(57)【要約】【課題】  抵抗層の表面抵抗、抵抗偏差、及び抵抗変化率などが最適化された印刷回路基板用抵抗積層導電体及びその製造方法、並びに印刷回路基板を提供する。【解決手段】  本発明による印刷回路基板用抵抗積層導電体は、銅箔と、該銅箔の一面に備えられた抵抗層とを含み、前記抵抗層が、熱処理後の表面抵抗が２０〜２００Ω／ｓｑ、熱処理後の表面抵抗の偏差が５％以下、熱処理前後の抵抗変化率が３％以下であり、不純物として硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、及び鉄（Ｆｅ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上が原子総量基準で５０００ｐｐｍ以下含まれ、前記不純物の偏差が２０％未満であり、厚さ偏差が５％以下であることを特徴とする。【選択図】      図１
2009177180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅箔と、該銅箔の一面に備えられた抵抗層と、を含む印刷回路基板用抵抗積層導電体において、
前記抵抗層は、
熱処理後の表面抵抗が２０〜２００Ω／ｓｑ、熱処理後の表面抵抗の偏差が５％以下、熱処理前後の抵抗変化率が３％以下であり、
不純物として硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、及び鉄（Ｆｅ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上が原子総量基準で５０００ｐｐｍ以下含まれ、前記不純物の偏差が２０％未満であり、
厚さ偏差が５％以下であることを特徴とする印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項２】
前記抵抗層は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びケイ素（Ｓｉ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上からなることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項３】
前記抵抗層は、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）‐アルミニウム（Ａｌ）‐ケイ素（Ｓｉ）、またはクロム（Ｃｒ）‐酸化ケイ素（ＳｉＯ２）合金層であることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項４】
前記抵抗層または銅箔に設けられたシラン層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項５】
銅箔と、該銅箔の一面に備えられた抵抗層と、を含む印刷回路基板用抵抗積層導電体において、
前記抵抗層が、熱処理後の表面抵抗が２０〜２００Ω／ｓｑ、熱処理後の表面抵抗の偏差が５％以下、熱処理前後の抵抗変化率が３％以下であることを特徴とする印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項６】
銅箔と、該銅箔の一面に備えられた抵抗層と、を含む印刷回路基板用抵抗積層導電体において、
前記抵抗層には、不純物として硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、及び鉄（Ｆｅ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上が原子総量基準で５０００ｐｐｍ以下含まれたことを特徴とする印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項７】
前記不純物の偏差が２０％未満であることを特徴とする請求項６に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項８】
前記抵抗層は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びケイ素（Ｓｉ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上からなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項９】
前記抵抗層は、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）‐アルミニウム（Ａｌ）‐ケイ素（Ｓｉ）、またはクロム（Ｃｒ）‐酸化ケイ素（ＳｉＯ２）合金層であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項１０】
前記抵抗層の厚さ偏差が５％以下であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項１１】
前記抵抗層または銅箔に設けられたシラン層をさらに含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体。
【請求項１２】
印刷回路基板用抵抗積層導電体の製造方法において、
電解銅箔を用意するステップと、
真空スパッタリングを用いて前記電解銅箔の一面に抵抗物質を蒸着して抵抗層を設けるステップと、を含むことを特徴とする印刷回路基板用抵抗積層導電体の製造方法。
【請求項１３】
前記抵抗層または電解銅箔の他面にシラン層を設けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体の製造方法。
【請求項１４】
前記抵抗層は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム、（Ａｌ）及びケイ素（Ｓｉ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上からなることを特徴とする請求項１２に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体の製造方法。
【請求項１５】
前記抵抗層は、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）‐アルミニウム（Ａｌ）‐ケイ素（Ｓｉ）、またはクロム（Ｃｒ）‐酸化ケイ素（ＳｉＯ２）合金からなることを特徴とする請求項１２に記載の印刷回路基板用抵抗積層導電体の製造方法。
【請求項１６】
ベース基板と、該ベース基板に埋め込まれ、銅箔及び該銅箔に積層された抵抗層を備えた抵抗積層導電体と、を含む印刷回路基板において、
前記抵抗層は、
熱処理後の表面抵抗が２０〜２００Ω／ｓｑ、熱処理後の表面抵抗の偏差が５％以下、熱処理前後の抵抗変化率が３％以下であり、
不純物として硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、及び鉄（Ｆｅ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上が原子総量基準で５０００ｐｐｍ以下含まれ、前記不純物の偏差が２０％未満であり、
厚さ偏差が５％以下であることを特徴とする印刷回路基板。
【請求項１７】
前記抵抗層は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びケイ素（Ｓｉ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上からなることを特徴とする請求項１６に記載の印刷回路基板。
【請求項１８】
前記抵抗層は、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）‐アルミニウム（Ａｌ）‐ケイ素（Ｓｉ）、またはクロム（Ｃｒ）‐酸化ケイ素（ＳｉＯ２）合金層であることを特徴とする請求項１６に記載の印刷回路基板。
【請求項１９】
前記抵抗積層導電体にシラン層がさらに備えられることを特徴とする請求項１６ないし請求項１８のうちいずれか１項に記載の印刷回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷回路基板（ＰＣＢ）用導電体に関し、より詳しくは、印刷回路基板に埋め込み（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）抵抗を形成するために、銅箔に薄膜の抵抗層が設けられた構造を持つ印刷回路基板用抵抗積層導電体及びその製造方法、並びに印刷回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種携帯用電子機器などに使われる印刷回路基板は、素子の高速動作や高密度化、機器の小型化などを実現するために回路配線や部品が埋込型で構成される傾向を見せている。
【０００３】
埋込型の印刷回路基板は、抵抗やキャパシタなど受動部品と集積回路（ＩＣ）などが基板自体に内蔵されて占有面積と信号干渉などを低減できる長所を持つ次世代製品であり、軽薄短小化されるＩＴ関連製品に有用に適用することができる。特に、印刷回路基板に埋め込み抵抗が形成された場合には、従来の表面実装型の抵抗が実装される位置に他の部品を配置できるため、基板の利用効率を高めることができるという長所がある。
【０００４】
印刷回路基板に埋め込み抵抗を形成するための技術として、従来は旭化学工業の炭素系埋め込みペーストを塗布する方法が広く使われた。これに関する技術としては、韓国特許公開第２００７‐７７８２３号（埋め込み抵抗を備える印刷回路基板及びその製造方法）（）公報が挙げられる。
【０００５】
ところが、埋め込みペーストを使う場合には、抵抗偏差と抵抗変化率が大きく、適用可能な印刷回路基板製品の仕様が制限的であるという短所がある。埋め込み抵抗の抵抗偏差が大きくなり過ぎると、局所的に抵抗値が小さくなり過ぎるか又は大きくなり過ぎ、所望の製品特性を具現することができず、抵抗変化率が大きければ、製品設計が困難である。
【０００６】
近年、米国のＧｏｕｌｄ社から抵抗偏差と抵抗変化率が小さい薄膜型導電体が市販され、これを用いた埋め込みＰＣＢが量産されている。しかし、この製品の場合には、表面抵抗が数十Ω／ｓｑａｒｅ（以下、「Ω／ｓｑ」と記載する）程度に過ぎない低抵抗を持つように構成された特性上、モバイル機器などに必須に使われる高低抗体の形成が不可能であるという短所がある。このように抵抗値が小さ過ぎれば、抵抗層がその役割を十分果たすことができない。一方、埋め込み抵抗の抵抗値が大き過ぎる場合には、発熱量が大きく回路損傷の危険があるため、適正抵抗値以内で表面抵抗の設計が行われねばならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許公開第２００７‐７７８２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述したような問題点に鑑みて創案されたものであり、汎用的に埋め込み抵抗値を設計できるように抵抗層の表面抵抗、抵抗偏差、及び抵抗変化率などが最適化された印刷回路基板用抵抗積層導電体及びその製造方法、並びに印刷回路基板を提供することを目的とある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述したような目的を達成するために、本発明は、銅箔と、該銅箔の一面に備えられた抵抗層とを含む印刷回路基板用抵抗積層導電体において、前記抵抗層は、熱処理後の表面抵抗が２０〜２００Ω／ｓｑ、熱処理後の表面抵抗の偏差が５％以下、熱処理前後の抵抗変化率が３％以下であり、不純物として硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、及び鉄（Ｆｅ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上を原子総量基準で５０００ｐｐｍ以下含み、前記不純物の偏差が２０％未満であり、厚さ偏差が５％以下であることを特徴とする印刷回路基板用抵抗積層導電体を開示する。
【００１０】
前記抵抗層は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びケイ素（Ｓｉ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上からなり得る。
【００１１】
代案として、前記抵抗層はニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）‐アルミニウム（Ａｌ）‐ケイ素（Ｓｉ）、またはクロム（Ｃｒ）‐酸化ケイ素（ＳｉＯ２）合金層からなり得る。
【００１２】
前記印刷回路基板用抵抗積層導電体には、シラン層がさらに備えられることが望ましい。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、電解銅箔を用意するステップと、真空スパッタリングを用いて前記電解銅箔の一面に抵抗物質を蒸着して抵抗層を設けるステップと、を含む印刷回路基板用抵抗積層導電体の製造方法が提供される。
【００１４】
本発明のさらに他の態様によれば、ベース基板と、該ベース基板に埋め込まれ、銅箔及び該銅箔に積層された抵抗層を備えた抵抗積層導電体と、を含む印刷回路基板において、前記抵抗層は、熱処理後の表面抵抗が２０〜２００Ω／ｓｑ、熱処理後の表面抵抗の偏差が５％以下、熱処理前後の抵抗変化率が３％以下であり、不純物として硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、及び鉄（Ｆｅ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上を原子総量基準で５０００ｐｐｍ以下含み、前記不純物の偏差が２０％未満であり、厚さ偏差が５％以下であることを特徴とする印刷回路基板が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、抵抗層のエッチング性、抵抗加工性、及びクラック発生防止性に優れた印刷回路基板用抵抗積層導電体が提供される。よって、設計が自在であって幅広い仕様の印刷回路基板製品に適用可能な埋め込み抵抗を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図１】本発明の望ましい実施例による印刷回路基板用抵抗積層導電体の構成を示した斜視図である。
【図２】本発明の望ましい実施例による印刷回路基板用抵抗積層導電体の適用例を示した斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
【００１８】
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００１９】
図１は、本発明の望ましい実施例による印刷回路基板用抵抗積層導電体の構成を示した斜視図である。
【００２０】
図１を参照すれば、印刷回路基板用抵抗積層導電体は、銅箔１０１と、銅箔１０１の一面に設けられた抵抗層１０２とを含む。図示されてはいないが、銅箔１０１上には銅箔１０１に接着される所定フィルムとの接着力を向上させるためにシラン層がさらに設けられ得る。
【００２１】
銅箔１０１は、一般的な電解銅箔の製造工程で製造された電解銅箔の形態で提供され、その厚さは１２〜７０μｍであることが望ましい。
【００２２】
抵抗層１０２は、銅箔１０１の一面に抵抗物質が蒸着されることで形成される。ここで、抵抗物質としてはニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びケイ素（Ｓｉ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上が採択されることができ、より望ましくはニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）‐アルミニウム（Ａｌ）‐ケイ素（Ｓｉ）、またはクロム（Ｃｒ）‐酸化ケイ素（ＳｉＯ２）合金が採択され得る。銅箔１０１の厚さを考慮すると、抵抗層１０２の厚さは１００〜２０００Åであることが望ましい。
【００２３】
抵抗層１０２は、所定熱処理後の表面抵抗が２０〜２００Ω／ｓｑであり、熱処理後の表面抵抗の偏差が５％以下であり、熱処理前後の抵抗変化率が３％以下である物性を持つ。ここで、熱処理条件としては、温度８５°Ｃ、相対湿度８５ＲＨ％で１０００時間保持することで定められ得る。
【００２４】
抵抗層１０２の表面抵抗は、通常の表面抵抗測定用４ポイントプローブ（４ｐｏｉｎｔ ｐｒｏｂｅ）を用いて、４０ポイント以上表面抵抗値を測定した平均値で決められることが望ましい。抵抗偏差は、４０ポイント以上表面抵抗値を測定したデータのうち、最大値をＭａｘ、最小値をＭｉｎとしたとき、算式（（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ））×１００によって算出される。また、抵抗変化率は抵抗層１０２に対する熱処理の前と後の表面抵抗をそれぞれＲＳ１、ＲＳ２とするとき、算式（（Ｒ Ｓ２−ＲＳ１）／ＲＳ１）×１００によって算出される。
【００２５】
抵抗層１０２には、不純物として硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、及び鉄（Ｆｅ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上が原子総量基準で５０００ｐｐｍ以下含まれ、このときの不純物偏差は２０％未満になる。ここで、不純物の含量は通常のＩＣＰ Ｍ／Ｓ機器を用いて５ポイントを測定した後、その平均値を求めて決められる。また、不純物偏差はＩＣＰ Ｍ／Ｓ機器を用いた定量分析時に、測定したデータのうち最大値をＭａｘ、最小値をＭｉｎとしたとき、算式（（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ））×１００によって算出される。
【００２６】
なお、抵抗層１０２の厚さ偏差は５％以下である。ここで、厚さ偏差は抵抗積層導電体の断面を研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）した後、厚さを測定することで算出される。
【００２７】
以上のような数値範囲を満たす抵抗積層導電体は、抵抗層１０２のエッチング性、抵抗加工性、クラック発生防止性などに優れ、埋め込み抵抗値の設計が自在であって加工中不良発生率を減らすことができる。
【００２８】
前述したような構成を持つ印刷回路基板用抵抗積層導電体は、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）ターゲットなどを備えた真空スパッタを用いて電解銅箔の一面にニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）物質を蒸着することで製造される。
【００２９】
蒸着工程において、ターゲットの種類や真空度、スパッタに印加される電圧及び電流条件を制御すれば、抵抗層物質の蒸着比率、表面抵抗値、抵抗偏差、抵抗変化率、厚さ偏差、不純物含量、不純物偏差などを調節することができる。
【００３０】
前記抵抗層物質は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びケイ素（Ｓｉ）のうち選択されたいずれか１つまたは２つ以上が採用されるか、あるいはニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）‐アルミニウム（Ａｌ）‐ケイ素（Ｓｉ）、またはクロム（Ｃｒ）‐酸化ケイ素（ＳｉＯ２）合金が採用され得る。
【００３１】
電解銅箔に抵抗層を形成した後には、前記抵抗層または電解銅箔の他面にシラン層を形成する工程がさらに行われ得る。
【００３２】
本発明によって製造された抵抗積層導電体は、例えば図２に示されたような形態で加工されて印刷回路基板に適用される。すなわち、抵抗積層導電体は、その抵抗層１０２がベース基板１００上に付着され、後続工程で埋め込まれることで印刷回路基板の埋め込み抵抗及び回路配線を提供する。なお、抵抗積層導電体の形態が図面に示されたものに限定されず、多様なパターンに設計できることは勿論である。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１は、本発明の実施例及び比較例による印刷回路基板用抵抗積層導電体の抵抗層特性を測定した結果を示した表である。  表１には、本発明の実施例及び比較例に対して印刷回路基板用抵抗積層導電体の抵抗層特性を測定した結果が示されている。表１において、エッチング性の判断は、印刷回路基板を製作するときに必須に行われるエッチング工程以後に、ニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）抵抗層のエッチングが円滑に行われず、プリプレグ基板上に残渣があるか否かをもって行った。また、抵抗加工性は抵抗値を精密調整するためにレーザー加工工程を適用できるか否かで判断し、抵抗層クラック発生防止特性は印刷回路基板の製造工程中に高温、高圧に露出したニッケル（Ｎｉ）‐クロム（Ｃｒ）薄膜抵抗層の表面に発生するクラックを抑制できるか否かで判断した。
【００３５】
表１を参照すれば、本発明の実施例１ないし実施例１３による印刷回路基板用抵抗積層導電体は、前述した抵抗層の要件を全て満たすことでエッチング性、抵抗加工性、及びクラック発生防止性が良好な特性を提供することを確認することができる。
【００３６】
一方、表１において、比較例１ないし比較例１６による印刷回路基板用抵抗積層導電体は、前述した抵抗層の要件のうち少なくとも１つを満たしていないため、エッチング性、抵抗加工性、あるいはクラック発生防止性が良くない結果を示している。
【００３７】
以下、比較例を説明するが、熱処理が完了した抵抗層の表面抵抗が２０〜２００Ω／ｓｑの上限又は下限から外れる比較例４、５、１０及び１２の場合には、抵抗加工性またはクラック発生防止性が低下することが確認できる。
【００３８】
抵抗層の熱処理後の抵抗偏差が５％を超過する比較例１、７及び１３の場合には、エッチング性が低下することが確認できる。
【００３９】
抵抗層の熱処理後の厚さ偏差が５％を超過する比較例２及び９の場合には、エッチング性またはクラック発生防止性が低下することが確認できる。
【００４０】
抵抗層の熱処理前後の抵抗変化率が３％を超過する比較例６、１１及び１５の場合には、抵抗加工性またはクラック発生防止性が低下することが確認できる。
【００４１】
また、不純物の含量が５０００ｐｐｍを超過する比較例１４の場合には、エッチング性が悪く、不純物偏差が２０％以上である比較例３、８及び１６の場合には、抵抗加工性またはクラック発生防止性が低下することが確認できる。
【００４２】
本発明による印刷回路基板用抵抗積層導電体は、表面抵抗、抵抗偏差、厚さ偏差、抵抗変化率、不純物含量、不純物偏差などの条件のうちいずれか１つのみを満たしてもエッチング性や抵抗加工性、抵抗層クラック発生防止性などが向上し得る。但し、比較例１ないし比較例１６に示されたように、本発明で提示した数値範囲から外れる因子が１つでもある場合には、最終的に抵抗層特性の低下をもたらすようになるため、全ての条件を満たすことが最も望ましい。  
以上のように、本発明がたとえ限定された実施例及び図面によって説明されたが、本発明はこれに限定されるものではく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４３】
１００    ベース基板
１０１    銅箔
１０２    抵抗層
【図１】
2009177180.tif 000004
【図２】
2009177180.tif 000005