(57)【要約】      （修正有）【課題】印刷配線板等の基板の上に低誘電率材料を設ける方法を提供する。【解決手段】誘電率の小さい材料を処理する方法は、誘電率の小さい多孔質層２０ａ中に添加材料を分散させ、所望の電子構造を作り、次いで誘電率の小さい層の気孔から添加材料を取り除く。気孔からの添加材料の除去は昇華、蒸発及び拡散によって行うことが出来る。誘電率の小さい層は、基板１０によって支持された回路チップ１４を相互接続する為のオーバーレイ層として、また印刷配線板材料として使用することができる。【選択図】図５
2006080544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に低誘電率材料を設けて削摩する方法において、
低誘電率多孔質重合体層を基板の面に付着させる工程と、
前記重合体層の上にマスク材料を設ける工程と、
該マスク材料の中に前記重合体層まで達するバイアを形成する工程と、
前記重合体層中の所定の領域に前記マスク材料中のバイアを介して添加材料を拡散させる工程と、
前記マスク材料を取り除き、前記添加材料を拡散させ領域の所で、重合体材料の少なくとも若干を削摩する工程
とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
更に、残っている添加材料があれば、それを前記重合体層から昇華によって取り除く工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記重合体層がポリテトラフルオロエチレンで構成され、前記マスク材料がポリイミドで構成されている、請求項２記載の方法。
【請求項４】
低誘電率印刷配線板を作る方法において、
低誘電率多孔質重合体層内に添加材料を分散させる工程と、
前記低誘電率多孔質重合体層を通して孔を設ける工程と、
前記低誘電率多孔質重合体層の表面及び孔の表面にメタライズ層を形成する工程と、
前記メタライズ層をパターン成形する工程と、
前記低誘電率多孔質重合体層から前記添加材料を取り除く工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記メタライズ層を形成する工程の前に、低誘電率多孔質重合体層の表面に接着剤を適用する工程をさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記低誘電率層から添加材料を取り除く工程が、昇華、蒸発及び拡散からなる群から選ばれた方法で構成される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記添加材料が前記低誘電率多孔質重合体層の中を昇華可能である,
請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記低誘電率多孔質重合体層が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン及びポリスチレンからなる群から選ばれた材料で構成されている,
請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記添加材料が、ろう、アントラキノン及び昇華可能な有機物からなる群から選ばれた材料で構成されている,
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
貫通した孔を有する低誘電率多孔質重合体層と、
前記低誘電率多孔質重合体層の表面及び前記孔の表面に設けられたパターン成形したメタライズ層と、
を有することを特徴とする、低誘電率印刷配線板。
【請求項１１】
前記低誘電率多孔質重合体層の表面とパターン成形したメタライズ層との間に接着剤を含む、請求項１０記載の低誘電率印刷配線板。
【請求項１２】
前記低誘電率多孔質重合体層がポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン及びポリスチレンからなる群から選ばれた材料で構成されている、請求項１１記載の低誘電率印刷配線板。
【請求項１３】
前記接着剤がポリテトラフルオロエチレン及びポリフェニレンオキシドからなる群から選ばれた材料で構成されている、請求項１２記載の低誘電率印刷配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的に誘電率の小さい多孔質材料、更に具体的に云えば、多孔質層を印刷配線板の中や電子回路及び支持基板の上に使う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路は高周波の用途では固有の制約がある。例えば、容量性リアクタンスは周波数に正比例するので、容量性負荷は周波数が高くなるにつれて増加する。高周波回路では、容量性負荷が非常に高くなるので、半導体チップは低いリアクタンスのインピーダンスを駆動することが出来ない。こう云う高周波回路は従来電力効率が悪かったので、航空機及び衛星の用途に於けるその有用性が限られている。
【０００３】
電子信号の容量性負荷を減らそうとして、何年もの間、フォーム・コア・ケーブル（ｆｏａｍ  ｃｏｒｅｄ  ｃａｂｌｅ）技術が使われて来た。ゴアテックス（Ｇｏｒｔｅｘ：これはデラウエア州ニューアークのダブリュ．エル．ゴア・アンド・アソシエーツの登録商標である）の様な多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材料は誘電率が小さいと云う優れた性質を持つが、具合の悪いことに、ＭＣＭ（多重チップ・モジュール）又はＰＣ（印刷配線）板の処理の際、その気孔の中にプロセス薬品を吸収し、それは取り除くことが出来ない。更に、加圧処理の際に多孔質材料が変形する事実により、その多孔性が失われ、従って、変形した材料は所望の小さい誘電率を一貫して持っていない。
【０００４】
マイクロ波回路チップ構造では、チップ回路の敏感な区域にある或る電気導体の経路は、こう云う区域で正しく作用する為には、空気の誘電率（１）に近い誘電率を必要とする。チップの製造業者は、低い誘電率になる様に空気ブリッジを作る。こう云う敏感な空気ブリッジ構造は、製造業者にとっても最終的なユーザにとっても処理上の問題になる。テフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレン（ここでテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標）はＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ネムアース・アンド・カンパニイの商標である）は典型的には誘電率が１．９乃至２．０であるが、このポリテトラフルオロエチレンでも、マイクロ波周波数ではインピーダンス負荷効果が大きくなり過ぎる。
【０００５】
デュポン社のテフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレン系の材料は本質的に低い誘電率を持ち、大抵の工業用及び軍用にとって必要な高温安定性を有する。何れも米国特許第３，９６２，１５３号及び同第４，０９６，２２７号に記載されている様に、ゴアテックス材料はテフロン（商標）ＰＴＦＥをベースにした材料であって、フォーム（ｆｏａｍ）状布地を作るように無数の微細気孔を含む。多孔質ＰＴＦＥ材料は、保温と共に、その気孔を介して汗及び湿気を通すので、一般的に衣服に使われている。多孔質ＰＴＦＥ材料は、この他に、充填多孔質ＰＴＦＥ材料としても販売されている。気孔をアクリレート接着剤の様な材料で充填すると、この材料を積層フィルムとして使うことが出来る。しかし、こうすると、その結果得られる誘電率が劣化し、高周波に於けるこの材料の有用性が制限される。未充填多孔質ＰＴＦＥ材料は、誘電率が他の材料に見られる誘電率よりも相当小さいので、高周波回路用に適していると考えられる。しかし、積層用途に処理する際、製造中に、気孔が圧力によって潰れたり、処理材料で充填されることがあり、この処理材料は容易に取り除くことが出来ない。
【０００６】
例えばセラミック・インダストリー（Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）誌、第１４１巻、第４７号（１９９３年８月）所載の論文「高級セラミックの巨人（Ｇｉａｎｔｓ  ｉｎ  ａｄｖａｎｃｅｄ  ｃｅｒａｍｉｃｓ）」、並びにマイクロウェーブ・アンド・オプティカル・テクノロジ・レターズ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｌｅｔｔｅｒｓ）誌、第３巻、２８３−２８６（１９９０年８月）所載のテ−カオ・ウの論文「基板及び支持材料の誘電体特性の測定（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ａｎｄ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」には、セラミック・フォーム材料が論じられている。しかし、こう云う材料は可撓性でなく、大きな面積の部分として作れない。セラミック・フォーム材料は可撓性でないので、基板として使うことは出来るが、完全に平坦ではないオーバーレイ（ｏｖｅｒｌａｙ）技術には使うことが出来ない。セラミック・フォーム材料は脆いので、その本来の状態では、ＰＣ板積層処理に耐えることが出来ないのが典型的である。更に、セラミック・フォーム材料は処理材料で充填されることがあり、これがその小さい誘電率を劣化させる。
【０００７】
多孔質ＰＴＦＥ材料及びセラミック・フォーム材料の両者に共通の別の問題は、多孔質／フォーム材料がその上にメタライズ層を設ける任意のプロセスで使われる場合、金属が気孔の中に入り込む傾向があり、従って、表皮効果に関連する損失が重要である高周波用途に使う為の滑らかで連続的な金属面を達成するのが困難である。
【０００８】
本質的に小さい誘電率の材料には、商業用及び軍用の処理における高い温度に耐えることが出来るものは殆どない。一層高い温度に耐えることが出来る誘電率の小さい材料の大部分は、光スペクトルの２００ナノメータ波長領域より下方でのみ吸収性であり、従って、イオン、アルゴン及びその他のＣＷ（連続波）レーザを使って、こう云う材料を処理することは殆ど不可能である。
【０００９】
高周波回路内の重合体（ポリマー）材料は、相異なるメタライズ層をそれを介して相互接続する為のバイア（ｖｉａ）開口を形成する為に、紫外線によるレーザ削摩が可能であることが好ましい。レーザ処理（削摩、フォトレジスト露出等）は、普通はレーザ・ビームの何回かのパスを用いて行われ、そのパワーは０．５乃至２．５ワットであり、好ましい最大パワー・レベルは約１．５ワットである。従って、誘電体層がレーザで削摩可能なものとして特徴づけられる時、それは、誘電体層がこのパワー・レベルのレーザ・ビームの相次ぐパスによって完全に取り除くことが出来ることを意味する。また、誘電体層がレーザ削摩可能でないものとして特徴づけられる時には、これは、誘電体層がこの様なレーザ・ビームの相次ぐパスによって完全に除去されないことを意味する。適応形レーザ削摩の１つの方法が、米国特許第４，８３５，７０４号に記載されている。大抵のポリテトラフルオロエチレン材料はレーザ削摩可能ではなく、また一般的には他の材料に容易に接着しない。紫外線吸収性染料を添加することによって、重合体材料の紫外線吸収特性を変更する方法が、米国特許第５，１６９，６７８号に記載されている。
【００１０】
高密度相互接続構造を製造する為の装置の複雑さ並びにコストを最小限に抑える為、１種類のレーザしか必要としない様に、全てのレーザ処理が単一周波数で出来ることが望ましいと考えられる。従って、好ましい材料は、３５１ｎｍのレーザ周波数で処理し得るものである。この周波数は、カプトン・ポリイミド（ここでカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）はＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ネムアース・アンド・カンパニイの商標である）の様な望ましい誘電体層の特性と、商用フォトレジストの中にこの周波数で処理することの出来るものがあることとによって選ばれた。ウルテム・ポリエーテルイミド樹脂（ここでウルテム（Ｕｌｔｅｍ）はゼネラル・エレクトリック・カンパニイの登録商標である）が、この高密度相互接続構造において、カプトン・ポリイミドをその下にある構造に結合する為の接着剤層として使われた。ウルテム・ポリエーテルイミド樹脂は３５１ｎｍでレーザで削摩可能である。
【００１１】
ＰＣ板は典型的には２乃至５の誘電率を持ち、無孔質セラミックは９と云う高い誘電率を持つことがある。高周波及び高速の電子回路に使う為の誘電率の小さいＰＣ板材料があることが望ましい。
【特許文献１】米国特許第３９６２１５３号明細書
【特許文献２】米国特許第４０９６２２７号明細書
【特許文献３】米国特許第４８３５７０４号明細書
【特許文献４】米国特許第５１６９６７８号明細書
【特許文献５】特開昭５５−００１１０９号公報
【特許文献６】米国特許第５３０２５４７号明細書
【特許文献７】特開昭６２−２８３６９３号公報
【特許文献８】特表平０１−５００９４４号公報
【非特許文献１】“Ｇｉａｎｔｓ  ｉｎ  ａｄｖａｎｃｅｄ  ｃｅｒａｍｉｃｓ”，  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，第１４１巻第４７号（１９９３年８月）
【非特許文献２】Ｔｅ−Ｋａｏ  Ｗｕ，  “Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ａｎｄ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｌｅｔｔｅｒｓ，第３巻２８３−２８６（１９９０年８月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、低電力能力を持つ高周波及び高速の電子回路を製造する為の新しい材料及び方法を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、処理薬品が多孔質材料内に残らない様に誘電率の小さい多孔質材料を処理する方法を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、約３５０ナノメータ（ｎｍ）の紫外線（ＵＶ）波長でレーザ処理できる様な多孔質材料の気孔に材料を添加する方法を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、誘電率の小さい重合体及びセラミックのＰＣ板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明では、約１．２〜１．３の誘電率を持つ多孔質ＰＴＦＥ材料の様な誘電率の小さい重合体多孔質材料を改質し、そのために、該材料中の気孔の変形を防止すると共に高速回路を製造する際にレーザ処理を可能にする昇華可能な（又はその他の形で取り除くことの出来る）材料を充填する。「誘電率の小さい」と云う用語は、出来るだけ１に近く、約２より大きくない誘電率を意味するものとする。処理の後、充填材料を取り除いて、固有の小さい誘電率を持つ元の多孔質材料が残るようにする。溶媒又はその他の化学的な処理を使わずに、フォーム状材料を積層してレーザ加工することが出来る様にする方法は、ＰＣ板、ＭＣＭモジュール、並びにその他小さい誘電率の面を希望するあらゆる場所に使うことが出来る。
【００１７】
多孔質ＰＴＦＥ材料は約７０％が空気であり、一般的には、ＰＴＦＥを引伸ばして、その容積全体にわたって１平方吋当たり約９０億個の気孔が均一に分布する様にすることによって作られる。この多孔質構造は、大部分の空気で構成され、昇華可能な材料で容易に充填することが出来る。その結果得られた多孔質材料は高周波回路を製造する時の誘電率の小さい材料として使うことが出来、空気ブリッジ構造並びにその他のマイクロ波構造及び装置の上に配置された材料のレーザ削摩の必要性を減じることが出来る。
【００１８】
簡単に云うと、本発明の好ましい実施態様では、基板の上に誘電率の小さい材料を設けるための方法が、誘電率の小さい層内に添加材料を分散させ、前記層を基板の面に付着させ、前記層から添加材料を取り除く工程で構成される。１実施態様では、誘電率の小さい層はポリテトラフルオロエチレンから成る多孔質層である。この層から添加材料を取り除く工程は、添加材料の昇華、蒸発並びに／又は拡散による除去である。基板は、接続面上にチップ・パッドを持つ回路チップを支持することが出来る。この実施態様では、多孔質層を基板の面に付着させる工程は、多孔質層を回路チップの接続面に付着させることを含み、その他の工程として、多孔質層中に、少なくとも１つのチップ・パッドまで伸びる少なくとも１つのバイア（ｖｉａ）を形成し、多孔質層の上に導電材料のパターンを設けて該導電材料が前記少なくとも１つのバイアの中に入り込む様にすることを含む。
【００１９】
本発明の別の好ましい実施態様では、基板の上に誘電率の小さい材料を設けて削摩する方法が、誘電率の小さい重合体層を基板の面に付着させ、重合体層の上にマスク材料を設け、マスク材料中に、重合体層まで伸びるバイアを形成し、マスク材料中のバイアを介して重合体層の領域に添加材料を拡散させ、マスク材料を除去し、添加材料を拡散した領域において重合体層の少なくとも若干を削摩する工程で構成される。
【００２０】
本発明の別の好ましい実施態様では、誘電率の小さい印刷配線板を作る方法が、誘電率の小さい層中に添加材料を分散させ、誘電率の小さい層の少なくとも１つの面に接着剤を設け、該接着剤の上にメタライズ層を設け、これらの誘電率の小さい層、接着剤及びメタライズ層の中に複数個の孔を設け、メタライズ層をパターン形成し、誘電率の小さい層から添加材料を取り除く工程で構成される。
【００２１】
本発明の別の好ましい実施態様では、基板と、チップ・パッドを持っていて、前記基板によって支持される回路チップと、前記基板及び回路チップの上に配置されていて、少なくとも１つのチップ・パッドと整合した少なくとも１つのバイアを持つ誘電率の小さい多孔質層と、多孔質層の一部分の上を通って前記少なくとも１つのバイアの中に入り込む電気導体のパターンとで構成された構造が提供される。
【００２２】
本発明の別の好ましい実施態様では、誘電率の小さい印刷配線板が、誘電率の小さい層と、該誘電率の小さい層の少なくとも１つの面に重なる接着剤と、該接着剤の上に設けられてパターン形成されたメタライズ層と、前記誘電率の小さい層、接着剤及びメタライズ層の中に設けられた複数個の孔とで構成される。１実施態様では、誘電率の小さい層はセラミック材料で構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の新規と考えられる特徴は請求の範囲に具体的に記載してあるが、本発明自体の構成、作用及びその他の目的並びに利点は、以下の図面を参照した説明から最もよく理解されよう。図面全体にわたり同じ部分には同じ参照数字を用いている。
【００２４】
第１乃至５図は、選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質材料を設ける方法の種々の工程を示す図である。第１図では、半導体チップ１４が、例えばチップ・パッド１６を持つＧａＡｓ（砒化ガリウム）でされ、旋削した基板１０のチップ井戸１８内に接着剤１２により取付けられる。基板は、例えば窒化アルミニウム又は酸化ベリリウムの様な任意の適当な構造材料で構成することが出来る。接着剤１２は、高温処理に耐えることの出来るウルテム・ポリエーテルイミド樹脂又はシリコーン・エポキシの様な材料で構成することが出来る。
【００２５】
第２図に示す様に、誘電率の小さい多孔質層２０が基板１０及びチップ１４の面の上に配置される。１実施例では、多孔質層は多孔質ＰＴＦＥ材料で構成され、その気孔が添加材料で充填されている。一例では、気孔は約０．０１乃至５μｍの範囲の直径を持っている。
【００２６】
多孔質材料は重合体材料であることが好ましいが、セラミック及び金属の様なその他の材料も使うことが出来る。膨張させたＰＴＦＥは、大抵の製造用薬品に溶解しないので、役に立つ多孔質層である。役立つ可能性のある多孔質材料のその他の例としては、例えばポリエチレン及びポリスチレンがある。
【００２７】
選ばれる添加材料は、高い処理温度に耐えることが出来なければならないと共に、処理の後、熱、又は熱と真空との組合せの様な任意の適当な方法によって、取り除くことが出来るものでなければならない。
【００２８】
例えば、添加材料は、低融点のろう、アントラキノン（並びにアリザリンの様なアントラキノンの誘導体）の様な材料、並びにアジピン酸及びその他のジカルボン酸の様な昇華可能な有機物で構成することが出来る。この内のある添加材料は、昇華のために真空と熱の組合せを必要とするが、他の添加材料は拡散又は蒸発する傾向を持つ。昇華可能な材料の短いリストが、ハンドブック・オブ・ケミストリー・アンド・フィジックス（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）、第６０版、Ｃ−７２２−７２３頁に記載されている。このリストにある多くの材料は本発明に容易に使うことが出来る。何種類かの添加材料の組合せも、レーザ削摩に適切な波長を吸収することが出来る除去可能な材料を構成する為に望ましいことがある。
【００２９】
多孔質層２０が加圧下で軟化点まで加熱されて基板の面に付着し、結合された積層体を構成する。圧力及び温度のパラメータは、この付着の際に添加材料が目立って昇華したり、拡散したり又は蒸発したりしない様に選ぶ。多孔質層の外面には、積層後の面を新鮮にする為に、添加材料の別の被覆を付加してもよい。
【００３０】
前に引用した米国特許第４，８３５，７０４号に記載されている様な適応形レーザ又はマスク過程をこの後使って、第３図に示す様に、選ばれたチップ・パッド１６の上にバイア開口２４を形成する。多孔質ＰＴＦＥの様な層は、好ましい波長を使ったレーザで削摩できないのが通例であるが、多孔質層２０の気孔を添加材料で充填することによって、多孔質層はレーザ削摩可能になる。これについては後で更に説明する。
【００３１】
バイアを清浄にした後、導電材料の層を多孔質層２０の上に設け、パターン形成を施して電気導体のパターン２２を形成する。好ましい実施例では、このパターンは結合パッド２６を含む。１実施例では、電気導体のパターンは、チタン又はクロムの様な緩衝メタライズ層を銅層で覆い、この銅層を第２の緩衝層で覆うことによって構成される。これらの金属は、米国特許第４，７８３，６９５号に記載されている様に、標準的なフォトレジスト技術によってパターン形成することが出来る。
【００３２】
第４図及び第５図に示す様に、その後、添加材料を充填した多孔質層２０から添加材料を取り除いて、添加材料のない多孔質層２０ａを形成する。第５図は第３図と同様な断面図である。第４図は、第５図の線４−４′で切った拡大断面図である。基板１０を（添加材料に応じて、真空状態で又は真空状態なしで）加熱して、添加材料を昇華させ、拡散させ又は蒸発させることが出来る。添加材料は、電気導体２２のパターンを通過して直接的に昇華しないから、電気導体のパターンの下にある添加材料は、電気導体のパターンの下にない添加材料の放出通路２１ｂに較べて、一層長い放出通路２１ａを持つ。放出通路が一層長ければ、一層長い加熱期間を必要とすることがある。
【００３３】
重合体マトリクス中に溶解又は分散した添加材料染料の除去は相互拡散のメカニズムを通じて行われる。アントラキノン又はアリザリンの様な染料分子は比較的小さい分子であり、好ましくは、それが多孔質層を構成しているコイル状重合体連鎖の空間の間にはまっている。昇華温度より高い温度に加熱されると、気相の個別の染料分子が、これらの空間を通って逃げ出し、多孔質層から放出される。
【００３４】
電気導体のパターンを形成した後に添加材料が除去されるので、金属は目立って多孔質層の中に突出することがなく、この為低損失の高周波の用途に要求される滑らかな面を持つ。
【００３５】
多孔質材料を使うと云う考えで本発明を説明したが、この代わりに、多孔質層は特別に形成された気孔を持たない重合体で構成してもよい。こう云う重合体では、自由空間の容積が一層小さい為に、相互拡散速度が多孔質材料の場合より一層遅くなるが、昇華可能な添加材料の分子は依然として、特別に形成された気孔を持たない重合体内の空間を通って周囲の大気中へ拡散する。拡散速度は温度、圧力、重合体の厚さ及び重合体マトリクスの透過性に関係する。
【００３６】
ＵＶ（紫外線）の様な特定の周波数の光は、添加材料の分解を助ける。ＵＶ光は、添加材料を分断して、多孔質材料の外へ容易に通過できる様な一層小さい分子を作る。
【００３７】
第６乃至９図は、第１乃至５図に示す方法の工程と同様な誘電率の小さい多孔質層を適用する方法の工程を示す図であるが、デュポン社からＡＦ１６００又は２４００テフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレンの商品名で入手し得る誘電率の小さい不定形接着剤２８が付加されている。この接着剤は、添加材料を除去した後、多孔質層に対する優れた接着力を維持する。有用な他の誘電率の小さい接着剤は、酸化ポリフェニレンである。こう云う誘電率の小さい接着剤は、前に引用した米国特許第５，１６９，６７８号に記載されている様に、紫外線を吸収する染料をドープすることが好ましい。
【００３８】
この実施例では、多孔質層２０を、溶媒に溶解した添加材料の中に浸漬してソーキングさせる。イオン打込み、圧力、又は圧力と熱の組合せを利用して、多孔質層全体にわたる添加材料の浸透を高めることが出来る。
【００３９】
多孔質層及び添加材料が乾いた後、接着剤２８を多孔質層２０に適用するか又は基板の面に直接適用する。接着剤が気孔の中に浸入又は突出するのを防止する為に、基板の面に多孔質層を付着させて積層する前に、多孔質層の気孔の中に添加材料を位置決めするのが役立つ。こうすると、面に対する多孔質層の十分な接着を保ちながら、多孔質層からの添加材料の除去を達成することが出来る。
【００４０】
第７乃至９図は、夫々第２図、第３図及び第５図と同様であるが、所望の面に多孔質層を接着するのに多量の熱を必要としない処理工程を示す図である。ＡＦテフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレンを接着剤として使った場合、多孔質層は２２５℃乃至２５０℃の温度範囲内で基板及びチップの面に対して適切な接着力を達成することが出来る。多孔質層２０にバイア開口２４を形成する工程は、接着剤２８に対応するバイアを形成することを含む。
【００４１】
薄い接着剤２８を付加すると、一般的に誘電率は直列に作用し且つ隣接する材料の相対的な厚さに比例するので、面の上の誘電率が増加する。しかし、この誘電率は、多孔質層が接着剤よりかなり厚い場合、多孔質の誘電率に近くなり、適当に低くすることが出来る。
【００４２】
第１０乃至１１図は、誘電率の小さい多孔質層を多数設ける処理工程を示す図である。第１０図では、添加材で充填された第２の多孔質層３０が、第９図に示した構造の多孔質層２０ａの外面に第２の接着剤３２により接着されている。第２の多孔質層及びこの後に設ける全ての層は、前に第７乃至９図について述べた様に処理することが出来、すなわち電気導体のパターン２２の一部分まで伸びるバイア開口３４を形成し、電気導体の第２のパターン３６を設け、添加材料を除去して、第１１図に示す構造を得ることが出来る。第２の接着剤は薄いので、その下側のバイア２４を埋めることはなく、この為メタライズされたバイア区域内に空気の誘電率（約１）を持たせる。
【００４３】
多層構造では、全ての層を、添加材料で充填した多孔質層で構成する必要はない。例えば、多孔質層と組合せて、カプトン・ポリイミド（ここでカプトンはＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ネムアース・アンド・カンパニイの商標である）の様な他の材料を使うことが出来る。高速又は高周波用の多孔質層は所望の場所にだけ配置することが出来る。
【００４４】
各々の層を適用した度毎に添加材料を除去する代わりに、複数の層を処理してから添加材料を取り除くことが出来る。複数の層から同時に添加材料を除去する場合、１つの層から添加材料を除去する期間よりも一層長い加熱期間が必要になる。
【００４５】
１実施例では、多孔質層及び接着剤が全てポリテトラフルオロエチレンで構成される。この実施例では、接着剤２８及び３２にはＡＦ１６００、多孔質層２０及び３０にはＡＦ２４００の様な、２種類の異なるデュポン社のＡＦテフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレン材料を使う。こう云う２種類の材料は十分に異なる融点を持っているので、ＡＦ２４００が固体の状態である時に、ＡＦ１６００は溶融して、結合剤として作用することが出来る。
【００４６】
ＡＦテフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレン材料には、２４８〜３６５ｎｍのレーザでの削摩を可能にすると共にこの後で熱により又は熱と真空状態によって取り除くことが出来る種々の昇華可能な材料を添加することが出来る。この様な昇華可能な添加材料の幾つかの例としては、上に述べた低融点のろう、アントラキノン及びその誘導体、並びにその他の昇華可能な有機物がある。こう云う添加材料を使うことにより、約２００ｎｍに対して光学的に透明である材料を、パルス状エキシマ・レーザの２４８ｎｍ、２６６ｎｍ、３０８ｎｍ及び３５１ｎｍの周波数、並びにイオン、アルゴン又はクリプトン・レーザの３５０〜３６５ｎｍ及び３２５ｎｍの周波数の様な、もっと普通のレーザ周波数でレーザ処理できる様にし、その後で取り除くことが出来る。
【００４７】
ＡＦテフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレン層は添加材料を容易に放出する。これは、こう云う材料が、Ｔｇ（ガラス転移温度）近くまで加熱することが出来るからであり、こう云う温度では、添加材料が軟化した材料の中を易々と透過によって通過する。この過程は時間、厚さ、温度及び圧力に関係する。
【００４８】
ＡＦ２４００テフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレンの多孔質層は離型板の上にフィルム成型することが出来、ＡＦ１６００テフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレンの接着剤は、多孔質層をひゞ割れさせずに、その上に塗布することが出来、これにより積層してＰＣ板又はＭＣＭ構造を形成することの出来る複合構造が得られる。
【００４９】
この実施例を使って、誘電率の高い材料を使う時に起こるインピーダンス負荷を減少することが出来る。ある回路チップの製造業者は空気ブリッジを用いて、ＧａＡｓマイクロ回路の重要な区域に対する低いインピーダンス負荷を達成している。典型的には、こう云うチップが集積回路内にある時、最適の性能を得る為には、空気ブリッジの区域で、その上に又は下に重なる材料を取り除かなければならない。本発明は、材料を取り除く必要を少なくし、こうして新しいチップ相互接続構造を作ることが出来る様にする。
【００５０】
第１２乃至１６図は、誘電率の小さい多孔質層４０をレーザ削摩可能にするドーピング処理の工程を示す図である。最初に多孔質層を第２図について述べた様に基板１０の面に設置するが、添加材料は用いない。次に、好ましい実施例では、例えばカプトン・ポリイミドの様なレーザ削摩可能なマスク材料４２を、多孔質層の外面上に堆積する。マスク材料には、第１２図に示す様に、電気導体４４の一部分の上にバイア開口４６が形成されて、多孔質層を露出する。バイアはアルゴン・レーザを用いて形成することが好ましいが、例えばプラズマ・エッチング又は反応性イオン・エッチングの様な他の普通の方法を使って形成してもよい。
【００５１】
第１３図に示す様に、添加材料は、熱源５４を用いながら圧力容器５０内の多孔質層４０に圧力ポート５２から供給することが出来る。ドーパントすなわち添加材料は、前に引用した米国特許第５，１６９，６７８号に記載されている様な光吸収性染料で構成することが出来る。マスク材料４２は、添加材料を透過させるためにバイアが形成された局部的な区域４８にドーピング又は拡散を制限し、これにより該区域をＣＷのアルゴン・イオン・レーザ周波数でレーザ削摩可能にする。希望によっては、マスク材料４２を多孔質層の側縁の上にも設けて、側縁のドーピングを防止することが出来る。しかし、多孔質層の縁に沿って起こり得る若干のドーピングは、何ら問題を招かない。
【００５２】
第１４図はレーザ処理の用意が出来たドープされた領域を示す。一旦所望のバイア区域が局部的なレーザ削摩が出来る様に添加材料でドープされたら、第１５図に示す様に、マスク材料を取り除くことが出来、レーザを使って多孔質中の添加材料がドープされた所にバイアを作ることが出来る。これは、ドープされたバイア区域に於けるエキシマ・レーザ・エネルギの選択的な吸収による。バイアを形成した後、残っているドーパント材料があれば、それは例えば昇華の様な方法によって取り除くことが出来、その結果、第１６図のバイア５６で示す様に、材料は再びエキシマ・レーザの光エネルギに対して透明な状態で残る。
【００５３】
第１７乃至１９図は、誘電率の小さい印刷配線板を形成する処理工程を示す図である。最初、多孔質層１１０に第２図について述べた様にして添加材料を充填する。第１７図に示す様に、多孔質層はその両面が、ＡＦ１６００又は２４００テフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレンの様な材料からなる接着剤の薄い層１１２ａ、１１２ｂで被覆され、次いでこれらの接着剤の層は、銅の様な材料から成る夫々のメタライズ層１１４ａ、１１４ｂで被覆されることが好ましい。１実施例では、デュポンＦＥＰ又はＰＦＡテフロン（商標）・ポリテトラフルオロエチレンが、ＰＣ板処理に使われる様なピンチ・ロール積層装置によって適用される。
【００５４】
次に、第１８図に示す様に、多孔質材料、接着剤及びメタライズ層に孔１１６を穿孔又はドリル加工し、そして第１９図に示す様に、メタライズ層をパターン成形して、板の上にメタライズ線を形成する。１実施例では、パターン成形はフォトレジスト層（図に示してない）を使って行われ、パターン成形後にこのフォトレジスト層は取り除かれる。希望によっては、メタライズ層のパターン成形の後に露出したまゝになっている接着剤があれば、それはＲＩＥ（反応性イオン・エッチング）によって取り除くことが出来る。メタライズ線が作られた後、板に電子部品を挿入することが出来、また添加材料の除去は、前に述べた様に昇華、蒸発並びに／又は拡散によって行われる。
【００５５】
本発明の好ましい特徴だけを図面に示して説明したが、当業者には種々の変更が考えられよう。従って、請求の範囲は、本発明の範囲に属するこの様な全ての変更を包括するものであることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質層を設ける方法の種々の工程を示す。
【図２】選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質層を設ける方法の種々の工程を示す。
【図３】選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質層を設ける方法の種々の工程を示す。
【図４】選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質層を設ける方法の種々の工程を示す。
【図５】選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質層を設ける方法の種々の工程を示す。
【図６】選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質層を設ける別の方法の種々の工程を示す。
【図７】選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質層を設ける別の方法の種々の工程を示す。
【図８】選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質層を設ける別の方法の種々の工程を示す。
【図９】選ばれた面の上に誘電率の小さい多孔質層を設ける別の方法の種々の工程を示す。
【図１０】誘電率の小さい多くの多孔質層を設ける方法の種々の工程を示す図である。
【図１１】誘電率の小さい多くの多孔質層を設ける方法の種々の工程を示す図である。
【図１２】誘電率の小さい多孔質材料をレーザ削摩可能にする方法の種々の工程を示す図である。
【図１３】誘電率の小さい多孔質材料をレーザ削摩可能にする方法の種々の工程を示す図である。
【図１４】誘電率の小さい多孔質材料をレーザ削摩可能にする方法の種々の工程を示す図である。
【図１５】誘電率の小さい多孔質材料をレーザ削摩可能にする方法の種々の工程を示す図である。
【図１６】誘電率の小さい多孔質材料をレーザ削摩可能にする方法の種々の工程を示す図である。
【図１７】誘電率の小さい印刷配線板を形成する方法の種々の工程を示す図である。
【図１８】誘電率の小さい印刷配線板を形成する方法の種々の工程を示す図である。
【図１９】誘電率の小さい印刷配線板を形成する方法の種々の工程を示す図である。
【図１】
2006080544.tif 000003
【図２】
2006080544.tif 000004
【図３】
2006080544.tif 000005
【図４】
2006080544.tif 000006
【図５】
2006080544.tif 000007
【図６】
2006080544.tif 000008
【図７】
2006080544.tif 000009
【図８】
2006080544.tif 000010
【図９】
2006080544.tif 000011
【図１０】
2006080544.tif 000012
【図１１】
2006080544.tif 000013
【図１２】
2006080544.tif 000014
【図１３】
2006080544.tif 000015
【図１４】
2006080544.tif 000016
【図１５】
2006080544.tif 000017
【図１６】
2006080544.tif 000018
【図１７】
2006080544.tif 000019
【図１８】
2006080544.tif 000020
【図１９】
2006080544.tif 000021