1、Presentation(埋入式电阻)线路板加工技术1 埋入式电阻Presentation(埋入式电阻)2/前言/埋入式电阻技术的相关定义/埋入式电阻技术的加工优势/研发与运用状况/埋入式电阻技术的流程简介/测试数据与数据分析u针对 SHIPLEY 公司的电阻材料u针对 GOULD 公司的电阻材料/综合测试数据统计/总结目录Presentation(埋入式电阻)u细密线路的大量出现，导致线路板的板面面积减少；u线路板上要求贴装的电子元件不断增加；u线路板加工技术的不断提升；u新材料不断被研发，埋电阻材料制造与加工技术的成熟；前 言/埋入式电阻技术出现：3Presentation(埋入式电阻)/
2、埋入式电阻技术u埋电阻又称埋阻或薄膜电阻；u电阻材料通过压合或印刷，将其附在绝缘材料上；u通过图形，咬蚀等加工形成所需电阻值的内（外）层板；u通过再次压合将带电阻的内层板压合在线路板中；埋入式电阻技术相关定义4Presentation(埋入式电阻)/方阻u方阻即方块阻值，在相同组分，相同厚度的材料中，不管多大的正方形区域，其阻值相同；该阻值为单张材料本身的阻值；u在测试后发现：电阻材料的计算方阻值会产生变化；所以,在实际应用中，需要消除尺寸加工精度以及电气传输等因素的影响；u在实际测试中，尺寸大小对计算方阻有较大的影响；特别是电阻的长度在小于50MIL时，用于计算的方阻值将会明显改变；埋入式电
3、阻技术相关定义5Presentation(埋入式电阻)/埋电阻值（R）u埋电阻值（R）=电阻长度（L）/电阻宽度（W）*材料计算方阻值（RL）即R=L/W*RLu电阻值可以通过选用不同长度与宽度来获得；u电阻值的偏差来自于线路的加工，电阻材料分布均匀性等；埋入式电阻技术相关定义6Presentation(埋入式电阻)/在线路板设计与运用上的优势；u改善外层的布线，减少贴装元件，降低尺寸与重量；u提高线路的阻抗匹配能力；u缩短信号传输的路径，减少寄生电感；u减少表面贴装或插件加工中产生的感抗；u减少信号串扰，噪音和电磁干扰；u减少组装生产量；埋入式电阻技术的加工优势7Presentation(埋
4、入式电阻)/在线路板加工方面的优势u使用埋电阻技术，可以降低线路板制造尺寸；u可以降低网络中的线路传输长度，降低线路加工难度；/可靠性u埋电阻的电阻值损耗很低（冷热循环后）；u阻值稳定性好在 110 度的条件下存放 10000 小时后；电阻变化为2%；埋入式电阻技术的加工优势8Presentation(埋入式电阻)电阻材料的制造Ohmega公司的Ohmega-Ply薄膜电阻材料；其材料成分为NI-P的合金；现在可以加工的方阻阻值范围为25-1000ohms；其中，较成熟的有方阻值为25ohms,50ohms,100ohms,250ohms的产品；Shipley公司的埋电阻材料：其材料成分为NI
5、-Ag的合金，方阻阻值：1000ohms；该材料还在进行测试，技术未成熟；研发及应用状况9Presentation(埋入式电阻)电阻材料的制造GOULD（JADA）公司的 TCR 埋电阻材料：有多种使用不同成分的电阻材料；其中有两种电阻材料的发展已经比较成熟；第一种：NiCr方阻阻值：25ohms,50ohms,100ohms第二种：NiCrAlSi方阻阻值：25ohms,50ohms,100ohms 250ohms研发及应用状况10Presentation(埋入式电阻)应用状况：应用企业：IBM，SUN MICROSYSTEMSTEKTRONIX，TERADYNE应用位置计算机测试设备通讯设
6、备NOKIA，ERICSSON，LUCENT航空与航天方面BOING，MITSUBISHI，TOSHIBA研发及应用状况11Presentation(埋入式电阻)埋入式电阻技术流程简介12材料结构；覆电阻铜箔由电阻材料层与铜层两部分组成；电阻的加工；需要使用两次以上图形，才能加工出要求的电阻；在第一次图形加工后（时），需除去电阻材料；在二次蚀刻时，不可蚀去电阻材料层；影响阻值的因素；线路加工的尺寸精度；电阻材料的分布均匀性（压合后）；Presentation(埋入式电阻)埋入式电阻技术流程简介普通电阻材料的加工流程13Presentation(埋入式电阻)不同电阻材料比较14Presentat
7、ion(埋入式电阻)前言埋电阻项目由 SHIPLEY 公司与依利安达集团合作研发（最初）；SHIPLEY 公司的电阻材料仍在研发状态，测试状况已完成三次测试；第三次的测试结果已完成统计；相关改进正在进行中；从测试结果可知，该电阻材料的性能还不稳定；SHIPLEY 公司电阻材料的测试15Presentation(埋入式电阻)带电阻内层 CORE 的加工流程；压板（使用多种半固化片与两种压板参数）第一次图形加工 （使用酸性蚀刻）DESMEAR/水洗 （使用碱性高锰酸钾溶液咬蚀；使用 5%的氢氧化钠溶液清洗，清洗时有压力与温度方面的要求）；第二次图形加工 （使用酸性蚀刻）SHIPLEY 公司材料加工
8、流程 后工序加工16Presentation(埋入式电阻)前言 试用新材料，增加对埋电阻加工工艺的认识；试用多种方阻值的材料，积累更多的加工数据；获得多种电阻材料的加工能力，满足客户的多阻值需要；获得加工参数，进行样板的加工；测试目的GOULD公司电阻材料的测试 了解新电阻材料的加工方法；17Presentation(埋入式电阻)加工流程带电阻内层板加工压板第一次图形加工（酸性蚀刻）第二次图形加工（碱性蚀刻）测试埋入加工及后工序加工压合前处理加工同普通加工板，需进行棕化加工；压板加工同普通多内层板的压合加工程序，需要钉板；后工序加工同普通加工板，需要根据绝缘材GOULD 公司（Ni Cr 材料
9、）18Presentation(埋入式电阻)测试数据带电阻内层板的压板加工使用普通参数；第一次图形使用酸性蚀刻在蚀刻加工中，电阻材料被清除（被蚀去铜的位置）；第二次图形使用碱性蚀刻在加工中，不能将电阻材料清除（被蚀去铜的位置）；加工完成后的电阻形状，见下图；电阻表面蚀刻完成后电阻材料与铜GOULD 公司（Ni Cr 材料）19Presentation(埋入式电阻)测试数据材料的线拉力测试线拉力值为 0.3KG/CM；该拉力值与未进行改良前，SHIPLEY 电阻材料接近；电阻加工后，电阻均匀性测试结果：测试数据见附表；电阻的范围为 0.915-0.96 千欧姆；电阻分布的均匀性较好；电阻的中值偏
10、离要求值，阻值变化量与尺寸变化量不等；GOULD 公司（Ni Cr 材料）20Presentation(埋入式电阻)GOULD 公司（Ni Cr 材料）附表：电阻均匀性测试结果统计表21Presentation(埋入式电阻)测试数据 带电阻内层 CORE 棕化后的阻值变化；埋入后电阻值的变化GOULD 公司（Ni Cr 材料）22Presentation(埋入式电阻)测试结果该电阻材料加工流程简单，容易加工；电阻材料与树脂的结合力低，影响板的物理性能，易分层；材料的加工性好；电阻材料分布均匀，相同尺寸电阻，其阻值差值很小；电阻在蚀刻加工成型后，测试其阻值，发现阻值的中值并不在要求的位置；GOU
11、LD 公司（Ni Cr 材料）23Presentation(埋入式电阻)（酸性/碱性蚀刻）（使用碱性高锰酸钾加工流程压板第一次图形加工咬蚀溶液）酸洗（使用草酸溶液）（碱性蚀刻）第二次图形加工测试埋入加工及后工序加工压合前处理同普通板相同，需进行棕化加工；压板加工同普通多内层板的压合加工，需要钉板；后工序加工同普通加工板，需要根据绝缘材料，GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）24Presentation(埋入式电阻)GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）25测试数据带电阻内层板的压板加工使用普通参数；第一次图形使用酸性/碱性蚀刻在蚀刻加工中，电阻材料未被完全清除（被蚀去铜的
12、位置）；咬蚀与酸洗：咬蚀（时间：300；药水温度：80-82）水洗 1（时间：20）水洗 2（时间：20）水洗 3（时间：20）（完成后不能烘干）酸洗使用 25G/L 的草酸溶液清洗；（由于无相应水洗设备，使用人工擦洗的方法加工）Presentation(埋入式电阻)GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）测试数据第二次图形使用碱性蚀刻在加工中，不能将电阻材料清除（被蚀去铜的位置）；从下图可知，电阻边缘的电阻材料因侧蚀而消失；加工完成后的电阻形状，见下图；电阻表面蚀刻完成后电阻材料与铜26Presentation(埋入式电阻)测试数据材料的线拉力测试线拉力值为 0.7-0.8KG/CM
13、；该拉力值比改良后 SHIPLEY 电阻材料的线拉力相当；电阻加工后，电阻均匀性测试结果：测试数据见附表；电阻的范围为 1.06-1.13 千欧姆；电阻分布的均匀性较好；电阻的中值偏高于要求值，阻值变化量与尺寸变化量不等；GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）27Presentation(埋入式电阻)GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）附表：电阻均匀性测试结果统计表28Presentation(埋入式电阻)GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）测试数据 带电阻内层 CORE 棕化后的阻值变化；埋入后电阻值的变化29Presentation(埋入式电阻)GOULD
14、 公司（Ni Cr Al Si 材料）测试数据 高温处理/测试后的阻值变化；热油测试条件：260*20S30Presentation(埋入式电阻)测试结果加工流程较复杂，在加工中需要控制的条件较多；电阻材料与树脂的结合力高，有利于保证加工板的物理性能；电阻材料分布较均匀；相同尺寸电阻，其阻值差值较小；电阻的阻值中值不在要求的位置，高于要求值；电阻值会因为棕化与第二次压合（埋入）加工而增加，增加量约为 2%；GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）31Presentation(埋入式电阻)数据统计与分析 从均匀性上分析：NiCrAlSi 比 NiCr 材料差一些；从线拉力上分析：NiCr
15、AlSi 比 NiCr 材料要优秀很多；从高温可靠性分析：NiCrAlSi 比 NiCr 材料要好很多（从供应商资料可知）从物理性能上分析：NiCrAlSi 材料优于 NiCr 材料；NiCr 材料拉力太低，容易分层 从加工难易上分析：NiCrAlSi 材料的加工难度要高于 NiCr 材料；测试结论GOULD 公司电阻材料的测试 由于 NiCrAlSi 电阻材料在加工品质上有较大的优32Presentation(埋入式电阻)综合测试33Presentation(埋入式电阻)测试思路针对Ni Cr Al Si电阻材料进行；测试PREPREG材料与压合加工参数对电阻阻值及阻值均匀性的影响，确定加工
16、方法；测试咬蚀等工序的加工参数；测试最佳的线路设计；测试蚀刻时的图形补偿；其它测试可靠性，加工补偿；综合测试34Presentation(埋入式电阻)加工参数测试压合加工（电阻材料与PREPREG）目的了解材料对电阻阻值分布的影响；测试数据仅测试 MICA-AVA 公司的物料；比较 2116 与 1080 材料的加工效果；使用相同的加工参数；数据分析在阻值为千欧姆级时，PREPREG1080 要好于PREPREG2116；在 200-1000 欧姆之间时，PREPREG1080 与 2116 加工效果相当；在低于 200 欧姆，加工效果均很差；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si
17、材料）35Presentation(埋入式电阻)加工参数测试压合加工（压板程序）目的了解压板参数对电阻阻值分布的影响；测试数据测试 MICA-AVA 公司的 1080 材料；使用两组压板参数，见表一与表二；表一：高压力压板参数综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）36Presentation(埋入式电阻)加工参数测试压合加工（压板程序）测试数据附表二：低压力压板参数其他加工使用相同的加工参数；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）37Presentation(埋入式电阻)加工参数测试压合加工（压板程序）数据统计在低压力时，小阻值电阻的变化量较大；相关数据见下
18、表：数据说明：在测试中得知，当电阻长度太小时，其实际方阻阻值会比标准方阻大许多；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）38Presentation(埋入式电阻)加工参数测试压合加工（压板程序）测试结果低压压板会造成小电阻的计算方阻阻值变化加大；低压程序压合得到的内层板，其阻值偏差大于正常压力加工板；在加工中，建议使用普通的压合加工参数；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）39Presentation(埋入式电阻)加工参数测试图形加工（酸性蚀刻）蚀刻药水加工状况带电阻材料的铜箔，其蚀刻较容易，线宽难控制；由于该铜箔与普通铜箔蚀刻有区别，所以需要测试线路补偿；
19、在加工中会发现电阻材料被部分清除，但是不影响加工；下步测试计划需要就线路补偿量与蚀刻参数进行测试；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）40Presentation(埋入式电阻)加工参数测试图形加工（碱性蚀刻）蚀刻药水：加工状况由于使用二期设备，加工参数不易调整；由于该部分并不需要控制线宽与线隙，所以加工较容易；为控制蚀刻长度，需要补偿 0.7MIL（1/2OZ 铜，单边量）；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）41Presentation(埋入式电阻)加工参数测试电阻材料的咬蚀与清洗改善原因；在第一次测试时，电阻边缘被严重侧蚀；测试参数：使用多组测试参数
20、，找出一组咬蚀加工参数；使用我公司的碱性高锰酸钾咬蚀液进行测试；供应商建议使用酸性咬蚀液综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）42Presentation(埋入式电阻)加工参数测试电阻材料的咬蚀与清洗 测试数据：咬蚀 30 分钟咬蚀20分钟侧蚀严重咬蚀 10 分钟有侧蚀未发现被侧蚀综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）43Presentation(埋入式电阻)加工参数测试电阻材料的咬蚀与清洗数据统计：通过调整咬蚀时间，可以防止电阻材料被侧蚀；咬蚀时间在 9-10 分钟时，材料清除较容易；使用 8 分钟的咬蚀时间；在酸洗时需要在溶液中浸泡一定时间，电阻材料才可
21、被清洗；测试结果：使用 9-10 分钟的咬蚀时间（碱性咬蚀）加工 效果较好；酸性咬蚀（供应商建议）的加工效果与加工参数需要进行测试；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）44Presentation(埋入式电阻)测试影响电阻阻值的因素线路宽度对阻值均匀性的影响目的了解不同线宽加工电阻的均匀性；测试线宽设计：30MIL 20MIL15MIL10MIL8 MIL测试材料与加工条件使用 MICA-AVA 公司的普通 TG 材料使用普通压板参数线路未进行补偿线路加工条件相同每个测试单元有 8 组测试数据；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）45Presentati
22、on(埋入式电阻)测试影响电阻阻值的因素线路宽度对阻值均匀性的影响 阻值分布比较综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）46Presentation(埋入式电阻)测试影响电阻阻值的因素线路长度对阻值影响（直形电阻）目的了解电阻长度对电阻值的影响（对于直形电阻）；电阻设计长度设计：40MIL 30MIL20MIL10MIL测试材料与加工条件使用 MICA-AVA 公司的普通 TG 材料使用普通压板参数线路未进行补偿线路加工条件相同每个测试单元有多组不同线宽电阻组成；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）47Presentation(埋入式电阻)测试影响电阻阻值的
23、因素线路长度对阻值影响（直形电阻）测试数据统计电阻方阻阻值变化状况综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）48Presentation(埋入式电阻)测试影响电阻阻值的因素线路长度对阻值影响（直形电阻）数据分析电阻阻值会因为电阻长度的影响，其用于计算的方阻会产生变化；从压板参数的测试中可知，由于压板参数的影响，相关数据会产生变化；从数据可知，在电阻长度小于 20MIL 时，会因为长度的减小，而使得计算方阻加大，并且不稳定；通过多次测试，发现使用下列计算方阻值，其计算结果会比较接近于实际值；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）49Presentation(埋入式
24、电阻)测试影响电阻阻值的因素线路长度对阻值影响（直形电阻）结果统计在加工电阻时，建议加工长度不小于 20MIL，同时该尺寸最好用于 1 倍方阻值以下电阻的加工；由于计算电阻会随着长度的大小变化，在设计时需注意选择合适的长宽比；由于电阻加工尺寸有限，所以必要时需使用低方阻值的材料来加工小阻值电阻；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）50Presentation(埋入式电阻)测试影响电阻阻值的因素线路长度对阻值影响（折形电阻）测试项目为构造大阻值的电阻，在加工中为充分利用空间，必然会使用折形电阻；由于折形电阻的尺寸加工影响因素相对较多，所以需要进行专门的测试，以便了解加工参数；
25、测试进度与测试数据现仅针对 10/10NIL，8/12 MIL 线路进行测试；测试图片显示，拐角处的电阻形状与设计要求有较大的差别；线路加工后，线宽有差别；电阻值小于设计值；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）51Presentation(埋入式电阻)需测试的因素；弯折点数量；L1，W2，W3 的长度；线宽；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）长度尺寸 L152宽度尺寸 W2测试影响电阻阻值的因素线路长度对阻值影响（折形电阻）下步测试计划测试不同弯折方式，对电阻阻值的影响；测试在不同线宽时，弯折形状对阻值及宽均度尺匀性的影响；寸W3Presentatio
26、n(埋入式电阻)测试影响电阻阻值的因素图形加工对阻值的影响 需测试项目找出合适的线路补偿数据，以便加工出合格的线路；选择最佳的弯折形状，保证加工精度；选择不同补偿量，以保证电阻加工精度；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）53Presentation(埋入式电阻)测试影响电阻阻值的因素图形加工对阻值的影响 在加工中得到的相关测试结果电阻材料上的铜层容易被测试；在第一图形蚀刻加工时，现在的线路补偿量是在普通同厚度的参数上加 0.2MIL；具体的补偿数据需要进行相关测试；在第二次蚀刻时，单边加入-0.7MIL 的补偿量；由于二次蚀刻的对位是根据第一次的图形，电阻的设计需要考虑容
27、易对位；下步测试计划测试线路补偿数据，特别是第一次的酸性蚀刻补偿数据；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）54Presentation(埋入式电阻)测试影响电阻阻值的因素棕化对电阻阻值的影响棕化加工会造成阻值升高二次埋入式压板对电阻阻值的影响在完成棕化，压板加工后，电阻阻值会升高 2%高温对埋入后电阻阻值的影响经过测试，在严酷的高温测试后，电阻变化量不高于1%综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）55Presentation(埋入式电阻)下步测试内容测试酸性高锰酸钾咬蚀电阻材料的能力；测试出最佳的折形电阻设计，同时测试出合适的补偿；测试直形电阻的线路加工补
28、偿量进行华为板的加工准备；采购/测试方阻阻值为 50 欧姆的电阻材料；综合测试GOULD 公司（Ni Cr Al Si 材料）56Presentation(埋入式电阻)埋入式电阻技术总结57实验进度；已完成 SHIPLEY 材料的三次测试；正在测试 GOULD 公司 Ni Cr Al Si 电阻材料（方阻阻值为 100 欧姆）；已了解材料特性，已得到部分参数（阻值控制）下步测试计划；进行 SHIPLEY 材料的第四次测试；继续测试 GOULD 公司 Ni Cr Al Si 电阻材料（方阻阻值为 100 欧姆）的加工方法，得到更多的测试数据（重点为图形设计与加工）；Presentation(埋入式电阻)58感谢各部门员工的大力协助；感谢经理及各位主管对该项目的大力支持；
