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1 前言
随着现代通讯及电子产品向着小型化和多功能集成化方向发展，要求尽量减少组装无源元件和印制板的尺寸，同时，提升了印制板的功能性、高可靠性，以及随之而来的较低产品成本。
因此，将大量无源元件埋入到印制板中，使印制板组装后的部件具有下述诸多优点：
（1）促进印制板朝着高密度化方向发展。
由于非埋入式的无源元件，不仅占据着印制板装联的很大数量，而且，还占据着印制板的大量空间。
其次，由于无源元件的埋入，可促使无源元件所需的导通孔大量减少，连接导线减少和缩短，消除了不少无源元件的连接焊盘。
因此，随着无源元件的埋置，不仅可增加印制板设计的布线自由度，而且可以减少布线量和缩短布线长度，实现印制板的高密度化、印制板尺寸的小型化。
（2）提高了印制板装联的可靠性。
将无源元件埋置于印制板内部，可明显提高印制板装联的可靠性，其间的理由主要基于下述两方面：
其一，无源元件的埋入，减少了大量的印制板板面的焊接点，从而提高了可靠性。一般来说，无源元件的焊接点约占印制板全部焊接点的25%，因而减少焊接点就意味着由于焊接点而引起的故障率得以大大降低了，所以提高了印制板装联的可靠性。
其二，无源元件的埋入，使其受到有效保护，从而提高了可靠性。由于无源元件是整体被埋入到印制板内部，而不像分立无源元件用引脚借助焊接于印制板板面的连接焊盘上，因此，不会担心受到大气中湿气、有害气体的侵蚀，而降低或损坏无源元件，所以提高了印制板装联的可靠性。
（3）改善了印制板组装件的电气性能。
将无源元件埋置于印制板内部，可以明显改善电子互连的电气性能，主要体现在如下两个方面：
一方面，无源元件的埋入，消除了离散无源元件所需要的焊盘、金属化孔、导线、和自身的引脚焊接后所形成的回路。任何这样的一个回路，将不可避免的产生寄生效应，消除这部分引起的寄生效应，无疑将提高印制板组装的电气性能。
另一方面，无源元件的埋入，提高了无源元件功能的稳定性，减小了无源元件功能失效率。由于将无源元件埋置于印制板内部，从而使其处于四周保护的密闭环境中，因此不会受到大气中的湿气，或有害气体的浸蚀损坏或改变其功能值，最终，保证了埋入无源元件的功能值处于极为稳定的状态，确保了印制板组件中的信号传输有更好的一致性和完整性。
本文将要介绍的一种平面电阻新材料——TCR薄膜电阻，是类似于目前风头正劲的Ohmega公司提供的Ohmega-Ply膜电阻材料，由Ticer公司研制生产。
2 TCR薄膜电阻
TCR薄膜电阻铜箔被研发推向市场，可满足日益增长的电子设备高速度、高密度装联的挑战。将无源元件TCR电阻铜箔一体化埋入印制线路板，不仅可以快速可靠提升电气性能，而且提供给设计者所需要之优势。
TCR技术，将源自半导体工业之优良特性材料，与借助专利性真空金属化沉积技术而获得之特定铜箔结合，成功实现了TCR薄膜电阻铜箔的制造，为设计人员及印制线路制造者提供了卓越的解决方案。
用以实现TCR专用电阻铜箔的真空金属化腔体示意如下图1。
将电阻材料通过“卷到卷”真空沉积技术，应用于铜箔的粗糙面，针对于所有树脂体系，TCR能提供有增强之粘结性能，该电阻材料层之组成一致且沉积厚度均匀，从而确保了设计及对应制造之稳定一致的结果。
用以实现TCR专用电阻铜箔制造的真空金属化腔体示意如下图2。
表面电阻具有等方性，对于大多数的电阻阻值，卷与卷之间的差异小于5%，电阻层薄膜厚度范围从0.01微米到0.1微米。
TCR薄膜电阻铜箔中，铜箔非光滑面沉积电阻层示意，如下图3所示。
TCR技术选用之等级3的铜箔是为高端应用而专门选择的，该等级3铜箔对于温度的提升，显示出极佳的延展性能，而且具有抵抗金属化孔边缘应力的能力，无金属化孔热应力所致之拐角铜层断裂。这些特性，确保了埋置电阻设计的可靠性，使热及机械隔离之设计需要最小化。
目前，TCR铜箔已经成功获得了商业性应用，其制造企业Ticer公司，位于美国亚利桑那州，被大量印制板制造企业试验证实其电阻材料的一致性，及应用之可靠性能。通过Ticer网站，可以为相关设计人员及制造者，提供包括有设计指南、电阻阻值计算器、以及制造工艺指南等相关信息。?
3 TCR薄膜电阻性能总览
TCR薄膜电阻，属Ticer公司专利性产品，根据所选用铜箔沉积金属合金材料的不同，分为镍铬合金、镍铬铝硅合金、以及铬硅氧合金等三种电阻，其各自规格如下表：
至于上述电阻材料，其研发产品之性能总览如下：
（1）多功能性
TCR针对于多种树脂体系的应用，提供有不同类型的电阻材料。当采用标准化、高性能、无铅化、以及特选树脂体系时，通过TCR的最优化技术，可以获得其最高性能。
（2）均匀一致性
电阻层的厚度，通过专利性真空金属化沉积工艺技术，使其能获得精密控制。精确真空金属化沉积目标，确保了沉积合金组成的一致性，导致可能出现的电阻变化最小化。该类型电阻具有等方特性，因此与机械设备、铜箔的纹理方向，或电阻层材料无关。
（3）产品性能和预见性
Ticer技术，竭尽所能，控制着TCR铜箔于层压过程中的变化，该变化属于特殊层压材料以及层压条件所致。可预见性，确保了该产品能提供给我们的客户，各种不同批次产品及不同薄片产品之间的一致性。
（4）更佳的电阻阻值公差
最终获得的蚀刻公差，得益于TCR的薄且均匀一致的电阻层材料。当需要获得更高精度公差电阻值时，通过借助于激光修整技术，TCR能被精确消除。
（5）减少制程步骤
TCR之镍铬电阻合金，通过去除分隔电阻层蚀刻需要，减少了制程步骤。借助于氨性蚀刻剂，TCR能被首先蚀刻于二价铜氯化物蚀刻液中。利用双重处理铜，消除了对层压板材料的预清洗处理和氧化物处理需求。 （6）极好的热稳定性
为人们所熟知，镍铬合金、镍铬铝硅合金、以及铬硅氧合金，在连续载荷和热处理情况下，仍然具有极好的热稳定特性。该类型材料，能经受住多重热处理，例如无铅化回流焊接，并能使电阻阻值变化最小化，从而确保获得长期的可靠性。TCR电阻合金的热稳定性，使其为设计人员所青睐，被选择用于苛求热稳定性需求的场合。
4 TCR薄膜电阻制造指南
4.1 镍铬合金电阻图形制作
镍铬合金铜箔电阻图形的制作步骤，如下图4所示。
镍铬电阻材料，借助于多种化学处理，可以被选择性去除，从而获得洁净的、精确定义的电阻。大多数印制线路制造商，选用酸性蚀刻剂，最常见的有酸性氯化铜，针对于最初的图形转移，最终获得对电阻层宽度的确定。至于第二蚀刻步骤，是用来确定电阻的长度，这要求选用不同的化学处理，在确保铜被去除的同时，不会造成电阻层材料的蚀刻或降级。最终获得的镍铬电阻材料层，将显示出的是一个亚光灰色表面电阻图形。上述电阻制作制程，在对某些相关方面进行考量的基础上，能被完全实施控制。
（1）对于将要进行的电阻定义制程，首先要考虑的是保证选用适当的化学处理方式。商业运用之酸性氯化铜蚀刻液，或碱性氯化铜蚀刻液，均可被推荐用于电阻宽度定义时的铜去除。此种铜蚀刻化学过程，须保证铜的侧向蚀刻影响最小。
（2）第二个需考虑的是保证选用合适的化学制程，用来进行电阻宽度定义过程中对镍铬材料的处理。通过选用由浓缩盐酸和高锰酸钾所组成的溶液，来实施对镍铬材料去除，是一个不错的首选方案之一。该制程的实施，既能有效去除镍铬层，又能使铜和镍铬层合计之金属层的侧向蚀刻最小化。
（3）第三个需考虑的是，选择何种适合的化学手段，选择性地将电阻材料表面的铜去除，最终定义出电阻的长度。商业用碱性氯化铜蚀刻剂，是一个首选的化学制程选择。该碱性氯化铜蚀刻溶液，能选择性地去除铜，同时对铜去除后留下的电阻层完好无损。
（4）最后需考虑的问题是，选用的蚀刻制程，如何实施才能保证其正确有效。铜层和镍铬层的去除，可以选用喷淋室或浸泡槽的方式进行。其中，喷淋室蚀刻制程可首选，确保获得更好的蚀刻速率控制和线路定义。当然了，蚀刻液温度和蚀刻液停留时间，也是获得最佳解决方案的因素，需加以考虑。
具体电阻图形制作之蚀刻制程参数如下表所示。
表中所述高锰酸钾电阻蚀刻溶液、以及中和溶液的配制方法简述如下：
① 高锰酸钾电阻蚀刻溶液的配制：
对于配制一个10加仑的酸性电阻蚀刻溶液，首先在室温（25?C）条件下，于一个10加仑的容器内加入5加仑的去离子水，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入3407克高锰酸钾，最后补充添加去离子水至10加仑即可。在持续一致的搅拌条件下，用盐酸将溶液的PH值调至2.3（大约加入盐酸量为5克/升），加热升温至120?F。当溶液充分使用后，需维持溶液的PH值符合制程要求。
注意：当溶液处于加热过程，可选用移液管，将药液直接添加至溶液的底部，从而消除可能发生的化学反应。
② 中和溶液的配制：
对于配制10加仑的中和溶液，首先在室温（25?C）条件下，将5加仑的去离子水放入一个10加仑的容器内，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入946克草酸，最后补充添加去离子水至10加仑即可。
（5）电阻蚀刻制程关注事项
① 蚀刻时间，依赖于表面电阻的阻值大小（表面电阻越小，镍铬合金层厚度越厚）。
② 对于低方阻的镍铬合金材料，反复浸泡印制板于蚀刻2溶液、中和溶液、以及随后之漂洗，从而加快蚀刻电阻层的进行。
③ 提高溶液温度，可以加快蚀刻速率。然而，对于90克/升的高锰酸钾溶液，由于水蒸发，将导致高锰酸钾的较快盐析发生。
④ 降低高锰酸钾溶液的浓度，并不能显著降低蚀刻速率。然而，低浓度的高锰酸钾溶液，对于未被抗蚀刻剂所覆盖的铜表面，将会产生轻微蚀刻或氧化。
⑤ 浓度较高的高锰酸钾溶液，不会蚀刻或氧化铜箔的光亮面。但是，高浓度的高锰酸钾溶液将会蚀刻掉反转铜箔的处理面，当其未被抗蚀刻剂所覆盖之情况下。
4.2 铬硅氧合金电阻图形制作
铬硅氧合金电阻材料，借助于多种化学处理，可以被选择性去除，从而获得洁净的、精确定义的电阻。大多数印制线路制造商，选用酸性蚀刻剂，最常见的有酸性氯化铜，针对于最初的图形转移，最终获得对电阻层宽度的确定。至于第二蚀刻步骤，是用来确定电阻的长度，这要求选用不同的化学处理，在确保铜被去除的同时，不会造成电阻层材料的蚀刻或降级。最终获得的铬硅氧合金电阻材料层，将显示出的是一个亚光灰色表面电阻图形。上述电阻制作制程，在对某些相关方面进行考量的基础上，能被完全实施控制。
铬硅氧合金铜箔电阻图形的制作步骤，参见下图5所示。
此外，针对于铬硅氧合金铜箔电阻图形的制作，还必须关注于下述几方面：
（1）对于将要进行的电阻定义制程，首先要考虑的是保证选用适当的化学处理方式。商业运用之酸性氯化铜蚀刻液，或碱性氯化铜蚀刻液，均可被推荐用于电阻宽度定义时的铜去除。此种铜蚀刻化学过程，须保证铜的侧向蚀刻影响最小。
（2）第二个需考虑的是保证选用合适的化学制程，用来进行电阻宽度定义过程中对铬硅氧合金材料的处理。通过选用由浓缩氢氧化钠和高锰酸钾所组成的溶液，来实施对铬硅氧合金材料去除，是一个不错的首选方案之一。该制程的实施，既能有效去除铬硅氧合金层，又能使铜和铬硅氧合金层合计之金属层的侧向蚀刻最小化。
（3）第三个需考虑的是，选择何种适合的化学手段，选择性地将电阻材料表面的铜去除，最终定义出电阻的长度。商业用碱性氯化铜蚀刻剂，是一个首选的化学制程选择。该碱性氯化铜蚀刻溶液，能选择性地去除铜，同时对铜去除后留下的电阻层完好无损。
（4）最后需考虑的问题是，选用的蚀刻制程，如何实施才能保证其正确有效。铜层和铬硅氧合金层的去除，可以选用喷淋室或浸泡槽的方式进行。其中，喷淋室蚀刻制程可首选，确保获得更好的蚀刻速率控制和线路定义。当然了，蚀刻液温度和蚀刻液停留时间，也是获得最佳解决方案的因素，需加以考虑。 （5）电阻蚀刻制程关注事项
① 蚀刻时间，依赖于表面电阻特性，以及电阻图形尺寸。
② 对于低方阻的铬硅氧合金材料，反复浸泡印制板于蚀刻2溶液、中和溶液、以及随后之漂洗，从而加快蚀刻电阻层的进行。
③ 提高溶液温度，可以加快蚀刻速率。然而，对于60克/升的高锰酸钾溶液，由于水蒸发，将导致高锰酸钾的较快盐析发生。
④ 降低高锰酸钾溶液的浓度，并不能显著降低蚀刻速率。然而，低浓度的高锰酸钾溶液，对于未被抗蚀刻剂所覆盖的铜表面，将会产生轻微蚀刻或氧化。
⑤ 浓度较高的高锰酸钾溶液，不会蚀刻或氧化铜箔的光亮面。但是，高浓度的高锰酸钾溶液将会蚀刻掉反转铜箔的处理面，当其未被抗蚀刻剂所覆盖之情况下。
铜及铬硅氧电阻材料的去除制作之蚀刻制程参数如下表所示。
表中所述高锰酸钾电阻蚀刻溶液、以及中和溶液的配制方法简述如下：
① 高锰酸钾电阻蚀刻溶液的配制：
对于配制一个10加仑的碱性电阻蚀刻溶液，首先在室温（25?C）条件下，于一个10加仑的容器内加入5加仑的去离子水，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入1514克高锰酸钾，最后补充添加去离子水至10加仑即可。在持续一致的搅拌条件下，用氢氧化钠将溶液的PH值调至9.5，加热升温至120?F。当溶液充分使用后，需维持溶液的PH值符合制程要求。
注意：当溶液处于加热过程，可选用移液管，将药液直接添加至溶液的底部，从而消除可能发生的化学反应。
② 中和溶液的配制：
对于配制10加仑的中和溶液，首先在室温（25?C）条件下，将5加仑的去离子水放入一个10加仑的容器内，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入946克草酸，最后补充添加去离子水至10加仑即可。
4.3 镍铬铝硅合金电阻图形制作
镍铬铝硅合金电阻材料，借助于多种化学处理，可以被选择性去除，从而获得洁净的、精确定义的电阻。大多数印制线路制造商，选用酸性蚀刻剂，最常见的有酸性氯化铜，针对于最初的图形转移，最终获得对电阻层宽度的确定。至于第二蚀刻步骤，是用来确定电阻的长度，这要求选用不同的化学处理，在确保铜被去除的同时，不会造成电阻层材料的蚀刻或降级。最终获得的镍铬铝硅合金电阻材料层，将显示出的是一个亚光灰色表面电阻图形。上述电阻制作制程，在对某些相关方面进行考量的基础上，能被完全实施控制。
镍铬铝硅合金铜箔电阻图形的制作工序，参见下图6所示。
纵观上述电阻蚀刻工序，需要考虑的因素，有以下诸方面：
（1）对于将要进行的电阻定义制程，首先要考虑的是保证选用适当的化学处理方式。商业运用之酸性氯化铜蚀刻液，或碱性氯化铜蚀刻液，均可被推荐用于电阻宽度定义时的铜去除。此种铜蚀刻化学过程，须保证铜的侧向蚀刻影响最小。
（2）第二个需考虑的是保证选用合适的化学制程，用来进行电阻宽度定义过程中对镍铬铝硅合金材料的处理。通过选用由浓缩盐酸和高锰酸钾所组成的溶液，来实施对镍铬铝硅合金材料去除，是一个不错的首选方案之一。该制程的实施，既能有效去除镍铬铝硅合金层，又能使铜和镍铬铝硅合金层合计之金属层的侧向蚀刻最小化。
（3）第三个需考虑的是，选择何种适合的化学手段，选择性地将电阻材料表面的铜去除，最终定义出电阻的长度。商业用碱性氯化铜蚀刻剂，是一个首选的化学制程选择。该碱性氯化铜蚀刻溶液，能选择性地去除铜，同时对铜去除后留下的电阻层完好无损。
（4）最后需考虑的问题是，选用的蚀刻制程，如何实施才能保证其正确有效。铜层和镍铬铝硅合金层的去除，可以选用喷淋室或浸泡槽的方式进行。其中，喷淋室蚀刻制程可首选，确保获得更好的蚀刻速率控制和线路定义。当然了，蚀刻液温度和蚀刻液停留时间，也是获得最佳解决方案的因素，需加以考虑。
具体之镍铬铝硅合金电阻图形制作蚀刻制程参数如下表所示。
表中所述高锰酸钾电阻蚀刻溶液、以及中和溶液的配制方法简述如下：
① 高锰酸钾电阻蚀刻溶液的配制：
对于配制一个10加仑的酸性电阻蚀刻溶液，首先在室温（25?C）条件下，于一个10加仑的容器内加入5加仑的去离子水，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入3407克高锰酸钾，最后补充添加去离子水至10加仑即可。在持续一致的搅拌条件下，用盐酸将溶液的PH值调至2.3（大约加入盐酸量为5克/升），加热升温至120?F。当溶液充分使用后，需维持溶液的PH值符合制程要求。
注意：当溶液处于加热过程，可选用移液管，将药液直接添加至溶液的底部，从而消除可能发生的化学反应。
② 中和溶液的配制：
对于配制10加仑的中和溶液，首先在室温（25?C）条件下，将5加仑的去离子水放入一个10加仑的容器内，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入946克草酸，最后补充添加去离子水至10加仑即可。
（5）电阻蚀刻制程关注事项主要有下述几点：
① 蚀刻时间，依赖于表面电阻的阻值大小（表面电阻越小，镍铬铝硅合金层厚度越厚）。
② 对于低方阻的镍铬铝硅合金材料，反复浸泡印制板于蚀刻2溶液、中和溶液、以及随后之漂洗，从而加快蚀刻电阻层的进行。
③ 提高溶液温度，可以加快蚀刻速率。然而，对于90克/升的高锰酸钾溶液，由于水蒸发，将导致高锰酸钾的较快盐析发生。
④ 降低高锰酸钾溶液的浓度，并不能显著降低蚀刻速率。然而，低浓度的高锰酸钾溶液，对于未被抗蚀刻剂所覆盖的铜表面，将会产生轻微蚀刻或氧化。
⑤ 浓度较高的高锰酸钾溶液，不会蚀刻或氧化铜箔的光亮面。但是，高浓度的高锰酸钾溶液将会蚀刻掉反转铜箔的处理面，当其未被抗蚀刻剂所覆盖之情况下。
5 TCR薄膜电阻多层化应用
TCR薄膜电阻技术，被用来替代高分子厚膜电阻技术，广泛应用于多层印制板的埋置元件设计，究其理由，主要是其免除装联的可靠性、电气性能、设计适应性、以及成熟的印制电路制作技术。
下图7给出了一种选用TCR薄膜电阻材料，结合相关组件之多层印制板设计示意，借助于前述详细介绍之相关薄膜电阻材料的图形制作技术，为该类薄膜电阻的应用推广，奠定了坚实的基础。
TCR薄膜电阻之设计图形，按照相关电阻图形制作制程实施后，其所获得之电阻图形参见下图8所示。
另外，下图9还给出了选用镍铬合金电阻材料，制作成设计所需电路图形后，借助金相切片法，展示出其具体结构的示意图。
其中，该镍铬合金电阻膜覆铜箔层压板的具体规格指标如下：
铜箔厚度为18微米；
平面膜电阻为：25欧姆 /。
6 结束语
随着半导体工业的新发展，带来了更高的I/0数需求，对应之要求更小的封装技术，因而推动了采用新的印制板设计规则和新型印制板技术的发展。
为此，印制板制造商将面临着采用新的材料、新的制造技术等一系列问题的挑战，将无源元件如电阻集成到印制板的内部，与新一代封装技术一起推动电子工业的进步。
另外，随着数字信号和高频信号传输速度的进一步提升，对印制板中埋入无源元件的要求将会越来越多，不仅是单一埋入无源元件，而且是全埋入无源元件。
有研究证实，埋入无源元件之薄膜电阻的多层板经过热冲击、热循环、温湿度循环、静电位、震动等一系列试验，均表明在印制板中埋入无源元件之薄膜电阻，比起在印制板上通孔插装和表面贴装，有更佳的可靠性。
本文介绍的Ticer公司生产的TCR平面电阻新材料，正如目前风花雪月的Ohmega公司提供的Ohmega-Ply膜电阻材料一样，由于其自身各种性能的优异性，将会给设计用膜电阻材料提供更多的选择空间，前景广阔。
随着现代通讯及电子产品向着小型化和多功能集成化方向发展，要求尽量减少组装无源元件和印制板的尺寸，同时，提升了印制板的功能性、高可靠性，以及随之而来的较低产品成本。
因此，将大量无源元件埋入到印制板中，使印制板组装后的部件具有下述诸多优点：
（1）促进印制板朝着高密度化方向发展。
由于非埋入式的无源元件，不仅占据着印制板装联的很大数量，而且，还占据着印制板的大量空间。
其次，由于无源元件的埋入，可促使无源元件所需的导通孔大量减少，连接导线减少和缩短，消除了不少无源元件的连接焊盘。
因此，随着无源元件的埋置，不仅可增加印制板设计的布线自由度，而且可以减少布线量和缩短布线长度，实现印制板的高密度化、印制板尺寸的小型化。
（2）提高了印制板装联的可靠性。
将无源元件埋置于印制板内部，可明显提高印制板装联的可靠性，其间的理由主要基于下述两方面：
其一，无源元件的埋入，减少了大量的印制板板面的焊接点，从而提高了可靠性。一般来说，无源元件的焊接点约占印制板全部焊接点的25%，因而减少焊接点就意味着由于焊接点而引起的故障率得以大大降低了，所以提高了印制板装联的可靠性。
其二，无源元件的埋入，使其受到有效保护，从而提高了可靠性。由于无源元件是整体被埋入到印制板内部，而不像分立无源元件用引脚借助焊接于印制板板面的连接焊盘上，因此，不会担心受到大气中湿气、有害气体的侵蚀，而降低或损坏无源元件，所以提高了印制板装联的可靠性。
（3）改善了印制板组装件的电气性能。
将无源元件埋置于印制板内部，可以明显改善电子互连的电气性能，主要体现在如下两个方面：
一方面，无源元件的埋入，消除了离散无源元件所需要的焊盘、金属化孔、导线、和自身的引脚焊接后所形成的回路。任何这样的一个回路，将不可避免的产生寄生效应，消除这部分引起的寄生效应，无疑将提高印制板组装的电气性能。
另一方面，无源元件的埋入，提高了无源元件功能的稳定性，减小了无源元件功能失效率。由于将无源元件埋置于印制板内部，从而使其处于四周保护的密闭环境中，因此不会受到大气中的湿气，或有害气体的浸蚀损坏或改变其功能值，最终，保证了埋入无源元件的功能值处于极为稳定的状态，确保了印制板组件中的信号传输有更好的一致性和完整性。
本文将要介绍的一种平面电阻新材料——TCR薄膜电阻，是类似于目前风头正劲的Ohmega公司提供的Ohmega-Ply膜电阻材料，由Ticer公司研制生产。
2 TCR薄膜电阻
TCR薄膜电阻铜箔被研发推向市场，可满足日益增长的电子设备高速度、高密度装联的挑战。将无源元件TCR电阻铜箔一体化埋入印制线路板，不仅可以快速可靠提升电气性能，而且提供给设计者所需要之优势。
TCR技术，将源自半导体工业之优良特性材料，与借助专利性真空金属化沉积技术而获得之特定铜箔结合，成功实现了TCR薄膜电阻铜箔的制造，为设计人员及印制线路制造者提供了卓越的解决方案。
用以实现TCR专用电阻铜箔的真空金属化腔体示意如下图1。
将电阻材料通过“卷到卷”真空沉积技术，应用于铜箔的粗糙面，针对于所有树脂体系，TCR能提供有增强之粘结性能，该电阻材料层之组成一致且沉积厚度均匀，从而确保了设计及对应制造之稳定一致的结果。
用以实现TCR专用电阻铜箔制造的真空金属化腔体示意如下图2。
表面电阻具有等方性，对于大多数的电阻阻值，卷与卷之间的差异小于5%，电阻层薄膜厚度范围从0.01微米到0.1微米。
TCR薄膜电阻铜箔中，铜箔非光滑面沉积电阻层示意，如下图3所示。
TCR技术选用之等级3的铜箔是为高端应用而专门选择的，该等级3铜箔对于温度的提升，显示出极佳的延展性能，而且具有抵抗金属化孔边缘应力的能力，无金属化孔热应力所致之拐角铜层断裂。这些特性，确保了埋置电阻设计的可靠性，使热及机械隔离之设计需要最小化。
目前，TCR铜箔已经成功获得了商业性应用，其制造企业Ticer公司，位于美国亚利桑那州，被大量印制板制造企业试验证实其电阻材料的一致性，及应用之可靠性能。通过Ticer网站，可以为相关设计人员及制造者，提供包括有设计指南、电阻阻值计算器、以及制造工艺指南等相关信息。?
3 TCR薄膜电阻性能总览
TCR薄膜电阻，属Ticer公司专利性产品，根据所选用铜箔沉积金属合金材料的不同，分为镍铬合金、镍铬铝硅合金、以及铬硅氧合金等三种电阻，其各自规格如下表：
至于上述电阻材料，其研发产品之性能总览如下：
（1）多功能性
TCR针对于多种树脂体系的应用，提供有不同类型的电阻材料。当采用标准化、高性能、无铅化、以及特选树脂体系时，通过TCR的最优化技术，可以获得其最高性能。
（2）均匀一致性
电阻层的厚度，通过专利性真空金属化沉积工艺技术，使其能获得精密控制。精确真空金属化沉积目标，确保了沉积合金组成的一致性，导致可能出现的电阻变化最小化。该类型电阻具有等方特性，因此与机械设备、铜箔的纹理方向，或电阻层材料无关。
（3）产品性能和预见性
Ticer技术，竭尽所能，控制着TCR铜箔于层压过程中的变化，该变化属于特殊层压材料以及层压条件所致。可预见性，确保了该产品能提供给我们的客户，各种不同批次产品及不同薄片产品之间的一致性。
（4）更佳的电阻阻值公差
最终获得的蚀刻公差，得益于TCR的薄且均匀一致的电阻层材料。当需要获得更高精度公差电阻值时，通过借助于激光修整技术，TCR能被精确消除。
（5）减少制程步骤
TCR之镍铬电阻合金，通过去除分隔电阻层蚀刻需要，减少了制程步骤。借助于氨性蚀刻剂，TCR能被首先蚀刻于二价铜氯化物蚀刻液中。利用双重处理铜，消除了对层压板材料的预清洗处理和氧化物处理需求。 （6）极好的热稳定性
为人们所熟知，镍铬合金、镍铬铝硅合金、以及铬硅氧合金，在连续载荷和热处理情况下，仍然具有极好的热稳定特性。该类型材料，能经受住多重热处理，例如无铅化回流焊接，并能使电阻阻值变化最小化，从而确保获得长期的可靠性。TCR电阻合金的热稳定性，使其为设计人员所青睐，被选择用于苛求热稳定性需求的场合。
4 TCR薄膜电阻制造指南
4.1 镍铬合金电阻图形制作
镍铬合金铜箔电阻图形的制作步骤，如下图4所示。
镍铬电阻材料，借助于多种化学处理，可以被选择性去除，从而获得洁净的、精确定义的电阻。大多数印制线路制造商，选用酸性蚀刻剂，最常见的有酸性氯化铜，针对于最初的图形转移，最终获得对电阻层宽度的确定。至于第二蚀刻步骤，是用来确定电阻的长度，这要求选用不同的化学处理，在确保铜被去除的同时，不会造成电阻层材料的蚀刻或降级。最终获得的镍铬电阻材料层，将显示出的是一个亚光灰色表面电阻图形。上述电阻制作制程，在对某些相关方面进行考量的基础上，能被完全实施控制。
（1）对于将要进行的电阻定义制程，首先要考虑的是保证选用适当的化学处理方式。商业运用之酸性氯化铜蚀刻液，或碱性氯化铜蚀刻液，均可被推荐用于电阻宽度定义时的铜去除。此种铜蚀刻化学过程，须保证铜的侧向蚀刻影响最小。
（2）第二个需考虑的是保证选用合适的化学制程，用来进行电阻宽度定义过程中对镍铬材料的处理。通过选用由浓缩盐酸和高锰酸钾所组成的溶液，来实施对镍铬材料去除，是一个不错的首选方案之一。该制程的实施，既能有效去除镍铬层，又能使铜和镍铬层合计之金属层的侧向蚀刻最小化。
（3）第三个需考虑的是，选择何种适合的化学手段，选择性地将电阻材料表面的铜去除，最终定义出电阻的长度。商业用碱性氯化铜蚀刻剂，是一个首选的化学制程选择。该碱性氯化铜蚀刻溶液，能选择性地去除铜，同时对铜去除后留下的电阻层完好无损。
（4）最后需考虑的问题是，选用的蚀刻制程，如何实施才能保证其正确有效。铜层和镍铬层的去除，可以选用喷淋室或浸泡槽的方式进行。其中，喷淋室蚀刻制程可首选，确保获得更好的蚀刻速率控制和线路定义。当然了，蚀刻液温度和蚀刻液停留时间，也是获得最佳解决方案的因素，需加以考虑。
具体电阻图形制作之蚀刻制程参数如下表所示。
表中所述高锰酸钾电阻蚀刻溶液、以及中和溶液的配制方法简述如下：
① 高锰酸钾电阻蚀刻溶液的配制：
对于配制一个10加仑的酸性电阻蚀刻溶液，首先在室温（25?C）条件下，于一个10加仑的容器内加入5加仑的去离子水，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入3407克高锰酸钾，最后补充添加去离子水至10加仑即可。在持续一致的搅拌条件下，用盐酸将溶液的PH值调至2.3（大约加入盐酸量为5克/升），加热升温至120?F。当溶液充分使用后，需维持溶液的PH值符合制程要求。
注意：当溶液处于加热过程，可选用移液管，将药液直接添加至溶液的底部，从而消除可能发生的化学反应。
② 中和溶液的配制：
对于配制10加仑的中和溶液，首先在室温（25?C）条件下，将5加仑的去离子水放入一个10加仑的容器内，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入946克草酸，最后补充添加去离子水至10加仑即可。
（5）电阻蚀刻制程关注事项
① 蚀刻时间，依赖于表面电阻的阻值大小（表面电阻越小，镍铬合金层厚度越厚）。
② 对于低方阻的镍铬合金材料，反复浸泡印制板于蚀刻2溶液、中和溶液、以及随后之漂洗，从而加快蚀刻电阻层的进行。
③ 提高溶液温度，可以加快蚀刻速率。然而，对于90克/升的高锰酸钾溶液，由于水蒸发，将导致高锰酸钾的较快盐析发生。
④ 降低高锰酸钾溶液的浓度，并不能显著降低蚀刻速率。然而，低浓度的高锰酸钾溶液，对于未被抗蚀刻剂所覆盖的铜表面，将会产生轻微蚀刻或氧化。
⑤ 浓度较高的高锰酸钾溶液，不会蚀刻或氧化铜箔的光亮面。但是，高浓度的高锰酸钾溶液将会蚀刻掉反转铜箔的处理面，当其未被抗蚀刻剂所覆盖之情况下。
4.2 铬硅氧合金电阻图形制作
铬硅氧合金电阻材料，借助于多种化学处理，可以被选择性去除，从而获得洁净的、精确定义的电阻。大多数印制线路制造商，选用酸性蚀刻剂，最常见的有酸性氯化铜，针对于最初的图形转移，最终获得对电阻层宽度的确定。至于第二蚀刻步骤，是用来确定电阻的长度，这要求选用不同的化学处理，在确保铜被去除的同时，不会造成电阻层材料的蚀刻或降级。最终获得的铬硅氧合金电阻材料层，将显示出的是一个亚光灰色表面电阻图形。上述电阻制作制程，在对某些相关方面进行考量的基础上，能被完全实施控制。
铬硅氧合金铜箔电阻图形的制作步骤，参见下图5所示。
此外，针对于铬硅氧合金铜箔电阻图形的制作，还必须关注于下述几方面：
（1）对于将要进行的电阻定义制程，首先要考虑的是保证选用适当的化学处理方式。商业运用之酸性氯化铜蚀刻液，或碱性氯化铜蚀刻液，均可被推荐用于电阻宽度定义时的铜去除。此种铜蚀刻化学过程，须保证铜的侧向蚀刻影响最小。
（2）第二个需考虑的是保证选用合适的化学制程，用来进行电阻宽度定义过程中对铬硅氧合金材料的处理。通过选用由浓缩氢氧化钠和高锰酸钾所组成的溶液，来实施对铬硅氧合金材料去除，是一个不错的首选方案之一。该制程的实施，既能有效去除铬硅氧合金层，又能使铜和铬硅氧合金层合计之金属层的侧向蚀刻最小化。
（3）第三个需考虑的是，选择何种适合的化学手段，选择性地将电阻材料表面的铜去除，最终定义出电阻的长度。商业用碱性氯化铜蚀刻剂，是一个首选的化学制程选择。该碱性氯化铜蚀刻溶液，能选择性地去除铜，同时对铜去除后留下的电阻层完好无损。
（4）最后需考虑的问题是，选用的蚀刻制程，如何实施才能保证其正确有效。铜层和铬硅氧合金层的去除，可以选用喷淋室或浸泡槽的方式进行。其中，喷淋室蚀刻制程可首选，确保获得更好的蚀刻速率控制和线路定义。当然了，蚀刻液温度和蚀刻液停留时间，也是获得最佳解决方案的因素，需加以考虑。 （5）电阻蚀刻制程关注事项
① 蚀刻时间，依赖于表面电阻特性，以及电阻图形尺寸。
② 对于低方阻的铬硅氧合金材料，反复浸泡印制板于蚀刻2溶液、中和溶液、以及随后之漂洗，从而加快蚀刻电阻层的进行。
③ 提高溶液温度，可以加快蚀刻速率。然而，对于60克/升的高锰酸钾溶液，由于水蒸发，将导致高锰酸钾的较快盐析发生。
④ 降低高锰酸钾溶液的浓度，并不能显著降低蚀刻速率。然而，低浓度的高锰酸钾溶液，对于未被抗蚀刻剂所覆盖的铜表面，将会产生轻微蚀刻或氧化。
⑤ 浓度较高的高锰酸钾溶液，不会蚀刻或氧化铜箔的光亮面。但是，高浓度的高锰酸钾溶液将会蚀刻掉反转铜箔的处理面，当其未被抗蚀刻剂所覆盖之情况下。
铜及铬硅氧电阻材料的去除制作之蚀刻制程参数如下表所示。
表中所述高锰酸钾电阻蚀刻溶液、以及中和溶液的配制方法简述如下：
① 高锰酸钾电阻蚀刻溶液的配制：
对于配制一个10加仑的碱性电阻蚀刻溶液，首先在室温（25?C）条件下，于一个10加仑的容器内加入5加仑的去离子水，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入1514克高锰酸钾，最后补充添加去离子水至10加仑即可。在持续一致的搅拌条件下，用氢氧化钠将溶液的PH值调至9.5，加热升温至120?F。当溶液充分使用后，需维持溶液的PH值符合制程要求。
注意：当溶液处于加热过程，可选用移液管，将药液直接添加至溶液的底部，从而消除可能发生的化学反应。
② 中和溶液的配制：
对于配制10加仑的中和溶液，首先在室温（25?C）条件下，将5加仑的去离子水放入一个10加仑的容器内，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入946克草酸，最后补充添加去离子水至10加仑即可。
4.3 镍铬铝硅合金电阻图形制作
镍铬铝硅合金电阻材料，借助于多种化学处理，可以被选择性去除，从而获得洁净的、精确定义的电阻。大多数印制线路制造商，选用酸性蚀刻剂，最常见的有酸性氯化铜，针对于最初的图形转移，最终获得对电阻层宽度的确定。至于第二蚀刻步骤，是用来确定电阻的长度，这要求选用不同的化学处理，在确保铜被去除的同时，不会造成电阻层材料的蚀刻或降级。最终获得的镍铬铝硅合金电阻材料层，将显示出的是一个亚光灰色表面电阻图形。上述电阻制作制程，在对某些相关方面进行考量的基础上，能被完全实施控制。
镍铬铝硅合金铜箔电阻图形的制作工序，参见下图6所示。
纵观上述电阻蚀刻工序，需要考虑的因素，有以下诸方面：
（1）对于将要进行的电阻定义制程，首先要考虑的是保证选用适当的化学处理方式。商业运用之酸性氯化铜蚀刻液，或碱性氯化铜蚀刻液，均可被推荐用于电阻宽度定义时的铜去除。此种铜蚀刻化学过程，须保证铜的侧向蚀刻影响最小。
（2）第二个需考虑的是保证选用合适的化学制程，用来进行电阻宽度定义过程中对镍铬铝硅合金材料的处理。通过选用由浓缩盐酸和高锰酸钾所组成的溶液，来实施对镍铬铝硅合金材料去除，是一个不错的首选方案之一。该制程的实施，既能有效去除镍铬铝硅合金层，又能使铜和镍铬铝硅合金层合计之金属层的侧向蚀刻最小化。
（3）第三个需考虑的是，选择何种适合的化学手段，选择性地将电阻材料表面的铜去除，最终定义出电阻的长度。商业用碱性氯化铜蚀刻剂，是一个首选的化学制程选择。该碱性氯化铜蚀刻溶液，能选择性地去除铜，同时对铜去除后留下的电阻层完好无损。
（4）最后需考虑的问题是，选用的蚀刻制程，如何实施才能保证其正确有效。铜层和镍铬铝硅合金层的去除，可以选用喷淋室或浸泡槽的方式进行。其中，喷淋室蚀刻制程可首选，确保获得更好的蚀刻速率控制和线路定义。当然了，蚀刻液温度和蚀刻液停留时间，也是获得最佳解决方案的因素，需加以考虑。
具体之镍铬铝硅合金电阻图形制作蚀刻制程参数如下表所示。
表中所述高锰酸钾电阻蚀刻溶液、以及中和溶液的配制方法简述如下：
① 高锰酸钾电阻蚀刻溶液的配制：
对于配制一个10加仑的酸性电阻蚀刻溶液，首先在室温（25?C）条件下，于一个10加仑的容器内加入5加仑的去离子水，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入3407克高锰酸钾，最后补充添加去离子水至10加仑即可。在持续一致的搅拌条件下，用盐酸将溶液的PH值调至2.3（大约加入盐酸量为5克/升），加热升温至120?F。当溶液充分使用后，需维持溶液的PH值符合制程要求。
注意：当溶液处于加热过程，可选用移液管，将药液直接添加至溶液的底部，从而消除可能发生的化学反应。
② 中和溶液的配制：
对于配制10加仑的中和溶液，首先在室温（25?C）条件下，将5加仑的去离子水放入一个10加仑的容器内，然后借助搅拌棒保持溶液的温和搅动，再小心加入946克草酸，最后补充添加去离子水至10加仑即可。
（5）电阻蚀刻制程关注事项主要有下述几点：
① 蚀刻时间，依赖于表面电阻的阻值大小（表面电阻越小，镍铬铝硅合金层厚度越厚）。
② 对于低方阻的镍铬铝硅合金材料，反复浸泡印制板于蚀刻2溶液、中和溶液、以及随后之漂洗，从而加快蚀刻电阻层的进行。
③ 提高溶液温度，可以加快蚀刻速率。然而，对于90克/升的高锰酸钾溶液，由于水蒸发，将导致高锰酸钾的较快盐析发生。
④ 降低高锰酸钾溶液的浓度，并不能显著降低蚀刻速率。然而，低浓度的高锰酸钾溶液，对于未被抗蚀刻剂所覆盖的铜表面，将会产生轻微蚀刻或氧化。
⑤ 浓度较高的高锰酸钾溶液，不会蚀刻或氧化铜箔的光亮面。但是，高浓度的高锰酸钾溶液将会蚀刻掉反转铜箔的处理面，当其未被抗蚀刻剂所覆盖之情况下。
5 TCR薄膜电阻多层化应用
TCR薄膜电阻技术，被用来替代高分子厚膜电阻技术，广泛应用于多层印制板的埋置元件设计，究其理由，主要是其免除装联的可靠性、电气性能、设计适应性、以及成熟的印制电路制作技术。
下图7给出了一种选用TCR薄膜电阻材料，结合相关组件之多层印制板设计示意，借助于前述详细介绍之相关薄膜电阻材料的图形制作技术，为该类薄膜电阻的应用推广，奠定了坚实的基础。
TCR薄膜电阻之设计图形，按照相关电阻图形制作制程实施后，其所获得之电阻图形参见下图8所示。
另外，下图9还给出了选用镍铬合金电阻材料，制作成设计所需电路图形后，借助金相切片法，展示出其具体结构的示意图。
其中，该镍铬合金电阻膜覆铜箔层压板的具体规格指标如下：
铜箔厚度为18微米；
平面膜电阻为：25欧姆 /。
6 结束语
随着半导体工业的新发展，带来了更高的I/0数需求，对应之要求更小的封装技术，因而推动了采用新的印制板设计规则和新型印制板技术的发展。
为此，印制板制造商将面临着采用新的材料、新的制造技术等一系列问题的挑战，将无源元件如电阻集成到印制板的内部，与新一代封装技术一起推动电子工业的进步。
另外，随着数字信号和高频信号传输速度的进一步提升，对印制板中埋入无源元件的要求将会越来越多，不仅是单一埋入无源元件，而且是全埋入无源元件。
有研究证实，埋入无源元件之薄膜电阻的多层板经过热冲击、热循环、温湿度循环、静电位、震动等一系列试验，均表明在印制板中埋入无源元件之薄膜电阻，比起在印制板上通孔插装和表面贴装，有更佳的可靠性。
本文介绍的Ticer公司生产的TCR平面电阻新材料，正如目前风花雪月的Ohmega公司提供的Ohmega-Ply膜电阻材料一样，由于其自身各种性能的优异性，将会给设计用膜电阻材料提供更多的选择空间，前景广阔。