JPH02223436A - 誘電体による充填方法 - Google Patents

誘電体による充填方法

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JPH02223436A
JPH02223436A JP1324155A JP32415589A JPH02223436A JP H02223436 A JPH02223436 A JP H02223436A JP 1324155 A JP1324155 A JP 1324155A JP 32415589 A JP32415589 A JP 32415589A JP H02223436 A JPH02223436 A JP H02223436A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、金属面中のバイア及び分離スロットを誘電材
料で充填する方法に関するものである。
本発明の方法は、比較的重いまたは厚い金属面内、たと
えば全体の厚さが少な（とも０．１３ｍｍの銅の平面内
などのクリアランス・ホールまたは分離スロットを充填
するのに特に有用である。
本発明の方法は、比較的厚い銅の電力面内のクリアラン
ス・ホールを充填し、分離境界面を形成するのに特に適
している。
Ｂ、従来の技術 回路板及び回路カードは、電子産業で種々の用途に用い
られている。
このような回路板及び回路カードを作成するのに広く用
いられている方法は、織ったガラス繊維のシートに樹脂
組成物を含浸させた後、銅のシートを、少なくとも片側
に樹脂を含浸させたガラス繊維のシートに貼り合わせる
ものである。
次に、銅に電気回路をエツチングして゛、回路板または
カードを形成させた後、使用時に電気接続を設けること
ができる。通常、電源モジュールでは、回路を設けたカ
ードまたは回路板の表面に、多数の構成部品を実装する
。
回路カードまたは回路板は、比較的厚い通常は銅の金属
面、比較的薄い誘電層、たとえばエポキシ・ガラス繊維
のプリプレグ、及び金属回路たとえば銅の回路線を使用
した銅の回路を含む。
比較的厚い金属面は、それから分離または絶縁された選
択的電気結線を設けるための、クリアランス・ホールを
有する。
さらに、比較的厚い金属面の境界には、分離スロット及
び分離境界を形成するための誘電体が設けられている。
金属性電力面の厚みが増すにつれて、クリアランス・ホ
ールを誘電材料で確実に充填して、信頼性と保全性の高
い絶縁を行なうことが困難になる。
特に、クリアランス・ホール及び分離スロ・ソト内に、
後の回路板またはボードの製作中に望ましくない電気接
続を生じる空隙のない、連続した誘電材料を形成させる
際に困難が生じる。
また、この充填方法は、後の処理で、クリアランス・ホ
ールから誘電材料が偶然剥離することがないようなもの
でなければならない。
Ｃ０発明が解決しようとする課題 本発明は、金属面中のバイア及び分離スロットを誘電材
料で充填する方法に関するものである。
具体的には、本発明の方法は、比較的厚い金属面中のク
リアランス・ホール及び分離スロットを、完全ではなく
ても、少なくとも実質的に空隙及び気泡のない誘電材料
で充填することに関するものである。
さらに、本発明の方法は、クリアランス・ホールを充填
すると同時に、金属面中の分離境界も充填することがで
きる。本発明の方法により、後の処理で剥離する恐れの
ない誘電材料でクリアランス・ホールを確実に充填する
ことができる。
さらに詳細に述べれば、本発明は必要な厚みの金属面中
のクリアランス・ホールを誘電体で充填する方法に関す
るものである。
０６課題を解決するための手段 本発明の方法では、金属面の金属のクリアランス・ホー
ルと分離スロットを有する２枚のシートの間に誘電層を
設ける。各シートはそれぞれ、金属面の必要な厚みの約
２５％ないし７５％で、２枚のシートの厚みの合計は、
金属面の必要な厚みに対応する。
２枚のシートそれぞれの接着剤から遠い側の主表面に、
金属シート中のクリアランス・ホール及び分離スロット
と対応または一致するバイアを有するマスクを設ける。
各マスクの金属シートから遠い側の表面に誘電材料の層
を設ける。誘電材料の各層のマスクから遠い側の表面に
リリース層を設ける。
次に、この複合アセンブリを積層して、２枚のシートの
間の層及び各マスクに隣接する層からの絶縁材料をクリ
アランス・ホールに充填させ、金属シートを接着させる
。
次にマスク、マスクに隣接する残った誘電材料、及びリ
リース層を除去して、誘電体で充填したクリアランス・
ホール及び分離スロットを有する金属面を得る。誘電体
、マスク、及びリリース層の除去にともなって、金属面
のクリアランス・ホール及び分離スロット内から誘電体
が除去されることはない。
２枚の金属シートの間に誘電体の層があることにより、
確実にクリアランス・ホールが誘電体で充填され、バイ
アの内部に大規模に空隙や気泡が生じることがなくなる
。従来技術の方法における空隙の問題は、特に約０．１
３ｍｍ以上の比較的厚い金属面では、金属面の中央の近
辺で大きくなる傾向がある。
Ｅ、実施例 本発明は、所要の厚みの金属面中のバイアを誘電材料で
充填する方法に関するものである。本発明の方法は、特
に比較的厚い金属面、たとえば約８５ｇないし約５７０
ｇの銅の中のバイアの充填に関するものである。好まし
い金属は銅である。
本発明によれば、金属面の２枚の金属シートの間に誘電
層を設ける。本発明の好ましい態様では、金属シートは
２枚の銅のシートである。各金属シートは厚みがそれぞ
れ、金属面の所要の厚みの約２５％ないし約７５％、好
ましくは約４０％ないし約６０％、最も好ましくは約５
０％である。２枚のシートの厚みの合計は、金属面の所
要の厚みに対応し、または等しくなる。
使用する誘電材料は、後の積層工程で金属シートを接着
させることができ、同じく積層工程でクリアランス・ホ
ール及び分離スロット中に流れ込むことができるもので
なければならない。また、この誘電体は、クリアランス
・ホールの側壁に良好に接着するものでなければならな
い。
適当な誘電材料には、熱硬化性樹脂材料及び熱可塑性樹
脂があり、集積回路基板用の誘電体基板として推奨され
ているものが含まれる。
代表的な熱硬化性樹脂材料には、エポキシ、フェノール
系材料、及びポリアミドがある。このような材料は、通
常ガラス充填エポキシやフェノール系材料など、樹脂材
料を強化材とともに成形したものである。フェノール系
材料の例としては、フェノール、レゾルシン、クレゾー
ルの共重合体がある。適当な熱可塑性重合体材料の例と
しては、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスル
ホン、ポリカーボネート、ニトリル・ゴム、及びＡＢＳ
ポリマーがある。
本発明で使用する好ましい重合体材料は、エポキシ樹脂
材料である。代表的なエポキシ樹脂材料は、ビスフェノ
ールＡとエピクロルヒドリンから得られるビスフェノー
ルＡ系樹脂、テトラブロモビスフェノールＡとエピクロ
ルヒドリンから得られる臭素化ポリエポキシド、フェノ
ールやクレゾール等のフェノール系材料と、ホルムアル
デヒド等のアルデヒドから生成するノボラック樹脂をエ
ピクロルヒドリンでエポキシ化して得られる樹脂材料、
テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン等の多官能
性エポキシ樹脂、アジピン酸ビス（３゜４−エポキシ−
６−メチルシクロヘキシルメチル）等の脂環式エポキシ
樹脂等がある。
このエポキシ樹脂組成物は、周知の促進剤及び硬化剤を
含んだものでよい。適当な硬化剤の例としては、ポリア
ミン、第一、第二及び第三アミン、ポリアミド、ポリス
ルフィド、エリア・フェノール・ホルムアルデヒド、及
び酸または酸無水物がある。さらに、適当な硬化剤には
、ＢＦ３及びその複塩等のルイス酸触媒がある。
本発明で使用する誘電層の多くは、樹脂とガラス繊維等
の強化繊維を含む「プリプレグ」と呼ばれるものである
。このような繊維を含む組成物は、通常、たとえばエポ
キシ組成物を繊維に含浸させて作成する。エポキシ組成
物の量は、ガラス組織中のエポキシ組成物の固形物含有
量全体の約３０ないし約７０重量％、好ましくは約５０
ないし約６５重量％である。
樹脂と繊維を配合した後、組成物を硬化させてＢステー
ジにし、シート等の所要の形状に切断する。誘電体の厚
みは、通常約０．０４ないし約０゜０８ｍｍである。本
発明によれば、金属シートの間に１枚または２枚の誘電
体シートを使用する。
使用する誘電体は、米国特許第３５２３０３７号明細書
に開示された種類のエポキシ含浸ガラス繊維が好ましい
。具体的には、上記の材料は、樹脂固形分１００重量部
に対して、ポリエポキシド、すなわちフェノールの四臭
化ジグリシジルエーテル約７０ないし約９０重量部、官
能性が約３．５ないし約６のエポキシ重合体的１０ない
し約３０重量部、ジシアンジアミド約３ないし約４重量
部、及びアミン約０．２ないし約０．４重量部を含有す
る。
好ましい臭素化エポキシ重合体は、エポキシ等量が約４
５５ないし約５００、官能性が約２、臭素含有量が約１
９ないし約２３重量％である。このような材料は、メチ
ルエチルケトン中に７５重量％のエポキシ樹脂を含有す
る溶液として、チバ・プロダクツ・カンパ＝　−（Ｃｉ
ｂａ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｃｏ、　）からアラルダイト
（Ａｒａｌｄｉｔｅ）　８０１１の商品名で市販され、
またメチルエチルケトン中に８０重量％の溶液として、
ダウ・ケミカル（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａ
ｎｙ）からＤＥＲ−５１１の商品名で市販されている。
官能性が約３．５ないし約６のエポキシ重合体の例には
、エポキシ化したフェノール・ノボラック重合体がある
。好ましいエポキシ化ノボラックは、クレゾール・ホル
ムアルデヒド・ノボラックで、チバ・ガイギーからアラ
ルダイト１２８０の商品名で市販されている。
適当な第三アミンは、ベンジルジメチルアミン、α−メ
チルベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルフ
ェノール、トリス（ジメチルアミノメチルフェノール）
、及びＮ、Ｎ、Ｎ“　Ｎ　１テトラメチル−１，３−ブ
タンジアミンがある。
プリプレグと呼ばれる好ましい誘電体は、米国特許箱３
５２．３０３７号明細書に開示された装置及び方法で作
製することができる。
各金属シートの誘電層から遠い側の主表面上にマスクを
設ける。このマスクは、金属シートのクリアランス・ホ
ール及び分離スロットに対応し、またはそれと整列する
クリアランス・ホール及び分離スロットを有する。マス
クは、積層工程後、構造から容易に除去できる材料で、
厚みが約２５ないし７５μｍの銅のシートが好ましい。
こうした銅シートは、グールド・アンド・イエイツ（Ｇ
ｏｕｌｄ　ａｎｄ　Ｙａｔｅｓ）から市販されており、
一般に電着銅箔と呼ばれている。この銅箔は、片面はき
わめて平滑な表面で、他の表面は小突起を有し、または
凹凸である。銅箔の厚みは、約３５ないし約７０ｔ１ｍ
のものが好ましく、一般に１オンスまたは２オンス銅と
呼ばれている。積層後のマスクの除去を容易にするため
に、箔の平滑な表面を金属シートに接するように置く。
各マスクの主表面上に、誘電材料の層を設ける。
誘電層の重合体材料は、積層工程中にクリアランス・ホ
ール及び分離スロットに流れ込むことができ、クリアラ
ンス・ホールの内部と結合できるものでなければならな
い。また、この材料は、後の工程中に付着させる層と良
好に接着できなければならず、後のはんだ付けに使用す
る温度に耐えることが好ましい。上述の２枚の金属シー
トの間に使用する誘電材料は、この誘電材料としても使
用することができ、上記のシート間の誘電層として好ま
しい材料と同じものが好ましい。これらの重合体材料の
層の厚みは、約２５ないし約２５０μｍとするのが好ま
しく、約５０ないし約１５０μｍとするのが最も好まし
い。積層中に、好ましいプリプレグからの重合体材料だ
けがバイア中に流れ込みまたは移行する。ガラス繊維の
強化材はそのまま残、るが、積層工程中に重合材料が均
一に分布するのを助け、かつ材料をクリアランス・ホー
ル及び分離スロット中に保持する。
積層を容易にするために、誘電層のマスクから遠い側の
各主表面上にリリース・シートを置く。
このリリース・シートは、誘電材料が積層装置のプレー
トに接着するのを防止する。適当なリリース・シートに
は、テトラ−（Ｔｅｄｌａｒ）の商品名で市販されてい
るポリフッ化ビニル、及びポリエチレンテレフタレート
がある。リリース・シートの厚みは、通常約２５ないし
約５０μｍ１好ましくは約２５ないし約３８μｍである
。
次にアセンブリを積層し、′２枚のシートの間の層及び
マスクに隣接する層からの誘電材料で、クリアランス・
ホールを充填させ、金属シートを接着させる。さらに、
特定の構造中にすでに形成された分離境界またはスロッ
ト中に誘電材料を流れ込ませる。２枚のシートの間に層
があるため、クリアランス・ホール中に材料が入るだけ
でなく、最終構造を支持して、後で切削して追加の分離
境界を形成した後、充填することができる。接着剤が存
在するため、後の機械加工による部品の脱落を防止する
ための複雑な処理は不要になる。積層は、誘電体からの
重合体がさらに硬化するが、後の処理で他の層の接着を
容易にするために、完全には硬化しないような温度、圧
力、及び時間の条件で行なう。
積層は、あらかじめ加熱した積層プレス中で、所定の圧
力及び温度、たとえば約１４ｋｇ／ｃｍ２ないし約３５
ｋｇ／ｃｍ２、通常は約３５　ｋ　ｇ／ｃｍ２の圧力、
約１７７℃の温度で、所要の構造を圧縮して行なう。圧
縮操作の時間は、重合体がさらに硬化するが、完全には
硬化しないような時間とする。上記の条件下では、約１
５分が適当である。
次に、マスク、マスクに接する残った誘電体、及びリリ
ース層を、単に層の剥離により除去する。
この＼除去により、構造のバイア内から誘電材料が除去
されることはない。
本発明をさらに詳細に説明するために、図を参照する。
第１図は、本発明による積層用のアセンブリを示す。番
号１及び２はそれぞれ、互いに整列したクリアランス・
ホール３及び４を存する金属層を示す。金属シート１及
び２の間に誘電層５が設けられている。金属シート１及
び２の上に、それぞれ銅のマスク６及び７があり、金属
シート中のクリアランス・ホールに対応するクリアラン
ス・ホールを有する。マスク６の上には誘電体８、マス
ク７の上には誘電体９が設けられており、誘電層８の上
にはリリース・シート１０、誘電層９の上にはリリース
・シート１１が設けられている。
第２図は、本発明によって得られる、誘電材料１２及び
１３で充填された金属面を概略的に示したものである。
Ｆ６発明の効果 本発明の方法は、比較的重いまたは厚い金属面、たとえ
ば全体の厚さが少なくとも０．１３ｍｍの銅の平面など
のクリアランス・ホールまたは分離スロットを充填する
場合に、特に有用である。本発明の方法は、比較的厚い
銅の電力面のクリアランス・ホールを充填し、分離境界
面を形成するのに特に適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による積層前の複合体の概略図である
。 第２図は、本発明の方法によって得られる製品の概略図
である。 １．２・・・・金属層、３．４・・・・クリアランス・
ホール、５・・・・誘電層、６．７・・・・銅マスク、
８．９・・・・誘電層、１０．１１・・・・リリース・
シート、１２．１３・・・・誘電材料。 出願人　　インターナシロナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーシロン 代理人　　弁理士　　山　　本　　仁　　朗（外１名）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）所要の厚みの金属面中のクリアランス・ホール及
    び分離スロットを誘電体で充填する方法において、 （ａ）金属面の金属のクリアランス・ホール及び分離ス
    ロットを有する２枚のシートの間に、誘電体の層を設け
    、各シートの厚みを金属面の所要の厚みのそれぞれ約２
    ５％ないし約７５％にし、２枚のシートの厚みの合計を
    金属面の所要の厚みに対応するようにするステップ、 （ｂ）各金属シートの誘電層から遠い側の主表面上に、
    金属シート中のバイアに対応するバイアを有するマスク
    を設けるステップ、 （ｃ）各マスクの金属シートから遠い側の主表面上に、
    誘電体の層を設けるステップ、 （ｄ）各誘電層のマスクから遠い側の主表面上に、リリ
    ース層を設けるステップ、 （ｅ）複合体を積層して、２枚の層の間及びマスクに接
    した層からの誘電体でクリアランス・ホールを充填し、
    金属シートを接着させるステップ、及び （ｆ）マスク、マスクに接する残った誘電体、及びリリ
    ース層を除去して、充填されたバイアを有する金属面を
    得るステップ を含む方法。
JP1324155A 1988-12-15 1989-12-15 誘電体による充填方法 Expired - Lifetime JPH0745224B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US28453288A 1988-12-15 1988-12-15
US284532 1988-12-15

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JPH02223436A true JPH02223436A (ja) 1990-09-05
JPH0745224B2 JPH0745224B2 (ja) 1995-05-17

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JP1324155A Expired - Lifetime JPH0745224B2 (ja) 1988-12-15 1989-12-15 誘電体による充填方法

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US5239746A (en) * 1991-06-07 1993-08-31 Norton Company Method of fabricating electronic circuits
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