基材层之间；S203:将需要保留的电阻薄膜所对应的铜层用干膜或光刻胶盖住，采用蚀刻液去除未覆盖部分的铜层和电阻薄膜以最终形成薄膜电阻，然后去除干膜或光刻胶；S204:将需要保留的铜层用干膜或光刻胶盖住，将未覆盖部分的铜层蚀刻去除；S205:去除干 膜或光刻胶。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种上述的电路板的制造方法，包括步骤:S301:将所述靶材通过物理气相沉积的方式于基材层上形成预定厚度的电阻薄膜；S302:将需要保留的电阻薄膜用干膜或光刻胶盖住，通过化学蚀刻或者干法刻蚀去除未被覆盖的电阻薄膜以形成薄膜电阻；S303:去除干膜或光刻胶，在薄膜电阻上沉积铜层；S304:将需要保留的铜层用干膜或光刻胶盖住，将未覆盖部分的铜层蚀刻去除；S305:去除干膜或光刻胶。本发明的有益效果是:区别于现有技术的薄膜电阻材料一般只采用金属或合金或其氧化物、氮化物和碳化物制备，导致方阻的阻值范围小，而为了获得较大方阻时薄膜的均匀性差，本发明首先提供一种用于制备电阻薄膜的靶材，其主要成分为金属或合金或其氧化物、氮化物和碳化物，并添加一定分量(即:质量分数)的选自环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物的组分，且添加的组分电阻率为前一组分(即:主要成份)的10倍以上，与仅由现有的电阻材料组成的靶材相比，利用该靶材制备的电阻薄膜在相同厚度下具有更大的电阻率，对应的电阻薄膜的方阻值更大，且利用本发明的靶材制备的电阻薄膜，其能达到更大的方阻值上限，更重要的是，利用本发明靶材，在制作更大方阻值的电阻薄膜过程中能够确保电阻薄膜的均匀性和稳定性。
图1是本发明的电阻薄膜的形成过程示意图；图2是本发明的薄膜电阻件的制造方法；图3是本发明的薄膜电阻件的工艺过程；图4是本发明的电路板的结构示意图；图5是本发明电路板的一种制造方法；图6是根据图5的制造方法各步骤中电路板的状态示意图7是本发明电路板的另一种制造方法；图8是根据图7的制造方法各步骤中电路板的状态示意图；图9a为具体实施方式
所述作为支撑体的铜箔A的表面形貌的扫描电子显微镜图片;图9b为具体实施方式
所述铜箔A作为支撑体所制得的薄膜电阻件的表面形貌的扫描电子显微镜图片；图1Oa为具体实施方式
所述作为支撑体的铜箔B的表面形貌的扫描电子显微镜图片;图1Ob为具体实施方式
所述铜箔B作为支撑体所制得的薄膜电阻件的表面形貌的扫描电子显微镜图片；图1la为具体实施方式
所述作为对比的化学镀方式晶粒大小的扫描电子显微镜图片(20000倍最小比例尺200nm)；图1lb为具体实施方式
所述作为对比的电镀方式晶粒大小的扫描电子显微镜图片(20000倍最小比例尺300nm)；图1lc为具体实施方式
所述物理气相沉积晶粒大小的扫描电子显微镜图片(30000X 比例尺 200nm)。图中:1、基材层；2、电阻薄膜；3、铜层；4、干膜；5、干膜；6、薄膜电阻
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容`、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。一、靶材及其制备方法本发明主要是采用在电阻材料中掺杂非金属材料的方法获得改进后的靶材，其中非金属材料的电阻率是电阻材料电阻率的10倍以上，通过该方法制得的靶材，可以使得利用该靶材制作的薄膜电阻具有更大的电阻率。所谓电阻材料的成分为A，其是现有用于制作电阻薄膜的材料，成分A —般选自以下材料中的一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物。为获得相同的方阻，若在方阻值为B的电阻材料中添加不同的非金属材料，则非金属材料的电阻率越高，添加的该电阻率高的非金属材料的量就越少；若在方阻值为B的电阻材料中添加相同的非金属材料，电阻材料电阻率越低，该非金属材料的添加量就越高。例如，假使为获得1000的方阻，往方阻值为200的电阻材料中同时添加I和2两种非金属材料，如果I的电阻率是2的很多倍时，那么经添加I和2后的电阻材料中I的含量比2的含量要少；往两份方阻值都为200的电阻材料中分别添加I和2两种非金属材料，且I的电阻率低于2的电阻率，则I在填加I后的电阻材料中的含量要比2在电阻材料中添加2后的含量高。本发明的靶材与仅由现有的电阻材料组成的靶材相比，利用该靶材制备的电阻薄膜在相同厚度下具有更大的电阻率，对应的电阻薄膜的方阻值更大，且利用本发明的靶材制备的电阻薄膜，其能达到更大的方阻值上限，更重要的是，利用本发明靶材，在制作更大方阻值的电阻薄膜过程中能够确保电阻薄膜的均匀性和稳定性。基于上述分析，本发明提供一种电阻薄膜制备用靶材，该靶材为烧结体，所述靶材中含有组分A和组分B，所述组分B占靶材质量的0.1% 10%，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上；所述组分A选自以下材料中一种或多种:Al、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物；所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。以下举例说明组分A和组分B的成分及配比:所述组分A为NiCr，所述组分B为环氧树脂，且所述组分B的质量分数为I % ；或所述组分A为TaN，所述组分B为碳化硼，且所述组分B的质量分数为0.5% ;或所述组分A为ZnO，所述组分B为氧化铝，且所述组分B的质量分数为I % ；或所述组分A为WC，所述组分B为氮化硼，且所述组分B的质量分数为5%。靶材采用上述组分A材料和组分B材料混合成型，该混合物靶材的制作方法包括粉体烧结成型、真空熔铸成型和挤压成型，以获得各组分均匀分布的靶材。粉体烧结成型是指粉体原料经过成型、加热到低于熔点的温度，发生固结、气孔率下降、收缩加大、致密度提高、晶粒增大，成为坚硬的烧结体，从而获得靶材的方法。真空熔铸成型是指在真空环境下金属或者非金属达到其熔融状态后混合，在一特定模具中形成靶材的方法。挤压成型是 指原料在多向不均匀应力作用下，从部分原料模具孔口或者缝隙挤出使之横截面积增大获得所需形状的制作方法。以下介绍靶材的制造方法:1、当薄膜电阻材料中所添加的非金属材料(组分B)熔点较低或者容易碳化时，即:当组分A的熔点较高，组分A还未熔融时，组分B已经碳化或分解，则一般采用以下方法制造I巴材。首先采用机械粉碎法或者其他粉末获得方法制得组分A与组分B的粉末颗粒，其中组分B的种类与质量比例按上述的薄膜电阻材料选择，然后通过搅拌或者其他方式进行混合，获得混合均匀的粉末混合物，然后在小于两者熔点的温度下烧结，其烧结过程中会产生如下反应:在烧结过程中材料粉末会因为分子或者原子的吸引，在加热作用下，粉末体之间产生颗粒粘结，经过物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化与再结晶的过程，并且在烧结过程中薄膜电阻材料气孔率会减小，晶粒尺寸、密度与材料强度会随之增大。在烧结时将粉末混合物放入我们所需的模具中定型成所需的形状，烧结后从而获得所需要的靶材。这种方法适用于组分B为环氧树脂、熔点较低或者容易碳化的硅化物、氧化物、氮化物、碳化物或者其混合物。在该方法中，需要获得各组分材料的粉末，粉体的获得可采用还原法、雾化法、电解法、机械粉碎法、羰基法、直接化合法等方式获得。以下介绍几种粉体获得方法。还原法-利用还原剂夺取金属氧化物粉末中的氧，而使金属被还原成粉状；雾化法-将熔融金属雾化成细小液滴，在冷却介质中凝固成粉末；电解法-在金属盐水溶液中通以直流电、金属离子即在阴极上放电析出，形成易于破碎成粉末状的沉积层；
机械粉碎法-主要通过压碎、击碎和磨削等作用将固态物质碎化成粉末；羰基法-将某些金属(铁、镍等)与一氧化碳合成为金属羰基化合物，在热分解为金属粉末与一氧化碳；直接化合法-在高温作用下使碳、氮、硼、硅直接与难熔金属化合制得粉末。2、当薄膜电阻材料中所添加的非金属材料(组分B)熔点较高并存在熔融态时，即:当组分A熔融时，组分B未碳化或分解，则一般采用以下方法制造靶材。利用真空熔炼的方式，在真空炉中加入所需的组分A与组分B，在真空状态下加热熔炼，两组分在真空环境下成为熔融态，在熔融态中均匀混合，然后将其浇铸到模具之中或通过压延成型获得所需的靶材。当然，也可以在熔融状态中均匀混合的过程中进行进一步的纯度提炼，以提升后续制作出的靶材的纯度。以下通过两个具体的实施例来说明。实施例1，在电阻材料(组分A)中掺杂环氧树脂的靶材形成方法电阻材料选用NiCr合金，其中NiCr合金粉末通过机械粉碎法或者雾化法等获得，NiCr合金中Ni与Cr的重量比例4: I ;环氧树脂也通过机械粉碎法获得其粉末。然后将NiCr合金粉末和环氧树脂粉末混合均匀后在150°C温度下烧结制得靶材；经过元素分析，其各组分分布均匀。当然组分A可以在Al、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物中任意选择，例如可以选用常用的NiCrAlS1、CrSiO, NiP,TaN 等。实施例2，在电阻材料(组分A)中掺杂氮化物、碳化物、硅化物的靶材形成方法在电阻材料中掺杂碳化钨、碳化硅、氮化硼、二氧化硅等高熔点非金属材料时，首先采用直接化合法获得非 金属材料粉末，然后采用真空熔炼法，将掺杂物与电阻材料均匀混结，然后通过浇铸或者压延成型获得靶材。二、电阻薄膜及其制备本发明还提出一种利用上述靶材制作的电阻薄膜，主要是在电阻材料(组分A)中添加0.1% 10% (质量)的非金属材料(组分B)，其中电阻材料选自以下材料中的一种或多种:Al,Ni (镍)、Zn、Ti (钛)、V(钒)、Mn、Fe、Ta(钽)、Mo (钥)、Ru (钌)、Cr (铬)、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物；非金属材料选自以下材料中至少一种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。在该电阻薄膜中，电阻材料为主要成分，并且这些电阻材料也是现有的常用作制备电阻薄膜的靶材的材料，当然现有的靶材中并未添加非金属材料，也即现有的电阻薄膜中也未添加非金属材料，而在本发明中，在主要成分电阻材料中添加了 0.1% 10% (质量)的非金属材料，由于非金属材料的电阻率大，因此提高了电阻薄膜的电阻率，但是如果非金属材料所占的比重过大，可能导致利用靶材制作薄膜电阻的过程中成膜、加热稳定性变差，因此本发明人通过反复的实验验证得出，非金属材料所占的重量百分比不得超出10%。本发明的电阻薄膜与仅由现有的电阻材料组成的电阻薄膜相t匕，电阻薄膜在相同厚度下具有更大的电阻率，且电阻薄膜的方阻值更大，且电阻薄膜的阻值能达到更大的方阻值上限。基于上述分析，本发明提出一种电阻薄膜，所述电阻薄膜为物理气相沉积体，电阻薄膜含有:组分A与组分B，所述组分B占电阻薄膜质量的0.1% 10%，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上；
所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物；所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。图1示出了靶材的形成及靶材通过物理气相沉积的方式形成电阻薄膜的过程，首先是组分A与组分B混合烧结形成靶材，然后通过物理气相沉积形成电阻薄膜，物理气相沉积方式包括蒸发镀、磁控溅射、电弧镀、离子镀及分子束外延等薄膜沉积技术。优选地,组分A选用NiCr或NiCrAlSi。电阻薄膜的厚度为5nm 4000nm，可以获得方阻值高达10000欧姆/ □的电阻薄膜。以下提供几个具体的实施例来说明本发明的电阻薄膜。电阻薄膜实施例1先在NiCr中添加I %质量分数的环氧树脂以制作出靶材，再采用该靶材及磁控溅射设备制备电阻薄膜，所制得的电阻薄膜在相同厚度的条件下，方阻为NiCr不添加环氧树脂的4 5倍，如我们所做试验中膜厚为IOOnm厚度时，NiCr方阻为60欧姆左右，但相同靶材中添加I %的环氧树脂后其方阻增大至270欧姆左右，在40°C、95 % RH湿度测试240h，方阻变化率Λ R彡± I %，电阻温度系数TCR为80PPM/°C，流程稳定性≤10 %。电阻薄膜实施例2先在TaN中添加0.5%质量分数的碳化硼以制作出靶材，再采用该靶材及蒸发镀膜设备制备出电阻薄膜，所制得的电阻薄膜在相同厚度的条件下，方阻为TaN不添加碳化硼的3 4倍，且电阻薄膜性能要优于不添加碳化硼的TaN薄膜很多，实际试验的结果为:不添加碳化硼的TaN的电阻温度系数TCR为-50PPM/°C，流程稳定性彡15%,在40°C、95% RH湿度测试240h，方阻变化率AR彡±1.5% ;添加碳化硼后，电阻温度系数TCR为-1OPPM/°C，流程稳定性彡5%，在40°C、95% RH湿度测试240h，方阻变化率AR 彡 ±0.5%。电阻薄膜实施例3先在ZnO中添加I %质量分数的氧化铝以制作出靶材，再采用该靶材及磁控溅射设备制备电阻薄膜，所制得的电阻薄膜在相同厚度的膜厚条件下，方阻为ZnO不添加氧化铝的4 5倍，不添加氧化铝的ZnO的电阻温度系数TCR为80PPM/°C，流程稳定性(15%，40°C、95% RH湿度测试240h，方阻变化率AR彡±1.5% ;添加氧化铝后其电阻温度系数TCR彡30PPM/°C，流程稳定性彡10%,400C>95% RH湿度测试240h、方阻变化率AR彡 ±1%。电阻薄膜实施例4先在碳化钨(WC)中添加5%质量分数的氮化硼以制作出靶材，再采用该靶材及磁控溅射设备制备电阻薄膜，所制得的电阻薄膜在相同厚度的膜厚条件下，方阻值为WC不添加氮化硼的方阻值的30 32倍，且电阻薄膜性能要优于不添加氮化硼的电阻薄膜很多，如不添加氮化硼的WC的电阻温度系数TCR在3000PPM/°C，流程稳定性彡40%,40°C>95% RH湿度测试240h，方阻变化率AR彡±10% ;添加碳化钨后的电阻薄膜的电阻温度系数TCR为500PPM/°C，流程稳定性彡15%,40°C>95% RH湿度测试240h，方阻变化率AR彡±5%;并且其薄膜硬度得到了极大提升。上述四个实施例组分A和组分B的质量比和电阻率综合如下表所示。
权利要求
1.一种电阻薄膜制备用靶材，其特征在于，所述靶材为烧结体，所述靶材中含有组分A和组分B，所述组分B占靶材质量的0.1 % 10 %，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上； 所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物； 所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。
2.根据权利要求1所述的电阻薄膜制备用靶材，其特征在于:所述组分A为NiCr或NiCrAlSi0
3.根据权利要求1所述的电阻薄膜制备用靶材，其特征在于:所述组分A为NiCr，所述组分B为环氧树脂，且所述组分B的质量分数为I % ； 或所述组分A为TaN，所述组分B为碳化硼，且所述组分B的质量分数为0.5% ; 或所述组分A为ZnO，所述组分B为氧化铝，且所述组分B的质量分数为I % ； 或所述组分A为WC，所述组分B为氮化硼，且所述组分B的质量分数为5%。
4.一种电阻薄膜制备用靶材的制造方法，其特征在于，将组分A和组分B的粉末混合均匀，使所获得的混合粉末定型为所需形状，在小于所述组分A和组分B熔点的温度下烧结形成均相混合物； 其中，组分B占 总质量的0.1% 10%，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上，所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物； 所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。
5.一种电阻薄膜制备用靶材的制造方法，其特征在于，将组分A和组分B的粉末在真空状态下加热熔炼至熔融态，使两组分均匀混合，再通过浇铸或者压延成型； 其中，组分B占总质量的0.1% 10%，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上，所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物； 所述组分B选自以下材料中不同于组分A的的一种或多种:硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。
6.根据权利要求5所述的电阻薄膜制备用靶材的制造方法，其特征在于:所述组分B为碳化钨、碳化硅、氮化硼、二氧化硅。
7.—种电阻薄膜，其特征在于，所述电阻薄膜为物理气相沉积体，电阻薄膜含有:组分A与组分B，所述组分B占电阻薄膜质量的0.1% 10%，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上； 所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物； 所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。
8.根据权利要求7所述的电阻薄膜，其特征在于:所述组分A为NiCr或NiCrAlSi。
9.根据权利要求7所述的电阻薄膜，其特征在于:所述组分A为NiCr，所述组分B为环氧树脂，且所述组分B的质量分数为1% ； 或所述组分A为TaN，所述组分B为碳化硼，且所述组分B的质量分数为0.5% ; 或所述组分A为ZnO，所述组分B为氧化铝，且所述组分B的质量分数为I % ； 或所述组分A为WC，所述组分B为氮化硼，且所述组分B的质量分数为5%。
10.根据权利要求7-9任一项所述的电阻薄膜，其特征在于:所述电阻薄膜的厚度为5nm 4000nmo
11.一种薄膜电阻件，其特征在于:包括支撑体和形成于所述支撑体表面上的电阻薄膜，所述电阻薄膜为权利要求7-10任意一项所述的电阻薄膜。
12.一种利用权利要求1所述的靶材制造如权利要求11所述的薄膜电阻件的制造方法，其特征在于:包括步骤: 5101:将所述支撑体烘烤加热去除水分和杂质气体； 5102:利用等离子体对支撑体进行清洗，对支撑体进行表面清洁和表面粗糙化处理； 5103:将所述靶材通过物理气相沉积的方式于支撑体上形成预定厚度的电阻薄膜； 5104:将步骤S103中得到的半成品冷却至室温后退火处理。
13.—种电路板，其特征在于:包括基材层、薄膜电阻、铜层，所示薄膜电阻含有:组分A与组分B，所述组分B占薄膜电阻质量的0.1% 10%，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上；所述组分A选自以下材料中一种或多种:A1、N1、Zn、T1、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物； 所述组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种:环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。
14.根据权利要求13所述的电路板，其特征在于:所述组分A为NiCr或NiCrAlSi。
15.根据权利要求13所述的电路板，其特征在于:所述组分A为NiCr，所述组分B为环氧树脂，且所述组分B的质量分数为1% ； 或所述组分A为TaN，所述组分B为碳化硼，且所述组分B的质量分数为0.5% ; 或所述组分A为ZnO，所述组分B为氧化铝，且所述组分B的质量分数为I % ； 或所述组分A为WC，所述组分B为氮化硼，且所述组分B的质量分数为5%。
16.根据权利要求13所述的电路板，其特征在于:所述基材层为PCB基材，所述PCB基材包括环氧树脂基材、BT基材，ABF基材、陶瓷基体、PI基材、PTFE基材； 与所述电阻薄膜层相接触的铜层和PCB基材的表面粗糙度小于3 μ m。
17.根据权利要求13-16任一项所述的电路板，其特征在于:所述薄膜电阻的厚度为5nm 4000nmo
18.—种如权利要求13至17任一项所述的电路板的制造方法，其特征在于:包括步骤: 5201:将所述靶材通过物理气相沉积的方式在铜层上沉积预定厚度的电阻薄膜； 5202:将沉积有电阻薄膜的铜层层压到基材层上，且电阻薄膜位于铜层与基材层之间； S203:将需要保留的电阻薄膜所对应的铜层用干膜或光刻胶盖住，采用蚀刻液去除未覆盖部分的铜层和电阻薄膜以最终形成薄膜电阻，然后去除干膜或光刻胶； 5204:将需要保留的铜层用干膜或光刻胶盖住，将未覆盖部分的铜层蚀刻去除； 5205:去除干膜或光刻胶。
19.一种如权利要求13至17任一所述的电路板的制造方法，其特征在于:包括步骤: 5301:将所述靶材通过物理气相沉积的方式于基材层上形成预定厚度的电阻薄膜； 5302:将需要保留的电阻薄膜用干膜或光刻胶盖住，通过化学蚀刻或者干法刻蚀去除未被覆盖的电阻薄膜以形成薄膜电阻； 5303:去除干膜或光刻胶，在薄膜电阻上沉积铜层； 5304:将需要保留的铜层用干膜或光刻胶盖住，将未覆盖部分的铜层蚀刻去除； 5305:去除干膜或光刻胶。`
全文摘要
本发明公开一种用于制备电阻薄膜的靶材、利用靶材制备的电阻薄膜、利用该电阻薄膜形成的薄膜电阻件及将薄膜电阻应用于线路板的电路板，还涉及靶材、薄膜电阻件和电路板的制造方法。所述靶材包括组分A和组分B，所述组分B占靶材质量的0.1％～10％，组分B的电阻率为组分A电阻率的10倍以上；组分A选自以下材料中一种或多种Al、Ni、Zn、Ti、V、Mn、Fe、Ta、Mo、Ru、Cr、Si及它们的合金、氧化物、氮化物和碳化物，组分B选自以下材料中不同于组分A的一种或多种环氧类树脂、硅化物、氧化物、氮化物、碳化物。本发明的靶材具有更大的电阻率，采用该靶材制备的电阻薄膜具有更优的方阻范围和均匀性。
文档编号H01C17/12GK103184415SQ20111044761
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者付治屯, 刘德波, 彭勤卫 申请人:深南电路有限公司