專利名稱：內(nèi)置指狀平板式電容電阻及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種平板式電容電阻及其制造方法，尤其涉及一種利用蝕刻印刷法在基板同一平面上同時形成平板式電容電阻的內(nèi)置指狀平板式電容電阻及其制造方法。
印刷電路板大多是在表面或內(nèi)部多層構(gòu)造上分別形成線路，以此用于電子元件間的電氣連接或信號傳送。然而在信息快速發(fā)展及功能性要求大幅提升的趨勢下，出現(xiàn)兩種現(xiàn)象一是電路表面粘著元件的數(shù)量大幅增加，二是高密度印刷電路的需求日趨殷切，但上述趨勢卻產(chǎn)生下列問題1.電子元件數(shù)量增加，相鄰元件間的距離縮小，當電路開始工作時，元件間發(fā)生輻射干擾的機率大幅提升，直接影響電路工作的穩(wěn)定性。
2.又因電子元件數(shù)量增加，元件信號可能必須透過不同形式的路徑進行傳輸(如透過導通孔構(gòu)成導電連接或信號傳輸)，而增多了線路阻抗不匹配的情況及線路雜訊。
3.再者，因電子元件數(shù)量增加，將使產(chǎn)品合格率相對降低，并因而提高制造成本。
4.另，電子元件數(shù)量的增加，亦不利于印刷電路板表面面積的縮小。
為了有效解決上述為高密度印刷電路所衍生的各項問題，OHMEGA公司提出了在印刷電路板中內(nèi)置電阻的方案，以取代高密度印刷電路表面所設的電阻元件，其技術(shù)原理主要是根據(jù)以下的公式R＝(ρ/t)×L/W式中R表示電阻值，ρ為電阻系數(shù)，t為厚度，W為寬度由上述公式可看出，改變L(長度)、W(寬度)可調(diào)整R(電阻值)，因此，OHMEGA公司以不同的ρ(電阻系數(shù))/t(厚度)，并通過改變L(長度)、W(寬度)來生成所需阻抗值的電阻(R)。
并且利用當前運用十分普遍的多層印刷電路制造技術(shù)，將電阻制作在印刷電路板的結(jié)構(gòu)中而形成內(nèi)置電阻，而內(nèi)置在印刷電路板結(jié)構(gòu)中的電阻，可有效取代印刷電路板表面所需的電阻元件，因此可減少印刷電路板表面的元件數(shù)及面積占有率。
除上述內(nèi)置內(nèi)阻外，電容亦經(jīng)常以其他方式形成，以既有的多層印刷電路板而言，其經(jīng)常令兩個不同電位的電源層(如VCC及GND)靠近，利用其二者所在的大銅面生成一附加電容，以調(diào)節(jié)電壓。其公式如下C(電容)＝ε(介電系數(shù))×A(面積)/d(距離)上式中，ε(介電系數(shù))視材料的特性而定，因此通過改變A(面積)與d(距離)可以控制所生成的電容值。
由上述可知，將電阻及電容等元件預埋于印刷電路的結(jié)構(gòu)中，可有效減少表面元件數(shù)量并釋出表面空間，然而上述的內(nèi)置電阻及埋置電容是分別以不同的技術(shù)手段制出，未能在同一制程中完成，造成應用上的不便，且由于上述內(nèi)置電容及電阻分別位于不同的基材上，亦有浪費材料、增加成本之嫌。
本發(fā)明的主要目的是提供一種平板式電阻及電容的方法，它能利用蝕刻印刷法在一基板的同一平面上同時形成平板式電阻及電容。
本發(fā)明的另一目的在提供一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特點是步驟包括在絕緣基材表底面分別形成銅層，以構(gòu)成基板，在基板上涂布光阻并進行影像轉(zhuǎn)移，在基板上進行影像蝕刻，而在基材上分別形成交叉的指狀電極及適當面積的局部銅層，去除光阻，在基板上印刷具高電阻系數(shù)導電層，以構(gòu)成平板式電阻，在平板式電阻及交叉指狀電極間涂布高介電系數(shù)樹脂，令指狀電極隔著樹脂構(gòu)成平板式電容。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法中，其中，所述的該基板的基材具有固定的介電系數(shù)與厚度，可經(jīng)控制導電層的長、寬來獲取所需阻值的電阻。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其中，所述的該平板式電阻阻值是根據(jù)
R＝ρ×L/A＝(ρ/T)×(L/W)決定，其中ρ指導電層的電阻系數(shù)，L、W、T分別為導電層的長、寬、厚。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法中，其中，所述的該平板式電容的容值是根據(jù)公式C＝ε×A/dA＝L×t上述ε為高介電系數(shù)樹脂的介電系數(shù)，A為平板式電容的面積，d為指狀電極的間距，其中L為指狀電極的總長度，t則為指狀電極的厚度。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法中，其中，所述的該基板上的導電層是由鎢金屬或?qū)щ姼叻肿訕?gòu)成。
本發(fā)明還提供一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特點是在所述的一絕緣基材表面、底面分別形成有交叉的指狀電極及適當面積的銅層，又在基板上的適當位置設有具高電阻系數(shù)的導電層，該導電層與部分銅層構(gòu)成導電連接，以構(gòu)成平板式電阻，又在各交叉的指狀電極間充填有高介電系數(shù)材料，令電極隔著高介電系數(shù)材料構(gòu)成平板式電容。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻中，其中，所述的該基材具有固定的介電系數(shù)與厚度，經(jīng)控制導電層的長、寬可獲取所需阻值的電阻。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻中，其中，所述的該平板式電阻阻值是根據(jù)R＝ρ×L/A＝(ρ/T)×(L/W)決定，其中ρ指導電層的電阻系數(shù)，L、W、T分別為導電層的長、寬、厚度。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻中，其中，所述的該平板式電容的容值是根據(jù)公式C＝ε×A/dA＝L×t上述ε為高介電系數(shù)材料的介電系數(shù)，A為平板式電容的面積，d為指狀電極的間距，其中L為指狀電極的總長度，t則為指狀電極的厚度。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻中，其中，所述的該導電層是由鎢金屬或?qū)щ姼叻肿訕?gòu)成。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻中，其中，該高介電系數(shù)材料除涂布在指狀電極外，亦覆蓋平板式電阻。
在上述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻中，其中，所述的該高介電系數(shù)材料為樹脂。
本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點和積極效果1.本發(fā)明由于利用多層基板配合蝕刻印刷法在基板的同一平面上同時形成平板式電阻、電容，而電阻、電容等元件在一般印刷電路板上使用的數(shù)量甚多，而利用本發(fā)明將其內(nèi)置于基板中，除可顯著減少印刷電路板表面的元件數(shù)目外，更可令印刷電路板表面釋出更多的空間，供導電連接、信號傳輸或其他加工、功能升級之用；2.同時，本發(fā)明由于是在同一制程且在同一基板的同一平面上同時形成中完成，因此，其不僅應用方便，并且使用材料減少，可有效降低制造成本。
通過以下對本發(fā)明內(nèi)置指狀平板式電容電阻及其制造方法的一實施例結(jié)合其附圖的描述，可以進一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點。其中，附圖為

圖1是依據(jù)本發(fā)明提出的內(nèi)置指狀平板式電容電阻及其制造方法中制程方塊圖。
圖2A～E是本發(fā)明的制程步驟示意圖。
圖3A～E是本發(fā)明平板式電阻的制程步驟示意圖。
圖4是本發(fā)明在平板式電阻上涂布樹脂的示意圖。
圖5是本發(fā)明涂布樹脂后構(gòu)成平板式電容的示意圖。
如圖1所示，這是有關(guān)本發(fā)明用以制作平板式電容電阻的制程步驟，該步驟包括基板制作、光阻涂布及影像轉(zhuǎn)移、影像蝕刻、去除光阻、印刷導電層及樹脂涂布等；其中，有關(guān)基板制作步驟請參閱圖2A所示，基板10是制作平板式電容的基礎材料，主要是在一基材11表面及底面分別形成一銅層12、13。
光阻涂布及影像轉(zhuǎn)移步驟請參閱圖2B所示，其是在基板10的表面及底面分別涂布光阻20(photo-resister)，隨后利用光罩將設計完成的影像數(shù)據(jù)30轉(zhuǎn)移至光阻20上，并溶解去除影像數(shù)據(jù)30涵蓋范圍內(nèi)的光阻，請配合參閱圖3A所示，其揭示轉(zhuǎn)移至光阻20表面的影像數(shù)據(jù)30，該影像數(shù)據(jù)30是由適當線寬構(gòu)成的十字線框，其中央部位并形成有連續(xù)且對稱的曲折線段31，而位于該十字線框及曲折線段31處的光阻20均將予溶解去除。
影像蝕刻步驟經(jīng)轉(zhuǎn)移影像數(shù)據(jù)30至光阻20后，即可針對該影像數(shù)據(jù)30涵蓋的銅層12、13進行蝕刻，蝕刻后如圖2C所示，再經(jīng)去除光阻步驟后，便如圖2D所示。此時基板10表面的狀況如圖3B所示，上述步驟依影像數(shù)據(jù)30的構(gòu)圖蝕去部分銅層12，而在基板10中央形成兩組相互交叉的指狀電極121、122，其中一組指狀電極121以相對外側(cè)端與蝕刻后形成的一局部銅層123相連，另一指狀電極122與蝕刻后形成的另一局部銅層124則呈隔離狀。其中呈指狀交叉的電極121、122是以相同的間距作等距排列，又兩組電極121、122經(jīng)在相鄰間隙中注入高介電系數(shù)材料，兩組電極121、122呈等距交叉的各臂即分別隔著高介電系數(shù)材料構(gòu)成一平板式電容，至于電容值由下式?jīng)Q定C＝ε×A/d，其中A＝L×t又上述ε為高介電系數(shù)材料的介電系數(shù)，A為平板式電容的面積，d為兩電極的間距；其中L為兩組指狀電極121、122的總長度，t則為電極121、122的厚度；在介電系數(shù)與電極121、122厚度固定的條件下，經(jīng)改變電極121、122的總長度，即可間接控制電極121、122面積，進而利用上述公式算得所需的電容值。
又影像數(shù)據(jù)30并同時決定平板式電阻的預定位置，如圖3B所示，該指狀電極122與局部銅層124之間即預定設置電阻處，該處將以印刷方式形成平板式電阻。
影像蝕刻步驟經(jīng)轉(zhuǎn)移影像數(shù)據(jù)30至光阻20后，即可針對該影像數(shù)據(jù)30涵蓋的銅層12、13進行蝕刻，其中光阻20覆蓋的區(qū)域如圖3C所示，經(jīng)蝕刻步驟后如圖2C所示，又經(jīng)去除光阻步驟后，即如圖2D所示。
印刷導電層步驟此步驟是在基板10上通過印刷方式在特定位置上印刷具有高電阻系數(shù)的導電膏，以構(gòu)成平板式電阻，如圖2E及圖3D所示，其是在基材11上的特定位置(如影像數(shù)據(jù)30范圍內(nèi))以印刷方式印上一導電層14，而構(gòu)成一平板式電阻，該導電層14可由具有高電阻系數(shù)的鎢金屬膏或?qū)щ姼叻肿痈鄻?gòu)成。在本實施例中，該導電層14并與相鄰的局部銅層124及指狀電極122分別構(gòu)成導電連接，至于該平板式電阻的實際阻值可由下式取得
R＝ρ×L/A＝(ρ/T)×(L/W)式中ρ是指上述導電層14的電阻系數(shù)，L、W、T分別為該導電層14的長、寬、厚。因此運行上述印刷導電層步驟時，只須控制導電層14的長、寬、厚即可制成所需阻值的平板式電阻。
樹脂涂布步驟主要是依影像數(shù)據(jù)30的涵蓋范圍將高介電系數(shù)的樹脂15涂布在基板10上(如圖3E所示)，該樹脂15除將覆蓋平板式電阻的導電層14(如圖4所示)，防止與空氣接觸而改變電阻值外，樹脂15亦同時充填于兩組指狀電極121、122的相鄰間隙中(如圖5所示)，而兩組交叉的指狀電極121、122即分別隔著高介電系數(shù)的樹脂15構(gòu)成電容C，至于其電容值由上述的公式C＝ε×A/d決定。
根據(jù)上述公式，再將樹脂15的介電系數(shù)與電極121、122厚度及相鄰間距d設為固定值的條件下，如改變電極121、122的總長度，即可間接控制電極121、122的面積，進而利用上述公式算得所需的電容值。
上述同時形成有平板式電阻、電容的基板10，經(jīng)與印刷電路板配合，并進行壓板、鉆孔等PCB制程，即可構(gòu)成一具有內(nèi)置平板式電阻、電容元件的印刷電路板，這種板將有助于降低傳輸線上的寄生電容、寄生電感及寄生電阻，提供較佳的信號傳輸路徑，再者，可有效減少印刷電路板表面所設電阻及電容數(shù)量而釋出印刷電路板的表面空間，供作電氣連接、信號傳輸或其他加工、功能升級用途。另由于在同一基板的同一平面上同時形成平板式電容及電阻，除便于運用外，更可有效減少材料的浪費，降低制造成本。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于其步驟包括在絕緣基材表底面分別形成銅層，以構(gòu)成基板，在基板上涂布光阻并進行影像轉(zhuǎn)移，在基板上進行影像蝕刻，而在基材上分別形成交叉的指狀電極及適當面積的局部銅層，去除光阻，在基板上印刷具高電阻系數(shù)導電層，以構(gòu)成平板式電阻，在平板式電阻及交叉指狀電極間涂布高介電系數(shù)樹脂，令指狀電極隔著樹脂構(gòu)成平板式電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于所述的該基板的基材具有固定的介電系數(shù)與厚度，可經(jīng)控制導電層的長、寬來獲取所需阻值的電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于所述的該平板式電阻阻值是根據(jù)R＝ρ×L/A＝(ρ/T)×(L/W)決定，其中ρ指導電層的電阻系數(shù)，L、W、T分別為導電層的長、寬、厚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于所述的該平板式電容的容值是根據(jù)公式C＝ε×A/dA＝L×t上述ε為高介電系數(shù)樹脂的介電系數(shù)，A為平板式電容的面積，d為指狀電極的間距，其中L為指狀電極的總長度，t則為指狀電極的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻的制造方法，其特征在于所述的該基板上的導電層是由鎢金屬或?qū)щ姼叻肿訕?gòu)成。
6.一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于在所述的一絕緣基材表面、底面分別形成有交叉的指狀電極及適當面積的銅層，又在基板上的適當位置設有具高電阻系數(shù)的導電層，該導電層與部分銅層構(gòu)成導電連接，以構(gòu)成平板式電阻，又在各交叉的指狀電極間充填有高介電系數(shù)材料，令電極隔著高介電系數(shù)材料構(gòu)成平板式電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于所述的該基材具有固定的介電系數(shù)與厚度，經(jīng)控制導電層的長、寬可獲取所需阻值的電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于所述的該平板式電阻阻值是根據(jù)R＝ρ×L/A＝(ρ/T)×(L/W)決定，其中ρ指導電層的電阻系數(shù)，L、W、T分別為導電層的長、寬、厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于所述的該平板式電容的容值是根據(jù)公式C＝ε×A/dA＝L×t上述ε為高介電系數(shù)材料的介電系數(shù)，A為平板式電容的面積，d為指狀電極的間距，其中L為指狀電極的總長度，t則為指狀電極的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于所述的該導電層是由鎢金屬或?qū)щ姼叻肿訕?gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于該高介電系數(shù)材料除涂布在指狀電極外，亦覆蓋平板式電阻。
12.根據(jù)權(quán)利要求6、或11所述的內(nèi)置指狀平板式電容電阻，其特征在于所述的該高介電系數(shù)材料為樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置指狀平板式電容電阻及其制造方法,其特點是:在一絕緣基材表、底面分設銅層的基板上依次進行光阻涂布、影像轉(zhuǎn)移、蝕刻等步驟后,將具有高電阻系數(shù)的導電層印刷至基板上來構(gòu)成平板式電阻,又上述影像轉(zhuǎn)移步驟以特定的影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至基板經(jīng)蝕刻后形成變叉的指狀電極,經(jīng)涂布高介電系數(shù)樹脂后即構(gòu)成平板式電容,且與上述電阻位于同一平面上;由此可大量釋出印刷電路的表面空間,提高元件密度,及信號輸送質(zhì)量。
文檔編號H01G4/33GK1256611SQ9812397
公開日2000年6月14日 申請日期1998年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月5日
發(fā)明者林文彥, 黃士庭 申請人:華通電腦股份有限公司