用作嵌置无源器件的电极并涂覆有镍的铜制造技术

本发明专利技术涉及一种用于印刷电路板制造的金属箔片电极的制造，印刷电路板具有以平面取向构造的例如电阻器、电容和感应器的无源电路器件。铜箔片在每个相对侧上涂覆薄层镍，镍增加了箔片功能的范围。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可以嵌置在印刷电路板(PCB)内的例如电阻器、电容和感应器的无源电路器件。这种器件可使用导电衬底形成，该导电衬底包括铜箔片，铜箔片在其两侧具有薄层镍作为初级电极。
技术介绍
印刷电路板在电子领域广泛地为人所知，并且用于不同的商业和消费电子应用中。在例如导弹和工业控制设备的大尺寸应用以及小尺寸器件中它们是有用的。例如，可在无线电和电视机、电话系统、汽车仪表盘和计算机中发现它们。它们还在机载航空电子设备和导航系统中起到重要作用。由于所需功能和速度增加，印刷电路板上用于安装部件的表面变成限制形式因素。当前，传统PCB 40％以上的表面面积由例如电阻器、电容器和感应器的无源器件占据。通过将这些器件重新设计成平面构造，它们可嵌置在印刷电路板主体内，由此对于有源器件来说增加可使用的表面面积。本领域公知的是制造具有集成的电阻器、电容器和例如感应器和变换器的磁性部件的印刷电路板。可以使用许多不同的技术，它们部分满足制造无源器件所需的技术要求，但是每种技术具有其缺陷。本专利技术能够制造可嵌置在印刷电路板主体内的平面无源器件。另外，镍层可以使得器件制成具有更广泛的操作范围，由此增加应用的范围。另外，不管作为单纯金属还是以合金形成，公知的是镍增加了箔片与通常用于构成印刷电路板的树脂的粘接性能。本专利技术提供可以由介电介质分开并构造成电容器的箔片平面。箔片可涂覆电阻或感应材料以便进行这些功能。改善与这些材料的粘接性能以及提高的热稳定性是本专利技术的重要特征。用于使用光致抗蚀剂和化学蚀刻技术成像和产生清孔和其他电路结构的方法已经为人所知。无源元件可接着通过标准层压技术嵌置在集成电路封装件的印刷电路板中。
技术实现思路
本专利技术提供一种导电衬底，其包括具有相对表面的铜箔片，其中相对表面之一或两者任选地经过电化抛光处理、机械抛光处理或粗糙化处理；并且每个相对表面具有镍层。本专利技术还提供一种制造导电衬底的方法，其包括形成具有相对表面的铜箔片，相对表面之一或两者任选地经过电化抛光处理、机械抛光处理或粗糙化处理；并且将镍层沉积在每个相对表面上。具体实施例方式设置一种导电衬底，其包括具有相对表面的铜箔片，其中相对表面之一或两者任选地经过电化抛光处理、机械抛光处理或粗糙化处理；并且每个相对表面具有镍层。本专利技术方法的第一步骤是通过电镀在转动鼓上或通过滚压铜锭并随后退火来制造最好是铜的金属箔片。按照本专利技术，术语“铜箔片”包括铜或铜合金，并且可以包括含有锌、黄铜、铬、镍、铝、不锈钢、铁、金、银、钛及其组合和合金的铜箔片。铜箔片的厚度可按照每种特定的应用来变化。在优选实施例中，铜箔片具有大约5μm到大约50μm的厚度。公知的是通过电解沉积工艺制造铜箔片。一种优选的方法包括由铜盐溶液电解沉积在转动的金属鼓上。箔片靠近鼓的一侧通常是光滑或具有光泽的一侧，而另一侧具有相对粗糙的表面，同样称为不光滑侧。该鼓通常由用作阴极并在由溶液沉积时接收铜的不锈钢或钛制成。阳极通常由铅合金构造。大约5～10伏的电池电压通常作用在阳极和阴极之间以便造成铜沉积，同时在阳极形成氧。该铜箔片接着从鼓中取出。电镀箔片可从Oak-Mitsui of Hoosick Falls，N.Y.得到。滚压铜可从OlinBrass of East Alton，Illinois得到。箔片的表面可调整以便提高嵌置无源器件的性能。如果需要更粗糙的表面以有助于嵌置的无源器件粘接在箔片上或将印刷电路板随后粘接在箔片上，箔片可通过本领域公知的增加结合的处理来进行预先处理。在此方面，对于镍或铜颗粒的处理可在箔片的任一侧或两侧上进行。一种粗糙化技术例如是通过电解沉积例如铜或镍的金属或合金的微粒并增加箔片的粘接性能。这种方法可按照美国专利6,117,300；5,679,230或3,857,681进行，这些专利结合于此作为参考。颗粒的尺寸可从大约40微英寸到大约200微英寸，更优选的是从大约40微英寸到大约150微英寸。箔片的表面微观结构可以通过例如从Mahr Feinpruef Corporationof Cincinnati，Ohio.购买的Perthometer型M4P或S5P测量。峰和谷的表面颗粒结构的形态测量按照2115 Sanders Road，Northbrook，Illiois 60062的Institute for Interconnecting and Packagingcuictuits的工业标准IPC-TM-650中的章节2.2.17执行。在测量过程中，选择样品表面上测量长度Im。Rz限定为在测量长度Im(其中Io是Im/5)内五个连续样品长度的最大峰谷高度的平均值。Rt是最大粗糙深度并且是测量长度Im内的最高峰和最低谷之间的最大垂直距离。Rp是最大水平深度(leveling depth)并且是测量长度Im内的最高峰的高度。Ra或平均粗糙度限定为测量长度Im内糙度剖面离开中心线的所有绝对距离的算术平均值。本专利技术重要的参数是Rz和Ra。进行的表面处理产生具有峰和谷的表面结构，从而产生其Ra的范围从大约1到大约10μm及其Rz的范围从大约2到大约10μm的粗糙度参数。在本专利技术的另一实施例中，需要光滑的铜表面。例如，电容器需要介电间隙最小。为了防止电极短路，希望该表面尽可能光滑并没有缺陷。实现此目的的技术是电化抛光或机械抛光。电阻器也需要光滑表面以有助于确保均匀性。机械抛光可按照美国专利5,688,159或6,291,081所述的技术进行，该专利结合于此作为参考。电化抛光可通过将箔片浸没在焦磷酸铜浴中进行。电流以如下方式施加，以便使得箔片成为阳极。适当的电流范围是在大约10秒到大约1分钟内从大约0.2安培/厘米2到大约2安培/厘米2。铜将有效地在箔片峰顶区域去除镀层，并变得更加光滑。镍层施加在铜箔片的两侧上以便形成导电结构。镍层最好包括镍或镍合金，该合金包括例如锌、黄铜、铬、镍、铝、不锈钢、铁、金、银、钛及其组合和合金。镍层可通过例如电解沉积、电镀、溅射或无电镀覆的任何传统方法施加在铜箔片上。在优选实施例中，镍层通过电解沉积进行沉积。镍层的厚度按照每个特定应用来变化。在优选的实施例中，镍层具有从大约0.1μm到大约5μm的厚度，优选为从大约0.2μm到大约2μm的厚度，并且最优选为从大约0.4μm到大约0.6μm的厚度。这可以通过使用Watt镍、氨基碘酸镍的水溶液、氯化镍和硼酸或其他可溶性镍阳极相结合的公知镀覆溶液来实现。镀覆时间和电流密度将随着化学和所需沉积厚度来变化。包括其每侧施加有镍层的铜箔片的本专利技术导电衬底对于电极和无源电子器件来说是有用的。这种平面式无源器件将嵌置在印刷电路板或集成晶片封装件中。这些器件通过在镍上施加适当的附加层来制造。附加层的特性取决于将要制造的是否是电容器、电阻器或感应器器件。为了形成所述无源器件中的一种器件，在适当厚度的薄镍层已经沉积在铜箔片表面之后，附加层施加在一个或两个镍层上。附加层的组分将确定其功能，即电容器、电阻器或感应器。适当的附加层可包括一个或两个镍层上的金属、聚合物、陶瓷及其组合。适用于形成感应器的一种优选材料是NiFe。适用于形成电容器的材料不唯一地包括热塑聚合物和热固聚合物，例如环氧树脂、聚酰亚胺、Teflon和聚酯。一对涂覆有聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电衬底，其包括具有相对表面的铜箔片，其中相对表面之一或两者任选地经过电化抛光处理、机械抛光处理或粗糙化处理；以及每个相对表面具有镍层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JA安德雷萨基斯，EC斯科鲁普斯基，W赫尔里克，MD沃德里，
申请(专利权)人：奥克三井有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]