JPH107933A - 焼結性組成物及びそれを用いた多層電気的組立体並びにその製造方法 - Google Patents
焼結性組成物及びそれを用いた多層電気的組立体並びにその製造方法Info
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- JPH107933A JPH107933A JP9044476A JP4447697A JPH107933A JP H107933 A JPH107933 A JP H107933A JP 9044476 A JP9044476 A JP 9044476A JP 4447697 A JP4447697 A JP 4447697A JP H107933 A JPH107933 A JP H107933A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機ラミネート材料を基に、高信頼性、高密
度、及び高コスト効率の多層電気組立体を提供する。 【解決手段】 焼結可能な組成物を具備する電気的組立
体。この組成物は、前記組立体のラミネートのキュアリ
ングサイクル中に反応性及び／または非反応性焼結す
る。この組成物は、基本的に、（ｉ）少なくとも１つの
高融点粒子相材料、（ｉｉ）少なくとも１つの低融点材
料、及び、（ｉｉｉ）樹脂と架橋剤からなる有機成分を
含有してなる。
度、及び高コスト効率の多層電気組立体を提供する。 【解決手段】 焼結可能な組成物を具備する電気的組立
体。この組成物は、前記組立体のラミネートのキュアリ
ングサイクル中に反応性及び／または非反応性焼結す
る。この組成物は、基本的に、（ｉ）少なくとも１つの
高融点粒子相材料、（ｉｉ）少なくとも１つの低融点材
料、及び、（ｉｉｉ）樹脂と架橋剤からなる有機成分を
含有してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ラミネート中に
強固な導電性ビア(via)を形成する新規な焼結可能な組
成物を用いた単層または多層の電気的に内部接続された
組立体、該組立体の製造方法、及び導電性ビアの製造方
法に関する。
強固な導電性ビア(via)を形成する新規な焼結可能な組
成物を用いた単層または多層の電気的に内部接続された
組立体、該組立体の製造方法、及び導電性ビアの製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多層電気的組立体は、空間が極めて貴重
な電気工業において非常に重要である。このような組立
体は、典型的には、導電性回路を形成した２以上の絶縁
基板を具備し、それらは１以上の絶縁層によって互いに
隔離されている。組立体の導電層は、該組立体内の不連
続な位置に形成された導電性ビアを介して電気的に接続
される。このビアは、導電層即ち回路に垂直に、かつそ
れらの間に延設され、即ち１以上の絶縁層を通って延設
される。
な電気工業において非常に重要である。このような組立
体は、典型的には、導電性回路を形成した２以上の絶縁
基板を具備し、それらは１以上の絶縁層によって互いに
隔離されている。組立体の導電層は、該組立体内の不連
続な位置に形成された導電性ビアを介して電気的に接続
される。このビアは、導電層即ち回路に垂直に、かつそ
れらの間に延設され、即ち１以上の絶縁層を通って延設
される。
【０００３】基板層は、該基板の一方または両方の面に
電気回路が形成され、該基板の厚みを通して貫設された
１以上の導電性ビアを有することが知られている。絶縁
層を貫通して延設されたビア即ち孔（ホール）は、種々
の技術によって導電性が付与される。有機物ラミネート
に基づく回路基板に通常用いられる技術は、多層構造の
孔を通したメッキを形成することであり、一層から他層
へのビアが必要とされる。
電気回路が形成され、該基板の厚みを通して貫設された
１以上の導電性ビアを有することが知られている。絶縁
層を貫通して延設されたビア即ち孔（ホール）は、種々
の技術によって導電性が付与される。有機物ラミネート
に基づく回路基板に通常用いられる技術は、多層構造の
孔を通したメッキを形成することであり、一層から他層
へのビアが必要とされる。
【０００４】内部接続された多層組立体の多くで用いら
れているが、従来の孔を通したメッキには多くの問題が
存在する。第１の欠点は、孔を通したメッキが占める基
板の面積である。孔を通したメッキは、典型的には、他
層基板を貫通してドリルで穿孔し、次いで、無電解また
は電解メッキにより銅で孔を金属化することにより形成
される。比較的薄い多層構造を貫通して小さなビアをド
リルで穿孔し、メッキすることは困難である。また、通
り穴(through hole)を組立体の導電性回路図形(trace)
に接続するのに必要な「接続パッド(capture pad)」の
位置にドリルを整合させるのも困難である。これらの複
合した困難さのために、ビア及び接続パッドの構造は比
較的大型とされていた。典型的なサイズは、３００μｍ
の孔と４５０μｍの接続パッドであった。これより小さ
なサイズは、コスト的にかなり不利であった。
れているが、従来の孔を通したメッキには多くの問題が
存在する。第１の欠点は、孔を通したメッキが占める基
板の面積である。孔を通したメッキは、典型的には、他
層基板を貫通してドリルで穿孔し、次いで、無電解また
は電解メッキにより銅で孔を金属化することにより形成
される。比較的薄い多層構造を貫通して小さなビアをド
リルで穿孔し、メッキすることは困難である。また、通
り穴(through hole)を組立体の導電性回路図形(trace)
に接続するのに必要な「接続パッド(capture pad)」の
位置にドリルを整合させるのも困難である。これらの複
合した困難さのために、ビア及び接続パッドの構造は比
較的大型とされていた。典型的なサイズは、３００μｍ
の孔と４５０μｍの接続パッドであった。これより小さ
なサイズは、コスト的にかなり不利であった。
【０００５】回路基板内でビア及び接続パッドが占める
面積を縮小することは、目隠しまたは埋設ビアを用いる
ことにより達成された。当業者には理解されることだ
が、目隠しビアは、多層組立体の１つの露出面から該組
立体内部の位置までの間に延設されるビアである。埋設
ビアは、組立体内部の第１の内面から該組立体内部の第
２の内面まで延設されるビアである。ビアメッキ技術を
用いて導電性目隠しまたは埋設ビアを有する多層組立体
を形成するためには、比較的複雑な連続的ラミネート方
法を行う必要がある。このような方法は時間もコストも
要する。さらに、連続的ラミネート方法は、その技術自
体が、最初の組立体またはその部材に、通常は高温で行
われる多数回のラミネートサイクルを施すことを含むの
で望ましくない。さらに、そのような曝露は最初の組立
体の物理的及び電気的一貫性に悪影響を与えうる。
面積を縮小することは、目隠しまたは埋設ビアを用いる
ことにより達成された。当業者には理解されることだ
が、目隠しビアは、多層組立体の１つの露出面から該組
立体内部の位置までの間に延設されるビアである。埋設
ビアは、組立体内部の第１の内面から該組立体内部の第
２の内面まで延設されるビアである。ビアメッキ技術を
用いて導電性目隠しまたは埋設ビアを有する多層組立体
を形成するためには、比較的複雑な連続的ラミネート方
法を行う必要がある。このような方法は時間もコストも
要する。さらに、連続的ラミネート方法は、その技術自
体が、最初の組立体またはその部材に、通常は高温で行
われる多数回のラミネートサイクルを施すことを含むの
で望ましくない。さらに、そのような曝露は最初の組立
体の物理的及び電気的一貫性に悪影響を与えうる。
【０００６】従来の技術者は、目隠し埋設ビアを持った
電気的に接続された多層組立体の製造を多数試みた。そ
れらには、上記の連続的加工による欠点を有するものが
ある。これらの試みは、絶縁材料と導電材料とを連続的
に堆積させ、焼成(firing)及びキュアリング工程を施す
多層厚膜プロセスを含む。目隠しまたは埋設ビアを持つ
多層構造を結果的に構成するためには、これらの工程を
繰り返さねばならない。この試みは、金属／セラミック
（サーメット）材料及び金属／ポリマー（ポリマー厚
膜）の両方で実行されている。さらに最近は、絶縁体の
堆積に続いて、目隠しレーザードリル穿孔、プラズマま
たは化学エッチング、写真画像形成、及びこの分野で知
られた他の技術を含むいくつかの手段に基づく連続的加
工が発達してきた。ひとたび形成されれば、ビア及び金
属回路図形は、蒸着、スパッタリング、無電解または電
解メッキといった液相または気相金属析出技術等のいく
つかの可能な手段によって形成される。さらなる層に
も、これらの絶縁物析出、ビア形成、及び金属析出工程
の繰り返しが必要である。
電気的に接続された多層組立体の製造を多数試みた。そ
れらには、上記の連続的加工による欠点を有するものが
ある。これらの試みは、絶縁材料と導電材料とを連続的
に堆積させ、焼成(firing)及びキュアリング工程を施す
多層厚膜プロセスを含む。目隠しまたは埋設ビアを持つ
多層構造を結果的に構成するためには、これらの工程を
繰り返さねばならない。この試みは、金属／セラミック
（サーメット）材料及び金属／ポリマー（ポリマー厚
膜）の両方で実行されている。さらに最近は、絶縁体の
堆積に続いて、目隠しレーザードリル穿孔、プラズマま
たは化学エッチング、写真画像形成、及びこの分野で知
られた他の技術を含むいくつかの手段に基づく連続的加
工が発達してきた。ひとたび形成されれば、ビア及び金
属回路図形は、蒸着、スパッタリング、無電解または電
解メッキといった液相または気相金属析出技術等のいく
つかの可能な手段によって形成される。さらなる層に
も、これらの絶縁物析出、ビア形成、及び金属析出工程
の繰り返しが必要である。
【０００７】上述の目隠しまたは埋設ビアを持つ電気的
接続された多層構造の製造技術は、連続的加工を施され
るので、収率が低下しコストが上昇する。従来の技術者
は、平行的加工技術を発展させ、上記の連続的加工技術
において発生するいくつかの困難を克服した。このプロ
セスは、当業者には、多層共焼結(cofire)セラミック工
程として知られている。このプロセスは、種々のガラス
及びセラミック粒子と、機械的支持体となる少量の有機
バインダー材料を含む未焼成シートである「グリーンシ
ート」から始める。ビアはこのグリーンシートに形成さ
れ、次いでこのビアにサーメット型組成物が充填され
る。次に、このシートの上に回路図形が、類似のサーメ
ット型組成物で印刷される。同様に、所望の回路図形パ
ターンとビアが形成されたシートが、正しい配列及び最
終的な多層構造に要求される重ね合わせで積み重ねられ
共にラミネートされる。最後の高温焼成工程の間に、ビ
ア及び回路図形を形成するサーメット材料、及び、組立
体の絶縁部分に含まれるガラス及びセラミック粒子は、
共に焼結されて最終的な組立体が形成される。この試み
にはいくつかの利点がある。第１に、ビアが比較的薄い
シート状材料に形成されるので、ビア及び接続パッドの
径を孔を通したメッキ構造よりも極めて小さくできるこ
とである。さらに重要なのは、プロセスが平行して行わ
れるため、目隠し及び埋設ビアが容易に形成できること
である。連続加工及び低収率は完全に回避できる。最後
に、セラミック構造は極めて強固であり高信頼性及び厳
しい環境での応用に適している。
接続された多層構造の製造技術は、連続的加工を施され
るので、収率が低下しコストが上昇する。従来の技術者
は、平行的加工技術を発展させ、上記の連続的加工技術
において発生するいくつかの困難を克服した。このプロ
セスは、当業者には、多層共焼結(cofire)セラミック工
程として知られている。このプロセスは、種々のガラス
及びセラミック粒子と、機械的支持体となる少量の有機
バインダー材料を含む未焼成シートである「グリーンシ
ート」から始める。ビアはこのグリーンシートに形成さ
れ、次いでこのビアにサーメット型組成物が充填され
る。次に、このシートの上に回路図形が、類似のサーメ
ット型組成物で印刷される。同様に、所望の回路図形パ
ターンとビアが形成されたシートが、正しい配列及び最
終的な多層構造に要求される重ね合わせで積み重ねられ
共にラミネートされる。最後の高温焼成工程の間に、ビ
ア及び回路図形を形成するサーメット材料、及び、組立
体の絶縁部分に含まれるガラス及びセラミック粒子は、
共に焼結されて最終的な組立体が形成される。この試み
にはいくつかの利点がある。第１に、ビアが比較的薄い
シート状材料に形成されるので、ビア及び接続パッドの
径を孔を通したメッキ構造よりも極めて小さくできるこ
とである。さらに重要なのは、プロセスが平行して行わ
れるため、目隠し及び埋設ビアが容易に形成できること
である。連続加工及び低収率は完全に回避できる。最後
に、セラミック構造は極めて強固であり高信頼性及び厳
しい環境での応用に適している。
【０００８】残念ながら、セラミック共焼結プロセスに
も欠点が存在する。第１に、ガラス及びセラミックとい
う比較的耐熱性の材料を焼結するので、非常に高い焼結
温度が要求される。このことが、使用できる金属材料を
制限する。高い焼結温度は、このプロセスの高コストに
もつながる。第２に、ガラス及びセラミックの誘電率
は、典型的なラミネートされた多層回路基板に見られる
値より高い。比較的高抵抗の導電体と高誘電率の絶縁体
とを組み合わせると、共焼結セラミック基板の電気特性
が制限されてしまう。第３に、高い焼結温度のため、導
電性及び絶縁性材料の前記物質内に元から存在する有機
バインダーの全てが、最終的な高温焼結工程に先立つ制
御された「燃焼」工程によって除去されてしまう。この
ことはプロセスを困難にし、焼成中の組立体に極めて重
大な収縮をもたらす。異なるタイプの多くの材料の収縮
率を調整することは極めて挑戦的ではあるが、焼成工程
のコスト及び複雑さを極めて高くする。
も欠点が存在する。第１に、ガラス及びセラミックとい
う比較的耐熱性の材料を焼結するので、非常に高い焼結
温度が要求される。このことが、使用できる金属材料を
制限する。高い焼結温度は、このプロセスの高コストに
もつながる。第２に、ガラス及びセラミックの誘電率
は、典型的なラミネートされた多層回路基板に見られる
値より高い。比較的高抵抗の導電体と高誘電率の絶縁体
とを組み合わせると、共焼結セラミック基板の電気特性
が制限されてしまう。第３に、高い焼結温度のため、導
電性及び絶縁性材料の前記物質内に元から存在する有機
バインダーの全てが、最終的な高温焼結工程に先立つ制
御された「燃焼」工程によって除去されてしまう。この
ことはプロセスを困難にし、焼成中の組立体に極めて重
大な収縮をもたらす。異なるタイプの多くの材料の収縮
率を調整することは極めて挑戦的ではあるが、焼成工程
のコスト及び複雑さを極めて高くする。
【０００９】上記の欠点を持たずにセラミック共焼結の
ような平行プロセスの利点を得る努力が行われてきた。
即ち、一つの試みは、上述のポリマー厚膜材料に類似し
たポリマーに金属を混ぜたものを、有機ベース基板のビ
アに充填することであった。充填された構造は共にラミ
ネートされ、多層構造を形成する。平行プロセスである
ので、目隠し及び埋設ビアは容易に得られる。共焼結セ
ラミックのように、ビア及び接続パッドは、孔を通した
メッキよりも極めて小さくでき、その結果基板の占める
空間を極めて小さくできる。共焼結セラミックに存在し
た高温工程及びそれに伴う収縮の問題は回避できる。低
抵抗の導電体及び低誘電率の絶縁体は、有機ベース基板
により良い電気特性を与える。
ような平行プロセスの利点を得る努力が行われてきた。
即ち、一つの試みは、上述のポリマー厚膜材料に類似し
たポリマーに金属を混ぜたものを、有機ベース基板のビ
アに充填することであった。充填された構造は共にラミ
ネートされ、多層構造を形成する。平行プロセスである
ので、目隠し及び埋設ビアは容易に得られる。共焼結セ
ラミックのように、ビア及び接続パッドは、孔を通した
メッキよりも極めて小さくでき、その結果基板の占める
空間を極めて小さくできる。共焼結セラミックに存在し
た高温工程及びそれに伴う収縮の問題は回避できる。低
抵抗の導電体及び低誘電率の絶縁体は、有機ベース基板
により良い電気特性を与える。
【００１０】これらの利点に関わらず、金属充填ポリマ
ーのビアは、低電気抵抗、高収率、及び良好な環境安定
性をもって製造するのが困難であった。そのような充填
ビアのポリマー成分は導電性ではない。即ち、導電性は
個々の金属フィラー粒子間の点接触によって発生する。
銀のフィラー粒子であっても、完全な耐腐食性及び耐汚
染性ではなく、水分及び取り扱いに対してさらに敏感に
ならざるをえない。
ーのビアは、低電気抵抗、高収率、及び良好な環境安定
性をもって製造するのが困難であった。そのような充填
ビアのポリマー成分は導電性ではない。即ち、導電性は
個々の金属フィラー粒子間の点接触によって発生する。
銀のフィラー粒子であっても、完全な耐腐食性及び耐汚
染性ではなく、水分及び取り扱いに対してさらに敏感に
ならざるをえない。
【００１１】点接触は、各層のビア粒子と平板状回路パ
ターンとの間にも確立されねばならない。この点接触
は、熱的または機械的に生ずる物理運動によって悪影響
を受ける。平板状パターンとの点接触が劣化すると、ビ
ア材料自体が高抵抗を持つかのようにビアを通した電気
抵抗が上昇する。点接触は単純に固体金属導電体の導電
性及び信頼性を生じない。即ち、これらの金属充填ポリ
マー多層構造は、単純に信頼性が低いので、信頼性が求
められる応用において工業的には使用されなかった。
ターンとの間にも確立されねばならない。この点接触
は、熱的または機械的に生ずる物理運動によって悪影響
を受ける。平板状パターンとの点接触が劣化すると、ビ
ア材料自体が高抵抗を持つかのようにビアを通した電気
抵抗が上昇する。点接触は単純に固体金属導電体の導電
性及び信頼性を生じない。即ち、これらの金属充填ポリ
マー多層構造は、単純に信頼性が低いので、信頼性が求
められる応用において工業的には使用されなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、有機ベース多
層構造に、信頼性が高く、小さな目隠し及び埋設ビアを
形成するための、比較的低温で低コストの平行的プロセ
スが、いまだに求められている。今日まで行われず、か
つ本発明で提供されることは、共焼結セラミックビアで
見られるものと同様の安定で低抵抗の焼結微小構造体
を、有機ベース基板に適した温度及び圧力で形成するこ
とのできるビア充填材料である。さらに、このビア充填
材料は、焼結工程においても有意な収縮をしない。その
結果、有機ラミネート材料を基に、高信頼性、高密度、
及び高コスト効率の多層の電気接続された構造が得られ
る。
層構造に、信頼性が高く、小さな目隠し及び埋設ビアを
形成するための、比較的低温で低コストの平行的プロセ
スが、いまだに求められている。今日まで行われず、か
つ本発明で提供されることは、共焼結セラミックビアで
見られるものと同様の安定で低抵抗の焼結微小構造体
を、有機ベース基板に適した温度及び圧力で形成するこ
とのできるビア充填材料である。さらに、このビア充填
材料は、焼結工程においても有意な収縮をしない。その
結果、有機ラミネート材料を基に、高信頼性、高密度、
及び高コスト効率の多層の電気接続された構造が得られ
る。
【００１３】さらに、この新たなビア充填材料によれ
ば、フリップチップダイ接着及び他の電気的組立工程へ
の全く新たな試みを可能にする。現在のフリップチップ
工程は、ハンダボールを備えたダイにおける入力／出力
パッドの「突沸(bumping)」によって開始される。この
ダイは、上下に裏返され、ダイの活性な面に備えられ、
パッケージの次のレベル、典型的には回路基板またはシ
ングルまたはマルチチップモジュール上の接着パッドに
面して整合されるハンダが突沸する。このように実装さ
れた組立体は、ダイまたは基板パッド上のハンダの少な
くとも一部が再流動するのに十分な時間及び温度に曝露
される。フリップチップが有機ベース基板に接着したと
き、信頼性のある接続を得るためには、ハンダの突沸
が、シリコンダイと有機基板との熱膨張係数の相違に伴
う応力を緩和することのできる熱硬化性または熱可塑性
材料でさらにカプセル化されなければならない。この有
機「下充填(underfill)」は、従来は、フリップチップ
接着の後に液状で適用されていた。この下充填された組
立体は、次いで、ポスト・キュアリングを施される。今
日知られているフリップチップダイ接着及び関連する組
立体は、ほとんどの面で満足できるが、比較的時間とコ
ストがかかる。本発明は、フリップチップを基板または
回路基板に、電気的接続及び物理的接着するための新た
な方法を提供する。
ば、フリップチップダイ接着及び他の電気的組立工程へ
の全く新たな試みを可能にする。現在のフリップチップ
工程は、ハンダボールを備えたダイにおける入力／出力
パッドの「突沸(bumping)」によって開始される。この
ダイは、上下に裏返され、ダイの活性な面に備えられ、
パッケージの次のレベル、典型的には回路基板またはシ
ングルまたはマルチチップモジュール上の接着パッドに
面して整合されるハンダが突沸する。このように実装さ
れた組立体は、ダイまたは基板パッド上のハンダの少な
くとも一部が再流動するのに十分な時間及び温度に曝露
される。フリップチップが有機ベース基板に接着したと
き、信頼性のある接続を得るためには、ハンダの突沸
が、シリコンダイと有機基板との熱膨張係数の相違に伴
う応力を緩和することのできる熱硬化性または熱可塑性
材料でさらにカプセル化されなければならない。この有
機「下充填(underfill)」は、従来は、フリップチップ
接着の後に液状で適用されていた。この下充填された組
立体は、次いで、ポスト・キュアリングを施される。今
日知られているフリップチップダイ接着及び関連する組
立体は、ほとんどの面で満足できるが、比較的時間とコ
ストがかかる。本発明は、フリップチップを基板または
回路基板に、電気的接続及び物理的接着するための新た
な方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成し、ラミネートした電気的基板及び組立体における
導電性ビアを形成するために特に用いられる組成物を提
供する。この組成物は、基本的には、（ｉ）少なくとも
１つの高融点粒子相材料、（ｉｉ）少なくとも１つの低
融点材料、及び（ｉｉｉ）樹脂と架橋剤からなる有機成
分を含有する。
達成し、ラミネートした電気的基板及び組立体における
導電性ビアを形成するために特に用いられる組成物を提
供する。この組成物は、基本的には、（ｉ）少なくとも
１つの高融点粒子相材料、（ｉｉ）少なくとも１つの低
融点材料、及び（ｉｉｉ）樹脂と架橋剤からなる有機成
分を含有する。
【００１５】好ましい実施態様の組成物は、有機ベース
基板のラミネートに適した温度及び圧力範囲に曝露する
と、緻密で極めて高導電性の微細構造体が焼結されると
いう独特の加工特性を有する。本発明の組成物は、過渡
的な液相を形成し及び／またはプロセス中に反応性焼結
して優れた導電性材料を生成する。また、好ましい実施
態様の組成物は、各成分の特有の比率及び成分の特定の
組合せを特徴とする。
基板のラミネートに適した温度及び圧力範囲に曝露する
と、緻密で極めて高導電性の微細構造体が焼結されると
いう独特の加工特性を有する。本発明の組成物は、過渡
的な液相を形成し及び／またはプロセス中に反応性焼結
して優れた導電性材料を生成する。また、好ましい実施
態様の組成物は、各成分の特有の比率及び成分の特定の
組合せを特徴とする。
【００１６】本発明は、上記の組成物を、未焼結の状態
及び焼結した状態で含有する電気的組立体を提供する。
特に、複数の基板及び／または他の層が積層されて配置
され、これらの基板または層のビアまたはアパーチャ
に、本発明の組成物が充填された多層電気的組立体を提
供する。また、導電性通路及びそのようなビアを具備し
た関連する組立体の製造方法も提供する。
及び焼結した状態で含有する電気的組立体を提供する。
特に、複数の基板及び／または他の層が積層されて配置
され、これらの基板または層のビアまたはアパーチャ
に、本発明の組成物が充填された多層電気的組立体を提
供する。また、導電性通路及びそのようなビアを具備し
た関連する組立体の製造方法も提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は、単層または多層の電気
的組立体に用いる焼結可能な組成物、そのような組立体
の製造方法、並びに、特に層状組立体における導電性ビ
アまたは通路の形成方法を提供する。ここで、「単層電
気的組立体」なる用語は、電気的組立体、その部材、ま
たはその一部であって、一般に単一または一体の層また
は基板からなるものを意味する。従って、この用語は、
単層回路基板及び後に定義する単層挿入層も含む。よっ
て、ここで用いる「多層電気的組立体」は、電気的組立
体、その部材、またはその一部であって、一般に複数の
層または基板からなるものを意味する。従って、この用
語は、２以上の回路基板、基板、挿入層、または他の層
またはフィルムを具備する層状組立体を含む。
的組立体に用いる焼結可能な組成物、そのような組立体
の製造方法、並びに、特に層状組立体における導電性ビ
アまたは通路の形成方法を提供する。ここで、「単層電
気的組立体」なる用語は、電気的組立体、その部材、ま
たはその一部であって、一般に単一または一体の層また
は基板からなるものを意味する。従って、この用語は、
単層回路基板及び後に定義する単層挿入層も含む。よっ
て、ここで用いる「多層電気的組立体」は、電気的組立
体、その部材、またはその一部であって、一般に複数の
層または基板からなるものを意味する。従って、この用
語は、２以上の回路基板、基板、挿入層、または他の層
またはフィルムを具備する層状組立体を含む。
【００１８】本発明は、液相の存在下で焼結する、また
は、ラミネート中に形成される過渡的(transient)液相
の存在下または不存在下で焼結される組成物を提供す
る。その結果得られる材料は導電性であり、特に上記の
構造における充填材料として広く応用できることがわか
った。本発明の好ましい組成物は、組成物中の２以上の
成分が反応性焼結して金属間化合物を形成する。本発明
の最も好ましい組成物は、反応性成分が反応性焼結し
て、微細に粉砕され、比較的均一で連続的な微細構造体
を形成し、それが実質的に金属間化合物または他の反応
生成物である。本発明の組成物は、（ｉ）高融点粒子相
材料、（ｉｉ）低融点及び／または前記高融点材料と反
応する材料、及び（ｉｉｉ）有機成分を含有する。
は、ラミネート中に形成される過渡的(transient)液相
の存在下または不存在下で焼結される組成物を提供す
る。その結果得られる材料は導電性であり、特に上記の
構造における充填材料として広く応用できることがわか
った。本発明の好ましい組成物は、組成物中の２以上の
成分が反応性焼結して金属間化合物を形成する。本発明
の最も好ましい組成物は、反応性成分が反応性焼結し
て、微細に粉砕され、比較的均一で連続的な微細構造体
を形成し、それが実質的に金属間化合物または他の反応
生成物である。本発明の組成物は、（ｉ）高融点粒子相
材料、（ｉｉ）低融点及び／または前記高融点材料と反
応する材料、及び（ｉｉｉ）有機成分を含有する。
【００１９】第１の成分は、比較的高融点の粒子相材料
である。「高融点」なる用語は、回路または組立体が受
ける最も高いプロセス温度または使用が予想される最も
高い温度においても固体状態が保持されるような融点を
有する材料を意味する。この明細書で後に述べるプロセ
スの好ましい実施態様における最も高いプロセス温度
は、多層組立体のラミネートまたは引き続く組立工程の
いずれかで生ずる。ラミネート温度は約２０℃から約４
００℃であり、選択する材料によって決まる。銅、錫、
及び鉛を含む最も好ましい組成物を用いる場合、ラミネ
ート温度は約１８０℃から３２５℃であり、電気的組立
体で選択する絶縁材料によって決まる。この第１の成分
の材料は、（１）液相の存在下で、予想されるラミネー
ト温度より低温で、それ自体が焼結して回路金属化する
もの、及び／または、（２）以下に詳細に述べるよう
に、１以上の低融点材料と、固体状態または該低融点材
料を含む過渡的液相の存在下のいずれかで反応性焼結す
るもののうちの少なくとも１つであるのが好ましい。
である。「高融点」なる用語は、回路または組立体が受
ける最も高いプロセス温度または使用が予想される最も
高い温度においても固体状態が保持されるような融点を
有する材料を意味する。この明細書で後に述べるプロセ
スの好ましい実施態様における最も高いプロセス温度
は、多層組立体のラミネートまたは引き続く組立工程の
いずれかで生ずる。ラミネート温度は約２０℃から約４
００℃であり、選択する材料によって決まる。銅、錫、
及び鉛を含む最も好ましい組成物を用いる場合、ラミネ
ート温度は約１８０℃から３２５℃であり、電気的組立
体で選択する絶縁材料によって決まる。この第１の成分
の材料は、（１）液相の存在下で、予想されるラミネー
ト温度より低温で、それ自体が焼結して回路金属化する
もの、及び／または、（２）以下に詳細に述べるよう
に、１以上の低融点材料と、固体状態または該低融点材
料を含む過渡的液相の存在下のいずれかで反応性焼結す
るもののうちの少なくとも１つであるのが好ましい。
【００２０】高融点粒子相材料として用いるのに好まし
い材料は、Ｈｇ、Ｇａ、及びＩｎを除く周期律表の３Ａ
から６Ｂ族の全ての金属を含む。特に好ましいのは、
銅、ニッケル、金、銀、及びそれらの組合せである。最
も好ましい材料は、銅または銅含有合金である。
い材料は、Ｈｇ、Ｇａ、及びＩｎを除く周期律表の３Ａ
から６Ｂ族の全ての金属を含む。特に好ましいのは、
銅、ニッケル、金、銀、及びそれらの組合せである。最
も好ましい材料は、銅または銅含有合金である。
【００２１】この第１の成分を特別な形態で用いるのが
好ましいことがわかった。組成物をビア内に充填する場
合の最大粒子サイズはビアの径に依存する。しかし、典
型的な粒子サイズは約１から１５０μｍである。好まし
い粒子サイズは、約０．５から１５μｍである。最も好
ましい粒子サイズは約１から約６μｍの範囲である。
好ましいことがわかった。組成物をビア内に充填する場
合の最大粒子サイズはビアの径に依存する。しかし、典
型的な粒子サイズは約１から１５０μｍである。好まし
い粒子サイズは、約０．５から１５μｍである。最も好
ましい粒子サイズは約１から約６μｍの範囲である。
【００２２】高融点粒子相材料は、例えば、球状、フレ
ーク状、不定型といった種々の粒子形状で用いられ、何
ら限定されるものではない。球状の粒子は幾何学的に高
い充填レベルを得られ、従って、緻密で導電性の微細構
造体を促進するので、球状は好ましい形状である。
ーク状、不定型といった種々の粒子形状で用いられ、何
ら限定されるものではない。球状の粒子は幾何学的に高
い充填レベルを得られ、従って、緻密で導電性の微細構
造体を促進するので、球状は好ましい形状である。
【００２３】第２の成分である低融点材料は、後に述べ
る好ましい実施態様のプロセスにおけるラミネート中に
おいて過渡的液相を形成するように選択するのが好まし
い。この液体は、前記第１の成分を少なくとも部分的に
濡らすものである。この過渡的液相の形成は、組成物
を、該低融点材料が溶融するまたは部分的に溶融するの
に十分に高い温度で一度生ずる一般的に不可逆な工程で
ある。この液相は焼結を促進し、その結果、後に詳細に
述べる微細構造体が形成される。また、この第２の成分
は、前記第１の成分と固体状態で反応性焼結するように
選択してもよい。
る好ましい実施態様のプロセスにおけるラミネート中に
おいて過渡的液相を形成するように選択するのが好まし
い。この液体は、前記第１の成分を少なくとも部分的に
濡らすものである。この過渡的液相の形成は、組成物
を、該低融点材料が溶融するまたは部分的に溶融するの
に十分に高い温度で一度生ずる一般的に不可逆な工程で
ある。この液相は焼結を促進し、その結果、後に詳細に
述べる微細構造体が形成される。また、この第２の成分
は、前記第１の成分と固体状態で反応性焼結するように
選択してもよい。
【００２４】低融点材料として用いられる代表的な材料
は、下記の表１に挙げる金属及び合金を含む。第２の材
料として用いるのが好ましい部類の材料は、錫、または
錫含有合金である。このような合金の例は、錫及び鉛の
共融混合物、即ち、６３重量％錫／３７重量％鉛合金で
ある。前記高融点粒子相材料として最も好ましい銅と組
み合わせると、材料の相対比率、粒子サイズ、及び材料
が暴露される時間−温度−圧力条件に応じて、金属間／
金属間、銅／銅、及び銅／金属間結合が形成される。
は、下記の表１に挙げる金属及び合金を含む。第２の材
料として用いるのが好ましい部類の材料は、錫、または
錫含有合金である。このような合金の例は、錫及び鉛の
共融混合物、即ち、６３重量％錫／３７重量％鉛合金で
ある。前記高融点粒子相材料として最も好ましい銅と組
み合わせると、材料の相対比率、粒子サイズ、及び材料
が暴露される時間−温度−圧力条件に応じて、金属間／
金属間、銅／銅、及び銅／金属間結合が形成される。
【００２５】
【表１】
【００２６】高融点粒子相材料として銅または銅含有合
金を用いる場合、下記の元素を低融点材料の成分として
用いることができる。ジスプロシウム、エルビウム、ガ
リウム、ガドリニウム、ゲルマニウム、ハフニウム、水
銀、インジウム、ランタン、マグネシウム、ネオジウ
ム、リン、パラジウム、プラセオジム、白金、イオウ、
セレン、アンチモン、ケイ素、サマリウム、錫、ストロ
ンチウム、テルリウム、トリウム、チタン、タリウム、
イットリウム、イッテルビウム、鉛、ジルコニウム、及
びそれらの組合せ。
金を用いる場合、下記の元素を低融点材料の成分として
用いることができる。ジスプロシウム、エルビウム、ガ
リウム、ガドリニウム、ゲルマニウム、ハフニウム、水
銀、インジウム、ランタン、マグネシウム、ネオジウ
ム、リン、パラジウム、プラセオジム、白金、イオウ、
セレン、アンチモン、ケイ素、サマリウム、錫、ストロ
ンチウム、テルリウム、トリウム、チタン、タリウム、
イットリウム、イッテルビウム、鉛、ジルコニウム、及
びそれらの組合せ。
【００２７】最も好ましい微細構造体は、完全な、また
は実質的に全ての金属間結合を含む連続導電相となるも
のである。このような微細構造体の形成は、以下に挙げ
る１以上の工夫をすることによって促進される。即ち、
第１及び第２の成分に比較的微小サイズの粒子を用いる
こと、第１及び第２の成分の特定の比率を用いること、
組成物を特定の温度に十分な時間暴露すること、金属成
分の濃度が許容できる金属充填レベルに達していること
を確認すること、及び組成物に圧縮圧力をかけることで
ある。
は実質的に全ての金属間結合を含む連続導電相となるも
のである。このような微細構造体の形成は、以下に挙げ
る１以上の工夫をすることによって促進される。即ち、
第１及び第２の成分に比較的微小サイズの粒子を用いる
こと、第１及び第２の成分の特定の比率を用いること、
組成物を特定の温度に十分な時間暴露すること、金属成
分の濃度が許容できる金属充填レベルに達していること
を確認すること、及び組成物に圧縮圧力をかけることで
ある。
【００２８】上述した銅、錫、及び鉛の系において、こ
の金属系は、１８３℃以上の工程中に、過渡的液相焼結
を施される。ここで、過渡的液相焼結は、２以上の金属
粒子を含む系をその１以上の金属粒子の融点まで加熱
し、その結果得られる液相を、固体として残る高融点金
属粒子との拡散合金化を通して消失させることと定義す
る。得られた焼結構造は、低融点材料の元の融点におい
ても固体である。
の金属系は、１８３℃以上の工程中に、過渡的液相焼結
を施される。ここで、過渡的液相焼結は、２以上の金属
粒子を含む系をその１以上の金属粒子の融点まで加熱
し、その結果得られる液相を、固体として残る高融点金
属粒子との拡散合金化を通して消失させることと定義す
る。得られた焼結構造は、低融点材料の元の融点におい
ても固体である。
【００２９】第１の成分と同様に、粒子状の第２の成分
を用いるのが好ましいことがわかった。組成物をビア内
に析出させる場合、第２の成分に許容される粒子サイズ
はビアの径に制限される。第２の成分の典型的な粒子サ
イズは約１から１５０μｍである。第２の成分の好まし
い粒子サイズは、約１から２０μｍである。第２の成分
の最も好ましい粒子サイズは約１から約１０μｍの範囲
である。
を用いるのが好ましいことがわかった。組成物をビア内
に析出させる場合、第２の成分に許容される粒子サイズ
はビアの径に制限される。第２の成分の典型的な粒子サ
イズは約１から１５０μｍである。第２の成分の好まし
い粒子サイズは、約１から２０μｍである。第２の成分
の最も好ましい粒子サイズは約１から約１０μｍの範囲
である。
【００３０】第１の成分と第２の成分の比率は、各成分
に用いられる特定の材料による。この比率は、結果とし
て得られる微細構造体内の金属間化合物の形成を促進さ
せるように選択される。典型的には、この比率は所望の
金属間化合物の反応性成分のモル比に相当する。しか
し、そのような比率より高いまたは低い比率も用いるこ
とができる。第１の成分として銅を、第２の成分として
錫と鉛の共融混合物を含む最も好ましい金属系の一例で
は、それらの成分が、銅−錫金属間化合物の形成を促進
する特定の相互比率で好ましく用いられる。Ｃｕ−Ｓｎ
状態図には、室温において２種類の金属間化合物、Ｃｕ
3Ｓｎ及びＣｕ6Ｓｎ5が存在し得ることが示されてい
る。これらの化合物における銅と錫の対応するモル比
は、各々、３：１と１．２：１である。従って、銅と錫
を含む最も好ましい金属系の例では、第１の成分の第２
の成分に対する比率は、錫に対する銅の比率が約３：１
から約１．２：１となるように選択される。
に用いられる特定の材料による。この比率は、結果とし
て得られる微細構造体内の金属間化合物の形成を促進さ
せるように選択される。典型的には、この比率は所望の
金属間化合物の反応性成分のモル比に相当する。しか
し、そのような比率より高いまたは低い比率も用いるこ
とができる。第１の成分として銅を、第２の成分として
錫と鉛の共融混合物を含む最も好ましい金属系の一例で
は、それらの成分が、銅−錫金属間化合物の形成を促進
する特定の相互比率で好ましく用いられる。Ｃｕ−Ｓｎ
状態図には、室温において２種類の金属間化合物、Ｃｕ
3Ｓｎ及びＣｕ6Ｓｎ5が存在し得ることが示されてい
る。これらの化合物における銅と錫の対応するモル比
は、各々、３：１と１．２：１である。従って、銅と錫
を含む最も好ましい金属系の例では、第１の成分の第２
の成分に対する比率は、錫に対する銅の比率が約３：１
から約１．２：１となるように選択される。
【００３１】第３の成分である有機成分は、空間充填
性、機械的特性を向上させる材料であり、導電性組成物
の金属ネットワークの隙間を占める。この第３の成分
は、一般的に、１以上の樹脂、少なくとも１つのキュア
リング即ち架橋剤、任意のフラックス剤、さらに任意の
粘性剤を含む。一般に、フラックス性を持つ試薬を含有
させるのが好ましい。従来のフラックス剤は、この性質
を付与することができる。多量のフラックス剤を含ませ
る必要はない。また、さらに、前記架橋剤が所望のフラ
ックス性を付与してもよい。１以上の粘性剤の添加も任
意であり、一般に特定の適用での要求に依存する。しか
し、このような試薬は、引き続くスクリーン印刷等の工
程を促進するためのものであってもよい。本発明の組成
物に任意に配合される粘性剤の例は、高い充填樹脂の粘
度を低下させる分散剤である。
性、機械的特性を向上させる材料であり、導電性組成物
の金属ネットワークの隙間を占める。この第３の成分
は、一般的に、１以上の樹脂、少なくとも１つのキュア
リング即ち架橋剤、任意のフラックス剤、さらに任意の
粘性剤を含む。一般に、フラックス性を持つ試薬を含有
させるのが好ましい。従来のフラックス剤は、この性質
を付与することができる。多量のフラックス剤を含ませ
る必要はない。また、さらに、前記架橋剤が所望のフラ
ックス性を付与してもよい。１以上の粘性剤の添加も任
意であり、一般に特定の適用での要求に依存する。しか
し、このような試薬は、引き続くスクリーン印刷等の工
程を促進するためのものであってもよい。本発明の組成
物に任意に配合される粘性剤の例は、高い充填樹脂の粘
度を低下させる分散剤である。
【００３２】第３の成分は、得られる構造に弾性を与え
るように調製し、それによって破損の可能性を低減させ
てもよい。さらに、弾性は、熱によって生じた応力に対
する耐性も向上させる。この第３の成分は、組成物の熱
膨張係数を、基板の同係数、あるいは、ビアまたはアパ
ーチャに充填したときに隣接または近接する材料の同係
数に合致するように採用してもよい。
るように調製し、それによって破損の可能性を低減させ
てもよい。さらに、弾性は、熱によって生じた応力に対
する耐性も向上させる。この第３の成分は、組成物の熱
膨張係数を、基板の同係数、あるいは、ビアまたはアパ
ーチャに充填したときに隣接または近接する材料の同係
数に合致するように採用してもよい。
【００３３】第３の成分は、導電性組成物が、キュアリ
ングまたは他の硬化工程の前は流動性であり、ラミネー
ト後の他の高温工程では安定であり、キュアリングまた
は他の硬化工程の後は腐食性でなく、そして、本発明の
組成物を用いる電気的組立体で使用する他の硬化性材料
と同様の温度及び圧力でキュアリング即ち硬化するよう
に選択するのが好ましい。
ングまたは他の硬化工程の前は流動性であり、ラミネー
ト後の他の高温工程では安定であり、キュアリングまた
は他の硬化工程の後は腐食性でなく、そして、本発明の
組成物を用いる電気的組立体で使用する他の硬化性材料
と同様の温度及び圧力でキュアリング即ち硬化するよう
に選択するのが好ましい。
【００３４】組成物のキュアリングまたは加工中に、有
機成分が、電気的組立体即ちラミネートの特性や一体性
に不利に影響するような量のガスを発生しないことは重
要である。有機成分は、キュアリング中に凝縮せず、ラ
ミネート前に除去する必要のある溶媒を含まないのが好
ましい。ガスの発生は、結果的に得られる導電性組成物
の構造にボイドや泡を生じさせる可能性がある。さら
に、多層電気的組立体において、ガスの発生は、特にガ
スの膨張が起こる加熱中にラミネート構造に欠損を生ず
る可能性がある。よって、本発明の組成物の重要な特徴
は、本発明のプロセスで用いられる最高温度である約４
００℃までのラミネートにおいて、少なくとも約１０ｐ
ｓｉのラミネート圧力で、不利な量のガスを発生しない
ことである。この「不利な量のガス」なる用語は、本発
明の組成物を充填したビアまたはアパーチャから放出さ
れた場合、そのような充填ビアまたはアパーチャを具備
する電気的組立体の特性あるいは物理的または電気的一
体性に悪影響即ち不利な影響を与える量のガスを意味す
る。この用語は、ビアまたはアパーチャから放出され、
電気的組立体内に留まったとき、その組立体が予想され
る作動環境の温度にある場合にも該電気的組立体の特性
あるいは物理的または電気的一体性に悪影響即ち不利な
影響を与える量のガスも意味する。
機成分が、電気的組立体即ちラミネートの特性や一体性
に不利に影響するような量のガスを発生しないことは重
要である。有機成分は、キュアリング中に凝縮せず、ラ
ミネート前に除去する必要のある溶媒を含まないのが好
ましい。ガスの発生は、結果的に得られる導電性組成物
の構造にボイドや泡を生じさせる可能性がある。さら
に、多層電気的組立体において、ガスの発生は、特にガ
スの膨張が起こる加熱中にラミネート構造に欠損を生ず
る可能性がある。よって、本発明の組成物の重要な特徴
は、本発明のプロセスで用いられる最高温度である約４
００℃までのラミネートにおいて、少なくとも約１０ｐ
ｓｉのラミネート圧力で、不利な量のガスを発生しない
ことである。この「不利な量のガス」なる用語は、本発
明の組成物を充填したビアまたはアパーチャから放出さ
れた場合、そのような充填ビアまたはアパーチャを具備
する電気的組立体の特性あるいは物理的または電気的一
体性に悪影響即ち不利な影響を与える量のガスを意味す
る。この用語は、ビアまたはアパーチャから放出され、
電気的組立体内に留まったとき、その組立体が予想され
る作動環境の温度にある場合にも該電気的組立体の特性
あるいは物理的または電気的一体性に悪影響即ち不利な
影響を与える量のガスも意味する。
【００３５】好ましくは、有機成分は室温で液体であ
り、前記第１及び第２の成分と結合して、スクリーン印
刷に適した堅さを付与し、得られる組成物を電気的組立
体のビアまたはアパーチャ内に析出させる。既に述べた
ように、本発明の組成物は、粘性添加剤を、このような
操作に適するように配合してもよい。
り、前記第１及び第２の成分と結合して、スクリーン印
刷に適した堅さを付与し、得られる組成物を電気的組立
体のビアまたはアパーチャ内に析出させる。既に述べた
ように、本発明の組成物は、粘性添加剤を、このような
操作に適するように配合してもよい。
【００３６】第３の成分として好ましく用いられる樹脂
は、例えば、金属触媒またはヒドロキシル基含有試薬等
のキュアリング剤によって架橋される任意の樹脂である
が、キュアリング剤はこれらに限定されるものではな
い。この要件を満たす樹脂は以下のものが挙げられる
が、これらに限定されない。エポキシ、フェノール(phe
nolic)、ノボラック（フェノール性及びクレゾール性の
両方）、ポリウレタン、ポリイミド、ビスマレイミド、
マレイミド、シアナート、エステル、ポリビニルアルコ
ール、ポリエステル、及びポリ尿素。他の樹脂系も、例
えば金属触媒やヒドロキシル基含有試薬等のキュアリン
グ剤で架橋可能なように修飾することができる。そのよ
うな樹脂は、アクリル、ゴム（ブチル、ニトリル等）、
ポリアミド、ポリアクリラート、ポリエーテル、ポリス
ルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシロキ
サン、ポリ酢酸ビニル／ポリビニルエーテル、ポリオレ
フィン、シアノアクリラート、及びポリスチレンであ
る。典型的には、以下の少なくとも１つの官能基を含む
ように修飾できれば、あらゆる樹脂が好ましい。無水
基、カルボン酸、アミド、イミド、アミン、アリコール
／フェノール、アルデヒド／ケトン、ニトロ化合物、ニ
トリル、カルバメート、イソシアナート、アミノ酸／ペ
プチド、チオール、スルホンアミド、セミカルバゾン、
オキシム、ヒドラゾン、シアノヒドリン、尿素、リン酸
エステル／酸、チオリン酸エステル／酸、ホスホン酸エ
ステル／酸(phosphonic ester/acid)、亜リン酸、ホス
ホンアミド、硫酸エステル／酸、または、重合用の反応
部位として作用する他の官能基。例えば、ポリオレフィ
ンは、架橋用の反応性部位を持たず、接着性が劣るので
好ましくない。しかし、カルボキシル化したポリオレフ
ィンは、適当な架橋剤と組み合わせれば、好ましい樹脂
として作用する。これらの樹脂と、非架橋性熱可塑性樹
脂等の他の樹脂とを組み合わせても使用できる。一般
に、非架橋性ポリマーは本発明の組成物に用いられる
が、１以上の架橋性ポリマーのみを用いるのが好まし
い。
は、例えば、金属触媒またはヒドロキシル基含有試薬等
のキュアリング剤によって架橋される任意の樹脂である
が、キュアリング剤はこれらに限定されるものではな
い。この要件を満たす樹脂は以下のものが挙げられる
が、これらに限定されない。エポキシ、フェノール(phe
nolic)、ノボラック（フェノール性及びクレゾール性の
両方）、ポリウレタン、ポリイミド、ビスマレイミド、
マレイミド、シアナート、エステル、ポリビニルアルコ
ール、ポリエステル、及びポリ尿素。他の樹脂系も、例
えば金属触媒やヒドロキシル基含有試薬等のキュアリン
グ剤で架橋可能なように修飾することができる。そのよ
うな樹脂は、アクリル、ゴム（ブチル、ニトリル等）、
ポリアミド、ポリアクリラート、ポリエーテル、ポリス
ルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシロキ
サン、ポリ酢酸ビニル／ポリビニルエーテル、ポリオレ
フィン、シアノアクリラート、及びポリスチレンであ
る。典型的には、以下の少なくとも１つの官能基を含む
ように修飾できれば、あらゆる樹脂が好ましい。無水
基、カルボン酸、アミド、イミド、アミン、アリコール
／フェノール、アルデヒド／ケトン、ニトロ化合物、ニ
トリル、カルバメート、イソシアナート、アミノ酸／ペ
プチド、チオール、スルホンアミド、セミカルバゾン、
オキシム、ヒドラゾン、シアノヒドリン、尿素、リン酸
エステル／酸、チオリン酸エステル／酸、ホスホン酸エ
ステル／酸(phosphonic ester/acid)、亜リン酸、ホス
ホンアミド、硫酸エステル／酸、または、重合用の反応
部位として作用する他の官能基。例えば、ポリオレフィ
ンは、架橋用の反応性部位を持たず、接着性が劣るので
好ましくない。しかし、カルボキシル化したポリオレフ
ィンは、適当な架橋剤と組み合わせれば、好ましい樹脂
として作用する。これらの樹脂と、非架橋性熱可塑性樹
脂等の他の樹脂とを組み合わせても使用できる。一般
に、非架橋性ポリマーは本発明の組成物に用いられる
が、１以上の架橋性ポリマーのみを用いるのが好まし
い。
【００３７】好ましい樹脂はエポキシである。エポキシ
ベースの材料は、キュアリング中に水やガス状の副生成
物を生じないので、第３の成分として好適である。最も
好ましいタイプのエポキシは、ビスフェノールＡのジグ
リシジルエーテルである。このような好ましいエポキシ
ベースの材料の一例は、Shell Chemical から市販され
ている EPON 828 樹脂である。用いられる他のタイプの
エポキシは、エポキシノボラック、多官能性、脂環式で
ある。好ましい実施態様の組成物に用いられ、市販され
ているタイプの特別なエポキシの代表例は以下のものだ
が、これらに限定されるものではない。Shell の EPON
828 と同様の平均分子量を持つ樹脂ビスフェノールＡタ
イプのエポキシ樹脂は、Shell の EPON 826、EPON 82
6、EPON 813、EPON 815、Ciba-Gaigy の Araldite GY60
04、Araldite GY6010、Dow の D.E.R.330、D.E.R.331、
及びD.E.R.383である。用いられるエポキシノボラック
の例は、Dow の D.E.N.431、D.E.N.438、及び Ciba の
EPN1138である。用いられる脂環式エポキシの例は、Cib
a の CY179 及び CY184である。多官能性エポキシの例
は、Ciba の MY721 及び MY722である。
ベースの材料は、キュアリング中に水やガス状の副生成
物を生じないので、第３の成分として好適である。最も
好ましいタイプのエポキシは、ビスフェノールＡのジグ
リシジルエーテルである。このような好ましいエポキシ
ベースの材料の一例は、Shell Chemical から市販され
ている EPON 828 樹脂である。用いられる他のタイプの
エポキシは、エポキシノボラック、多官能性、脂環式で
ある。好ましい実施態様の組成物に用いられ、市販され
ているタイプの特別なエポキシの代表例は以下のものだ
が、これらに限定されるものではない。Shell の EPON
828 と同様の平均分子量を持つ樹脂ビスフェノールＡタ
イプのエポキシ樹脂は、Shell の EPON 826、EPON 82
6、EPON 813、EPON 815、Ciba-Gaigy の Araldite GY60
04、Araldite GY6010、Dow の D.E.R.330、D.E.R.331、
及びD.E.R.383である。用いられるエポキシノボラック
の例は、Dow の D.E.N.431、D.E.N.438、及び Ciba の
EPN1138である。用いられる脂環式エポキシの例は、Cib
a の CY179 及び CY184である。多官能性エポキシの例
は、Ciba の MY721 及び MY722である。
【００３８】好ましいエポキシキュアリング／架橋剤
は、酸無水物、有機酸、アミン、アミド、フェノール及
びルイス触媒である。キュアリング剤は、単独で用いて
も多のキュアリング剤とともに用いてもよい。好ましく
は、キュアリング剤は架橋後には不活性となるフラック
ス活性を有する。このフラックス活性を持つ好ましいキ
ュアリング剤は、ここでは「キュアリング／フラック
ス」剤と称するが、カルボン酸及び無水物を含む。例と
しては以下のものが挙げられるが、これらに限定はされ
ない。アビエチン酸、アジピン酸、アスコルビン酸、ア
クリル酸、コハク酸、グルタミン酸、リンゴ酸、無水フ
タル酸、及び無水マレイン酸。リンゴ酸が最も好まし
い。
は、酸無水物、有機酸、アミン、アミド、フェノール及
びルイス触媒である。キュアリング剤は、単独で用いて
も多のキュアリング剤とともに用いてもよい。好ましく
は、キュアリング剤は架橋後には不活性となるフラック
ス活性を有する。このフラックス活性を持つ好ましいキ
ュアリング剤は、ここでは「キュアリング／フラック
ス」剤と称するが、カルボン酸及び無水物を含む。例と
しては以下のものが挙げられるが、これらに限定はされ
ない。アビエチン酸、アジピン酸、アスコルビン酸、ア
クリル酸、コハク酸、グルタミン酸、リンゴ酸、無水フ
タル酸、及び無水マレイン酸。リンゴ酸が最も好まし
い。
【００３９】また、液体の無水共キュアリング剤も好ま
しい。最も好ましい液体無水物は、ドデセニルスクシニ
ック無水物(dodecenylsuccinic anhydride)（ＤＤＳ
Ａ）である。共キュアリング剤として作用するだけでな
く、ＤＤＳＡは組成物の粘度を低減し、硬化した系に可
撓性を付与する長い脂肪鎖を有する。液体無水物の他の
例として、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（ＭＴＨ
ＰＡ）及びメチルヘキサヒドロフタル酸無水物（ＭＨＨ
ＰＡ）が用いられる。
しい。最も好ましい液体無水物は、ドデセニルスクシニ
ック無水物(dodecenylsuccinic anhydride)（ＤＤＳ
Ａ）である。共キュアリング剤として作用するだけでな
く、ＤＤＳＡは組成物の粘度を低減し、硬化した系に可
撓性を付与する長い脂肪鎖を有する。液体無水物の他の
例として、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（ＭＴＨ
ＰＡ）及びメチルヘキサヒドロフタル酸無水物（ＭＨＨ
ＰＡ）が用いられる。
【００４０】既に述べたように、第１及び第２の成分
を、第１の成分が第２の成分によって容易に濡れるまた
は反応するように選択するのが重要である。このような
濡れや反応が容易に起こらず、または、さらなる促進手
段が必要な成分の組合せでは、高融点粒子相材料を前処
理し、低融点の第２の成分による濡れや反応を促進させ
ることも可能である。典型的な前処理としては、化学エ
ッチング、還元雰囲気での熱処理、及びプラズマエッチ
ングが挙げられる。また、高融点粒子相材料を低融点材
料でコートすることも考えられる。
を、第１の成分が第２の成分によって容易に濡れるまた
は反応するように選択するのが重要である。このような
濡れや反応が容易に起こらず、または、さらなる促進手
段が必要な成分の組合せでは、高融点粒子相材料を前処
理し、低融点の第２の成分による濡れや反応を促進させ
ることも可能である。典型的な前処理としては、化学エ
ッチング、還元雰囲気での熱処理、及びプラズマエッチ
ングが挙げられる。また、高融点粒子相材料を低融点材
料でコートすることも考えられる。
【００４１】本発明の導電性組成物の製造において、有
機成分を前述の第３の成分、即ち、１以上の樹脂、及
び、少なくとも１つのキュアリング即ち架橋剤、任意の
フラックス剤、及び任意の粘性剤から構成するのが好ま
しい。次いで、この有機成分は適当な量の第１及び第２
の成分と混合される。下記の表２は、本発明の組成物の
有機成分を構成する種々の成分の許容される比率及び好
ましい比率を示す。
機成分を前述の第３の成分、即ち、１以上の樹脂、及
び、少なくとも１つのキュアリング即ち架橋剤、任意の
フラックス剤、及び任意の粘性剤から構成するのが好ま
しい。次いで、この有機成分は適当な量の第１及び第２
の成分と混合される。下記の表２は、本発明の組成物の
有機成分を構成する種々の成分の許容される比率及び好
ましい比率を示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】下記の表３は、本発明の組成物における各
成分の許容される濃度範囲等を示している。また表３
は、第１の成分として銅を用い、第２の成分として６３
重量％錫と３７重量％鉛の合金を用いた系についての、
第１及び第２の成分、及び有機成分の好ましいまたは最
も好ましい濃度範囲も示す。
成分の許容される濃度範囲等を示している。また表３
は、第１の成分として銅を用い、第２の成分として６３
重量％錫と３７重量％鉛の合金を用いた系についての、
第１及び第２の成分、及び有機成分の好ましいまたは最
も好ましい濃度範囲も示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】表３の「最も好ましい値」の欄に挙げた重
量％は、銅と錫のモル比が３：１から０．９：１の範囲
に相当する。最低の比率である０．９：１は、既に述べ
た銅と錫を含む最も好ましい金属系での１．２：１とい
うモル比より低い。この理由は、多くの適用において、
回路図形、接続パッド、またはメッキしたビアの内壁に
存在する銅と反応させるために、過剰量の錫を与えるの
が特に好ましいからである。
量％は、銅と錫のモル比が３：１から０．９：１の範囲
に相当する。最低の比率である０．９：１は、既に述べ
た銅と錫を含む最も好ましい金属系での１．２：１とい
うモル比より低い。この理由は、多くの適用において、
回路図形、接続パッド、またはメッキしたビアの内壁に
存在する銅と反応させるために、過剰量の錫を与えるの
が特に好ましいからである。
【００４６】本発明の焼結可能な組成物の他の好ましい
組成は、２１−２６重量％の約１から約６μｍの平均粒
径を持つ銅粒子、６１−６８重量％の約１から約１０μ
ｍの平均粒径を持つ錫／鉛共融合金、及び、１０−１４
重量％の有機成分を含み、この有機成分は、５９％の E
PON 828、３０％のＤＤＳＡ、及び１１％のリンゴ酸を
含む。
組成は、２１−２６重量％の約１から約６μｍの平均粒
径を持つ銅粒子、６１−６８重量％の約１から約１０μ
ｍの平均粒径を持つ錫／鉛共融合金、及び、１０−１４
重量％の有機成分を含み、この有機成分は、５９％の E
PON 828、３０％のＤＤＳＡ、及び１１％のリンゴ酸を
含む。
【００４７】多くの他の添加剤及び他の成分を、本発明
の組成物の加えてもよい。溶媒は、組成物の粘度を低下
させ加工に適するようにさせるために添加される。しか
し、添加された溶媒は、ラミネートに先立って除去しな
ければならない。好適な溶媒は、ブチルカルビトールア
セタート、ベンジルアルコール、ブチルセロソルブ、及
びブチルカルビトールであるが、これらに限定されるも
のではない。溶媒が、後に述べる好ましい実施態様のプ
ロセスにおける最高プロセスまたは適用温度より低温で
オフガス(off-gas)を蒸散または発生するときは、該溶
媒は除去しなければならない。しかし、そのような溶媒
を用いない方が好ましい。粘度を低下させ、可撓性を向
上させるために、反応性希釈剤を添加してもよい。例と
して、脂肪族グリシジルエーテルまたは反応性エポキシ
可撓性化剤(flexibilizer)が挙げられる。添加剤は、粘
性、機械特性、形状安定性に作用したり、または分散性
を向上させるために用いられてもよい。
の組成物の加えてもよい。溶媒は、組成物の粘度を低下
させ加工に適するようにさせるために添加される。しか
し、添加された溶媒は、ラミネートに先立って除去しな
ければならない。好適な溶媒は、ブチルカルビトールア
セタート、ベンジルアルコール、ブチルセロソルブ、及
びブチルカルビトールであるが、これらに限定されるも
のではない。溶媒が、後に述べる好ましい実施態様のプ
ロセスにおける最高プロセスまたは適用温度より低温で
オフガス(off-gas)を蒸散または発生するときは、該溶
媒は除去しなければならない。しかし、そのような溶媒
を用いない方が好ましい。粘度を低下させ、可撓性を向
上させるために、反応性希釈剤を添加してもよい。例と
して、脂肪族グリシジルエーテルまたは反応性エポキシ
可撓性化剤(flexibilizer)が挙げられる。添加剤は、粘
性、機械特性、形状安定性に作用したり、または分散性
を向上させるために用いられてもよい。
【００４８】本発明の好ましい組成物は、微細に粉砕さ
れた粒子及び高融点及び低融点相の特定の比率を用いる
ことにより、低抵抗、比較的均一な微細構造体を形成す
る。キュアリングにおいては、組成物内に連続した導電
性の金属間構造が形成される。本発明の組成物から結果
として得られる微細構造体は、典型的には、５０マイク
ロオーム・センチメートルより低い電気抵抗を有する。
注目すべきことは、本発明のもののような低い電気抵抗
組成物が、保護されたキュアリング剤または酸化防止粒
子相を含まず、または「スパイク(spike)」温度への急
激な昇温を採用せずに得られたことである。この結果
は、ラミネート中の圧力によってもたらされたと思われ
る。本発明の特別な技術は、高融点銅相に錫相メッキす
るといった特別な粒子表面処理を行わない微粒子の使用
を可能にした。
れた粒子及び高融点及び低融点相の特定の比率を用いる
ことにより、低抵抗、比較的均一な微細構造体を形成す
る。キュアリングにおいては、組成物内に連続した導電
性の金属間構造が形成される。本発明の組成物から結果
として得られる微細構造体は、典型的には、５０マイク
ロオーム・センチメートルより低い電気抵抗を有する。
注目すべきことは、本発明のもののような低い電気抵抗
組成物が、保護されたキュアリング剤または酸化防止粒
子相を含まず、または「スパイク(spike)」温度への急
激な昇温を採用せずに得られたことである。この結果
は、ラミネート中の圧力によってもたらされたと思われ
る。本発明の特別な技術は、高融点銅相に錫相メッキす
るといった特別な粒子表面処理を行わない微粒子の使用
を可能にした。
【００４９】上述の組成物に加えて、本発明は、導電性
ボンディング剤として、焼結したまたは未焼結の状態の
導電性組成物を用いた単層または多層の組立体を提供す
る。本発明の組成物はボンディングに適用できるが、そ
のボンディング機能は付随的なものであり、主要な機能
は、基板及び電気的組立体の導電性通路を供給すること
である。
ボンディング剤として、焼結したまたは未焼結の状態の
導電性組成物を用いた単層または多層の組立体を提供す
る。本発明の組成物はボンディングに適用できるが、そ
のボンディング機能は付随的なものであり、主要な機能
は、基板及び電気的組立体の導電性通路を供給すること
である。
【００５０】好ましい実施態様では、回路層に垂直な軸
における電気的内部接続を有する多層組立体は、回路基
板のビア及び／または下記の１以上の挿入層のアパーチ
ャに充填し、上記の組成物で１回ラミネートすることに
よって形成される。ここで用いられる「アパーチャ」な
る用語は、一般に、挿入層のビアを意味し、ここでは、
「ビア」なる用語と交換可能に用いられる。ここで述べ
る組立体を形成するには、１回のラミネート操作を用い
るのが好ましいが、複数回のラミネート操作を用いるこ
とも本発明の範囲内である。ラミネートの間に、組成物
の導電性成分は、冶金結合(metallurgical bond)を形成
し、全ての回路図形またはそのような成分に接触する金
属化したビア側面と冶金的に結合する。冶金結合は、従
来の充填ポリマー材料で達成される点接触より優れてい
る。
における電気的内部接続を有する多層組立体は、回路基
板のビア及び／または下記の１以上の挿入層のアパーチ
ャに充填し、上記の組成物で１回ラミネートすることに
よって形成される。ここで用いられる「アパーチャ」な
る用語は、一般に、挿入層のビアを意味し、ここでは、
「ビア」なる用語と交換可能に用いられる。ここで述べ
る組立体を形成するには、１回のラミネート操作を用い
るのが好ましいが、複数回のラミネート操作を用いるこ
とも本発明の範囲内である。ラミネートの間に、組成物
の導電性成分は、冶金結合(metallurgical bond)を形成
し、全ての回路図形またはそのような成分に接触する金
属化したビア側面と冶金的に結合する。冶金結合は、従
来の充填ポリマー材料で達成される点接触より優れてい
る。
【００５１】多層構造は、１つの導電層と１つの絶縁層
からなる一面回路、または、２つの導電層の間に配設さ
れた絶縁層からなる両面回路から構成できる。両面回路
は、典型的には、金属化した通り穴、または、一方の導
電層を他の導電層に接続するメッキしたビアを具備す
る。両面回路を用いる場合は、後に詳細に説明する挿入
層を回路の間に配設するのが好ましい。一面回路を用い
るとき、ビアは、回路の絶縁側に接着剤を適用した後、
通常は、ドリル穿孔、パンチ穿孔、レーザードリル穿
孔、またはエッチングのような適当な手段で回路に形成
される。接着剤は、液体または乾燥フィルム、熱可塑性
または熱硬化性、及び充填または未充填であってよい。
この接着剤は、好ましくは銅及び絶縁体と整合して膨張
する。絶縁体は、回路に付加的にまたは土台として形成
される従来の製造において知られるものでよい。
からなる一面回路、または、２つの導電層の間に配設さ
れた絶縁層からなる両面回路から構成できる。両面回路
は、典型的には、金属化した通り穴、または、一方の導
電層を他の導電層に接続するメッキしたビアを具備す
る。両面回路を用いる場合は、後に詳細に説明する挿入
層を回路の間に配設するのが好ましい。一面回路を用い
るとき、ビアは、回路の絶縁側に接着剤を適用した後、
通常は、ドリル穿孔、パンチ穿孔、レーザードリル穿
孔、またはエッチングのような適当な手段で回路に形成
される。接着剤は、液体または乾燥フィルム、熱可塑性
または熱硬化性、及び充填または未充填であってよい。
この接着剤は、好ましくは銅及び絶縁体と整合して膨張
する。絶縁体は、回路に付加的にまたは土台として形成
される従来の製造において知られるものでよい。
【００５２】本発明の好ましい実施態様の多層電気的組
立体は、１以上の挿入層を用い、各挿入層が隣接する回
路基板の間に配設されてもよい。ここで用いられる「挿
入層」なる用語は、シート状の比較的平坦な部材を意味
する。本発明の多層電気的組立体における好ましい挿入
層は、以下の特徴の特有の組合せを有している。即ち、
挿入層として用いられる材料が組立体内の他の成分及び
材料と類似の膨張係数を有すること、この材料が比較的
低温で従来のキュアリングパラメータにおいて硬化する
こと、及び、挿入層材料がスクリーン印刷工程に適して
いることである。
立体は、１以上の挿入層を用い、各挿入層が隣接する回
路基板の間に配設されてもよい。ここで用いられる「挿
入層」なる用語は、シート状の比較的平坦な部材を意味
する。本発明の多層電気的組立体における好ましい挿入
層は、以下の特徴の特有の組合せを有している。即ち、
挿入層として用いられる材料が組立体内の他の成分及び
材料と類似の膨張係数を有すること、この材料が比較的
低温で従来のキュアリングパラメータにおいて硬化する
こと、及び、挿入層材料がスクリーン印刷工程に適して
いることである。
【００５３】この挿入層は、上記の特徴を示す種々の材
料から形成される。そのような材料の例は、カプトンま
たはウピレックス(Upilex)等の形状安定材料の両面に設
けられた熱硬化性ポリイミド接着剤フィルムからなる複
合ラミネートであるが、これらに限定されない。他のフ
ィルム接着剤は、熱可塑性ポリイミド、エポキシ、アク
リル、ポリエーテルイミド、シアナートエステル、ビス
マレイミドトリアジン、及びビスマレイミド／エポキシ
を含むが、これらに限られない。挿入層は、絶縁性芯層
を持たないフィルム接着剤のような単一材料の薄層即ち
フィルムからなってもよい。好ましい有機フィルム接着
剤の例は、DuPont の Pyralux、LF111、Roger の Flex-
i-mid 3000、Courtauld の CFK 111、Ultam、Shelgahl
MKC 111、DuPont の KJ、Nippon SPB シリーズのボンド
層(bondply)材料である。好ましい挿入層は、カプトン
の両面に熱硬化性ポリイミドを具備した接着剤フィルム
から形成される。挿入層は、種々の強化材料から形成し
てもよい。このような強化材料は、一般に、向上した形
状安定性及び熱伝導性を与える。通常の強化材料は、ガ
ラスまたは Aramid（登録商標）ファイバー強化エポキ
シまたはポリイミドである。好適な市販の強化材料の例
は、FR4 ガラス強化エポキシプリペグ(prepeg)、及び、
Dupont のサーマウント(Thermount)製品である。
料から形成される。そのような材料の例は、カプトンま
たはウピレックス(Upilex)等の形状安定材料の両面に設
けられた熱硬化性ポリイミド接着剤フィルムからなる複
合ラミネートであるが、これらに限定されない。他のフ
ィルム接着剤は、熱可塑性ポリイミド、エポキシ、アク
リル、ポリエーテルイミド、シアナートエステル、ビス
マレイミドトリアジン、及びビスマレイミド／エポキシ
を含むが、これらに限られない。挿入層は、絶縁性芯層
を持たないフィルム接着剤のような単一材料の薄層即ち
フィルムからなってもよい。好ましい有機フィルム接着
剤の例は、DuPont の Pyralux、LF111、Roger の Flex-
i-mid 3000、Courtauld の CFK 111、Ultam、Shelgahl
MKC 111、DuPont の KJ、Nippon SPB シリーズのボンド
層(bondply)材料である。好ましい挿入層は、カプトン
の両面に熱硬化性ポリイミドを具備した接着剤フィルム
から形成される。挿入層は、種々の強化材料から形成し
てもよい。このような強化材料は、一般に、向上した形
状安定性及び熱伝導性を与える。通常の強化材料は、ガ
ラスまたは Aramid（登録商標）ファイバー強化エポキ
シまたはポリイミドである。好適な市販の強化材料の例
は、FR4 ガラス強化エポキシプリペグ(prepeg)、及び、
Dupont のサーマウント(Thermount)製品である。
【００５４】挿入層の典型的な厚みは、一般的には約
０．００２インチから約０．００５インチの範囲であ
る。最終的な用途及び所望される特定の電気特性によっ
て、これより薄いまたは厚いものを用いてもよい。
０．００２インチから約０．００５インチの範囲であ
る。最終的な用途及び所望される特定の電気特性によっ
て、これより薄いまたは厚いものを用いてもよい。
【００５５】図１から３は、好ましい実施態様の多層電
気的組立体１０を示し、この組立体１０は、複数の基板
２０と複数の挿入層５０とを具備し、該挿入層５０は前
記基板２０の間に積層されて配列されている。なお、こ
こで示す図面には寸法を記載しなかった。図１は、部分
的に構成された組立体１０を示している。さらに図１
は、基板２０と挿入層５０の変形例も示している。挿入
層に１以上のアパーチャ５２が設けられている。図２
は、基板２０上に、１以上の回路図形２２と、１以上の
接続パッド７０がさらに形成された組立体１０を示す。
ここで、「接続パッド」なる用語は、導電性回路図形ま
たはその末端の領域または部材であって、例えば本発明
の組成物を充填したビアによって形成された導電性通
路、または電気的組立体の他のいくつかの部材と電気的
に接続された、または接続されるものを意味する。この
ような接続パッドは、ビアの開口部の周囲に設けられた
導電性リッジ(ridge)または環状リング、または、回路
図形の末端に設けられた円形または卵形の拡大部であっ
てもよい。
気的組立体１０を示し、この組立体１０は、複数の基板
２０と複数の挿入層５０とを具備し、該挿入層５０は前
記基板２０の間に積層されて配列されている。なお、こ
こで示す図面には寸法を記載しなかった。図１は、部分
的に構成された組立体１０を示している。さらに図１
は、基板２０と挿入層５０の変形例も示している。挿入
層に１以上のアパーチャ５２が設けられている。図２
は、基板２０上に、１以上の回路図形２２と、１以上の
接続パッド７０がさらに形成された組立体１０を示す。
ここで、「接続パッド」なる用語は、導電性回路図形ま
たはその末端の領域または部材であって、例えば本発明
の組成物を充填したビアによって形成された導電性通
路、または電気的組立体の他のいくつかの部材と電気的
に接続された、または接続されるものを意味する。この
ような接続パッドは、ビアの開口部の周囲に設けられた
導電性リッジ(ridge)または環状リング、または、回路
図形の末端に設けられた円形または卵形の拡大部であっ
てもよい。
【００５６】図２をさらに参照すると、各アパーチャ５
２には、好ましくは本発明の導電性組成物４０が配設さ
れる。接続パッド７０は、積層組立体１０が形成された
とき、特定の挿入層に隣接した２枚の基板２０上の２つ
の接続パッド間に、充填されたアパーチャが整合するよ
うに基板２０上に配設されるのが好ましい。接続パッド
７０は、主に、第１の基板２０から挿入層の充填された
アパーチャへの電気的橋渡しをする。挿入層５０の反対
側に配置された隣接基板２０に設けられた接続パド７０
は、他の回路または部材を充填されたアパーチャに電気
的に接続し、従って、それらの回路または部材を第１の
基板の回路と接続させる。
２には、好ましくは本発明の導電性組成物４０が配設さ
れる。接続パッド７０は、積層組立体１０が形成された
とき、特定の挿入層に隣接した２枚の基板２０上の２つ
の接続パッド間に、充填されたアパーチャが整合するよ
うに基板２０上に配設されるのが好ましい。接続パッド
７０は、主に、第１の基板２０から挿入層の充填された
アパーチャへの電気的橋渡しをする。挿入層５０の反対
側に配置された隣接基板２０に設けられた接続パド７０
は、他の回路または部材を充填されたアパーチャに電気
的に接続し、従って、それらの回路または部材を第１の
基板の回路と接続させる。
【００５７】図３は、図２で示した組立体の断面図であ
り、基板２０の接続パッド７０と、挿入層５０の充填し
たアパーチャ５２との整合を例示している。図２及び３
に示した回路基板２０は、回路図形２２及び／または電
気的部材２４を、それらの下面に有することがわかる。
り、基板２０の接続パッド７０と、挿入層５０の充填し
たアパーチャ５２との整合を例示している。図２及び３
に示した回路基板２０は、回路図形２２及び／または電
気的部材２４を、それらの下面に有することがわかる。
【００５８】基板２０にメッキしたビアを設けるのが好
ましい例もある。メッキしたビアは、ビアの内周に沿っ
た導電性壁面を具備する。導電性壁面は、基板２０の一
方の面から他方の面まで、ビアの全長に渡って形成され
るのが好ましい。また、基板の各側即ち各面に、導電性
リッジ即ち接続パッドを、メッキしたビアの周囲に渡っ
て、それを電気的に接続されるように設けるのが好まし
い。ここで、「メッキしたビア」なる用語は、メッキプ
ロセスに加える方法で形成された導電性壁面を有するビ
アを意味する。
ましい例もある。メッキしたビアは、ビアの内周に沿っ
た導電性壁面を具備する。導電性壁面は、基板２０の一
方の面から他方の面まで、ビアの全長に渡って形成され
るのが好ましい。また、基板の各側即ち各面に、導電性
リッジ即ち接続パッドを、メッキしたビアの周囲に渡っ
て、それを電気的に接続されるように設けるのが好まし
い。ここで、「メッキしたビア」なる用語は、メッキプ
ロセスに加える方法で形成された導電性壁面を有するビ
アを意味する。
【００５９】ほとんどの電気的組立体が目指している目
的は最小化であるので、回路基板に形成されるビアは極
めて小さな径を有するのが好ましい。従って、ビア内の
導電性壁面材料をメッキするとき、そのようなビアを
「閉じる」ようにすることが可能である。このような閉
じたビアでは、本発明の組成物をさらに充填する必要が
ない。閉じていないメッキしたビアでは、本発明の組成
物をそこに充填してもよい。
的は最小化であるので、回路基板に形成されるビアは極
めて小さな径を有するのが好ましい。従って、ビア内の
導電性壁面材料をメッキするとき、そのようなビアを
「閉じる」ようにすることが可能である。このような閉
じたビアでは、本発明の組成物をさらに充填する必要が
ない。閉じていないメッキしたビアでは、本発明の組成
物をそこに充填してもよい。
【００６０】図４から６は、他の好ましい実施態様の多
層電気的組立体９０を分解した様子を示し、この組立体
９０は、複数の基板２０と複数の挿入層５０とを具備
し、該挿入層５０は前記基板２０の間に積層されて配列
されている。図４は、基板２０と挿入層５０の変形例も
示している。基板２０には、１以上のメッキしたビア２
６が設けられている。例えばメッキされたまたは充填さ
れた導電性ビアは、基板２０の反対面の間に電気的通路
を形成している。挿入層５０には、１以上のアパーチャ
５２が設けられている。図５は、基板２０上に、１以上
の回路図形２２と、ビア２６の周囲に形成された１以上
の導電性上方接続パッド３０とをさらに具備する組立体
９０を示し、該基板２０の反対側には、ビア２６の周囲
に形成された下方導電性接続パッド３２（図示せず）も
具備している。好ましくは、ビア２６及びアパーチャ５
２の内部に、本発明の組成物４０が充填される。図６
は、図５に示した組立体の断面図である。
層電気的組立体９０を分解した様子を示し、この組立体
９０は、複数の基板２０と複数の挿入層５０とを具備
し、該挿入層５０は前記基板２０の間に積層されて配列
されている。図４は、基板２０と挿入層５０の変形例も
示している。基板２０には、１以上のメッキしたビア２
６が設けられている。例えばメッキされたまたは充填さ
れた導電性ビアは、基板２０の反対面の間に電気的通路
を形成している。挿入層５０には、１以上のアパーチャ
５２が設けられている。図５は、基板２０上に、１以上
の回路図形２２と、ビア２６の周囲に形成された１以上
の導電性上方接続パッド３０とをさらに具備する組立体
９０を示し、該基板２０の反対側には、ビア２６の周囲
に形成された下方導電性接続パッド３２（図示せず）も
具備している。好ましくは、ビア２６及びアパーチャ５
２の内部に、本発明の組成物４０が充填される。図６
は、図５に示した組立体の断面図である。
【００６１】図７は、組立体９０を構成する基板２０の
詳細な部分断面図であり、この基板２０は、両面に回路
２２を具備し、基板２０の厚み方向に貫設され、メッキ
されたビア２６を具備する。基板２０の第１の面には、
上方導電性接続パッド３０が設けられ、第１の面と反対
側の第２の面には、下方パッド３２が設けられている。
ビア２６の内壁に沿って形成され、上方及び下方接続パ
ッド（３０及び３２）と電気的に接続されたものが、導
電性壁面２８である。メッキしたビア２６に、図５、
６、８、及び９に示したように、本発明の組成物を充填
することも可能である。
詳細な部分断面図であり、この基板２０は、両面に回路
２２を具備し、基板２０の厚み方向に貫設され、メッキ
されたビア２６を具備する。基板２０の第１の面には、
上方導電性接続パッド３０が設けられ、第１の面と反対
側の第２の面には、下方パッド３２が設けられている。
ビア２６の内壁に沿って形成され、上方及び下方接続パ
ッド（３０及び３２）と電気的に接続されたものが、導
電性壁面２８である。メッキしたビア２６に、図５、
６、８、及び９に示したように、本発明の組成物を充填
することも可能である。
【００６２】図８は、図４から８に示した組立体の組み
立て後、即ち、ラミネート後の断面を示す。充填された
ビア及び充填されたアパーチャの正確な配列が、組立体
９０の回路に垂直な方向に延設された電気的通路を形成
している。図８の領域Ａは、組立体９０の一方の最外面
から、該組立体９０の他方の最外面まで延設された通り
穴、即ち通路を示している。全て領域Ａ内に配列したビ
ア２６及びアパーチャ５２から形成される連続的な通路
内には、導電性組成物４０が充填され、組立体９０の一
方の端面から他方の端面への電気的接続を付与してい
る。領域Ｂには、埋設ビアが形成され、組成物４０を充
填したとき、内部の基板間に電気的接続を与えている。
即ち、一方の基板を他方の基板に接続しているが、組立
体９０の外部からアクセスすることはできない。領域Ｃ
には、目隠しビアが形成され、組成物４０を充填したと
き、組立体９０の外部から、組立体９０内部の電気回路
または部材への電気的接続を与える。
立て後、即ち、ラミネート後の断面を示す。充填された
ビア及び充填されたアパーチャの正確な配列が、組立体
９０の回路に垂直な方向に延設された電気的通路を形成
している。図８の領域Ａは、組立体９０の一方の最外面
から、該組立体９０の他方の最外面まで延設された通り
穴、即ち通路を示している。全て領域Ａ内に配列したビ
ア２６及びアパーチャ５２から形成される連続的な通路
内には、導電性組成物４０が充填され、組立体９０の一
方の端面から他方の端面への電気的接続を付与してい
る。領域Ｂには、埋設ビアが形成され、組成物４０を充
填したとき、内部の基板間に電気的接続を与えている。
即ち、一方の基板を他方の基板に接続しているが、組立
体９０の外部からアクセスすることはできない。領域Ｃ
には、目隠しビアが形成され、組成物４０を充填したと
き、組立体９０の外部から、組立体９０内部の電気回路
または部材への電気的接続を与える。
【００６３】図９は、多層電気的組立体９０における、
導電性組成物４０を充填したビア２６及びアパーチャ５
２の配列によって形成される電気的通路を例示する。当
業者には、図８及び９が実寸ではなく、そこの記載した
ビアは、実際には、示したものより極めて小さいことが
わかる。絶縁基板２０と挿入層５０の交互積層体からな
るラミネートした組立体９０は、リード６０、６２及び
６３で表される１以上の電力源または信号源に電気的に
接続される。
導電性組成物４０を充填したビア２６及びアパーチャ５
２の配列によって形成される電気的通路を例示する。当
業者には、図８及び９が実寸ではなく、そこの記載した
ビアは、実際には、示したものより極めて小さいことが
わかる。絶縁基板２０と挿入層５０の交互積層体からな
るラミネートした組立体９０は、リード６０、６２及び
６３で表される１以上の電力源または信号源に電気的に
接続される。
【００６４】図８及び９に示した組立体におけるよう
に、未充填のメッキしたビアを用い、電気的接続が一方
の領域から他方の領域まで確立されるのが好ましい。こ
のようなビアは、示したように充填されてもよい。
に、未充填のメッキしたビアを用い、電気的接続が一方
の領域から他方の領域まで確立されるのが好ましい。こ
のようなビアは、示したように充填されてもよい。
【００６５】本発明は、図１０（ａ）から１０（ｅ）に
示したように、ボンド層シートからのクラッドラミネー
ト組立体、または、複合ボンド層シートまたは１以上の
充填したビアまたはアパーチャを有する挿入層からの挿
入ラミネート組立体も提供する。図１０（ｅ）を参照す
ると、ボンド層１００は、絶縁層１１０と、該絶縁層１
１０の相対する面に設けられた接着層１２０とを具備す
る。多くのタイプのボンド層構造の中の１つだけを例示
していること、及び、このボンド層が、この明細書で挿
入層に対して既に述べたような構造を取りうることは容
易に理解できる。図１０（ｂ）は、ボンド層１００に設
けられた複数のビア１３０を示す。図１０（ｃ）は、符
号１４０で示す本発明の組成物の有効量を充填したビア
１３０を示す。図１０（ｄ）は、両面に銅クラッド層１
６０を具備する図１０（ｃ）のボンド層からなるクラッ
ドラミネート１５０を例示する。図１０（ｅ）は、図１
０（ｄ）のクラッドラミネートから形成したエッチング
したクラッドラミネートを例示し、銅クラッド１６０の
領域を選択的エッチング等によって取り除き、回路１６
５が形成されている。
示したように、ボンド層シートからのクラッドラミネー
ト組立体、または、複合ボンド層シートまたは１以上の
充填したビアまたはアパーチャを有する挿入層からの挿
入ラミネート組立体も提供する。図１０（ｅ）を参照す
ると、ボンド層１００は、絶縁層１１０と、該絶縁層１
１０の相対する面に設けられた接着層１２０とを具備す
る。多くのタイプのボンド層構造の中の１つだけを例示
していること、及び、このボンド層が、この明細書で挿
入層に対して既に述べたような構造を取りうることは容
易に理解できる。図１０（ｂ）は、ボンド層１００に設
けられた複数のビア１３０を示す。図１０（ｃ）は、符
号１４０で示す本発明の組成物の有効量を充填したビア
１３０を示す。図１０（ｄ）は、両面に銅クラッド層１
６０を具備する図１０（ｃ）のボンド層からなるクラッ
ドラミネート１５０を例示する。図１０（ｅ）は、図１
０（ｄ）のクラッドラミネートから形成したエッチング
したクラッドラミネートを例示し、銅クラッド１６０の
領域を選択的エッチング等によって取り除き、回路１６
５が形成されている。
【００６６】本発明の電気的組立体は、最初は、いくつ
かの方法によって構成される。電気的組立体は、例え
ば、（ｉ）一方の面のみに回路を具備する回路基板を用
いて、（ｉｉ）両方の面に回路を具備する回路基板を使
用し、本発明の組成物を充填した１以上のビアまたはア
パーチャを有するボンド層または挿入層を用いて、また
は、（ｉｉｉ）前記（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせを
用いて形成することができる。
かの方法によって構成される。電気的組立体は、例え
ば、（ｉ）一方の面のみに回路を具備する回路基板を用
いて、（ｉｉ）両方の面に回路を具備する回路基板を使
用し、本発明の組成物を充填した１以上のビアまたはア
パーチャを有するボンド層または挿入層を用いて、また
は、（ｉｉｉ）前記（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせを
用いて形成することができる。
【００６７】第１の技術（ｉ）について、図１１（ａ）
から１１（ｆ）は、一面基板または基体からの組立体の
製造を例示する一方、そのような基板での通り穴の形成
方法も示す。図１１（ａ）は、クラッドラミネート２０
０の調製を例示するが、このクラッドラミネート２００
は、好ましくは絶縁層２２０の表面に、接着層２０５に
よって固定された銅クラッド２１０のシートを具備す
る。この接着層は任意であり、組立体２００は種々の接
着剤無しの構成をとってもよいことは明らかである。１
以上のビア２３０が、図１１（ｂ）に示すようにクラッ
ドラミネート２００に形成される。適当な回路２４０
が、エッチング等によって、銅クラッド２１０の領域
を、図１１（ｃ）に示すように選択的に取り除くことに
よって形成される。図１１（ｃ）及び（ｆ）に最も好ま
しく例示したように、各ビア２３０の周囲には、接続パ
ッド２５０が設けられる。ビア２３０には、図１１
（ｄ）、１１（ｅ）、及び１１（ｆ）において符号２６
０で示した本発明の組成物の有効量が充填される。図１
１（ｄ）は、基板の一方の面に形成された回路２４０
と、複数の充填されたビアを具備する回路基板２７０を
例示する。図１１（ｅ）は、複数の一面基板２７０を積
層することによって形成された多層組立体２９５を示
し、各基板上の回路２４０は、組成物２６０を充填した
ビア２３０によって電気的に接続されている。
から１１（ｆ）は、一面基板または基体からの組立体の
製造を例示する一方、そのような基板での通り穴の形成
方法も示す。図１１（ａ）は、クラッドラミネート２０
０の調製を例示するが、このクラッドラミネート２００
は、好ましくは絶縁層２２０の表面に、接着層２０５に
よって固定された銅クラッド２１０のシートを具備す
る。この接着層は任意であり、組立体２００は種々の接
着剤無しの構成をとってもよいことは明らかである。１
以上のビア２３０が、図１１（ｂ）に示すようにクラッ
ドラミネート２００に形成される。適当な回路２４０
が、エッチング等によって、銅クラッド２１０の領域
を、図１１（ｃ）に示すように選択的に取り除くことに
よって形成される。図１１（ｃ）及び（ｆ）に最も好ま
しく例示したように、各ビア２３０の周囲には、接続パ
ッド２５０が設けられる。ビア２３０には、図１１
（ｄ）、１１（ｅ）、及び１１（ｆ）において符号２６
０で示した本発明の組成物の有効量が充填される。図１
１（ｄ）は、基板の一方の面に形成された回路２４０
と、複数の充填されたビアを具備する回路基板２７０を
例示する。図１１（ｅ）は、複数の一面基板２７０を積
層することによって形成された多層組立体２９５を示
し、各基板上の回路２４０は、組成物２６０を充填した
ビア２３０によって電気的に接続されている。
【００６８】一面基板から多層組立体を形成する技術
（ｉ）の変形法を、図１２（ａ）から（ｆ）に例示す
る。この経路に従って構成される多層組立体３９５は、
本発明の組成物３６０を充填した１以上の符号３３０で
示す目隠しビアを具備する。図１２（ａ）は、好ましく
は絶縁層３２０上に設けられ、接着層３０８で固定され
た銅クラッド３１０を備えるクラッドラミネート３０５
を示す。接着層は任意であり、組立体は種々の接着層無
しの構成を取りうることは明らかである。回路３４０
は、エッチング等によって、銅クラッド３１０の領域
を、図１２（ｂ）に示すように選択的に取り除くことに
よって形成される。このような回路を形成するに当た
り、図１２（ｆ）に最も好ましく例示したように、目隠
しビア３３０の位置に、またはその位置に向けた接続パ
ッド３５０を設けるのが好ましい。１以上の目隠しビア
３３０が、図１２（ｃ）に示すように、クラッドラミネ
ート３０５に形成される。このクラッドラミネート３０
５には、図１２（ｄ）において符号３６０で示した本発
明の組成物の有効量が充填される。図１２（ｅ）は、複
数の一面基板３０５を積層することによって形成された
多層組立体３９５を示し、各基板上の回路３４０は、組
成物３６０を充填したビア３３０によって電気的に接続
されている。
（ｉ）の変形法を、図１２（ａ）から（ｆ）に例示す
る。この経路に従って構成される多層組立体３９５は、
本発明の組成物３６０を充填した１以上の符号３３０で
示す目隠しビアを具備する。図１２（ａ）は、好ましく
は絶縁層３２０上に設けられ、接着層３０８で固定され
た銅クラッド３１０を備えるクラッドラミネート３０５
を示す。接着層は任意であり、組立体は種々の接着層無
しの構成を取りうることは明らかである。回路３４０
は、エッチング等によって、銅クラッド３１０の領域
を、図１２（ｂ）に示すように選択的に取り除くことに
よって形成される。このような回路を形成するに当た
り、図１２（ｆ）に最も好ましく例示したように、目隠
しビア３３０の位置に、またはその位置に向けた接続パ
ッド３５０を設けるのが好ましい。１以上の目隠しビア
３３０が、図１２（ｃ）に示すように、クラッドラミネ
ート３０５に形成される。このクラッドラミネート３０
５には、図１２（ｄ）において符号３６０で示した本発
明の組成物の有効量が充填される。図１２（ｅ）は、複
数の一面基板３０５を積層することによって形成された
多層組立体３９５を示し、各基板上の回路３４０は、組
成物３６０を充填したビア３３０によって電気的に接続
されている。
【００６９】両面に回路が形成された回路基板から多層
電気的組立体を製造する第２の技術（ｉｉ）について、
図１３は、両面に回路４４０が形成された第１の基板４
１０、少なくとも一面、好ましくは両面に回路４４０を
形成した第２の基板４２０、及び、少なくとも１つのア
パーチャ４３５を設けた挿入層を具備する多層電気的組
立体４９５を例示し、前記アパーチャ４３５には、符号
４３８で示す本発明の導電性組成物の有効量が充填され
ている。回路基板４１０及び４２０の各々は、１以上の
メッキしたビア４６０を具備するのが好ましい。既に述
べたように、ビア４６０の周囲には、接続パッド４５０
を設けるのが好ましい。また、図１３に示すように基板
４１０及び４２０において、１以上のビア４６０を充填
しないでおくことも考えられる。
電気的組立体を製造する第２の技術（ｉｉ）について、
図１３は、両面に回路４４０が形成された第１の基板４
１０、少なくとも一面、好ましくは両面に回路４４０を
形成した第２の基板４２０、及び、少なくとも１つのア
パーチャ４３５を設けた挿入層を具備する多層電気的組
立体４９５を例示し、前記アパーチャ４３５には、符号
４３８で示す本発明の導電性組成物の有効量が充填され
ている。回路基板４１０及び４２０の各々は、１以上の
メッキしたビア４６０を具備するのが好ましい。既に述
べたように、ビア４６０の周囲には、接続パッド４５０
を設けるのが好ましい。また、図１３に示すように基板
４１０及び４２０において、１以上のビア４６０を充填
しないでおくことも考えられる。
【００７０】両面に回路が形成された基板から多層電気
的組立体を製造する第２の技術（ｉｉ）の変形法におい
て、図１４は、閉じられた、またはメッキで閉塞された
ビアを具備する回路基板からの多層組立体５９５製造方
法を例示する。組立体５９５は、一般的に、上面及び下
面の両方に回路５４０が形成された第１の基板５１０を
備える。基板５１０の回路５４０は、メッキで閉塞した
ビア５６０に隣接して設けられ、該ビアに電気的に接続
された接続パッド５５０で終端するのが好ましい。組立
体５９５は、両面に適当な回路５４０及び接続パッド５
５０をが設けられた第２の基板５２０をさらに具備す
る。これら第１及び第２の基板の間に、１以上のアパー
チャ５３５を設けた挿入層が配設され、該アパーチャ５
３５には、符号５３８で示す本発明の導電性組成物の有
効量が充填されている。
的組立体を製造する第２の技術（ｉｉ）の変形法におい
て、図１４は、閉じられた、またはメッキで閉塞された
ビアを具備する回路基板からの多層組立体５９５製造方
法を例示する。組立体５９５は、一般的に、上面及び下
面の両方に回路５４０が形成された第１の基板５１０を
備える。基板５１０の回路５４０は、メッキで閉塞した
ビア５６０に隣接して設けられ、該ビアに電気的に接続
された接続パッド５５０で終端するのが好ましい。組立
体５９５は、両面に適当な回路５４０及び接続パッド５
５０をが設けられた第２の基板５２０をさらに具備す
る。これら第１及び第２の基板の間に、１以上のアパー
チャ５３５を設けた挿入層が配設され、該アパーチャ５
３５には、符号５３８で示す本発明の導電性組成物の有
効量が充填されている。
【００７１】両面に回路が形成された基板から多層電気
的組立体を製造する第２の技術（ｉｉ）の他の変形法に
おいて、図１５は、第１の回路基板または基板６１０
と、第２の回路基板または基板６２０とを具備する多層
組立体６９５を例示し、各基板の両面に回路６４０が設
けられている。回路６４０は、目隠しビア６６０に隣接
して設けられ、該ビアに電気的に接続された接続パッド
６５０を用いるのが好ましい。組立体６９５は、１以上
のアパーチャ６３５を設けた挿入層６３０をさらに具備
する。好ましくは、目隠しビア６６０及びアパーチャ６
３５には、導電性組成物６３８の有効量が充填される。
的組立体を製造する第２の技術（ｉｉ）の他の変形法に
おいて、図１５は、第１の回路基板または基板６１０
と、第２の回路基板または基板６２０とを具備する多層
組立体６９５を例示し、各基板の両面に回路６４０が設
けられている。回路６４０は、目隠しビア６６０に隣接
して設けられ、該ビアに電気的に接続された接続パッド
６５０を用いるのが好ましい。組立体６９５は、１以上
のアパーチャ６３５を設けた挿入層６３０をさらに具備
する。好ましくは、目隠しビア６６０及びアパーチャ６
３５には、導電性組成物６３８の有効量が充填される。
【００７２】本発明の他の適用は、直接チップ接着(dir
ect chip attachment)（ＤＣＡ）技術に関連する。当業
者には理解されるように、直接チップ接着法は、電気的
チップまたはハンダ点を有する他の部材、接続パッド、
またはその下面の電気的接点が、基板表面の受容領域に
直接電気的に接合される方法として知られている。電気
的に接続された後、液状充填材料、典型的には流動性絶
縁接着剤が、部材の下面と基板受容面との間に注入され
る。液状充填材料は、十分なキュアリング即ち硬化に当
たって、温度サイクル中に受けるような熱機械的応力に
対する組立体の信頼性を付与または実質的に向上させ
る。
ect chip attachment)（ＤＣＡ）技術に関連する。当業
者には理解されるように、直接チップ接着法は、電気的
チップまたはハンダ点を有する他の部材、接続パッド、
またはその下面の電気的接点が、基板表面の受容領域に
直接電気的に接合される方法として知られている。電気
的に接続された後、液状充填材料、典型的には流動性絶
縁接着剤が、部材の下面と基板受容面との間に注入され
る。液状充填材料は、十分なキュアリング即ち硬化に当
たって、温度サイクル中に受けるような熱機械的応力に
対する組立体の信頼性を付与または実質的に向上させ
る。
【００７３】図１６に示すように、本発明は、電気的チ
ップ７１０と、基板７２０の受容面に形成された回路図
形７３０及び接続パッド７４０を具備する他の基板７２
０との間の電気的接続及び物理的接合の両方を付与す
る。チップ７１０は、その下面に設けられた１以上の電
気的接点７１５を備える。挿入層７５０は、符号７７０
で示す本発明の導電性組成物の有効量が充填された１以
上のアパーチャ７６０を具備する。直接チップ接着組立
体７９５は、チップ７１０、挿入層７５０、及び基板７
２０を、各電気的接点７１５が対応する接続パッド７４
０と、充填したアパーチャ７６０を介して電気的に接続
されるように整合することによって形成される。適宜に
配置させた後、得られた組立体は、加圧下で加熱処理を
施され、それによってチップ７１０は基板７２０に物理
的に固着される。
ップ７１０と、基板７２０の受容面に形成された回路図
形７３０及び接続パッド７４０を具備する他の基板７２
０との間の電気的接続及び物理的接合の両方を付与す
る。チップ７１０は、その下面に設けられた１以上の電
気的接点７１５を備える。挿入層７５０は、符号７７０
で示す本発明の導電性組成物の有効量が充填された１以
上のアパーチャ７６０を具備する。直接チップ接着組立
体７９５は、チップ７１０、挿入層７５０、及び基板７
２０を、各電気的接点７１５が対応する接続パッド７４
０と、充填したアパーチャ７６０を介して電気的に接続
されるように整合することによって形成される。適宜に
配置させた後、得られた組立体は、加圧下で加熱処理を
施され、それによってチップ７１０は基板７２０に物理
的に固着される。
【００７４】上述の全ての実施態様において、回路基板
または他の基板の面上に設けられた第１の接続パッドか
ら、隣接する他の回路基板または基板の面に設けられた
第２の接続パッドへの電気的接続は、本発明の組成物を
充填した複数のアパーチャまたはビアによって達成され
てもよい。例えば、図１７に示したように、一方の面８
１８に設けられた接続パッド８１５を具備する第１の基
板８１０は、複数のアパーチャ８２５を具備し、各アパ
ーチャ８２５に本発明の導電性組成物８３０の有効量が
充填された挿入層８２０に整合され、さらに、一方の面
８４８に接続パッド８４５が設けられた第２の基板８４
０とも整合される。部材８１０、８２０、及び８４０
は、次いで適宜に積層され、ラミネートまたは他の方法
で互いに固着される。本発明の組立体は、接続パッド、
充填したビア、または充填したアパーチャ間に１対１の
対応を必要としない。
または他の基板の面上に設けられた第１の接続パッドか
ら、隣接する他の回路基板または基板の面に設けられた
第２の接続パッドへの電気的接続は、本発明の組成物を
充填した複数のアパーチャまたはビアによって達成され
てもよい。例えば、図１７に示したように、一方の面８
１８に設けられた接続パッド８１５を具備する第１の基
板８１０は、複数のアパーチャ８２５を具備し、各アパ
ーチャ８２５に本発明の導電性組成物８３０の有効量が
充填された挿入層８２０に整合され、さらに、一方の面
８４８に接続パッド８４５が設けられた第２の基板８４
０とも整合される。部材８１０、８２０、及び８４０
は、次いで適宜に積層され、ラミネートまたは他の方法
で互いに固着される。本発明の組立体は、接続パッド、
充填したビア、または充填したアパーチャ間に１対１の
対応を必要としない。
【００７５】本発明は、単一ラミネート工程も提供す
る。即ち、多層電気的組立体を製造するとき、その部材
が１回のラミネート操作の実施しか必要としない。この
結果、典型的には、多層組立体は比較的高温のラミネー
ト温度に１回しか曝露されないこととなる。従来技術に
おける目隠しまたは埋設ビアの形成で必要とされる複数
回または連続したラミネート操作は必要なくなる。
る。即ち、多層電気的組立体を製造するとき、その部材
が１回のラミネート操作の実施しか必要としない。この
結果、典型的には、多層組立体は比較的高温のラミネー
ト温度に１回しか曝露されないこととなる。従来技術に
おける目隠しまたは埋設ビアの形成で必要とされる複数
回または連続したラミネート操作は必要なくなる。
【００７６】ここで述べたような、組成物を充填したビ
アまたはアパーチャを具備する本発明の電気的組立体の
組み立てまたは製造は、以下のような真空下補助された
ラミネート工程で行うのが好ましい。１以上の回路基板
と、組成物を充填したビアまたはアパーチャを具備する
１以上の挿入層をラミネート用プレス装置に配置する。
ラミネート用プレス装置内を真空にする。プレス装置内
の圧力は、好ましくは約１ｍｍＨｇである。電気的組立
体の周囲を真空にした後、真空を維持したまま、電気的
組立体をプレス装置内で加圧する。ラミネート圧力即ち
圧縮力は、通常は、平坦基板、挿入層、及び組立体を構
成する他の層に垂直な方向に加えられる。ラミネート圧
力の下限は、組立体内の流動性または加熱時に流動性の
材料を流動させ、組立体または導電性組成物から空気ま
たは他の揮発性成分を押し出すのに十分であるのが好ま
しい。ラミネート圧力は、接着材料を流動させ、焼結を
補助するのに十分高くするのが好ましい。真空下でラミ
ネートを実施した、即ち真空補助したとき、最低ラミネ
ート圧力は、約１０ｐｓｉである。最大ラミネート圧力
は、上記の目的を達成する圧力であるが、組立体には悪
影響を与えない圧力である。このラミネート圧力の上限
は、一般的には、製造される組立体の堅牢性及び強度に
よって決まる。
アまたはアパーチャを具備する本発明の電気的組立体の
組み立てまたは製造は、以下のような真空下補助された
ラミネート工程で行うのが好ましい。１以上の回路基板
と、組成物を充填したビアまたはアパーチャを具備する
１以上の挿入層をラミネート用プレス装置に配置する。
ラミネート用プレス装置内を真空にする。プレス装置内
の圧力は、好ましくは約１ｍｍＨｇである。電気的組立
体の周囲を真空にした後、真空を維持したまま、電気的
組立体をプレス装置内で加圧する。ラミネート圧力即ち
圧縮力は、通常は、平坦基板、挿入層、及び組立体を構
成する他の層に垂直な方向に加えられる。ラミネート圧
力の下限は、組立体内の流動性または加熱時に流動性の
材料を流動させ、組立体または導電性組成物から空気ま
たは他の揮発性成分を押し出すのに十分であるのが好ま
しい。ラミネート圧力は、接着材料を流動させ、焼結を
補助するのに十分高くするのが好ましい。真空下でラミ
ネートを実施した、即ち真空補助したとき、最低ラミネ
ート圧力は、約１０ｐｓｉである。最大ラミネート圧力
は、上記の目的を達成する圧力であるが、組立体には悪
影響を与えない圧力である。このラミネート圧力の上限
は、一般的には、製造される組立体の堅牢性及び強度に
よって決まる。
【００７７】所望のラミネート圧力、即ち、少なくとも
約１０ｐｓｉが組立体にかけられた後、組立体をプレス
装置内で真空に維持したまま加熱工程を開始する。一般
的に、電気的組立体は、真空下でラミネート圧を加えた
まま、ここで述べる成分が過渡的液相を形成する温度ま
で加熱するのが好ましい。既に述べたように、この温度
は約２０℃から約４００℃であり、組成物が銅、錫、及
び鉛を用いる場合は、１８０℃から３２５℃が好まし
い。温度の上限である約４００℃は、一般的に、挿入層
流動または硬化特性によって制限される。
約１０ｐｓｉが組立体にかけられた後、組立体をプレス
装置内で真空に維持したまま加熱工程を開始する。一般
的に、電気的組立体は、真空下でラミネート圧を加えた
まま、ここで述べる成分が過渡的液相を形成する温度ま
で加熱するのが好ましい。既に述べたように、この温度
は約２０℃から約４００℃であり、組成物が銅、錫、及
び鉛を用いる場合は、１８０℃から３２５℃が好まし
い。温度の上限である約４００℃は、一般的に、挿入層
流動または硬化特性によって制限される。
【００７８】ラミネート温度に達した後、主に組立体に
用いられる挿入層材料及び導電性組成物に応じた所定の
時間に渡って、この温度が維持または保持される。典型
的な保持時間は、約５分から約１時間の範囲である。組
成物中の有機成分はラミネートの間に硬化するのが好ま
しいが、必要に応じて、ラミネート後のキュアリング工
程を加えてもよい。
用いられる挿入層材料及び導電性組成物に応じた所定の
時間に渡って、この温度が維持または保持される。典型
的な保持時間は、約５分から約１時間の範囲である。組
成物中の有機成分はラミネートの間に硬化するのが好ま
しいが、必要に応じて、ラミネート後のキュアリング工
程を加えてもよい。
【００７９】電気的組立体を、前記の温度及びラミネー
ト圧力において真空下で上記の時間に渡って維持した
後、該組立体を好ましくは室温まで冷却する。組立体
が、少なくとも流動性材料のガラス転移点より低温に冷
却されるまで、ラミネート圧力を維持しておくのが重要
である。冷却後、ラミネート圧力及び真空は開放され、
ラミネートされた組立体がプレス装置から取り出され
る。
ト圧力において真空下で上記の時間に渡って維持した
後、該組立体を好ましくは室温まで冷却する。組立体
が、少なくとも流動性材料のガラス転移点より低温に冷
却されるまで、ラミネート圧力を維持しておくのが重要
である。冷却後、ラミネート圧力及び真空は開放され、
ラミネートされた組立体がプレス装置から取り出され
る。
【００８０】上述の工程は、Pasadena Hydraulics 社の
プレス装置 モデル B256-C-X1-3-5-20（電熱、水冷）、
及び、Wabash Metal Products 社のプレス装置 モデル
3-8（電熱、水冷）を用いた。従来の真空手段を前記の
プレス装置に取り付けた。前記の好ましい工程は、真空
補助を用いて記載したが、本発明の方法は、そのような
真空補助を必ずしも必要としない。
プレス装置 モデル B256-C-X1-3-5-20（電熱、水冷）、
及び、Wabash Metal Products 社のプレス装置 モデル
3-8（電熱、水冷）を用いた。従来の真空手段を前記の
プレス装置に取り付けた。前記の好ましい工程は、真空
補助を用いて記載したが、本発明の方法は、そのような
真空補助を必ずしも必要としない。
【００８１】挿入層及びビア充填材料の選択によって、
当業者に知られた「ホットバー(HotBar)」操作に類似し
た時間／温度／圧力条件で多層構造を製造することが可
能である。このようなホットバー操作は、理解されてい
るように、高度に局地化された部位特異的ラミネート技
術である。
当業者に知られた「ホットバー(HotBar)」操作に類似し
た時間／温度／圧力条件で多層構造を製造することが可
能である。このようなホットバー操作は、理解されてい
るように、高度に局地化された部位特異的ラミネート技
術である。
【００８２】本発明の組成物は、反応性焼結及び／また
は非反応性焼結を施されて、導電性微細構造体を形成す
る。得られる金属間または同様の金属結合は、その微細
構造体に、金属間特性または非合金特性を含む性能を付
与する。本発明のプロセスは修飾することができ、組成
物の成分は、反応性焼結、非反応性焼結、またはそれら
の種々の程度を受けるように選択することができる。
は非反応性焼結を施されて、導電性微細構造体を形成す
る。得られる金属間または同様の金属結合は、その微細
構造体に、金属間特性または非合金特性を含む性能を付
与する。本発明のプロセスは修飾することができ、組成
物の成分は、反応性焼結、非反応性焼結、またはそれら
の種々の程度を受けるように選択することができる。
【００８３】本発明の組成物は、金属粉末またはそれを
含む組成物を加熱及び加圧することによって形成される
冶金結合を含有する微細構造体を提供する。表面エネル
ギーによる表面拡散は、粒子の接触点への材料の輸送を
招き、その結果、２つの粒子を接合する材料ネック(nec
k)の成長がもたらされる。結合ネックにおける化合物
（金属間等）形成を伴わない金属−金属結合は、この明
細書における非反応性焼結と定義される。非反応性固体
焼結は、それを好ましい速度で進行させるためには、含
まれる材料の絶対融点の半分のオーダーの温度を必要と
する。
含む組成物を加熱及び加圧することによって形成される
冶金結合を含有する微細構造体を提供する。表面エネル
ギーによる表面拡散は、粒子の接触点への材料の輸送を
招き、その結果、２つの粒子を接合する材料ネック(nec
k)の成長がもたらされる。結合ネックにおける化合物
（金属間等）形成を伴わない金属−金属結合は、この明
細書における非反応性焼結と定義される。非反応性固体
焼結は、それを好ましい速度で進行させるためには、含
まれる材料の絶対融点の半分のオーダーの温度を必要と
する。
【００８４】焼結温度は、液相の存在による拡散の促進
によってかなり低下させられる。この点を考慮する臨界
的要因は、液相の固体を濡れさせる能力、液体の固層と
の金属間化合物を形成する能力（反応性焼結に移行させ
るかもしれない）、固体の液相への溶解性及び液相の固
体への溶解性、及び、固体−固体及び固体−液体表面エ
ネルギーの比率である。
によってかなり低下させられる。この点を考慮する臨界
的要因は、液相の固体を濡れさせる能力、液体の固層と
の金属間化合物を形成する能力（反応性焼結に移行させ
るかもしれない）、固体の液相への溶解性及び液相の固
体への溶解性、及び、固体−固体及び固体−液体表面エ
ネルギーの比率である。
【００８５】導電性微細構造体のボンディング及び形成
方法は、反応性焼結を含む。この明細書では、反応性焼
結は、粒子間結合での化合物の形成が元の混合物の１以
上の成分が消費される焼結工程と定義される。例えば、
銅は錫と反応性焼結を用いて結合しうる。元々存在する
錫と銅の一部または全部が、元の銅と錫粒子を結合する
銅−錫金属間結合の形成で消費される。金属間の熱的及
び機械的特性は、出発材料の銅及び錫の特性とは非常に
異なる。このような金属間結合は、固体状態拡散によっ
て形成できる。しかし、一方の成分の融点以上に昇温す
ると、拡散過程は極めて促進される。この速い拡散過程
が起こる温度より低いと、金属間形成成分の一方（この
場合は錫）が１以上の材料と合金化し、低融点相を形成
する。この例は前記の表１に見ることができる。この場
合、結果的な冶金結合は、銅錫金属間に加えて残存した
合金成分からなる。銅または錫の全部または一部が消費
され、錫または銅の一部が残存する反応性焼結具述を用
いることもできる。
方法は、反応性焼結を含む。この明細書では、反応性焼
結は、粒子間結合での化合物の形成が元の混合物の１以
上の成分が消費される焼結工程と定義される。例えば、
銅は錫と反応性焼結を用いて結合しうる。元々存在する
錫と銅の一部または全部が、元の銅と錫粒子を結合する
銅−錫金属間結合の形成で消費される。金属間の熱的及
び機械的特性は、出発材料の銅及び錫の特性とは非常に
異なる。このような金属間結合は、固体状態拡散によっ
て形成できる。しかし、一方の成分の融点以上に昇温す
ると、拡散過程は極めて促進される。この速い拡散過程
が起こる温度より低いと、金属間形成成分の一方（この
場合は錫）が１以上の材料と合金化し、低融点相を形成
する。この例は前記の表１に見ることができる。この場
合、結果的な冶金結合は、銅錫金属間に加えて残存した
合金成分からなる。銅または錫の全部または一部が消費
され、錫または銅の一部が残存する反応性焼結具述を用
いることもできる。
【００８６】図１８は、基本的にモノリシック金属間相
からなる導電性微細構造体を示す顕微鏡写真であり、こ
の微細構造体は、（ｉ）少なくとも１つの高融点粒子相
材料、及び、（ｉｉ）少なくとも１つの低融点材料を含
有する。この顕微鏡写真は、（ｉ）約０．５μｍから約
１５μｍの範囲のサイズを持つ銅粒子、及び、（ｉｉ）
約１〜約２０μｍの範囲のサイズを持つ粒子状をなした
錫と鉛の共融混合物を含有する。銅の錫に対するモル比
は、１．２：１であった。組成物中の（ｉ）及び（ｉ
ｉ）の量は、約８７重量％であった。金属間相はモノリ
シックまたは実質的にモノリシックであり、構造的欠損
や不連続はほとんど見られないことがわかる。
からなる導電性微細構造体を示す顕微鏡写真であり、こ
の微細構造体は、（ｉ）少なくとも１つの高融点粒子相
材料、及び、（ｉｉ）少なくとも１つの低融点材料を含
有する。この顕微鏡写真は、（ｉ）約０．５μｍから約
１５μｍの範囲のサイズを持つ銅粒子、及び、（ｉｉ）
約１〜約２０μｍの範囲のサイズを持つ粒子状をなした
錫と鉛の共融混合物を含有する。銅の錫に対するモル比
は、１．２：１であった。組成物中の（ｉ）及び（ｉ
ｉ）の量は、約８７重量％であった。金属間相はモノリ
シックまたは実質的にモノリシックであり、構造的欠損
や不連続はほとんど見られないことがわかる。
【００８７】驚くべきことに、本発明の最も好ましい導
電性組成物は、焼結及びキュアリングの後、従来の組成
物に比較して、極めて高度の電気的及び構造的連続性を
有していることが見出された。従来技術のキュアリング
した組成物と比較しても、得られた微細構造体は、銅錫
金属間化合物の連続相を含有している。この構造によっ
て、相対する接続パッド間に非常に強い電気的接合を与
え、ラミネートに続く組立体の操作において施されるよ
うな高温曝露に対しても安定である。
電性組成物は、焼結及びキュアリングの後、従来の組成
物に比較して、極めて高度の電気的及び構造的連続性を
有していることが見出された。従来技術のキュアリング
した組成物と比較しても、得られた微細構造体は、銅錫
金属間化合物の連続相を含有している。この構造によっ
て、相対する接続パッド間に非常に強い電気的接合を与
え、ラミネートに続く組立体の操作において施されるよ
うな高温曝露に対しても安定である。
【００８８】実施例１は、本発明の好ましい組成物及び
その調製を説明する。実施例２及び３は、実施例１の導
電性組成物を用いた多層電気的組立体を例示する。実施
例４は、さらなるビア充填材料及びその調製を説明す
る。実施例５は、最も好ましいビア充填材料を説明す
る。実施例６は、実施例４で述べた組成物を用いた本発
明の多層電気的組立体を説明する。実施例７は、ラミネ
ートまたは多層電気的組立体の形成するとき、ラミネー
ト及びキュアリング操作においてガスを発生しない本発
明の好ましい導電性組成物を説明する。実施例８は、実
施例７の組成物を用いた、二層電気的組立体を説明す
る。実施例９は、実施例４の組成物を用いた６枚の金属
相構造の製造を説明する。実施例１０は、実施例１の組
成物を用いたラミネートの製造を説明する。
その調製を説明する。実施例２及び３は、実施例１の導
電性組成物を用いた多層電気的組立体を例示する。実施
例４は、さらなるビア充填材料及びその調製を説明す
る。実施例５は、最も好ましいビア充填材料を説明す
る。実施例６は、実施例４で述べた組成物を用いた本発
明の多層電気的組立体を説明する。実施例７は、ラミネ
ートまたは多層電気的組立体の形成するとき、ラミネー
ト及びキュアリング操作においてガスを発生しない本発
明の好ましい導電性組成物を説明する。実施例８は、実
施例７の組成物を用いた、二層電気的組立体を説明す
る。実施例９は、実施例４の組成物を用いた６枚の金属
相構造の製造を説明する。実施例１０は、実施例１の組
成物を用いたラミネートの製造を説明する。
【００８９】
実施例１ 反応性及び非反応性焼結可能な本発明のビア充填剤を以
下のように製造した。３７％アルコール溶液で供給され
た Alpha 611 RMA フラックスを、８２℃におくことに
より、６０±１％の揮発性成分を除去することによっ
て、１．３ｇのフラックス剤を調製した。７．８ｇ
（７．８重量％）の７０％固体レゾールフェノール樹脂
（Oxychem Methylon 75108TM）を、１．３ｇのフラック
ス剤に混合した。３０．３ｇの名目上１０μｍの錫／
鉛：６３／３７のハンダ粒子と、６０．６ｇの３２５メ
ッシュの球状銅粒子を、前記樹脂とフラックス剤との混
合物中に分散させた。銅粒子は、まず約３１５℃におい
て、フォーミングガス(forming gas)中で１時間還元し
て確実に清浄した。約０．５ｇのベンジルアルコールを
添加して、粘度をスクリーン印刷に適した値に調整し
た。
下のように製造した。３７％アルコール溶液で供給され
た Alpha 611 RMA フラックスを、８２℃におくことに
より、６０±１％の揮発性成分を除去することによっ
て、１．３ｇのフラックス剤を調製した。７．８ｇ
（７．８重量％）の７０％固体レゾールフェノール樹脂
（Oxychem Methylon 75108TM）を、１．３ｇのフラック
ス剤に混合した。３０．３ｇの名目上１０μｍの錫／
鉛：６３／３７のハンダ粒子と、６０．６ｇの３２５メ
ッシュの球状銅粒子を、前記樹脂とフラックス剤との混
合物中に分散させた。銅粒子は、まず約３１５℃におい
て、フォーミングガス(forming gas)中で１時間還元し
て確実に清浄した。約０．５ｇのベンジルアルコールを
添加して、粘度をスクリーン印刷に適した値に調整し
た。
【００９０】実施例２ 内部接続された６−金属層を具備する構造体を、実施例
１のビア充填剤を用いて、一面回路基板から以下のよう
に製造した。一面回路基板は、銅箔を接着したポリイミ
ドフィルムから標準的エッチング方法によって製造し
た。このポリイミドフィルムは、DuPont の Kapton HTM
であり、接着剤は DuPont の PyraluxTMである。箔
は、１オンスの銅をロールに巻いてアニールしたもので
ある。銅／接着剤／Kapton材料は、Pyralux LF-9120 な
る商品名で市販されている。６枚の金属回路層の各々に
設定された回路パターンの加工は、フォトレジスト被覆
した Pyralux LF 材料の露光を用いて行った。フォトレ
ジストを現像し、露出された銅を塩化第一鉄ベースのエ
ッチング剤でエッチングした。フォトレジストを除去
し、変性エポキシ接着剤シートを、このエッチングした
回路を有するパネルの絶縁層側に熱溶着した。接着剤
は、１ｍｉｌの Courtalds Z-FlexTM であり、１ｍｉｌ
のマイラー剥離層に添付されている。個々の回路層をパ
ネルから切り取り、４ｍｉｌ及び８ｍｉｌ径のビアを、
数値制御されたパンチを用いて、銅回路図形の陸地部分
にパンチ穿孔した。高品質のビアを形成するため、パン
チとダイの間隔を非常に狭く調整した。回路及びビアの
パターンは、最終的な構造における積層された目隠し及
び埋設ビアが形成されるように選択した。次いで、ビア
を設けた各回路層に、実施例１のビア充填剤を以下のよ
うに充填した。回路を、スクリーン印刷機の真空チャッ
クに、回路面を下にして配置した。ビアを設けたマイラ
ーを接触マスクとして用い、当業者には馴染み深いスク
リーン印刷パラメーターを用いて、ビアにビア充填剤を
充填した。
１のビア充填剤を用いて、一面回路基板から以下のよう
に製造した。一面回路基板は、銅箔を接着したポリイミ
ドフィルムから標準的エッチング方法によって製造し
た。このポリイミドフィルムは、DuPont の Kapton HTM
であり、接着剤は DuPont の PyraluxTMである。箔
は、１オンスの銅をロールに巻いてアニールしたもので
ある。銅／接着剤／Kapton材料は、Pyralux LF-9120 な
る商品名で市販されている。６枚の金属回路層の各々に
設定された回路パターンの加工は、フォトレジスト被覆
した Pyralux LF 材料の露光を用いて行った。フォトレ
ジストを現像し、露出された銅を塩化第一鉄ベースのエ
ッチング剤でエッチングした。フォトレジストを除去
し、変性エポキシ接着剤シートを、このエッチングした
回路を有するパネルの絶縁層側に熱溶着した。接着剤
は、１ｍｉｌの Courtalds Z-FlexTM であり、１ｍｉｌ
のマイラー剥離層に添付されている。個々の回路層をパ
ネルから切り取り、４ｍｉｌ及び８ｍｉｌ径のビアを、
数値制御されたパンチを用いて、銅回路図形の陸地部分
にパンチ穿孔した。高品質のビアを形成するため、パン
チとダイの間隔を非常に狭く調整した。回路及びビアの
パターンは、最終的な構造における積層された目隠し及
び埋設ビアが形成されるように選択した。次いで、ビア
を設けた各回路層に、実施例１のビア充填剤を以下のよ
うに充填した。回路を、スクリーン印刷機の真空チャッ
クに、回路面を下にして配置した。ビアを設けたマイラ
ーを接触マスクとして用い、当業者には馴染み深いスク
リーン印刷パラメーターを用いて、ビアにビア充填剤を
充填した。
【００９１】次に、ビア充填したラミネートを多層回路
に組み入れた。ビア充填した各回路層は、ラミネート固
定機(lamination fixture)に配設し、個々の層のビアの
整合を確実にした。ラミネート工程は、まず室温におい
て５００から１０００ｐｓｉまでの圧力サイクルをかけ
てラミネートから脱気し、次いで、圧力を２５０ｐｓｉ
まで低下させることを含む。次に、圧縮プレートを約１
９４℃に２０−２５分以上かけて加熱した。系の温度及
び圧力を７０分間保持した後、ラミネート圧力に保った
まま１５分以上かけて室温に冷却した。完成した構造
は、大きな陸地部分に４ｍｉｌ及び８ｍｉｌの目隠し、
埋設及び積層ビアを具備していた。積層した４ｍｉｌの
ビアは、５０ミリオームより低い抵抗を有していた、こ
れらのビアの断面を図１９に示すが、これは、反応性及
び非反応性焼結の両方を示している。写真の符号１で示
した位置は銅結合であり、符号２を付したのは金属間結
合である。
に組み入れた。ビア充填した各回路層は、ラミネート固
定機(lamination fixture)に配設し、個々の層のビアの
整合を確実にした。ラミネート工程は、まず室温におい
て５００から１０００ｐｓｉまでの圧力サイクルをかけ
てラミネートから脱気し、次いで、圧力を２５０ｐｓｉ
まで低下させることを含む。次に、圧縮プレートを約１
９４℃に２０−２５分以上かけて加熱した。系の温度及
び圧力を７０分間保持した後、ラミネート圧力に保った
まま１５分以上かけて室温に冷却した。完成した構造
は、大きな陸地部分に４ｍｉｌ及び８ｍｉｌの目隠し、
埋設及び積層ビアを具備していた。積層した４ｍｉｌの
ビアは、５０ミリオームより低い抵抗を有していた、こ
れらのビアの断面を図１９に示すが、これは、反応性及
び非反応性焼結の両方を示している。写真の符号１で示
した位置は銅結合であり、符号２を付したのは金属間結
合である。
【００９２】実施例３ ４つの金属層構造を、メッキした通り穴を具備する両面
回路から、実施例１のビア充填剤を用いて以下のように
製造した。両面回路は、クロム／銅の「種」層を持つコ
ポリマーポリイミド（Upilex）の一方の面を真空金属化
し、ビアのパターンに従ってパンチ穿孔し、次いで他方
の面及びビアを真空金属化することにより製造した。フ
ォトレジストを両面にラミネートし、銅が所望される領
域における種層が露出されるように現像した。銅は、電
解メッキで成長させた。銅の厚みが所定値に達したと
き、フォトレジストを剥離し、種層をフラッシュ・エッ
チングした。得られた回路は、約「６×６」であり、第
１の面では、１．８ｍｉｌ離間した約１．６ｍｉｌのラ
インを具備し、第２の面には、実質的に延属した銅グラ
ンド面が設けられた。２５００以上の２．５ｍｉｌ径の
金属化したビアが２つの面を接続した。
回路から、実施例１のビア充填剤を用いて以下のように
製造した。両面回路は、クロム／銅の「種」層を持つコ
ポリマーポリイミド（Upilex）の一方の面を真空金属化
し、ビアのパターンに従ってパンチ穿孔し、次いで他方
の面及びビアを真空金属化することにより製造した。フ
ォトレジストを両面にラミネートし、銅が所望される領
域における種層が露出されるように現像した。銅は、電
解メッキで成長させた。銅の厚みが所定値に達したと
き、フォトレジストを剥離し、種層をフラッシュ・エッ
チングした。得られた回路は、約「６×６」であり、第
１の面では、１．８ｍｉｌ離間した約１．６ｍｉｌのラ
インを具備し、第２の面には、実質的に延属した銅グラ
ンド面が設けられた。２５００以上の２．５ｍｉｌ径の
金属化したビアが２つの面を接続した。
【００９３】積層ビアを持つ４つの回路層を有する構造
は、１対の両面回路と、それらの間に配設される内部離
間用ボンド層とから製造された。このボンド層は、Upil
exフィルムの両面にまず接着剤そして剥離シートをラミ
ネートすることによって製造した。接着剤は、１ｍｉｌ
厚さの Courtalds Z-FlexTM であり、ポリエステルの剥
離シート（MylarTM）の上に設けられている。両面回路
層に設けたのと同じビアのパターンを、８ｍｉｌパンチ
を用いてボンド層にもパンチ穿孔した。２または４ｍｉ
ｌではなく８ｍｉｌを用いたのは、単に便利なためであ
る。同じ８ｍｉｌビアのパターンを２ｍｉｌの金属ホイ
ルにも設け、ビア充填用の金属型紙を形成した。
は、１対の両面回路と、それらの間に配設される内部離
間用ボンド層とから製造された。このボンド層は、Upil
exフィルムの両面にまず接着剤そして剥離シートをラミ
ネートすることによって製造した。接着剤は、１ｍｉｌ
厚さの Courtalds Z-FlexTM であり、ポリエステルの剥
離シート（MylarTM）の上に設けられている。両面回路
層に設けたのと同じビアのパターンを、８ｍｉｌパンチ
を用いてボンド層にもパンチ穿孔した。２または４ｍｉ
ｌではなく８ｍｉｌを用いたのは、単に便利なためであ
る。同じ８ｍｉｌビアのパターンを２ｍｉｌの金属ホイ
ルにも設け、ビア充填用の金属型紙を形成した。
【００９４】ボンド層及び回路層を、スクリーン印刷機
の真空チャックに配置した。金属型紙のビア・パターン
を、ボンド層及び回路のビアパターンに重ね合わせた。
実施例１のビア充填剤を金属型紙に適用し、当業者には
馴染み深いスクリーン印刷パラメーターを用いて、ビア
充填剤をボンド層または回路のビアに充填した。
の真空チャックに配置した。金属型紙のビア・パターン
を、ボンド層及び回路のビアパターンに重ね合わせた。
実施例１のビア充填剤を金属型紙に適用し、当業者には
馴染み深いスクリーン印刷パラメーターを用いて、ビア
充填剤をボンド層または回路のビアに充填した。
【００９５】３種類の多層組立体を製造した。ビア充填
した回路は、ビア充填したボンド層とともに金属堅牢層
(metal stiffener)にラミネートして第１の組立体とし
た。未充填の回路を、ビア充填したボンド層とともに、
堅牢層無しでラミネートして第２の組立体とした。ビア
充填した回路を、ビア充填したボンド層とともに、堅牢
層無しでラミネートして第３の組立体とした。全ての場
合において、ラミネート工程は、まず室温において５０
０から１０００ｐｓｉまでの圧力サイクルを積層体にか
けてラミネートから脱気し、次いで、圧力を２５０ｐｓ
ｉまで低下させた。次に、圧縮プレートを約１９４℃に
２５分以上かけて加熱した。系の温度及び圧力を７０分
間保持した後、ラミネート圧力に保ったまま１５分以上
かけて室温に冷却した。
した回路は、ビア充填したボンド層とともに金属堅牢層
(metal stiffener)にラミネートして第１の組立体とし
た。未充填の回路を、ビア充填したボンド層とともに、
堅牢層無しでラミネートして第２の組立体とした。ビア
充填した回路を、ビア充填したボンド層とともに、堅牢
層無しでラミネートして第３の組立体とした。全ての場
合において、ラミネート工程は、まず室温において５０
０から１０００ｐｓｉまでの圧力サイクルを積層体にか
けてラミネートから脱気し、次いで、圧力を２５０ｐｓ
ｉまで低下させた。次に、圧縮プレートを約１９４℃に
２５分以上かけて加熱した。系の温度及び圧力を７０分
間保持した後、ラミネート圧力に保ったまま１５分以上
かけて室温に冷却した。
【００９６】完成したラミネートはビアを具備する。図
２０には、符号１及び２で各々示すように、非反応性及
び反応性焼結の両方で形成されたビアを示されている。
図２１は、低倍率で見た構造を示し、ビア及び回路層が
観察される。
２０には、符号１及び２で各々示すように、非反応性及
び反応性焼結の両方で形成されたビアを示されている。
図２１は、低倍率で見た構造を示し、ビア及び回路層が
観察される。
【００９７】実施例４ 本発明のビア充填剤を以下のように製造した。８４．３
重量％の Shell Epon828 エポキシ樹脂及び１５．７重
量％のリンゴ酸を、１５０℃に設定したホットプレート
で溶液が透明になるまで加熱した。２．３ｇのドデセニ
ルスクシニック無水物を、２．７ｇの前記混合物に添加
して攪拌した。粒子の９０％が６μｍより小さく、３μ
ｍの平均粒子サイズを有する銅粒子の７．７ｇを添加し
てスパチュラで攪拌した。銅粒子は、まず約３１５℃に
おいて、フォーミングガス中で１５分間還元した。次い
で、銅混合物をラボラトリー・ローラー・ミルでブレン
ドし、銅粒子の凝集体を減少させるとともに分散させ
た。１０μｍより小さな粒子サイズを有する錫／鉛：６
３／３７ハンダの１６．６ｇを、９．２ｇの上記銅混合
物に添加して高速ミキサでブレンドした。得られたペー
ストを、室温で１５分間真空処理し、混入した空気を取
り除いた。
重量％の Shell Epon828 エポキシ樹脂及び１５．７重
量％のリンゴ酸を、１５０℃に設定したホットプレート
で溶液が透明になるまで加熱した。２．３ｇのドデセニ
ルスクシニック無水物を、２．７ｇの前記混合物に添加
して攪拌した。粒子の９０％が６μｍより小さく、３μ
ｍの平均粒子サイズを有する銅粒子の７．７ｇを添加し
てスパチュラで攪拌した。銅粒子は、まず約３１５℃に
おいて、フォーミングガス中で１５分間還元した。次い
で、銅混合物をラボラトリー・ローラー・ミルでブレン
ドし、銅粒子の凝集体を減少させるとともに分散させ
た。１０μｍより小さな粒子サイズを有する錫／鉛：６
３／３７ハンダの１６．６ｇを、９．２ｇの上記銅混合
物に添加して高速ミキサでブレンドした。得られたペー
ストを、室温で１５分間真空処理し、混入した空気を取
り除いた。
【００９８】実施例５ ビア充填材料の最も好ましい実施態様を以下の通りに製
造した。８４．３重量％の Shell Epon 828 エポキシ樹
脂及び１５．７重量％のリンゴ酸を、１５０℃に設定し
たホットプレートで溶液が透明になるまで加熱した。
０．９ｇのドデセニルスクシニック無水物を、２．０ｇ
の前記混合物に添加して攪拌した。実施例４で用いた銅
粒子の４．４ｇを上記の混合物に添加してスパチュラで
攪拌した。次いで、銅混合物をラボラトリー・ローラー
・ミルでブレンドし、銅粒子の凝集体を減少させるとと
もに分散させた。実施例４で用いた錫／鉛：６３／３７
ハンダ粉体の９．１ｇを、５．０ｇの上記銅混合物に添
加して高速ミキサでブレンドした。得られたペースト
を、室温で１５分間真空処理し、混入した空気を取り除
いた。
造した。８４．３重量％の Shell Epon 828 エポキシ樹
脂及び１５．７重量％のリンゴ酸を、１５０℃に設定し
たホットプレートで溶液が透明になるまで加熱した。
０．９ｇのドデセニルスクシニック無水物を、２．０ｇ
の前記混合物に添加して攪拌した。実施例４で用いた銅
粒子の４．４ｇを上記の混合物に添加してスパチュラで
攪拌した。次いで、銅混合物をラボラトリー・ローラー
・ミルでブレンドし、銅粒子の凝集体を減少させるとと
もに分散させた。実施例４で用いた錫／鉛：６３／３７
ハンダ粉体の９．１ｇを、５．０ｇの上記銅混合物に添
加して高速ミキサでブレンドした。得られたペースト
を、室温で１５分間真空処理し、混入した空気を取り除
いた。
【００９９】実施例６ ４つの金属層構造を、メッキした通り穴を具備する両面
回路から、実施例４のビア充填剤を用いて以下のように
製造した。両面回路は、Novaclad（登録商標）可撓性回
路材料から、Sheldahl によって製造した。回路層は、
メッキ閉塞したものを含む通り穴を具備するパターンに
形成した。回路は、２ｍｉｌ間隔の２ｍｉｌのラインで
形成され、４及び６ｍｉｌのビアを具備する。４つの回
路層を有する構造は、１対の両面回路と、それらの間に
配設される内部離間用ボンド層とから製造された。この
ボンド層は、３ｍｉｌ厚の熱可塑性ポリイミドフィルム
である DuPont 300KJ とした。両面回路層に設けたのと
同じビアのパターンを、４ｍｉｌパンチを用いてボンド
層にもパンチ穿孔した。
回路から、実施例４のビア充填剤を用いて以下のように
製造した。両面回路は、Novaclad（登録商標）可撓性回
路材料から、Sheldahl によって製造した。回路層は、
メッキ閉塞したものを含む通り穴を具備するパターンに
形成した。回路は、２ｍｉｌ間隔の２ｍｉｌのラインで
形成され、４及び６ｍｉｌのビアを具備する。４つの回
路層を有する構造は、１対の両面回路と、それらの間に
配設される内部離間用ボンド層とから製造された。この
ボンド層は、３ｍｉｌ厚の熱可塑性ポリイミドフィルム
である DuPont 300KJ とした。両面回路層に設けたのと
同じビアのパターンを、４ｍｉｌパンチを用いてボンド
層にもパンチ穿孔した。
【０１００】ボンド層を、スクリーン印刷機の真空チャ
ックに配置した。金属型紙のビアパターンを、ボンド層
のビアパターンに重ね合わせた。実施例５のビア充填剤
を、金属型紙に適用し、当業者には馴染み深いスクリー
ン印刷パラメーターを用いて、ビア充填剤をボンド層ま
たは回路のビアに充填した。
ックに配置した。金属型紙のビアパターンを、ボンド層
のビアパターンに重ね合わせた。実施例５のビア充填剤
を、金属型紙に適用し、当業者には馴染み深いスクリー
ン印刷パラメーターを用いて、ビア充填剤をボンド層ま
たは回路のビアに充填した。
【０１０１】２枚の未充填両面回路の対と、その間に配
設された充填ボンド層とを積層し、静水圧プレスでラミ
ネートして組立体を構成した。ラミネート工程は、４０
０ｐｓｉの圧力下で圧縮プレートを３００℃に２５分以
上かけて加熱し、系の温度を４００ｐｓｉで３０分間保
持した後、ラミネート圧力に保ったまま３０分以上かけ
て室温に冷却した。完成したラミネートは導電性ビアを
具備し、それらの抵抗率は、全て５００マイクロオーム
・センチメートルであった。
設された充填ボンド層とを積層し、静水圧プレスでラミ
ネートして組立体を構成した。ラミネート工程は、４０
０ｐｓｉの圧力下で圧縮プレートを３００℃に２５分以
上かけて加熱し、系の温度を４００ｐｓｉで３０分間保
持した後、ラミネート圧力に保ったまま３０分以上かけ
て室温に冷却した。完成したラミネートは導電性ビアを
具備し、それらの抵抗率は、全て５００マイクロオーム
・センチメートルであった。
【０１０２】実施例７ 好ましいビア充填材料を以下の通りに製造した。８１．
９重量％の Shell Epon 828 エポキシ樹脂及び１８．１
重量％のリンゴ酸の混合物を、ローラー・ミルで粉砕混
合してミルク状にした。実施例４で用いた銅粒子の３．
６ｇを２．４ｇの上記の樹脂混合物に添加した。次い
で、銅混合物をラボラトリー・ローラー・ミルでブレン
ドし、銅粒子の凝集体を減少させるとともに分散させ
た。実施例４で用いた錫／鉛：６３／３７ハンダ粉体の
７．２ｇを、３．９ｇの上記銅混合物に添加して高速ミ
キサでブレンドした。得られたペーストを、室温で１５
分間真空処理し、混入した空気を取り除いた。
９重量％の Shell Epon 828 エポキシ樹脂及び１８．１
重量％のリンゴ酸の混合物を、ローラー・ミルで粉砕混
合してミルク状にした。実施例４で用いた銅粒子の３．
６ｇを２．４ｇの上記の樹脂混合物に添加した。次い
で、銅混合物をラボラトリー・ローラー・ミルでブレン
ドし、銅粒子の凝集体を減少させるとともに分散させ
た。実施例４で用いた錫／鉛：６３／３７ハンダ粉体の
７．２ｇを、３．９ｇの上記銅混合物に添加して高速ミ
キサでブレンドした。得られたペーストを、室温で１５
分間真空処理し、混入した空気を取り除いた。
【０１０３】実施例８ ボンド層で内部接続された２つの回路を具備する構造体
を、実施例７のビア充填剤を用いて以下のように製造し
た。一面回路は、Novaclad（登録商標）可撓性回路材料
から、Sheldahl によって製造した。回路は、６ｍｉｌ
の図形に接続された６及び１０ｍｉｌの１対のパッドか
らなる４つのデイジー・チェーン（ヒナギクの花綱(dai
sy chain)）状セグメントのグリッドを具備するパター
ンに形成され、該セグメントが、ボンド層のビアを介し
て電気的に接続されるように設計した。ボンド層は、１
ｍｉｌ厚の DuPont の Kapton （登録商標）の両面に、
１ｍｉｌ厚の熱硬化性ポリイミド接着剤が熱積層された
複合ラミネートである。ボンド層に設けられたビアパタ
ーンは、４ｍｉｌ及び６ｍｉｌの穿孔であり、６ｍｉｌ
のビアが回路層の１０ｍｉｌのパッドに整合し、４ｍｉ
ｌのビアが回路層の６ｍｉｌのパッドに整合するように
した。ボンド層当たり、４つのデイジー・チェーン形状
のセグメントの各々に６００個、合計で２４００個のビ
アを設けた。
を、実施例７のビア充填剤を用いて以下のように製造し
た。一面回路は、Novaclad（登録商標）可撓性回路材料
から、Sheldahl によって製造した。回路は、６ｍｉｌ
の図形に接続された６及び１０ｍｉｌの１対のパッドか
らなる４つのデイジー・チェーン（ヒナギクの花綱(dai
sy chain)）状セグメントのグリッドを具備するパター
ンに形成され、該セグメントが、ボンド層のビアを介し
て電気的に接続されるように設計した。ボンド層は、１
ｍｉｌ厚の DuPont の Kapton （登録商標）の両面に、
１ｍｉｌ厚の熱硬化性ポリイミド接着剤が熱積層された
複合ラミネートである。ボンド層に設けられたビアパタ
ーンは、４ｍｉｌ及び６ｍｉｌの穿孔であり、６ｍｉｌ
のビアが回路層の１０ｍｉｌのパッドに整合し、４ｍｉ
ｌのビアが回路層の６ｍｉｌのパッドに整合するように
した。ボンド層当たり、４つのデイジー・チェーン形状
のセグメントの各々に６００個、合計で２４００個のビ
アを設けた。
【０１０４】ボンド層を、スクリーン印刷機の真空チャ
ックに配置した。金属型紙のビアパターンを、ボンド層
のビアパターンに重ね合わせた。実施例７のビア充填剤
を金属型紙に適用し、当業者には馴染み深いスクリーン
印刷パラメーターを用いて、ボンド層のビアにビア充填
剤を印刷充填した。
ックに配置した。金属型紙のビアパターンを、ボンド層
のビアパターンに重ね合わせた。実施例７のビア充填剤
を金属型紙に適用し、当業者には馴染み深いスクリーン
印刷パラメーターを用いて、ボンド層のビアにビア充填
剤を印刷充填した。
【０１０５】２枚の一面回路層と、その間に配設された
充填ボンド層とを積層し、静水圧プレスでラミネートし
て組立体を構成した。ラミネート工程は、３００ｐｓｉ
の圧力下で圧縮プレートを２００℃に２５分以上かけて
加熱し、系の温度を３００ｐｓｉで１時間保持した後、
ラミネート圧力に保ったまま３０分以上かけて室温に冷
却した。
充填ボンド層とを積層し、静水圧プレスでラミネートし
て組立体を構成した。ラミネート工程は、３００ｐｓｉ
の圧力下で圧縮プレートを２００℃に２５分以上かけて
加熱し、系の温度を３００ｐｓｉで１時間保持した後、
ラミネート圧力に保ったまま３０分以上かけて室温に冷
却した。
【０１０６】各ラミネートのデイジー・チェーンの初期
抵抗を読み取った。組立体に、空気−空気における−５
５℃から１２５℃の温度ショック試験を、１時間に３サ
イクルの割合で２０００サイクル行った。その結果、抵
抗値の変化は５％以下であった。
抵抗を読み取った。組立体に、空気−空気における−５
５℃から１２５℃の温度ショック試験を、１時間に３サ
イクルの割合で２０００サイクル行った。その結果、抵
抗値の変化は５％以下であった。
【０１０７】実施例９ ６つの金属層構造を、メッキした通り穴を具備する両面
回路から、実施例４のビア充填剤を用いて以下のように
製造した。６つの金属回路構造は、両面回路の対と、そ
れらの間に挟設されるボンド層とから製造した。両面回
路は、IBM 製のものである。回路は、次の３タイプのビ
ア／陸地部分のビアを有する２０ｍｉｌの中心グリッド
を形成するよう設計した。３つのタイプは、４ｍｉｌの
陸地部分の４ｍｉｌの孔、６ｍｉｌの陸地部分の４ｍｉ
ｌの孔、及び１０ｍｉｌの陸地部分の６ｍｉｌの孔であ
る。全ての孔は、メッキする前はパンチ径と同じサイズ
であった。ビア孔／陸地部分の各タイプは、積層（第１
層から第６層まで接続）、埋設（第２層から第５層まで
接続）、及び目隠し（第１層から第５層まで接続）構造
の４８０ビア接続の３つのサブグリッド(subgrid)とし
た。
回路から、実施例４のビア充填剤を用いて以下のように
製造した。６つの金属回路構造は、両面回路の対と、そ
れらの間に挟設されるボンド層とから製造した。両面回
路は、IBM 製のものである。回路は、次の３タイプのビ
ア／陸地部分のビアを有する２０ｍｉｌの中心グリッド
を形成するよう設計した。３つのタイプは、４ｍｉｌの
陸地部分の４ｍｉｌの孔、６ｍｉｌの陸地部分の４ｍｉ
ｌの孔、及び１０ｍｉｌの陸地部分の６ｍｉｌの孔であ
る。全ての孔は、メッキする前はパンチ径と同じサイズ
であった。ビア孔／陸地部分の各タイプは、積層（第１
層から第６層まで接続）、埋設（第２層から第５層まで
接続）、及び目隠し（第１層から第５層まで接続）構造
の４８０ビア接続の３つのサブグリッド(subgrid)とし
た。
【０１０８】このボンド層材料は、１ｍｉｌ厚の熱可塑
性ポリイミドフィルムであるDuPontのKapton（登録商
標）の両面に１ｍｉｌ厚の熱硬化性ポリイミド接着剤を
配設したものである。ボンド層に４ｍｉｌ及び６ｍｉｌ
のビアパターンをパンチ穿孔したが、６ｍｉｌのビアが
回路層の６ｍｉｌビアまたは１０ｍｉｌパッドに整合
し、４ｍｉｌのビアが回路層の４ｍｉｌまたは６ｍｉｌ
の陸地部分の４ｍｉｌビアに整合するようにした。ボン
ド層及び回路層を、個別にスクリーン印刷機の真空チャ
ックに配置した。金属型紙に各層と同様のビアパターン
を形成した。金属型紙のビアパターンを、対応するボン
ド層及び回路層のビアパターンに重ね合わせた。実施例
４のビア充填剤を、金属型紙に適用し、当業者には馴染
み深いスクリーン印刷パラメーターを用いて、ビア充填
剤をボンド層のビアに充填した。これらの層は、窒素雰
囲気下に配置し、１００℃で３０分間おいた。
性ポリイミドフィルムであるDuPontのKapton（登録商
標）の両面に１ｍｉｌ厚の熱硬化性ポリイミド接着剤を
配設したものである。ボンド層に４ｍｉｌ及び６ｍｉｌ
のビアパターンをパンチ穿孔したが、６ｍｉｌのビアが
回路層の６ｍｉｌビアまたは１０ｍｉｌパッドに整合
し、４ｍｉｌのビアが回路層の４ｍｉｌまたは６ｍｉｌ
の陸地部分の４ｍｉｌビアに整合するようにした。ボン
ド層及び回路層を、個別にスクリーン印刷機の真空チャ
ックに配置した。金属型紙に各層と同様のビアパターン
を形成した。金属型紙のビアパターンを、対応するボン
ド層及び回路層のビアパターンに重ね合わせた。実施例
４のビア充填剤を、金属型紙に適用し、当業者には馴染
み深いスクリーン印刷パラメーターを用いて、ビア充填
剤をボンド層のビアに充填した。これらの層は、窒素雰
囲気下に配置し、１００℃で３０分間おいた。
【０１０９】３枚の両面回路と、その間に配設され整合
された充填ボンド層とを積層し、静水圧プレスでラミネ
ートして組立体を構成した。ラミネート工程は、３００
ｐｓｉの圧力下で圧縮プレートを２００℃に２５分以上
かけて加熱し、系を３００ｐｓｉで２００℃に１時間保
持した後、ラミネート圧力に保ったまま３０分以上かけ
て室温に冷却した。
された充填ボンド層とを積層し、静水圧プレスでラミネ
ートして組立体を構成した。ラミネート工程は、３００
ｐｓｉの圧力下で圧縮プレートを２００℃に２５分以上
かけて加熱し、系を３００ｐｓｉで２００℃に１時間保
持した後、ラミネート圧力に保ったまま３０分以上かけ
て室温に冷却した。
【０１１０】ラミネート内の９つのデイジー・チェーン
の初期抵抗値を読み取った。組立体に種々の加速試験を
行った。１つの組立体には、空気−空気における−４０
℃から１３５℃の温度ショック試験を１０００サイクル
行ったが、全てのグリッドで抵抗値の増加は見られなか
った。第２の組立体には、１０００サイクルの空気−空
気における−５５℃から１２５℃の温度ショック試験を
行ったが、同様の結果を得た。第３の組立体には、３０
０サイクルの液−液における−５５℃から１２５℃の温
度ショック試験を行ったが、同様の結果を得た。
の初期抵抗値を読み取った。組立体に種々の加速試験を
行った。１つの組立体には、空気−空気における−４０
℃から１３５℃の温度ショック試験を１０００サイクル
行ったが、全てのグリッドで抵抗値の増加は見られなか
った。第２の組立体には、１０００サイクルの空気−空
気における−５５℃から１２５℃の温度ショック試験を
行ったが、同様の結果を得た。第３の組立体には、３０
０サイクルの液−液における−５５℃から１２５℃の温
度ショック試験を行ったが、同様の結果を得た。
【０１１１】実施例１０ ２つの金属層を持ち、実施例１のビア充填剤を用いたボ
ンド層で内部接続された構造を以下のように製造した。
未処理の１オンスの銅を、８ｍｉｌビアを持つようにパ
ターンされ、実施例１のビア充填組成物を充填したボン
ド層の両面にラミネートする。接着層材料は、１ｍｉｌ
厚さの Courtalds Z-FlexTM を、１ｍｉｌのポリイミド
フィルムの両面にコートした３ｍｉｌの構造体である。
このボンド層の両方の接着性表面には、１ｍｉｌのポリ
エステル剥離シート（MylarTM）が配設されている。ボ
ンド層シートは、５”×５”の未処理のものに、０．４
５”間隔のグリッドパターンの８ｍｉｌ孔をパンチ穿孔
した。これらの層を、スクリーン印刷機にテープで固定
し、ビア穿孔した剥離シートを接触マスクとして利用し
て、当業者には馴染み深いスクリーン印刷パラメーター
を用いて、ビア充填剤をビアに充填した。
ンド層で内部接続された構造を以下のように製造した。
未処理の１オンスの銅を、８ｍｉｌビアを持つようにパ
ターンされ、実施例１のビア充填組成物を充填したボン
ド層の両面にラミネートする。接着層材料は、１ｍｉｌ
厚さの Courtalds Z-FlexTM を、１ｍｉｌのポリイミド
フィルムの両面にコートした３ｍｉｌの構造体である。
このボンド層の両方の接着性表面には、１ｍｉｌのポリ
エステル剥離シート（MylarTM）が配設されている。ボ
ンド層シートは、５”×５”の未処理のものに、０．４
５”間隔のグリッドパターンの８ｍｉｌ孔をパンチ穿孔
した。これらの層を、スクリーン印刷機にテープで固定
し、ビア穿孔した剥離シートを接触マスクとして利用し
て、当業者には馴染み深いスクリーン印刷パラメーター
を用いて、ビア充填剤をビアに充填した。
【０１１２】充填したボンド層を、ラミネート固定機内
で、未処理の１オンスの銅からなる５”×５”シートに
挟んで積層して静水圧プレスでラミネートした。ラミネ
ート工程は、圧縮プレートを２００℃に２５分以上かけ
て加熱し、系を２００℃に６０分間保持した後、ラミネ
ート圧力に保ったまま１５分以上かけて室温に冷却し
た。
で、未処理の１オンスの銅からなる５”×５”シートに
挟んで積層して静水圧プレスでラミネートした。ラミネ
ート工程は、圧縮プレートを２００℃に２５分以上かけ
て加熱し、系を２００℃に６０分間保持した後、ラミネ
ート圧力に保ったまま１５分以上かけて室温に冷却し
た。
【０１１３】ラミネートの一方の面の銅を化学エッチン
グして接続パッドのグリッドパターンを形成した。これ
らの接続パッドの各々は、１つのビアに接触し、ビア及
びボンド層を通って該ボンド層の反対側の銅シートと導
通するようにされている。完成したラミネートは２２３
のビアを具備し、これらは、底面の銅シートと個々の接
続パッドとを導通させている。
グして接続パッドのグリッドパターンを形成した。これ
らの接続パッドの各々は、１つのビアに接触し、ビア及
びボンド層を通って該ボンド層の反対側の銅シートと導
通するようにされている。完成したラミネートは２２３
のビアを具備し、これらは、底面の銅シートと個々の接
続パッドとを導通させている。
【０１１４】以上の詳細な説明は、本発明の好ましい実
施態様とされるもののみであり、特許請求される本発明
の範囲に何ら材料限定を加えるものではない。さらに、
当業者に明らかな特性及び設計の変形例は本発明の範囲
内とされる。本発明は、上記の説明及び特許請求の範囲
に述べられている。
施態様とされるもののみであり、特許請求される本発明
の範囲に何ら材料限定を加えるものではない。さらに、
当業者に明らかな特性及び設計の変形例は本発明の範囲
内とされる。本発明は、上記の説明及び特許請求の範囲
に述べられている。
【図１】 本発明の多層電気的組立体の好ましい実施態
様であって、部分的に組み立てたものを示す斜視図であ
る。
様であって、部分的に組み立てたものを示す斜視図であ
る。
【図２】 回路基板上に接続パッドを具備し、本発明の
組成物を充填した挿入層ビアを具備する図１の多層組立
体の好ましい実施態様を示す斜視図である。
組成物を充填した挿入層ビアを具備する図１の多層組立
体の好ましい実施態様を示す斜視図である。
【図３】 図２に示した組立体の断面図である。
【図４】 本発明の多層電気的組立体の他の好ましい実
施態様を示す斜視図である。
施態様を示す斜視図である。
【図５】 本発明の組成物を充填した回路基板ビア及び
挿入層アパーチャを具備する図４の多層組立体の好まし
い実施態様を示す斜視図である。
挿入層アパーチャを具備する図４の多層組立体の好まし
い実施態様を示す斜視図である。
【図６】 図５に示した組立体の断面図である。
【図７】 メッキしたビアを具備する単一の回路基板の
断面図である。
断面図である。
【図８】 図４から６に示した複数の基板及び挿入層を
ラミネートした状態の断面図である。
ラミネートした状態の断面図である。
【図９】 本発明の充填ビア及び充填アパーチャによっ
て形成された電気的通路の詳細を示す多層電気的組立体
の部分断面図である。
て形成された電気的通路の詳細を示す多層電気的組立体
の部分断面図である。
【図１０】 本発明のエッチングしたクラッドラミネー
ト組立体及びその組立を示す図である。
ト組立体及びその組立を示す図である。
【図１１】 本発明の充填ビアの一例を用いた多層電気
的組立体の製造方法を該組立体の一方向から見た図であ
る。
的組立体の製造方法を該組立体の一方向から見た図であ
る。
【図１２】 本発明の充填ビアの他の例を用いた多層電
気的組立体の製造方法を該組立体の一方向から見た図で
ある。
気的組立体の製造方法を該組立体の一方向から見た図で
ある。
【図１３】 本発明のメッキビアを用い、両面に回路を
形成した複数の回路基板または基板から形成された多層
電気的組立体を示す部分断面図である。
形成した複数の回路基板または基板から形成された多層
電気的組立体を示す部分断面図である。
【図１４】 本発明の閉じたメッキビアを用い、両面に
回路を形成した複数の回路基板または基板から形成され
た多層電気的組立体を示す部分断面図である。
回路を形成した複数の回路基板または基板から形成され
た多層電気的組立体を示す部分断面図である。
【図１５】 本発明の目隠し充填ビアを用い、両面に回
路を形成した複数の回路基板または基板から形成された
多層電気的組立体を示す部分断面図である。
路を形成した複数の回路基板または基板から形成された
多層電気的組立体を示す部分断面図である。
【図１６】 本発明の直接チップ接着技術によって基板
に電気的に接続され物理的に固定された電気部材を示す
斜視図である。
に電気的に接続され物理的に固定された電気部材を示す
斜視図である。
【図１７】 本発明の電気的組立体の接続パッド間に電
気接続を与える変形例の詳細を示す図である。
気接続を与える変形例の詳細を示す図である。
【図１８】 本発明の導電性微細構造体の結晶構造を示
す顕微鏡写真である。
す顕微鏡写真である。
【図１９】 本発明の好ましい実施態様の方法で製造し
た充填ビアの結晶構造を示す顕微鏡写真である。
た充填ビアの結晶構造を示す顕微鏡写真である。
【図２０】 本発明の他の好ましい実施態様の方法で製
造した充填ビアの結晶構造を示す顕微鏡写真である。
造した充填ビアの結晶構造を示す顕微鏡写真である。
【図２１】 本発明のさらに他の好ましい実施態様の方
法で製造した充填ビアの結晶構造を示す顕微鏡写真であ
る。
法で製造した充填ビアの結晶構造を示す顕微鏡写真であ
る。
電気的組立体：１０、９０、２００、３９５、４９５、
５９５、６９５、及び７９５； 基板：２０、２７０、４１０、４２０、５１０、５２
０、６１０、６２０、７２０及び８１０； 回路：２２、２４０、４４０、５４０、６４０及び７３
０； ビア：２６、１３０、２３０、４６０及び５６０； 接続パッド：３０、３２、７０、３３０、４５０、５５
０、６５０、６６０、７４０、７６０、８１５及び８４
５； 組成物：４０、１４０、２６０、３６０、５３８、６３
８、７７０及び８３０ 挿入層：５０、６３０、７５０、８２０及び８４０； アパーチャ：５２、４３５、５３５、６３５、７６０及
び８２５； ボンド層：１００； 絶縁層：１１０、２２０及び３２０； 接着層：１２０及び２０５； クラッドラミネート：１５０、２００及び３０５； 銅クラッド：１６０、２１０及び３１０； 電気的チップ：７１０； 電気的接点：７１５
５９５、６９５、及び７９５； 基板：２０、２７０、４１０、４２０、５１０、５２
０、６１０、６２０、７２０及び８１０； 回路：２２、２４０、４４０、５４０、６４０及び７３
０； ビア：２６、１３０、２３０、４６０及び５６０； 接続パッド：３０、３２、７０、３３０、４５０、５５
０、６５０、６６０、７４０、７６０、８１５及び８４
５； 組成物：４０、１４０、２６０、３６０、５３８、６３
８、７７０及び８３０ 挿入層：５０、６３０、７５０、８２０及び８４０； アパーチャ：５２、４３５、５３５、６３５、７６０及
び８２５； ボンド層：１００； 絶縁層：１１０、２２０及び３２０； 接着層：１２０及び２０５； クラッドラミネート：１５０、２００及び３０５； 銅クラッド：１６０、２１０及び３１０； 電気的チップ：７１０； 電気的接点：７１５
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年３月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１８】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１９】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２０】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サラ・イー・リーチ アメリカ合衆国・インディアナ・46517− 3503・エルクハート・カントリー・ロー ド・３・59389 (72)発明者 カトリーン・イー・アレン アメリカ合衆国・インディアナ・46530・ グランジャー・シルヴァーリーフ・レー ン・52404 (72)発明者 ラルフ・ジェイ・ウェンツェル アメリカ合衆国・インディアナ・46561・ オスセオラ・セトラーズ・トレイル・ 59741 (72)発明者 リチャード・シー・メイヤー アメリカ合衆国・インディアナ・46516・ エルクハート・ウッドバイン・レーン・ 56561
Claims (109)
- 【請求項１】 導電性微細構造体を形成するために用い
られる焼結可能な組成物であって、 （ｉ）少なくとも１つの高融点粒子相材料、 （ｉｉ）少なくとも１つの低融点材料、及び、 （ｉｉｉ）樹脂と架橋剤からなる有機成分を含有し、 前記組成物を少なくとも約１０ｐｓｉの圧力下で約４０
０℃の温度まで加熱したとき前記有機成分が不利な量の
ガスを発生しないことを特徴とする組成物。 - 【請求項２】 前記高融点粒子相材料が、Ｈｇ、Ｇａ、
及びＩｎを除く周期律表の３Ａから６Ｂ族の全ての金属
からなる群から選択されることを特徴とする請求項１記
載の組成物。 - 【請求項３】 前記高融点粒子相材料が、銅、ニッケ
ル、金、銀、及びそれらの組合せからなる群から選択さ
れることを特徴とする請求項１に記載の組成物。 - 【請求項４】 前記高融点粒子相材料が銅であり、前記
低融点材料が、ジスプロシウム、エルビウム、ガリウ
ム、ガドリニウム、ゲルマニウム、ハフニウム、水銀、
インジウム、ランタン、マグネシウム、ネオジウム、リ
ン、パラジウム、プラセオジム、白金、イオウ、セレ
ン、アンチモン、ケイ素、サマリウム、錫、ストロンチ
ウム、テルリウム、トリウム、チタン、タリウム、イッ
トリウム、イッテルビウム、鉛、ジルコニウム、及びそ
れらの組合せからなる群から選択されることを特徴とす
る請求項１記載の組成物。 - 【請求項５】 前記低融点材料が、錫または錫含有合金
であることを特徴とする請求項１記載の組成物。 - 【請求項６】 前記高融点粒子相材料が銅であり、前記
低融点材料が、錫または錫含有合金であり、前記銅と前
記錫とのモル比が、約３：１〜約０．９：１の範囲にあ
ることを特徴とする請求項１記載の組成物。 - 【請求項７】 前記樹脂がエポキシであることを特徴と
する請求項１記載の組成物。 - 【請求項８】 前記エポキシがビスフェノールＡのグリ
シジルエーテルであることを特徴とする請求項７記載の
組成物。 - 【請求項９】 前記高融点粒子相材料が約１から約６μ
ｍの平均粒径を持つ銅粒子であり、前記低融点材料が約
１から約１０μｍの平均粒径を持つ共融錫／鉛合金であ
り、前記有機成分がエポキシ、ドデシルスクシニック無
水物、及びリンゴ酸からなることを特徴とする請求項１
記載の組成物。 - 【請求項１０】 前記エポキシがビスフェノールＡのグ
リシジルエーテルであることを特徴とする請求項９記載
の組成物。 - 【請求項１１】 導電性微細構造体を形成するために用
いられる焼結可能な組成物であって、 （ｉ）約２から約９０重量％の少なくとも１つの高融点
粒子相材料、 （ｉｉ）約４から約９３重量％の少なくとも１つの低融
点材料、及び、 （ｉｉｉ）約１から約３５重量％の少なくとも１つの樹
脂と少なくとも１つの架橋剤との組合せを含有してなる
ことを特徴とする組成物。 - 【請求項１２】 前記高融点粒子相材料が、銅、ニッケ
ル、金、銀、及びそれらの組合せからなる群から選択さ
れることを特徴とする請求項１１記載の組成物。 - 【請求項１３】 前記低融点材料が、錫または錫含有合
金であることを特徴とする請求項１２記載の組成物。 - 【請求項１４】 前記高融点粒子相材料が銅であり、前
記銅と前記錫とのモル比が、約３：１〜約０．９：１の
範囲にあることを特徴とする請求項１３記載の組成物。 - 【請求項１５】 前記樹脂がエポキシであることを特徴
とする請求項１１記載の組成物。 - 【請求項１６】 前記組成物が実質的に連続した金属間
相からなる微細構造を形成することを特徴とする請求項
１１記載の組成物。 - 【請求項１７】 前記高融点粒子相材料が、前記組成物
の約１０から約９０重量％を占め、前記低融点材料が前
記組成物の約１０から約９０重量％を占め、そして、前
記少なくとも１つの樹脂及び少なくとも１つの架橋剤が
前記組成物の約３から約３０重量％を占めることを特徴
とする請求項１１記載の組成物。 - 【請求項１８】 前記組成物が実質的に連続した金属間
相からなる微細構造を形成することを特徴とする請求項
１７記載の組成物。 - 【請求項１９】 前記高融点粒子相材料が銅であって前
記組成物の約１７から約４７重量％を占め、前記低融点
材料が錫及び鉛の共融混合物であって前記組成物の約３
７から約７２重量％を占めることを特徴とする請求項１
６記載の組成物。 - 【請求項２０】 前記少なくとも１つの樹脂及び少なく
とも１つの架橋剤が前記組成物の約５から約２５重量％
を占めることを特徴とする請求項１９記載の組成物。 - 【請求項２１】 導電性微細構造体を形成するために用
いられる焼結可能な組成物であって、 （ｉ）銅粒子または銅含有合金粒子、及び、錫粒子また
は錫含有合金粒子を、前記微細構造体において銅−錫金
属間化合物の実質的に連続した相を形成するのに適した
比率で含有し、かつ、 （ｉｉ）約５から約２５重量％の少なくとも１つの樹脂
及び少なくとも１つの架橋剤が前記組成物を含有してな
る組成物。 - 【請求項２２】 前記組成物が、前記微細構造体におい
て、少なくとも部分的に過渡的液相プロセスによって、
銅−錫金属間化合物の実質的に連続した相を形成するこ
とを特徴とする請求項２１記載の組成物。 - 【請求項２３】 電気的組立体における充填したビアま
たは充填したアパーチャを形成するのに適した導電性微
細構造体であって、（ｉ）少なくとも１つの高融点粒子
相材料、及び、（ｉｉ）少なくとも１つの低融点材料か
ら形成された実質的にモノリシックな金属間相からなる
ことを特徴とする微細構造体。 - 【請求項２４】 前記実質的にモノリシックな金属間相
の少なくとも一部が、前記少なくとも１つの低融点材料
を含む過渡的液相から形成されることを特徴とする請求
項２３記載の導電性微細構造体。 - 【請求項２５】 前記高融点粒子相材料が、銅、ニッケ
ル、金、銀、及びそれらの組合せからなる群から選択さ
れることを特徴とする請求項２３記載の導電性微細構造
体。 - 【請求項２６】 前記低融点材料が、錫または錫含有合
金であることを特徴とする請求項２５記載の導電性微細
構造体。 - 【請求項２７】 前記微細構造体が、５０マイクロオー
ムセンチメートルより低い電気抵抗を持つことを特徴と
する請求項２６記載の導電性微細構造体。 - 【請求項２８】 前記高融点粒子相材料が約１から約６
μｍの平均粒径を持つ銅粒子であり、前記銅と前記錫と
のモル比が、約３：１〜約０．９：１の範囲にあること
を特徴とする請求項２６記載の導電性微細構造体。 - 【請求項２９】 電気的組立体における充填したビアま
たは充填したアパーチャを形成するのに適した導電性微
細構造体であって、前記微細構造体が銅−錫金属間化合
物を含有し、該金属間化合物が前記微細構造体の少なく
とも主要部をなすことを特徴とする微細構造体。 - 【請求項３０】 前記金属間化合物が、Ｃｕ3Ｓｎ、Ｃ
ｕ6Ｓｎ5、及びその混合物からなる群から選択されるこ
とを特徴とする請求項２９記載の導電性微細構造体。 - 【請求項３１】 前記金属間化合物が、実質的に前記微
細構造体の全てを構成することを特徴とする請求項２９
記載の導電性微細構造体。 - 【請求項３２】 一方の表面から他方の表面への電気的
接続を供給するように貫設された導電性通路を具備する
基板において、前記基板が、該基板の一方の表面から同
基板の他方の表面に貫設された通り穴を決定し、かつ、
前記通り穴に導電性微細構造体が配設され、該微細構造
体が、（ｉ）少なくとも１つの高融点粒子相材料、及
び、（ｉｉ）少なくとも１つの低融点材料から形成され
ることを特徴とする基板。 - 【請求項３３】 前記高融点粒子相材料が、銅、ニッケ
ル、金、銀、及びそれらの組合せからなる群から選択さ
れることを特徴とする請求項３２記載の基板。 - 【請求項３４】 前記低融点材料が、錫または錫含有合
金であることを特徴とする請求項３３記載の基板。 - 【請求項３５】 前記高融点粒子相材料が銅であり、前
記銅と前記錫とのモル比が、約３：１〜約０．９：１の
範囲にあることを特徴とする請求項３４記載の基板。 - 【請求項３６】 前記基板の一方の面に、前記微細構造
体と電気的に接続された少なくとも１つの接続パッドま
たは回路図形が設けられたことを特徴とする請求項３２
記載の基板。 - 【請求項３７】 一方の表面から他方の表面への電気的
接続を供給するように貫設された導電性通路を具備する
基板において、 前記基板が、該基板の一方の表面から同基板の他方の表
面に貫設された通り穴を決定し、かつ、前記通り穴に導
電性微細構造体が配設され、該微細構造体が、銅−錫金
属間化合物を含有し、該金属間化合物が前記微細構造体
の少なくとも主要部をなすことを特徴とする基板。 - 【請求項３８】 前記金属間化合物が、Ｃｕ3Ｓｎ、Ｃ
ｕ6Ｓｎ5、及びその混合物からなる群から選択されるこ
とを特徴とする請求項３７記載の基板。 - 【請求項３９】 第１の表面、第２の表面、及び、少な
くとも前記第１の基板及び第２の基板上に設けられた導
電性被覆を具備し、前記基板が前記第１の表面から第２
の表面に貫設された通り穴を決定し、かつ、前記通り穴
に導電性微細構造体が配設され、該微細構造体が、 （ｉ）約２から約９０重量％の少なくとも１つの高融点
粒子相材料、 （ｉｉ）約４から約９３重量％の少なくとも１つの低融
点材料、及び、 （ｉｉｉ）約１から約３５重量％の少なくとも１つの樹
脂及び少なくとも１つの架橋剤を含有する組成物から形
成されたことを特徴とする基板。 - 【請求項４０】 前記組成物が、約１０から約９０重量
％の高融点粒子相材料（ｉ）、約１０から約９０重量％
の低融点材料（ｉｉ）、及び、約３から約３０重量％の
少なくとも１つの樹脂及び少なくとも１つの架橋剤（ｉ
ｉｉ）を含有することを特徴とする請求項３９記載の組
成物。 - 【請求項４１】 前記微細構造体が実質的に連続した金
属間相からなることを特徴とする請求項３９記載の組成
物。 - 【請求項４２】 前記微細構造体が実質的に連続した金
属間相からなることを特徴とする請求項４０記載の組成
物。 - 【請求項４３】 一方の表面から他方の表面への電気的
接続を供給するように貫設された導電性通路を具備する
基板において、 前記基板が、該基板の一方の表面から同基板の他方の表
面に貫設された通り穴を決定し、かつ、前記通り穴に導
電性微細構造体が配設され、該微細構造体が、 （ｉ）銅粒子または銅含有合金粒子、及び、錫粒子また
は錫含有合金粒子を、前記微細構造体において銅−錫金
属間化合物の実質的に連続した相を形成するのに適した
比率で含有し、かつ、 （ｉｉ）約５から約２５重量％の少なくとも１つの樹脂
及び少なくとも１つの架橋剤を含有してなる組成物から
形成されることを特徴とする基板。 - 【請求項４４】 前記実質的に連続した金属間相の少な
くとも一部が過渡的液相から形成されることを特徴とす
る請求項４３記載の基板。 - 【請求項４５】 厚み方向に貫設された通り穴を決定す
る絶縁層、及び、前記通り穴に配設される組成物を具備
し、前記組成物が、 （ｉ）約２から約９０重量％の少なくとも１つの高融点
粒子相材料、 （ｉｉ）約４から約９３重量％の少なくとも１つの低融
点材料、及び、 （ｉｉｉ）約１から約３５重量％の少なくとも１つの樹
脂及び少なくとも１つの架橋剤を含有することを特徴と
する電気的組立体。 - 【請求項４６】 前記組成物が、約１０から約９０重量
％の高融点粒子相材料（ｉ）、約１０から約９０重量％
の低融点材料（ｉｉ）、及び、約３から約３０重量％の
少なくとも１つの樹脂及び少なくとも１つの架橋剤（ｉ
ｉｉ）を含有することを特徴とする請求項４５記載の電
気的組立体。 - 【請求項４７】 前記組成物が、少なくとも約１０ｐｓ
ｉの圧力下で十分に加熱したとき、実質的に連続した金
属間相を有する微細構造体を形成することを特徴とする
請求項４５記載の電気的組立体。 - 【請求項４８】 前記組成物が、少なくとも約１０ｐｓ
ｉの圧力下で十分に加熱したとき、実質的に連続した金
属間相を有する微細構造体を形成することを特徴とする
請求項４６記載の電気的組立体。 - 【請求項４９】 前記絶縁層が、第１の表面、該第１の
表面の反対側の第２の表面、及び、該絶縁層に貫設され
た複数の通り穴を具備し、 前記組立体が、前記絶縁層の第１の表面に設けられた、
下面に１以上の電気的接点を備える電気的部材、及び、
前記絶縁層の第２の表面に隣接して、前記電気的部材の
接点に対応して配設された１以上の接続パッドを備える
基板をさらに具備し、 前記組成物が、前記絶縁層に決定される複数の通り穴に
配設されることを特徴とする請求項４５記載の電気的組
立体。 - 【請求項５０】 前記絶縁層に決定される複数の通り穴
に配設される組成物が、前記電気的部材の電気的接点と
前記基板の接続パッドとの間に電気的接続を供すること
を特徴とする請求項４９記載の電気的組立体。 - 【請求項５１】 前記絶縁層が接着シートであり、所定
の加熱後に、前記電気的部材が前記基板に固定されるこ
とを特徴とする請求項４９記載の電気的組立体。 - 【請求項５２】 厚み方向に貫設された少なくとも１つ
の通り穴を決定する絶縁層、及び、前記通り穴に配設さ
れる組成物を具備し、前記組成物が、 （ｉ）銅粒子または銅含有合金粒子、及び、錫粒子また
は錫含有合金粒子を、少なくとも約１０ｐｓｉの圧力下
で十分に加熱したとき、銅−錫金属間化合物の実質的に
連続した相を形成するのに適した比率で含有し、かつ、 （ｉｉ）約５から約２５重量％の少なくとも１つの樹脂
及び少なくとも１つの架橋剤が前記組成物を含有してな
ることを特徴とする電気的組立体。 - 【請求項５３】 前記組成物が、前記銅−錫金属間化合
物の実質的に連続した相の少なくとも一部が過渡的液相
から形成されることを特徴とする請求項５２記載の電気
的組立体。 - 【請求項５４】 貫設された第１のビアを設けた第１の
回路基板と、貫設された第２のビアを設けた第２の回路
基板とを具備し、 前記第１の回路基板と第２の回路基板の間に配設され
た、貫設されたアパーチャを設けた挿入層を具備し、前
記第１のビア、第２のビア、及びアパーチャが全て整合
されて互いに隣接して配置され、 前記第１のビア、第２のビア、及びアパーチャがの少な
くとも１つに配設される導電性微細構造体をさらに具備
し、前記微細構造体が、 （ｉ）約２から約９０重量％の少なくとも１つの高融点
粒子相材料、 （ｉｉ）約４から約９３重量％の少なくとも１つの低融
点材料、及び、 （ｉｉｉ）約１から約３５重量％の少なくとも１つの樹
脂及び少なくとも１つの架橋剤を含有してなる組成物か
ら形成されることを特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項５５】 前記組成物が、約１０から約９０重量
％の高融点粒子相材料（ｉ）、約１０から約９０重量％
の低融点材料（ｉｉ）、及び、約３から約３０重量％の
少なくとも１つの樹脂及び少なくとも１つの架橋剤（ｉ
ｉｉ）を含有することを特徴とする請求項５４記載の多
層電気的組立体。 - 【請求項５６】 前記導電性微細構造体が、実質的に連
続した金属間相を有することを特徴とする請求項５４記
載の多層電気的組立体。 - 【請求項５７】 前記導電性微細構造体が、実質的に連
続した金属間相を有することを特徴とする請求項５５記
載の多層電気的組立体。 - 【請求項５８】 貫設された第１のビアを設けた第１の
回路基板と、貫設された第２のビアを設けた第２の回路
基板とを具備し、 前記第１の回路基板と第２の回路基板の間に配設され
た、貫設されたアパーチャを設けた挿入層を具備し、前
記第１のビア、第２のビア、及びアパーチャが全て整合
されて互いに隣接して配置され、 前記第１のビア、第２のビア、及びアパーチャがの少な
くとも１つに配設される焼結可能な組成物をさらに具備
し、前記組成物が、 （ｉ）銅粒子または銅含有合金粒子、及び、錫粒子また
は錫含有合金粒子を、銅−錫金属間化合物の実質的に連
続した相を形成するのに適した比率で含有し、かつ、 （ｉｉ）約５から約２５重量％の少なくとも１つの樹脂
及び少なくとも１つの架橋剤が前記組成物を含有してな
り、 十分に加熱したとき、前記組成物が実質的に連続した金
属間相からなる微細構造体を形成することを特徴とする
多層電気的組立体。 - 【請求項５９】 前記実質的に連続した相の少なくとも
一部が過渡的液相から形成されることを特徴とする請求
項５８記載の多層電気的組立体。 - 【請求項６０】 前記挿入相に貫設されたアパーチャ内
に前記組成物が配設されることを特徴とする請求項５８
記載の多層電気的組立体。 - 【請求項６１】 前記第１の回路基板に貫設された第１
のビア内に前記組成物が配設されることを特徴とする請
求項６０記載の多層電気的組立体。 - 【請求項６２】 前記第１の回路基板に貫設された第１
のビアが、第１のメッキしたビアであることを特徴とす
る請求項６０記載の多層電気的組立体。 - 【請求項６３】 前記第１のメッキしたビアが、第１の
メッキ閉塞ビアであることを特徴とする請求項６２記載
の多層電気的組立体。 - 【請求項６４】 前記第１のメッキしたビアが、該ビア
内に前記組成物を具備することを特徴とする請求項６２
記載の多層電気的組立体。 - 【請求項６５】 前記第２の回路基板に貫設された第２
のビアが、第２のメッキしたビアであることを特徴とす
る請求項６４記載の多層電気的組立体。 - 【請求項６６】 前記第２のメッキしたビアが、第２の
メッキ閉塞ビアであることを特徴とする請求項６５記載
の多層電気的組立体。 - 【請求項６７】 前記第２のメッキしたビアが、該ビア
内に前記組成物を具備することを特徴とする請求項６５
記載の多層電気的組立体。 - 【請求項６８】 前記第１のビア及び第２のビアの少な
くとも１つの周囲に設けられた導電性接続パッドをさら
に具備することを特徴とする請求項５４記載の多層電気
的組立体。 - 【請求項６９】 積層して配設された複数の回路基板を
具備し、各基板が隣接する基板に重なって配置され、前
記基板の少なくとの１枚が該基板に貫設されたビアを具
備し、 前記複数の回路基板のうちの２枚の間に配設された少な
くとも１つの挿入層を具備し、前記挿入層の少なくとも
１つが該挿入層に貫設されたアパーチャを具備し、 前記ビア及びアパーチャがの少なくとも１つに配設され
る導電性微細構造体をさらに具備し、前記微細構造体
が、（ｉ）高融点粒子相材料、（ｉｉ）低融点材料、及
び、（ｉｉｉ）エポキシ樹脂、架橋剤、及びキュアリン
グ・フラックス剤からなる有機成分を含有してなる組成
物から形成され、 前記有機成分が、少なくとも約１０ｐｓｉの圧力下で約
４００℃の温度まで加熱したとき不利な量のガスを発生
しないことを特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項７０】 前記複数の回路基板が、前記ビアを具
備する第１の基板、導電性接続パッドを具備する第２の
基板を含み、前記挿入層に設けられたアパーチャに前記
組成物が配設されることを特徴とする請求項６９記載の
多層電気的組立体。 - 【請求項７１】 厚み方向に貫設されたビアが設けられ
た絶縁性回路基板と、前記回路基板に隣接して配設され
た挿入層とを具備し、該挿入層にはアパーチャが貫設さ
れ、 前記ビア及びアパーチャがの少なくとも１つに配設され
る導電性微細構造体をさらに具備し、前記微細構造体
が、（ｉ）少なくとも１つの高融点粒子相材料、及び
（ｉｉ）少なくとも１つの低融点材料から形成された実
質的にモノリシックの金属間相からなることを特徴とす
る電気的組立体。 - 【請求項７２】 前記微細構造体が、前記挿入層に設け
られたアパーチャ内に配設され、前記高融点粒子相材料
が、銅、ニッケル、金、銀、及びそれらの組合せからな
る群から選択されることを特徴とする請求項７１記載の
電気的組立体。 - 【請求項７３】 前記高融点粒子相材料が約１から約６
μｍの平均粒径を持つ銅粒子であり、前記低融点材料が
約１から約１０μｍの平均粒径を持つ錫含有合金粒子で
あり、前記銅と前記錫とのモル比が、約３：１〜約０．
９：１の範囲にあることを特徴とする請求項７２記載の
電気的組立体。 - 【請求項７４】 厚み方向に貫設されたビアが設けられ
た絶縁性回路基板と、前記回路基板に隣接して配設され
た挿入層とを具備し、該挿入層にはアパーチャが貫設さ
れ、 前記ビア及びアパーチャがの少なくとも１つに配設され
る導電性微細構造体をさらに具備し、前記微細構造体が
銅−錫金属間化合物を含有し、該金属間化合物が前記微
細構造体の少なくとも主要部をなすことを特徴とする電
気的組立体。 - 【請求項７５】 前記微細構造体が、前記挿入層に貫設
されたアパーチャに配設され、前記金属間化合物が、Ｃ
ｕ3Ｓｎ、Ｃｕ6Ｓｎ5、及びその混合物からなる群から
選択されることを特徴とする請求項７４記載の電気的組
立体。 - 【請求項７６】 前記金属間化合物が前記微細構造体の
実質的に全部をなすことを特徴とする請求項７５記載の
電気的組立体。 - 【請求項７７】 一方の表面に第１の導電性接続パッド
を具備する第１の絶縁性基板、 一方の表面に第２の導電性接続パッドを具備する第２の
絶縁性基板、 前記第１の基板と第２の基板の間に配設された、貫設さ
れたアパーチャを少なくとも１つ設けた挿入層を具備
し、 前記挿入層に設けられたアパーチャがの少なくとも１つ
に配設される導電性微細構造体をさらに具備し、前記微
細構造体が、（ｉ）少なくとも１つの高融点粒子相材
料、及び（ｉｉ）少なくとも１つの低融点材料から形成
された実質的に連続した金属間相からなることを特徴と
する電気的組立体。 - 【請求項７８】 前記第２の接続パッド及び少なくとも
１つのアパーチャ内に前記微細構造体が配設され、前記
接続パッドとアパーチャとが整合されて導電性通路を形
成することを特徴とする請求項７７記載の電気的組立
体。 - 【請求項７９】 前記挿入層に、複数のアパーチャが設
けられ、該複数のアパーチャの全部に前記微細構造体が
配設されることを特徴とする請求項７７記載の電気的組
立体。 - 【請求項８０】 少なくとも１つの回路基板、少なくと
も１つの挿入層、及び、前記挿入層に貫設され、前記少
なくとも１つの隣接する回路基板に導通する少なくとも
１つの導電性微細構造体を具備する積層された多層電気
的組立体の製造方法において、 少なくとも１つの回路基板、及び、アパーチャが貫設さ
れた少なくとも１つの挿入層を供給し、 前記アパーチャに、（ｉ）高融点粒子相材料、（ｉｉ）
低融点材料、及び、（ｉｉｉ）樹脂及び架橋剤を含む有
機成分を含有してなる導電性組成物を充填し、 前記少なくとも１つの回路基板及び前記少なくとも１つ
の挿入層を、ラミネート圧縮の下で積層状に配置して組
立体とし、 前記組立体にラミネート力をかけ、 前記組立体に、前記ラミネート力を維持したままラミネ
ート温度をかけ、 前記導電性組成物が硬化するまで前記ラミネート温度を
維持することによって前記組成物が導電性微細構造体を
形成する工程を具備することを特徴とする製造方法。 - 【請求項８１】 圧縮下で積層状に配置された前記少な
くとも１つの回路基板及び前記少なくとも１つの挿入層
からなる組立体の周囲に真空を形成する工程をさらに具
備することを特徴とする請求項８０記載の方法。 - 【請求項８２】 前記積層状組立体の周囲に形成される
真空が、約１ｍｍＨｇであることを特徴とする請求項８
１記載の方法。 - 【請求項８３】 前記ラミネート力が、少なくとも約１
０ｐｓｉであることを特徴とする請求項８１記載の方
法。 - 【請求項８４】 前記ラミネート温度が、約２０℃から
約４００℃の範囲であることを特徴とする請求項８０記
載の方法。 - 【請求項８５】 前記ラミネート温度が、約１８０℃か
ら約３２５℃の範囲であることを特徴とする請求項８４
記載の方法。 - 【請求項８６】 前記ラミネート温度が、約５分から約
１時間の間維持されることを特徴とする請求項８０記載
の方法。 - 【請求項８７】 前記多層組立体が、プロセスの間に１
回のみ前記ラミネート温度に曝露されることを特徴とす
る請求項８０記載の方法。 - 【請求項８８】 前記組成物が、（ｉ）約２から約９０
重量％高融点粒子相材料、（ｉｉ）約４から約９３重量
％の低融点材料、及び（ｉｉｉ）約１から約３５重量％
の有機成分を含有してなることを特徴とする請求項８０
記載の方法。 - 【請求項８９】 前記組成物が、（ｉ）約１０から約９
０重量％高融点粒子相材料、（ｉｉ）約１０から約９０
重量％の低融点材料、及び（ｉｉｉ）約３から約３０重
量％の有機成分を含有してなることを特徴とする請求項
８８記載の方法。 - 【請求項９０】 前記微細構造体が、実質的に連続した
金属間相からなることを特徴とする請求項８８記載の方
法。 - 【請求項９１】 前記微細構造体が、実質的に連続した
金属間相からなることを特徴とする請求項８９記載の方
法。 - 【請求項９２】 前記組成物が、銅粒子または銅含有合
金粒子、及び、錫粒子または錫含有合金粒子を、前記微
細構造体において銅−錫金属間化合物の実質的に連続し
た相を形成するのに適した比率で含有し、かつ、約５か
ら約２５重量％の少なくとも１つの樹脂及び少なくとも
１つの架橋剤が前記組成物を含有してなり、前記微細構
造が、実質的に連続した金属間相からなることを特徴と
する請求項９０記載の方法。 - 【請求項９３】 前記実質的に連続した金属間相の少な
くとも一部が過渡的液相から形成されることを特徴とす
る請求項９２記載の方法。 - 【請求項９４】 請求項８０の製造方法で製造したこと
を特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項９５】 請求項８１の製造方法で製造したこと
を特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項９６】 請求項８７の製造方法で製造したこと
を特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項９７】 請求項９１の製造方法で製造したこと
を特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項９８】少なくとも一方の表面に導電性材料を有
する第１の基板、一方の表面から他方の表面に貫設され
た通り穴を設けた第２基板、及び、前記通り穴に配設さ
れた組成物を具備し、前記組成物が、 約２から約９０重量％の少なくとも１つの高融点粒子相
材料、 約４から約９３重量％の少なくとも１つの低融点材料、
及び、 約１から約３５重量％の少なくとも１つの樹脂及び少な
くとも１つの架橋剤を含有してなる積層した多層電気的
組立体の製造方法において、 積層状に配置した前記第１の基板及び第２の基板をラミ
ネート圧縮下におき、 前記第１の基板及び第２の基板にラミネート力をかけ、 前記第１の基板及び第２の基板を、前記ラミネート力を
維持したままラミネート温度まで加熱し、そして、 前記導電性組成物が硬化して導電性微細構造体を形成す
るまで前記ラミネート温度を維持する工程を具備するこ
とを特徴とする製造方法。 - 【請求項９９】 前記組成物が、約１０から約９０重量
％の少なくとも１つの高融点粒子相材料、約１０から約
９０重量％の少なくとも１つの低融点材料、及び約３か
ら約３０重量％の少なくとも１つの樹脂と少なくとも１
つの架橋剤の組合せを含有してなることを特徴とする請
求項９８記載の方法。 - 【請求項１００】 前記微細構造体が、実質的に連続し
た金属間相からなることを特徴とする請求項９８記載の
方法。 - 【請求項１０１】 前記微細構造体が、実質的に連続し
た金属間相からなることを特徴とする請求項９９記載の
方法。 - 【請求項１０２】 前記組成物が、銅粒子または銅含有
合金粒子、及び、錫粒子または錫含有合金粒子を、前記
微細構造体において銅−錫金属間化合物の実質的に連続
した相を形成するのに適した比率で含有し、かつ、約５
から約２５重量％の少なくとも１つの樹脂及び少なくと
も１つの架橋剤が前記組成物を含有してなり、前記微細
構造が、実質的に連続した金属間相からなることを特徴
とする請求項９８記載の方法。 - 【請求項１０３】 前記実質的に連続した金属間相の少
なくとも一部が過渡的液相から形成されることを特徴と
する請求項１０２記載の方法。 - 【請求項１０４】 請求項９８の製造方法で製造したこ
とを特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項１０５】 請求項９９の製造方法で製造したこ
とを特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項１０６】 請求項１００の製造方法で製造した
ことを特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項１０７】 請求項１０１の製造方法で製造した
ことを特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項１０８】 請求項１０２の製造方法で製造した
ことを特徴とする多層電気的組立体。 - 【請求項１０９】 請求項１０３の製造方法で製造した
ことを特徴とする多層電気的組立体。
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