JP2000504494A - 後の金属化のためにバイアを調整する方法 - Google Patents

後の金属化のためにバイアを調整する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は電子部品基板のバイアの金属化の前にバイアを洗浄する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 後の金属化のためにバイアを調整する方法 発明の分野 本発明は電子部品パッキングの分野に関する。より詳しく言えば、本発明はバ イアの相互接続を持つ相互接続回路と、続く金属化工程のためにレーザーで孔開 けした孔を用意する方法に関する。 発明の背景 電気的な相互接続に使用されるマルチチップモジュール(MCM)には様々な 型、すなわちマルチチップモジュール(MCM−L)、薄い膜を付着したマルチ チップモジュール(MCM−D)、およびセラミックマルチチップモジュール( MCM−C)があり、これらはモジュール中に異なる層を含む。バイアはモジュ ールの異なる層を相互接続するのに使用され、打抜きまたはレーザーにより層を 通して孔開けされる。 米国特許第5,378,313号明細書は、無機の絶縁層上に作られた金属伝 導パターン層を使用するMCM−Cのための、多層ハイブリットの製造の方法を 開示する。無機絶縁層を通しレーザーで孔開けすることにより、伝導性パターン 層の間の電気的な接続をするために、25〜125ミクロンの直径を持つバイア を形成する。米国特許第5,378,313号明細書によれば、無機絶縁層の全 体の厚さは50ミクロンより薄くなければならず、好ましくは40ミクロンより 薄く、より好ましくは30ミクロンより薄い。 レーザーによる孔あけでのバイアの形成後、モジュール上の光吸収層を除去お よびバイアの表面を洗浄する。レーザーによる孔あけ の間にバイアの側壁に再付着した荒く切除された物質は、次に行う電着工程の前 に除去すべきである。この様な洗浄は、孔あけする孔が一般的にマクロ寸法のと きは問題にならなかった。しかしながら、レーザー孔あけ技術では75ミクロン 以下の直径の孔あけができ、そのような微小寸法では付着した切除された物質は かなり問題になる。 この様に、レーザーの孔あけで作られたバイア洗浄の効率的な方法を供給する 必要が、特にバイアの入口直径が75ミクロン以下の場合にある。 発明の概略 本発明は、基板に作られたバイアの表面を続く電着処理のために用意する方法 に関する。レーザーで孔あけして75ミクロン以下の入口直径を持つようにした 後のバイアを溶液で洗浄する。この溶液はナトリウム−ナフタレン混合物で、効 果的にバイアの表面を洗浄して、続く金属の析出のために表面を準備する。 レーザー孔あけにより作られたバイアの効率的な洗浄方法の提供は本発明の目 的である。 図面の簡単な説明 図1および2は本発明で使用する誘電体材料の用意に使用する延伸膨張ポリテ トラフルオロエチレン(ePTFE)マトリックス材料の走査型電子顕微鏡写真 である。 発明の詳細な説明 本発明は、一方閉塞バイアまたは貫通バイアのどちらかを含む基板を持つ相互 接続回路装置に関する。バイアはレーザー切除および レーザー孔あけ方法で作る。レーザー切除では、強力な紫外光の短いパルスが基 板材料の薄い層に吸収される。レーザー切除または孔あけの後、プロセスから切 除された物質がバイアの側壁に作られ、続くバイアの処理、例えば金属化のため に除去しなければならない。レーザー技術により作製したバイア入口が小さい、 75ミクロン以下、のとき、通常のバイア技術はバイアの側壁に再付着した切除 された物質を、続くバイア内への伝導性材料の信頼できるメッキに必要な程度ま で取り除くのには使えない。 ナトリウムエッチングを含む積極的な洗浄処理を使用することで、75ミクロ ン以下の入口直径を持つバイア内の切除された再付着した物質をうまく取り除か れる。ナトリウムエッチングは特に小さいバイアに有用であったが、この積極的 な洗浄技術を任意の大きさのバイアに応用することは本発明の範囲内である。 1つの態様においてナトリウムエッチング洗浄溶液で処理するバイアは、当業 者が知る通常の技術を使用するレーザー孔あけにより形成した。本発明のもう一 つの態様では、洗浄されたバイアは75ミクロン以下の入口を有し、アスペクト 比が1:1より大きいバイアである。このバイアは、現在使用可能なものより小 さい入口直径、出口直径、より大きいアスペクト比およびより小さい平均バイア 抵抗を持つような方法で形成することができる。 本発明により処理される電子部品は、バイアを作ることができ、並びに第一の 伝導層、第一の伝導層上に形成される誘電体層、およびこの誘電体層上に形成さ れる露出された第二の伝導層を含む積層基板でよい。第二の伝導層は、基板中の 一方閉塞バイアが作られるべき場所に前もって作られた開口を持つことができる 。誘電体層は第一の伝導層まで、第二の伝導層の前もって作られた開口を通して 誘電体層に当てる複数のレーザーパルス使用して孔開けされる。誘 電体層に当てるそれぞれのレーザーパルスは、誘電体層の切除限界よりも大きい が第一の伝導層の切除限界よりも小さい1パルス当たりのエネルギー密度を持つ 。 下に示されるePTFE誘電体材料を含む様々な誘電体材料は、紫外線範囲で モードを固定した固体レーザー操作を使用してレーザー孔あけをされてもよいバ イアを含む。一般的に、パルスレーザーをバイアの孔あけに使用する。パルスは 誘電体材料を切除し、金属層で止まる。良好なアスペクト比の均一なバイアを得 るために、パルス繰返数は1KHz〜10MHzの範囲にわたり、これはレーザ ーのパルス幅を変える。バイア中に残る残留物は、その後再びパルス強度を調整 して切除する。好ましくは、0.5〜20J/cm2 のエネルギー密度を生じさ せることができ、およびその場で生じさせてパルス繰返数を1KHz〜10MH zまで変化させることで実質的に瞬時にエネルギー密度を変化させることができ るレーザーを使用する。パルス繰返数のこれらの可変性の結果、Nd:YAGレ ーザーについてパルス幅の変動は40〜100nsとなる。 一般に後パルス工程を行って最初の切除工程後の誘電体残留物を切除する場合 、パルス密度を短時間、2倍にすることができ、それにより1〜10パルスを典 型的に使用してもよい。 本発明の1つの態様では、一方閉塞バイアをNd YAGパルスレーザーの様 な固体パルスレーザーであるレーザーで形成した。Nd YAGレーザーの基本 的な出力は、波長が1064nmである。この波長は電磁波スペクトルの赤外光 部分にある。β−バリウムホウ酸塩(BBO)結晶を光路に導入し、調波発生で 紫外線領域に入る355nm(第3調波)および266nm(第4調波)の光の 出力を促進した。 355nmの波長でのレーザーを放出するとき、誘電体材料に与 えられる1パルス当たりのエネルギー密度は、100ns以下のパルス幅を使用 して、0.5J/cm2 〜20J/cm2 、好ましくは公称的に10J/cm2 である。266nmの波長でレーザーを放出するとき、誘電体材料に与えられる 1パルス当たりのエネルギー密度は、やはり100ns以下のパルス幅を使用し て、0.5J/cm2 〜10J/cm2 、好ましくは公称的に2J/cm2 であ る。 355nmの波長でレーザーを放出するとき、伝導層に与えられる1パルス当 たりのエネルギー密度は、100ns以下のパルス幅で、5J/cm2 よりも大 きく、好ましくは公称的に10J/cm2 である。266nmの波長でレーザー を放出するとき、伝導層に与えられる1パルス当たりのエネルギー密度は、10 0ns以下のパルス幅を使用して、4J/cm2 よりも大きく、好ましくは公称 的に9J/cm2 である。 355nmおよび266nmの波長は銅の層および接着剤−充填剤−ePTF E誘電体の層にバイアの孔あけをするのに特に良く通し、266nmレーザーを 使用するときは、エネルギー密度が1.5J/cm2 、1パルス当たりのエネル ギーが10J、およびパワー密度が20MW/cm2 である。波長が355nm のとき一方閉塞バイアは、エネルギー密度を3.5J/cm2 に設定して作られ 、1パルス当たりのエネルギーは30J、およびパワー密度は35MW/cm2 である。355nmのレーザーを使用する一方閉塞バイアのため後パルス工程は 、エネルギー密度が11J/cm2 、1パルス当たりのエネルギーが100J、 およびパワー密度が200MW/cm2 であるように条件を調整することを必要 とする。 一方閉塞バイアを以下に示す接着剤−充填剤−ePTFEの誘電体に形成する 場合、355nmレーザーで、1パルス当たりのエネ ルギーが65J、エネルギー密度が7J/cm2 およびパワー密度が100MW /cm2 であるものを使用した。後パルス工程は、エネルギー密度を11J/c m、1パルス当たりのエネルギーを100J、およびパワー密度を200MW/ cm2 とするようにパラメータを調節することを要求するだろう。 誘電体層を通して一方閉塞バイアを孔開けした後、一方閉塞バイアのパルス後 の処理技術を使用する。すなわち、レーザーの出力条件を孔開けした一方閉塞バ イアの上、好ましくは同じ位置で変え、そしてこの変化させた出力条件で第一の 伝導層を前もって決定したパルス数、好ましくは1〜10のパルス数の間レーザ ー孔開けする。第一の伝導層に当てたそれぞれのパルスは、第一の伝導層の切除 限界よりも大きい1パルス当たりの第二のエネルギー密度を持つ。1パルス当た りの第二のエネルギー密度のレベルの前もって決定したパルス数は、第一の伝導 層の表面に残されたいずれの誘電体物質も切除し、レーザー孔あけにより露出さ れた第一の伝導層の表面を融解させる。 一方閉塞バイアを伝導性材料で満たすとき、一方閉塞バイアを通って第一の伝 導層に通じる接続の平均抵抗は約2mΩ、一方閉塞バイアを通って第一の伝導層 に通じる接続の抵抗の分散は約0.25mΩ2 である。 バイアを形成した後それをW.L.Gore & Associates,I nc.による商品名TETRA−ETCH(商標)で入手できるナトリウムナフ タレン溶液で洗浄する。このナトリウム/ナフタレンエッチング溶液はとても腐 食性で、バイアの洗浄および再付着した切除物質を取り除くのに効率的である。 このエッチングは、バイアおよびその側壁を伝導性の材料でメッキする準備をす る。このナトリウム/エッチング洗浄は、通常作られていたバイア よりも小さいバイアを持つ回路装置にあって有用である。 本発明では、基板の誘電体材料は任意のふさわしい誘電体材料でよく、例えば ポリイミドおよびポリイミド積層材料、エポキシ樹脂、他の樹脂材料と組み合わ せたエポキシ樹脂、有機材料等の単独の材料または上記のものを充填剤と組み合 わせた任意の材料といったものでよいが、これらに限定されない。誘電体材料は フルオロポリマーマトリックスを含み、このフルオロポリマーはPTFE、eP TFEまたはコポリマー若しくは配合物でよい。ふさわしいフルオロポリマーは 、接着剤充填剤混合物を含むまたは含まないポリテトラフルオロエチレンまたは 延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンを包含するが、これらに限定されない。 含まれるのはW.L.Gore & Associates,Inc.から入 手可能なSpeedboard(商標)ボンドプライであり、例えばポリテトラ フルオロエチレンマトリックス中にシアネートエステル樹脂を含む不織材料のプ レプレッグであるSpeedboard(商標)Cのようなものである。Spe edboard(商標)Cは1MHz〜10GHzで誘電率(Dk)が2.6〜 2.7、1MHz〜10GHzで損失係数が0.004、絶縁耐力が1000V /mil以上、ガラス転移温度(Tg )が220℃、樹脂成分が66〜68重量 %で様々な厚さが使用できる。また、延伸膨張PTFEマトリックスに多機能エ ポキシ接着剤を含む不織材料プレプレッグであるSpeedboard(商標) Nも使用できる。Speedboard(商標)Nは1MHzで誘電率(Dk) が3.0、1MHzで損失正接が0.02、絶縁耐力が900V/milより大 きく、ガラス転移温度(Tg )が140℃、樹脂成分が66〜68重量%であり 、様々な厚さで入手できる。 もう一つのふさわしい誘電体は図1で示す延伸膨張PTFEマト リクッスで、それはシアネートエステル化合物、エポキシ化合物、ビストリアジ ン化合物およびポリ(ビス−マレイミド)樹脂の中の少なくとも2つの混合物を 含む。例えば、M−30(Ciba Geigy)を5.95ポンド、RSL 1462(Shell Resins,Inc)を4.07ポンド、2,4,6 −トリブロモフェニルを末端基とするテトラブロモビスフェノールAカーボネー トオリゴマー(BC−58)(Great Lakes Inc.)を4.57 ポンド、ビスフェノールA(Aldrich Company)を136g、I rganox 1010を23.4g、Mn HEX−CEMの10%ミネラル スピリット溶液を18.1g、およびMEKを8.40kg混ぜてワニス溶液が 作られる。このワニス溶液を更に希釈して2つの別々の浴すなわち20%(w/ w)および53.8%(w/w)にした。この2つのワニス溶液を別々の含浸浴 に注ぎ、e−PTFEウェブを連続的に片方を通した後すぐ他方へと、ぞれぞれ の含浸浴に通した。均一性を補償するためにワニスを常に撹拌した。含浸された ウェブをその後直ぐに、加熱した炉に通して全てまたはほとんど全ての溶媒を除 去し、接着剤を部分的に硬化させて、ロールに集めた。ePTFEウェブは、例 えば25ミクロン、40ミクロンといったような任意の望ましい厚さにできる。 25ミクロンの厚さの材料はおよそ0.9gの質量であり、単位面積当たりの重 さはおよそ11.2〜13.8g/m2 である。 誘電材料の他のクラスは、多孔質マトリックス系が吸収したまたは含浸した接 着剤充填剤混合物を含むものを含む。多孔質マトリックスは、基板の初期気孔率 の結果として充填剤および熱可塑性または熱硬化性接着剤を大量に吸収させ、加 熱して接着剤を部分的に硬化させてB段階の複合材料にされる不織基板である。 基板は、米国 特許第3,953,566号明細書および米国特許第4,482,516号明細 書の多孔質延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン材料のようなフルオロポリマー を含み、これらの米国特許明細書はそれぞれ参照してここに組み込まれる。望ま しくは、平均流動気孔サイズ(mean flow pore size)(M FPS)は最大粒子のそれの約2〜5倍以上であるべきであり、充填剤のそれよ りおよそ約2.4倍より大きいMFPSが特に好ましい。しかしながら、平均粒 子サイズ(particle size)比に対する平均流動気孔サイズが1. 4より大きくなる比を選んで、好適な複合材料を調製できることはやはり本発明 の範囲内である。受け入れられる複合材料はまた、平均粒子サイズに対する最小 気孔サイズの比が少なくとも0.8より大きいとき、または最大粒子サイズに対 する最小気孔サイズの比が少なくとも0.4より大きいときにも調製できる。粒 子サイズに対するMFPS比はMicrotrak(商標)モデル FRA P article Analyzer装置で調べることができる。 あるいは、相対的な気孔サイズおよび粒子サイズを測定するための別の機構を 、最小気孔サイズが最大粒子サイズの約1.4倍以上として計算してもよい。 延伸膨張フルオロポリマー基板の他に、超高分子量(UHMW)ポリエチレン 、延伸膨張ポリプロピレン等の多孔質延伸膨張ポリオレフィン、またはペースト 押し出しによって調製されて犠牲充填剤を取り入れたポリテトラフルオロエチレ ン、多孔質の無機または有機発泡体、微孔質のセルロースアセテートを使用する こともできる。 多孔質の基板の初期気孔率は少なくとも30%であり、好ましくは少なくとも 50%、最も好ましくは少なくとも70%であり、こ の基板は、熱硬化性または熱可塑性の接着剤樹脂および微粒子充填剤ペーストを 気孔中に含浸する一方で、複合材料全体の脆性と粒子が沈降するのを防止するた めの軟質強化剤を供給するのを容易にする。 充填剤は、ヒストグラムにより最大粒子サイズ、最小粒子サイズおよび平均粒 子サイズを表示するMicrotrak(商標) モデル FRA Parti cal Analyzer装置による解析をしたとき、粒子の集合を含む。 接着剤に混入するのに好適な充填剤には、BaTiO3 、SiO2 、Al2 3 、ZnO、ZrO2 、TiO2 、沈降セラミックスやゾル−ゲルセラミックス 、例えば、シリカ、チタニアおよびアルミナのようなもの、非伝導性の炭素(カ ーボンブラック)およびこれらの混合物が含まれるが、好適な充填剤はこれらに 限定されない。特に好ましい充填剤はSiO2 、ZrO2 、TiO2 を単独でま たは非伝導性炭素と組み合わせて使用するものである。最も好ましい充填剤には 、米国特許第4,705,762号明細書で教示される蒸気金属燃焼方法でつく られる充填剤、例えば、本質的に中実、すなわち中空の球でない、均一な表面曲 率および高い球形度を持つシリカ、チタニア、およびアルミナ粒子を作るための ケイ素、チタンおよびアルミニウムといったものが含まれるがこれらに限定され ない。 充填剤は、シリル化剤および/または接着剤マトリクッスと反応する薬剤によ り充填剤を疎水性にする良く知られた技術で、例えばカップリング剤を使用して 、処理してもよい。好適なカップリング剤には、シラン、チタネート、ジルコネ ートおよびアルミネートが含まれる。好適なシリル化剤には、機能性シリル化剤 、シラザン、シラノール、シロキサンが含まれるが、機能性シリル化剤はこれら に限定されない。好適なシラザンには、ヘキサメチルジシラザン(Huls H 730)およびヘキサメチルシクロトリシラザンや、ビス(トリメチルシリル) アセトアミド(Huls B2500)のようなシリルアミドや、トリメチルシ リルウレアのようなシリルウレアや、トリメチルシリルイミダゾールのようなシ リルイミダゾールが含まれるがこれらに限定されない。 チタネートカップリング剤の例としてはテトラアルキル型、モノアルコキシ型 、配位(coordinate )型、キレート型、第四塩型、ネオアルコキシ 型、シクロヘテロ原子型が挙げられる。好ましいチタネートにはテトラアルキル チタネート、Tyzor(商標)TOT{テトラキス(2−エチル−ヘキシル) チタネート}、Tyzor(商標)TPT{テトライソプロピルチタネート}、 キレート化チタネート、Tyzor(商標)GBA{チタンアセチルアセチルア セトネート}、Tyzor(商標)DC{チタンエチルアセトアセトネート}、 Tyzor(商標)CLA{DuPontの特許}、モノアルコキシ(Ken− React(商標)KRTTS)、Ken−React(商標)、KR−55テ トラ(2,2ジアリルオキシメチル)ブチル、ジ(ジトリデシル)ホスフィトチ タネート、LICA(商標)38ネオペンチル(ジアリル)オキシ、トリ(ジオ クチル)ピロ−フォスファトチタネートが含まれる。 ふさわしいジルコネートにはKenrichのカタログの22ページに詳細が 示されたジルコネートのいずれも含まれ、特に、KZ55−テトラ(2,2ジア リルオキシメチル)ブチル、ジ(ジトリデシル)フォスフィトジルコネート、N Z−01−ネオペンチル(ジアリル)オキシ、トリネオデカノイルジルコネート 、NZ−09−ネオペンチル(ジアリル)オキシ、トリ(ドデシル)ベンゼン− スルホニルジルコネートが含まれる。 本発明で使用できるアルミネートには、Kenrich(商標)、ジイソブチ ル(オレイル)アセトアセチルアルミネート(KA301)、ジイソプロピル( オレイル)アセトアセチルアルミネート(KA322)およびKA489が含ま れるがアルミネートはこれらに限定されない。 上記に加えて、架橋したビニルポリマーのような、例えばジビニルベンゼン、 ジビニルピリジン等の特定のポリマーや、または非常に高い希釈度(MEK中0 .1〜1.0%の溶液)で初めに適用される開示された熱硬化性マトリックス接 着剤のいずれかのサイズ剤が使用できる。また、ジクミルペルオキシドのような 特定の有機過酸化物も充填剤と反応させることができる。 接着剤自身は熱硬化性または熱可塑性でよく、ポリグリシジルエーテル、ポリ シアヌレート、ポリイソシアネート、ビス−トリアジン樹脂、ポリ(ビス−マレ イミド)、ノルボルネンを末端基とするポリイミド、ポリノルボルネン、アセチ レンを末端基とするポリイミド、ポリブタジエンおよび機能化したそのコポリマ ー、環状オレフィンポリシクロブテン、ポリシロキサン、ポリシスカロキサン、 機能化したポリフェニレンエーテル、ポリアクリレート、ノボラックポリマーお よびコポリマー、フルオロポリマーおよびコポリマー、メラミンポリマーおよび コポリマー、ポリ(ビスフェニルシクロブタン)、およびこれらの配合物または プレポリマーを含むことができる。前記の接着剤は、難燃性または高められた靭 性を付加するために、それら自身を共に混合しまたは他のポリマー若しくは接着 剤と混合してもよい、ということを理解すべきである。 ここで使用する平均流動気孔サイズおよび最小気孔サイズは、値を直接報告す るCoulter(商標)Porometer II (英国LutonのCoulter Electronics Ltd.)を使 用して決定した。平均粒子サイズおよび最大粒子サイズはMicrotrak( 商標)の光散乱粒子サイズ分析器、モデルFRA(米国ペンシルバニア州Nor th WalesのLeeds & NorthupのMicrotrak部門 )を使用して決定した。平均粒子サイズ(APS)は50%の粒子がこれよりも 大きくなる値として定義する。最大粒子サイズ(LPS)はMicrotrak (商標)ヒストグラムで検出できる最大の粒子として定義する。あるいは最大粒 子サイズは、Microtrak(商標)モデルFRA Particle A nalyzer装置が100%の粒子が通過したことを示すときの最小の点とし て定義する。 一般に、接着剤−充填物の誘電体を調製する方法は、(a)滑剤を用いた押し 出し成型プレフォームを伸張することによりポリテトラフルオロエチレンシート を延伸膨張させて、小さい粒子および接着剤が自由に隙間または気孔容積に流れ 込めるのに十分なミクロ構造にすること、(b)ポリマー材料、例えば熱硬化性 または熱可塑性の材料、および充填剤から、ペーストを作ること、(c)浸漬、 コーティング、圧力の供給により、接着剤−充填剤のペーストを、延伸膨張ポリ テトラフルオロエチレンのような高多孔質の骨組み(scaffold)に含浸 させること、を必要とする。 本発明の充填剤入り接着剤膜を調製するためには、粒子の充填剤を溶媒または 水性の溶液または溶融接着剤に混合して細かい分散した混合物にする。小さい粒 子状の充填剤は通常40ミクロンより小さいサイズで、好ましくは平均粒子サイ ズが1〜10ミクロンの間である。 表1は基板の平均流動気孔サイズ(MFPS)および粒子サイズの関係の効果 を示す。平均流動気孔サイズ(MFPS)の最大粒子 サイズに対する比が1.4以下のとき、不十分な結果が観察される。この場合、 均一な複合材料は観察されず、ほとんどの微粒子充填剤は微孔質の基板に均一に 入り込まない。最大粒子に対するMFPSの比が約2.0よりも大きいとき、均 一な複合材料が得られる。最大粒子に対するMFPSの比が大きくなればなるほ ど、均一な分散液を微孔質基板が吸収することが多くなることも認められる。 例1 難燃化したジシアナミド/2−メチルイミダゾールに触媒されるビスフェノー ル−Aに基づくポリグリシジルエーテル(Nelco N−4002−5,Ne lco Corp.)の20%(w/w)MEK溶液に、281.6gのTiO2 (TI Pure R−900,Du Pont Company)を混合し て、微細分散液を調製した。この分散液は、均一性を確実にするために、絶えず 撹拌した。その後、延伸膨張PTFEの布きれをこの樹脂混合物に 浸した。このウェブを張力下に165℃で1分間乾燥して柔軟な複合材料をにし た。この様に作られた部分的に硬化した接着剤複合材料は、57重量%のTiO2 、13重量%のPTFEおよび30重量%のエポキシ接着剤を含んでいた。こ の接着剤シートのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、225℃の温度で90 分間、真空補助油圧プレスを使用して600psiでプレスし、その後加圧下で 冷却した。この結果、誘電率が19.0で、平均の層の厚さが100mm(0. 0039”(3.9mil))の誘電体積層体厚さで280℃のはんだ付けの衝 撃に30秒間耐える銅の積層板ができた。例2 フェニルトリメトキシシラン(04330,Huls/Petrarch)で 前処理した386gのSiO2 (HW−11−89,Harbison Wal ker Corp.)を200gのビスマレイミドトリアジン樹脂(BT206 OBJ,三菱ガス化学)および388gのMEKのマンガン触媒入り溶液に混ぜ 入れて、微細分散液を調製した。この分散液は、均一性を確実にするために、絶 えず撹拌した。その後、0.0002”の厚さの延伸膨張PTFEの布きれをこ の樹脂混合物に浸して、取り出し、そしてその後で張力下に165℃で1分間乾 燥して柔軟な複合材料にした。このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に 重ねて、225℃の温度で90分間、真空補助油圧プレスを使用して250ps iでプレスし、その後加圧下で冷却した。結果としてこの様に作られた誘電体は 、53重量%のSiO2 、5重量%のPTFEおよび42重量%の接着剤を含ん でおり、銅に良く密着して、誘電率が(10GHzにおいて)3.3および誘電 正接が(10GHzにおいて)0.005であることを示した。例3 483gのSiO2 (HW−11−89)を、274.7gのビスマレイミド トリアジン樹脂(BT2060BJ,三菱ガス化学)および485gのMEKの マンガン触媒入り溶液に混ぜ入れて、微細分散液を調製した。この分散液は、均 一性を確実にするために、絶えず撹拌した。その後、0.0002”の厚さの延 伸膨張PTFEの布きれをこの樹脂混合物に浸して、取り出し、そしてその後張 力下に165℃で1分間乾燥して柔軟な複合材料にした。このプレプレグのいく つかのプライを銅箔の間に重ねて、225℃の温度で90分間、真空補助油圧プ レスを使用して250psiでプレスし、その後加圧下で冷却した。結果として この様に作られた誘電体は、57重量%のSiO2 、4重量%のPTFEおよび 39重量%の接着剤を含んでおり、銅に良く密着して、誘電率が(10GHzに おいて)3.2および誘電正接が(10GHzにおいて)0.005であること を示した。例4 15.44kgのTiO2 粉末(TI Pure R−900,DuPont Company)を、3.30kgのビスマレイミドトリアジン樹脂(BT2 06OBH,三菱ガス化学)および15.38kgのMEKマンガン触媒入り溶 液に混ぜ入れて、微細分散液を調製した。この分散液は、均一性を確実にするた めに、絶えず撹拌した。その後0.0004”のTiO2 入りの延伸膨張PTF Eの布きれ(Mortimerの米国特許第4,985,296号明細書の手法 により充填した、ただしTiO2 添加量は40%とし、最後に膜を圧縮しなかっ た)を、樹脂混合物に浸して、取り出し、そしてその後で張力下に165℃で1 分間乾燥して柔軟な複合材料にした。このように作られた部分的に硬化した接着 性複合材は、 70重量%のTiO2 、9重量%のPTFEおよび21重量%の接着剤を含んで いた。このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、220℃の温度 で90分間、真空補助油圧プレスを使用して500psiでプレスし、その後加 圧下で冷却した。このように得られた誘電体は、銅に良く密着して、誘電率が1 0.0、および誘電正接が0.008であることを示した。例5 7.35kgのSiO2 (ADMATECHS SO−E2,タツモリ社)を 、7.35kgのMEKおよび73.5gのカップリング剤、すなわち3−グリ シジルオキシプロピルトリメトキシシラン(Dynasylan GLYMO( Petrach System))と混合して、微細分散液を調製した。SO− E2は、粒子サイズが0.4〜0.6mm、比表面積が4〜8m2 /g、および 嵩密度が0.2〜0.4g/cc(ルース(loose))の非常に球状なシリ カを持つものと製造者により説明されている。 この分散液に、シアノ化したフェノール樹脂、Primaset PT−30 (Lonza Corp.)の50%(w/w)メチルエチルケトン(MEK) 溶液932g、RSL 1462(Shell Resins,Inc.(CA S#25068−38−6))の50%(w/w)MEK溶液896g、BC− 58(Great Lakes,Inc.)の50%(w/w)MEK溶液38 0g、ビスフェノールA(Aldrich Company)の50%MEK溶 液54g、Irganox 1010(Ciba Geigy)12.6g、マ ンガン2−エチルヘキサノエート(Mn−HEX−CEM(OMG Ltd.) )の0.6%溶液3.1g、および2.40kgのMEKを加えた。この分散液 を約1〜3ガロン/分の速度で約20分間Misonics連続フローセルに通 して超音波撹拌にかけた。このように得られた微細分散液を、浴全体の固形分濃 度が11.9%(w/w)になるように、更に薄めた。 微細分散液を含浸浴に注いだ。図2の結節フィブリル構造物を持ち、以下のよ うな特性を持つ延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンウェブを使用した。 フレーザー(Frazier)数は試験される物質の通気性に関係する。通気 性は、空気流量を計るためのおよそ6平方インチの円形の領域に設けられるガス ケット付きの掴み具にウェブを固定することで測定する。上流側を乾燥した圧縮 空気の供給源を持つ管路内の流量計につないだ。試料掴み具の下流側は大気に解 放した。試験は、0.5インチ水柱の圧力を試料の上流側にかけ、インライン流 量計(流量計につないだボールフロートロータメータ)を通る空気の流量を記録 して行う。 ボール破裂強さは破壊時の最大値を測定することにより、試料の相対強さを計 る試験である。ウェブを2つの板の間に固定しながら、直径1インチのボールで 試験する。ChatillonのForce Gauge Ball/Brus t Testを使用した。媒体を計測装置に緊張させて配置し、ウェブを破裂プ ローブのボー ルに接触させるように持ち上げることで圧力をかける。破壊時の圧力を記録する 。上で記述したウェブを、均一性を確実にするために約3フィート/分の速度で 、常に撹拌している含浸浴に通過させた。含浸させたウェブを、全てまたはほと んど全ての溶媒を取り除くために、加熱した炉を直ぐに通して、ロールに集めた 。 このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、220℃の温度で9 0分間、真空補助油圧プレスを使用して200psiでプレスし、その後加圧下 で冷却した。このように得られた誘電体は、銅に良く接着して、誘電率(10G Hzで)が3.0、および誘電正接が(10GHzで)0.0085であること を示した。 例2および例5で使用した微粒子充填剤の物理的性質を以下で比較する。 例6 融解ケイ素の蒸気燃焼から調製したSiO2 に基づく、含浸した接着剤充填剤 混合物を含むePTFEマトリクッスを以下のように調製した。2つの先駆物質 混合物を最初に調製した。1つはシリカが例5と同様のシラン処理したシリカを 含むスラリーの形をしてお り、他方は樹脂および他の成分の触媒なしの配合物である。 混合物I このシリカスラリーは、例5のMEK中のSO−E2シリカの50/50配合 物で、シリカはシリカの重量の1%に等しい被覆シランを含む。5ガロンの容器 に17.5ポンドのMEKおよび79gのシランを加え、二つの成分を混ぜてM EKへのシランの均一分散を確実にした。その後、例5の17.5ポンドのシリ カを加えた。5ガロンの容器2つ分のMEK−シリカ−シラン混合物を反応容器 に加え、内容物、すなわちスラリーをおよそ1時間超音波分散器に通し再循環さ せて、存在し得る全てのシリカ集合体を破壊した。超音波処理を完了し、そして 反応器の内容物を連続的に撹拌しながら、この内容物をおよそ80℃の温度でお よそ1時間加熱した。反応した混合物はその後10ガロンの容器に移した。 混合物II 所定の樹脂配合物製品はおよそ60%の固形分を含む触媒なしの樹脂配合物( 接着剤)を含有しているMEKに基づく溶液であって、固形分はいずれも重量百 分率で、PT−30シアン化フェノール樹脂が41.2%、RSL 1462エ ポキシ樹脂が39.5%、BC58難燃材が16.7%、Irganox 10 10安定剤が1.5%、およびビスフェノールA助触媒が1%の厳密な混合物で ある。 10ガロンの容器の中に、14.8ポンドのPT−30および15〜20ポン ドのMEKを加え、激しく撹拌して完全にPT−30を溶かした。その後6ポン ドのBC58を計り、MEK/PT−30溶液に加えて、激しく撹拌しBC58 を溶かした。安定剤、244.5gのIrganox 1010およびビスフェ ノールA 163gを加えた。10ガロンの容器を再秤量し、14.22ポンド のRSL 1462を加えた。更なるMEKを加えて混合物の重さを60ポンド にした。この内容物を1〜2時間、または固形成分が完全に解けるのに必要な時 間激しく撹拌した。 所望の製品は、シランで処理したシリカ、触媒なしの樹脂配合物、およびME Kの混合物であり、固形分の68重量%はシリカ、および全固形分は混合物の5 〜50重量%である。厳密な固形分濃度は実験ごとに変わり、含浸させる膜にも 一部依存する。触媒の濃度はPT−30およびRSL 1462の合計の10p pmである。 混合物IおよびIIの固形分含有量を測定して、先駆物質の精度を検定し、そ れまでに起こった全ての溶媒のフラッシュを補償した。その後、混合物Iを10 ガロンの容器に加えて12ポンドの固形分、例えば515が固形分なら23.4 8ポンドの混合物Iを供給した。次に混合物IIを容器に加えて5.64ポンド の固形分、例えば59.6%が固形分なら9.46ポンドの混合物IIを供給し た。3.45gのマンガン触媒溶液(ミネラルスピリット中0.6%)を混合物 IおよびIIの混合物に加え、徹底的に混合して高固形分含有量の混合物を作っ た。 ePTFEマトリクッスを含浸するための浴混合物、すなわち28%が固形分 の混合物を、この高固形分含有量の混合物に十分なMEKを加えて全体の重さを 63ポンドにすることで調製した。 その後、ePTFEマトリクッスをこの浴混合物で含浸して、誘電体物質を作 った。例7 微細分散液を、26.8gのファーネスブラック(Special Schw arz 100,Degussa Corp.,Ridgefield Par k,New Jersey)および79gのカップリング剤(Dynasian GLYMO CAS # 2530−83−8;3−グリシジルオキシプロピル−トリメトキシシラン(P etrach System))を混合して調製した。分散液を1分間超音波撹 拌にかけ、その後で予め超音波撹拌された17.5ポンドのMEK中の17.5 ポンドのSiO2 (SO−E2)の撹拌されている分散液に加えた。最終的な分 散液を、還流下で1時間一定な上部混合(overhead mixing)を しながら加熱し、その後室温まで冷却させた。 別に、接着剤ワニスを、57.5%(w/w)Primaset PT−30 のMEK混合物3413g、76.8%(w/w)RSL 1462のMEK混 合物2456g、53.2%(w/w)BC58(Great Lakes,I nc.)のMEK溶液1495g、23.9%(w/w)ビスフェノールA(A ldrich Company)のMEK溶液200g、Irganox 10 10 71.5g、0.6%(w/w)Mu HEX−CEM(OMG Ltd .)のミネラルスピリット溶液3.21g、および2.40kgのMEKを加え て調製した。 別の容器に、上記分散液3739gを、ファーネスブラック(Special Schwarz 100,Degussa Corp.,Ridgefiel d Park,New Jersey)0.0233g、上記接着剤ワニス13 28、およびMEK38.3ポンドとともに入れた。この混合物を含浸浴に注ぎ 、ePTFEウェブを3フィート/分または約3フィート/分の速度で含浸浴に 通した。この分散液を常に撹拌して均一性を確実にした。含浸されたウェブをす ぐに加熱した炉に通し、全てまたはほとんど全ての溶媒を除去し、ロールに集め た。 このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、200℃の温度で9 0分間、真空補助油圧プレスを使用して200psi でプレスし、その後加圧下で冷却した。結果として得られた誘電体は銅に対する 良好な接着性を示した。例8 接着剤ワニスを、57.5%(w/w)Primaset PT−30(P. N.P−88−1591)のMEK溶液3413g、76.8%(w/w)RS L 1462のMEK溶液2456g、53.2%(w/w)BC58(Gre at Lakes,Inc.)のMEK溶液1495g、23.9%(w/w) ビスフェノールA(Aldrich Company)のMEK溶液200g、 Irganox 1010 71.5g、0.6%(w/w)Mn HEX−C EMのミネラルスピリット溶液3.21g、およびMEK2.40kgを加えて 調製した。 別の容器に、上記接着剤ワニス分散液1328g、MEK42.3ポンド、フ ァーネスブラック(Special Schwarz 100,Degussa Corp.,Ridgefield Park,New Jersey)6. 4gおよび、SiO2 (SO−E2)1860.9gを入れた。この混合物を含 浸浴に注ぎ、ePTFEウェブを3フィート/分または約3フィート/分の速度 で含浸浴に通した。この分散液を常に撹拌して均一性を確実にした。含浸された ウェブを直ぐに加熱した炉に通し、全てまたはほとんど全ての溶媒を除去し、ロ ールに集めた。 このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、220℃の温度で9 0分間、真空補助油圧プレスを使用して200psiでプレスし、その後加圧下 で冷却した。結果として得られた誘電体は銅に対する良好な接着性を示した。 本発明を例示した具体例と結びつけて説明してきたが、本発明の真の精神およ び範囲から離れずに変更がなせることは認識および理 解されるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),AL,AM,AT,A U,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH ,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI, GB,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT ,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA ,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 リーフ,マイケル アール. アメリカ合衆国,ウィスコンシン 54701, エアウクレア,セダー ロード ダブリュ 2516

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.基板を用意して基板に少なくとも1つのバイアをレーザーで孔あけをする ことを含む基板にバイアを形成する方法であって、レーザーによる孔あけの際に 生じた切除された物質を、基板のバイアをナトリウムエッチングによる洗浄にか けて取り除くことを含むことを特徴とする基板にバイアを形成する方法。 2.ナトリウムエッチングを有機媒質中のナトリウム分散液を使用して行う請 求項1の方法。 3.ナフタレン中のナトリウム分散液を使用してナトリウムエッチングを行う 請求項2の方法。 4.基板が多孔質有機基板材料から作られた誘電体層を含む請求項1の方法。 5.多孔質有機材料がフルオロポリマーマトリックスを含む請求項4の方法。 6.多孔質有機材料が延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンである請求項5の 方法。 7.多孔質有機材料が、吸収されたまたは含浸された熱硬化性または熱可塑性 樹脂、接着剤樹脂および充填剤混合物を含有する多孔質マトリックス系を含む請 求項4の方法。 8.基板がマルチチップモジュールである請求項1の方法。
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