(57)【要約】【課題】現在の製造手順に適応可能であり、本明細書に定義される該新しい絶縁層を活用し、そのさらに簡略化された使用によって確立され、それによってコストが削減された製品を生じさせる、回路基板を提供すること。【解決手段】  ハロゲンフリー樹脂及びその中で分散されているファイバから構成される第１の絶縁層と、ファイバは含まないが、その中に無機粒子とともにハロゲンフリー樹脂も含む第２の絶縁層とを備える複合層を含むこと。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低い熱膨張率とハロゲンフリー樹脂とを有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿率の樹脂及び大量の無機粒子を含み、連続ファイバまたは半連続ファイバまたはその部分としての類似物を含まない第２の絶縁層とを含む複合絶縁層と、
この複合絶縁層に設置されて、少なくとも１つの回路を形成した層と、
を備える回路基板。
【請求項２】
前記複合絶縁層の前記第２の絶縁層の前記低吸湿率の樹脂が高いＴｇ熱硬化ポリマーを備え、やはりハロゲンフリーである請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記複合絶縁層の前記第２の絶縁層の前記低吸湿率の樹脂が、摂氏約２２度の温度で約２４時間という期間、水中に浸漬されるとき、約０．５０パーセント未満の吸湿を有する請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記第２の絶縁層の無機粒子の前記の量がシリカから構成される請求項１に記載の回路基板。
【請求項５】
前記粒子の該粒子サイズが１５ミクロン未満である請求項４に記載の回路基板。
【請求項６】
前記複合絶縁層の前記第１の絶縁層の前記ハロゲンフリー樹脂も低吸湿率の樹脂である請求項１に記載の回路基板。
【請求項７】
前記複合絶縁層の前記第１の絶縁層の前記低吸湿率樹脂が、高いＴｇ熱硬化性ポリマーを備える請求項６に記載の回路基板。
【請求項８】
前記複合絶縁層の前記第１の絶縁層が、摂氏1度あたり約１７ｐｐｍ未満の熱膨張率をｘ方向とｙ方向で有する請求項１に記載の回路基板。
【請求項９】
低い熱膨張率を有する前記第１の絶縁層の前記複数のファイバが、マットの形を取るｐ−アラミドファイバである請求項１に記載の回路基板。
【請求項１０】
前記マットの形を取る前記ｐ−アラミドファイバが約３．４という誘電率を有する請求項９に記載の回路基板。
【請求項１１】
前記複合絶縁層の前記第１と第２の絶縁層がその中にそれぞれ複数のスルーホールを有し、前記スルーホールのそれぞれの該直径に対する前記回路基板の厚さのアスペクト比が約２:１から約２０:１の範囲内にある請求項１に記載の回路基板。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの回路が形成された層が銅から構成される請求項１に記載の回路基板。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの回路が形成された層の反対の側面上の前記複合絶縁層に配置される第２の回路が形成された層をさらに含む請求項１に記載の回路基板。
【請求項１４】
それぞれ前記少なくとも１つの回路が形成された層と前記第２の回路が形成された層の上に設置される第２の絶縁層と第３の絶縁層をさらに含み、第３と第４の回路が形成された層が、それぞれ前記第２と第３の絶縁層に形成される請求項１３に記載の回路基板。
【請求項１５】
回路基板を製造する方法であって、
低い熱膨張率とハロゲンフリー樹脂を有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿率の樹脂及び大量の無機粒子の第２の絶縁層であって、連続ファイバまたは半連続ファイバ、あるいはその部分としての類似物を含まない前記第２の絶縁層とを含む複合絶縁層を提供することと、
前記複合絶縁層上に少なくとも１つの回路が形成された層を提供することと、
を備える方法。
【請求項１６】
前記第１と第２の絶縁層の中で、それぞれが約２:１から約２０:１の範囲内にある前記回路基板の前記複合層の厚さ対前記スルーホールの直径のアスペクト比を有する複数のスルーホールを提供することをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のスルーホールの前記それぞれが、レーザを使用して前記第１の絶縁層と第２の絶縁層中に設けられる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２の絶縁層がともに積層される請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
それぞれ前記複合絶縁層の対向する側面に第２の及び第３の絶縁層を提供することをさらに備え、第２の及び第３の回路が形成された層がそれぞれ前記第２の及び第３の絶縁層の上に形成される請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の回路が形成された層または前記第３の回路が形成された層に少なくとも１つの電子部品を電気的に結合することをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリント基板（ＰＣＢ）、チップキャリヤ等の回路が形成された基板、及びこれを製造する方法に関する。さらに詳細には、本発明は、低い吸湿性や、回路の高密度化が強化された最終製品に使用される基板に関する。
【０００２】
また、本発明は、２００４年３月３１日に米国で同時係属出願された「回路基板、同を製造する方法、同を活用する電気アセンブリ、及び同を活用する情報処理システム（ＣＩＲＣＵＩＴＩＺＥＤ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ，ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＳＡＭＥ，ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＳＡＭＥ，ＡＮＤ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ  ＨＡＮＤＬＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＳＡＭＥ）」と題されているアメリカ特許出願番号（Ｓ．Ｎ．）第１０／８１２，８９０号出願と関連するもので、この係属出願では、所定の量の粒子をその中に含む樹脂材料を含み、連続繊維、半連続繊維、またはその一部のような同等物は含まない絶縁層から構成される第１の層と、該誘電性の第１の層の上に配置される、少なくとも１つの回路が形成された層とを備える回路基板が定義されている。より密度が薄い貫通穴パターンを有する他の回路が形成された構造と組み合わされて該回路基板を含む回路が形成された構造が提供されるように、電気アセンブリ及び該基板を製造する方法も提供されている。その一部として本発明の該回路基板を組み込む情報処理システムも提供される。米国係属出願第１０／８１２，８９０号は、現在米国特許第７，０７８，８１６号となっている。
【０００３】
２００４年７月１８日に米国出願された「低吸湿の回路基板、同を製造する方法、同を活用する電気アセンブリ、及び同を活用する情報処理システム（ＬＯＷ  ＭＯＩＳＴＵＲＥ  ＡＢＳＯＲＰＴＩＶＥ  ＣＩＲＣＵＩＴＩＺＥＤ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ，ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＳＡＭＥ，ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＳＡＭＥ，ＡＮＤ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＩＮ  ＨＡＮＤＬＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＳＡＭＥ）」と題される米国出願番号第１０／９２０，２３５号では、低吸湿ポリマー樹脂を含み、該樹脂の中に包み込まれている結節性のフッ素重合体のウェブと組み合わされている絶縁層から構成される第１の層を備える回路基板が定義されており、結果として生じる絶縁層は、連続繊維または半連続繊維をその部分として含まないこの組み合わせから形成されている。該基板は、該誘電性の第１の層の上に配置されている少なくとも１つの回路が形成された層をさらに含む。本発明の該回路基板をその一部として組み込む情報処理システム（例えば、コンピュータ）が提供されるように、電気アセンブリ及び該基板を製造する方法も提供されている。じょうき米国係属出願番号第１０／９２０，２３５号に教示されている該絶縁層は、米国出願番号第１０／８１２，８９０号に定義されている該タイプの基板のための改善された材料に相当する。
【０００４】
「熱膨張が削減された低吸湿の回路基板、同を製造する方法、同を活用する電気アセンブリ、及び同を活用する情報処理装置（ＬＯＷ  ＭＯＩＳＴＵＲＥ  ＡＢＳＯＲＰＴＩＶＥ  ＣＩＲＣＵＩＴＩＺＥＤ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ  ＷＩＴＨ  ＲＥＤＵＣＥＤ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＥＸＰＡＮＳＩＯＮ，ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＳＡＭＥ，ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＳＡＭＥ，ＡＮＤ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ  ＨＡＮＤＬＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＳＡＭＥ）」と題され、２００５年３月２３日に出願された米国出願番号第１１／０８６，３２３号では、低い熱膨張率を有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿樹脂の第２の絶縁層とを含む複合層を含む回路基板が定義され、該第２の絶縁層は連続繊維または半連続繊維またはその部分としての同等物を含まない。該基板はさらにその部分として少なくとも１つの電気的に導電性の層を含む。本発明の回路基板をその部分として組み込む情報処理システム（例えば、コンピュータ）が提供されるように、電気アセンブリ及び該基板を製造する方法も提供される。
【０００５】
前記出願（及び特許）のすべては本発明と同じ譲受人に譲渡されている。
【背景技術】
【０００６】
ＰＣＢ、積層チップキャリヤ及び同等物等の回路基板は、最小の体積または空間の中で複数の回路の形成を可能にする。このような構造は、通常、絶縁層の層によって互いから分離されている信号、設置平面及び／または電力面（線）の層のスタックを備える。１つの平面上の該線は、多くの場合、該絶縁層を通過するメッキされた穴によって、別の平面上の線と電気的に接触している。多くの場合、該メッキされた穴は、内部に位置する場合には「バイア」と呼ばれ、外面から基板内の所定の深さに伸張する場合には「ブラインドバイア」と呼ばれ、あるいは該基板の厚みを完全に実質的に貫いて伸張する場合は「メッキスルーホール」（ＰＴＨ）と呼ばれている。本明細書で使用される用語「スルーホール」によって３種類すべてのこのような基板開口部、つまり「穴」を含むことが意味される。
【０００７】
ＰＣＢ、チップキャリヤ及び同等物を製造するために知られている方法は、通常、銅で被覆された内層基材の銅層上に感光層または感光膜をコーティングすることによって形成される別々の内層回路（回路が形成された層）の製造を備える。該感光コーティングは結像され、現像され、該露光された銅がエッチングされ、所望される数の導体線路を形成する。次に、該感光膜は該銅から剥ぎ取られ、該内層基材の表面上に該基板のパターンを残す。多くの場合、この方法論はＰＣＢ技術においてフォトリソグラフィ処理と呼ばれている。このような公知の教示を鑑みて追加の説明は必要であるとは考えられない。
【０００８】
同様に所望される数の内層回路の形成に続く多層「スタック」の形成は、部分的に硬化された材料（例えば、「Ｂ段階」のエポキシ樹脂）が染み込んだガラスクロス（例えば、ファイバガラス）の層を通常含む誘電性の「プリプレグ」材料の層によって典型的には互いから分離された内層の成層、接地平面、電力面等を作成することにより達成される。該スタックの最も外側の（上部と下部）の層は通常銅で被覆されたガラス充填エポキシ平面基板を備え、該銅皮膜が該スタックの外面を備える。このスタックは、該Ｂ段階樹脂を完全に硬化するために熱と圧力を使用し、モノリシック構造を形成するために積層される。理解されるように、該結果として生じるスタックは、通常、その外面の両側に金属（通常は銅の）皮膜を有する。外部回路層は、該内層回路を形成するために使用される手順に同等な手順を使用して該銅の皮膜内に形成される。周知のこのような手順では、感光膜が該銅皮膜に付けられ、パターン化された活性放射線に露光され、現像される。次にエッチャントが該感光膜の現像によってむき出しにされる銅を除去するために使用される。最後に、該残存感光膜が除去され、外部回路層を提供する。パッド等のこれらの外層の多様な要素は、次に該構造上に取り付けられている選択された電子部品に電気的に結合され、このような部品はコンデンサ、抵抗器、モジュール等、さらには半導体チップをも含む。
【０００９】
電気的に導電性のスルーホール（また、多くの場合技術で「相互接続」と呼ばれる）は、該構造内の個々の回路層を互いに、及び／または外面に電気的に接続するために使用され、これらのスルーホールは該「スタック」のすべてまたは部分を通過する。スルーホールは一般的には、該スタックを通して適切な位置で穴を開けることによって、該外面上での回路の形成前に形成される。いくつかの下処理ステップに続いて、該穴の壁は通常メッキ触媒との接触により触媒作用を受け、通常は回路層の間に導電性の経路を形成するために無電解銅メッキ溶液または電解銅メッキ溶液と接触することによって金属化される。該導電性スルーホールの形成に続き、外部回路、つまり外側導電性層が前記手順（複数の場合がある）を使用して形成される。
【００１０】
前述された構築の後で、前述された半導体チップ及び／または他の電子部品は、通常は該部品を結合するためにはんだ取り付けパッドを使用して、該多層構造の該外部回路層の上の適切な位置に取り付けられる。これらの部品は、通常、所望されるように導電性スルーホールを通る構造の中の該回路と電気的に接触している。このような、はんだパッドは、通常、外部回路面の上に有機ソルダーマスク被覆剤をコーティングすることによって形成される。該ソルダーマスクは、ソルダーマウントパッドが形成されなければならない領域を画定する開口部を有するスクリーンを使用して、該外部回路層の表面上に液体ソルダーマスク被覆剤材料をスクリーンコーティングすることによって付けられてよい。代りに、感光性ソルダーマスクは、該基板の上にコーティングされてから、該パッドを形成する開口部のアレイを生じさせるために露光され、現像されてよい。それから該開口部は、技術で公知のプロセスを使用してはんだでコーティングされ、１つの公知のプロセスはウェーブソルダリングである。
【００１１】
近年、本明細書で説明されている製品の多くの設計の複雑度で要望が強まっている。一例として、メインフレームコンピュータＰＣＢは、いま、完全構造が約０．２５０インチ（２５０ミル）もの厚さを有する、３６またはそれ以上の回路網の層を必要としている。これらの基板は通常、約３ミルまたは５ミルの幅の信号線、及び１２ミル以下の直径のスルーホールで設計されている。ＰＣＢ、チップキャリヤ及び同等物等の今日における製品の多くで回路の緻密化の増加のため、業界は信号線を２ミル以下の幅に削減し、スルーホール直径を２ミル以下に削減することを希望している。大部分の公知の商業的な手順、特に本明細書に説明されている性質の手順は、効率のよい方法で業界が所望する寸法を経済的に形成することはできない。
【００１２】
また、さらに高い回路密度を提供するために線幅及びスルーホール直径を縮小することを必要とすることに加え、回路基板の製造メーカは、明らかに自分の製品にしばしばまつわる製造の問題を回避することもまた所望する。述べられたように、現在のプロセスは、通常は、約２ミルから５ミルの厚さを有し、両側の面を金属（通常は銅）で被覆されているガラス繊維強化樹脂または他の適切な絶縁層である内層材料を活用する。通常は、全体的な最終的な基板の幅と長さ全体にわたって伸張するガラス繊維の連続ストランドを活用する強化ガラス材料が、該最終的なスタックに強度及び剛性を与えるために使用される。連続しているため、これらのストランドは一般的には該構造の全幅（または全長）を通り、その部分として切れ間または他のセグメントを含まない。このようにして、繊維性材料を定義するために本明細書で使用されるような用語「連続」によって、述べられているように、通常は該構造を通って全行程を通る繊維を含む、非常に長い繊維の織布等の構造が意味される。繊維性材料を画定するために、を本明細書（以下）に使用されるような用語「半連続的」によって、短繊維マット等の「短」繊維とも呼ばれるはるかに短くした長さのファイバの構造が意味される。
【００１３】
このような繊維材料は、特に新しいさらに厳しい設計要件を満たすためにきわめて密集した数のスルーホール及び非常に細かいライン回路網を製造しようと試みるときに不利である、該基板の層体積の相対的に大きな部分を占有する。
【００１４】
さらに詳細には、（通常はレーザまたは機械的なドリルを使用して）穴が開けられ、これらの必要とされるスルーホールを形成すると、ガラス繊維ファイバの端部セグメントが積層の間該穴の中に伸張し、そうである場合には金属化の前に除去されなければならない。この除去は同様に、該穴の中に伸張するガラス小繊維を除去するためのガラスエッチャントの使用、以後のすすぎ等の追加の下処理ステップに対するニーズを生じさせる。
【００１５】
ガラスが除去されない場合には、連続性の損失が内部壁析出金属に発生する可能性がある。加えて、連続ガラス繊維と半連続ガラス繊維の両方とも全体的な最終構造に、このようなファイバに関連するさらに別の不利な点である重さと厚さを加える。加えて、積層は、通常、摂氏１５０度を超える温度であるので、該積層板の樹脂を含む部分は通常冷却中に厳格な銅皮膜によって許される範囲まで縮小し、それはガラス繊維の該連続ストランドまたは使用されている他の連続強化材料には当てはまらない。
【００１６】
従って、該ストランドはこのような収縮に続く基板の体積の、さらに大きな部分を取り、高密度製品での製造の複雑度をさらに高める。該銅がエッチングされ、不連続パターンを形成する場合、積層品の縮みは該銅皮膜によって前記の範囲までも制約されない可能性がある。明らかに、この問題は、形状（線幅と厚さ、及びスルーホール直径）が減少するにつれて悪化する。その結果、なおさらに縮みが発生することがある。おそらく多くのこのような層を所有する最終製品を形成するために使用される個々の層における連続ファイバストランドまたは半連続ファイバストランドの相対的に大きな体積パーセンテージの存在に部分的に起因する縮みは、寸法の安定性及び前記層の間の位置合わせに悪影響を及ぼし、ＰＣＢ製造メーカに対してさらに多くの問題を生む。
【００１７】
ガラス繊維の存在、特にガラス繊維織物もレーザを用いた高品質で非常に小さなスルーホールを形成する能力を著しく減じる。ガラスクロスは、典型的な熱硬化性または熱可塑性のマトリクス樹脂とは根本的に異なった吸収特性及び磨耗熱特性を有する。例えば、典型的なガラス繊維織物では、レーザが遭遇する可能性のあるガラスの密度は、特にクロス「ナックル」上の領域で、ウィンドウ領域の約０％から約５０容量パーセント以上までも変わることがある。行き当たったガラスによって異なるこの幅広いガラス密度の変動は各スルーホールについて、適切なレーザ電力を取得する問題につながり、今日の非常に要求の厳しい製造基準によって明らかに受け入れられないスルーホールの質の幅広い変動を生じさせることがある。
【００１８】
また、ガラス繊維の存在は多くの場合、ＣＡＦ成長として知られる電気的な短絡故障を生じさせる。ＣＡＦ（カソード／アノード・フィラメント）成長は結果として電気的な短絡故障を生じさせるが、それは樹木状の、金属フィラメントが界面（通常は、ガラス繊維／エポキシ樹脂の界面）に沿って大きくなり、電気的に隔離されたままでなければならない２つの特長の間に電気経路を作成した時に起こる。（織布のような）連続であるのか、（短繊維マットのような）半連続であるのかに関係なく、ガラス繊維の長さは隔離されている内部特長間の一般的な距離に比較して十分であり、従ってガラス繊維はＰＣＢ絶縁抵抗の信頼性を著しく損なうものである場合がある。（連続構造で検出される該さらに長いファイバと比較して）無作為の非連続短ファイバから構成されるガラスマットを使用することにより、主として、不適切なレーザドリル加工されたスルーホール品質の問題は排除することが可能であるが、このマットは依然として、内部基板特長区間に比較してかなりの長さのファイバを含み、ケースによっては、このきわめて望ましくない形の成長の問題は実質的に解決されない。
【００１９】
特許文献１では、１０％の濃度でのアミド溶媒中で溶解するハロゲンなしのポリアミドイミド樹脂、１ヶ月間摂氏５度で保管されるときに、３．０を上回らない絶対値として表現される溶液粘度変化を示す。結果として生じるワニス、及び２．０％を上回らない吸湿（摂氏２５度、９０％ＲＨ、２４時間）を有する樹脂、そしてこのような樹脂を使用する可撓性のメタルクラッド積層板、及び回路形成によってこのような可撓性のメタルクラッド積層板から作成される可撓配線板を有する樹脂が説明されている。伝えられているところによると、絶縁材として使用される熱抵抗樹脂が低い吸湿と低い熱膨張率を有し、該可撓メタルクラッド積層板にはより少ない内部応力があるので、該可撓メタルクラッド積層板は高湿度条件下を含んで曲がらず、寸法安定性を示す。伝えられるところによると、はんだ熱抵抗及び絶縁特性は加湿後に損なわれないため、また、及び熱抵抗樹脂が高い溶液安定性のある有機溶媒の中では溶けるので、可撓メタルクラッド積層板は明らかに安価に製造される。
【００２０】
特許文献２では、難燃剤として使用されるハロゲンフリーでリンを含まない、多環式の成分が説明されている。この成分はアミド基とヒドロキシ基を有し、したがって反応型の難燃性の高度エポキシ樹脂を形成するためにはエポキシ樹脂と反応することが可能である。該エポキシ樹脂と無機添加剤は、プリント基板の製造において、及び、半導体素子のカプセル化材料として使用できる、ハロゲンフリーでリンを含まない難燃性のエポキシ組成を形成するために混合される。
【００２１】
特許文献３では、実質的にハロゲンを含まない、難燃性のリン元素を含むエポキシ樹脂組成が説明されており、（Ｉ）（Ａ）ハロゲン化されていないリン元素を含有するエポキシ樹脂、（Ｂ）（１）ハロゲン化されていない、リン元素を含有しないエポキシ樹脂、（２）リン元素を含有する成分の混合物、あるいは（Ｃ）（１）ハロゲン化されていないエポキシ樹脂と（２）リン元素を含有する成分の反応生成物の反応性生物、あるいは（Ｄ）成分（Ａ）から（Ｃ）の２つまたは３つ以上の組み合わせから選択されるハロゲン化されていないエポキシ樹脂材料と、（ＩＩ）（Ａ）少なくとも２というヒドロキシ官能性を有する多機能フェノール性架橋剤と、（Ｂ）加熱時に少なくとも２というヒドロキシ官能性を有する多機能フェノール性架橋を形成する材料、を形成し、あるいは（Ｃ）エポキシ樹脂を硬化するために必要とされる化学量論的な量の約５０％から約１５０％の量の成分（Ａ）と（Ｂ）の混合物が含まれる。可燃性が削減された積層プリント基板がこれらの成分から作られてよい。
【００２２】
特許文献４では、（Ａ）１つまたは複数のリンを含有するエポキシ樹脂と、（Ｂ）硬化剤と、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）ポリフェニレンオキサイド樹脂、及び（Ｅ）充填材を備えるハロゲンフリー樹脂成分が説明されている。伝えられるところによると、該樹脂の組成はすばらしい熱抵抗、難燃特性及び誘電特性を有し、ボンディングシート、複合材料、積層板、プリント基板、銅箔接着剤、ビルドアッププロセスのために使用されるインク、半導体実装材料及び同等物の形成で有用である。
【００２３】
特許文献５では、ＰＣＢは、通常、本明細書にガラス繊維織物として表されるエレクトロニクス産業で使用される強化剤の代りに、最初に不織アラミド短繊維マットまたは熱可塑性液晶ポリマー（ＬＣＰ）用紙を含浸することによって作成される。このアラミド強化マットは、ケブラー（ケブラーはＥ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である）から構成されるｐ−アラミド（ポリ（ｐ−フェニレンテレフサラミド）ファイバの無作為の（平面内の）配向マットから構成され、標準的なＥガラスクロスの６．１に比較して４．０の誘電率を有する。不織アラミド強化のさらに低い誘電率は、さらに高速の信号搬送を提供し、配線密度の強化及びクロストークの減少を可能にし、それは高Ｉ／Ｏチップ及び小型化にとってますます重要になる。ｐ−アラミドファイバは横断方向で等方性であり、熱可塑性樹脂との結合時に、約−３から約−６ｐｐｍ／摂氏（これ以降Ｃ）度の軸ＣＴＥを有するので、本特許で説明されている最終的な合成物が、約３から約１０  ｐｐｍ／摂氏温度の範囲にあるシリコンまたは半導体チップに適合するために制御、調整できるＣＴＥを所有すると言われている。熱可塑性液晶ポリマー（ＬＣＰ）用紙は、ベクルス（Ｖｅｃｒｕｓ）と呼ばれている材料であり（ＶｅｃｒｕｓはＨｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ社の登録商標である）、その部分として同社のべクトラ（Ｖｅｃｔｒａ）ポリマーを使用する（ＶｅｃｔｒａもＨｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐ．の登録商標である）。本特許に従って、用紙は３．２５という誘電率、６０ヘルツ（Ｈｚ）で０．０２４の散逸率、ＵＬ  ９４−Ｖ０レーティング及び摂氏１度あたり１０ｐｐｍ未満の平面内のＣＴＥを有する。アラミドマットに優るこの材料の申し立てられている優位点は、さらに低い誘電率と、伝えられるところによると０．０２％未満の非常に低い吸湿である。該不織アラミドつまりＬＣＰ用紙は、最終的な複合基板を形成するために熱硬化性樹脂とともに使用される。本明細書で有用な熱硬化性樹脂の例は、エポキシ、シアン酸エステル、ビスマレイミド、ビスマレイミドトリアジン、マレイミドまたはこの組み合わせを含む。次に樹脂が染み込んだ低ＣＴＥ強化はプリプレグを形成するために部分的に「Ｂ」段階まで硬化されてから、プリプレグは外部銅板とサブコンポジット基板を形成するために切断され、積み重ねられ、及び積層される。
【００２４】
特許文献６ではＰＣＢで使用するための絶縁層組成の別の例が説明されており、絶縁層のファブリック材料が、粒子を含む布部材を完全に包み込むために十分に低い含有量の粒子及び十分な量の樹脂材料を有する該布部材から作られ、その結果該樹脂材料が該布部材の最高の突出部を超えて伸張する（つまり、該ファブリック材料の方が厚く、特定の試験規格（特許文献６では、公知のＨＡＳＴレベルＡ試験）に合格するであろう）。したがって、該織布は多量の粒子を含むことが知られており、その用語は、上記特許文献６では乾燥した膜、過剰なカプラ、壊れたフィラメント、及び表面全体での岩屑を含むことが意味されている。製織プロセスを改善し、ストランドの破損を最小限に抑えるために、製織の前にポリビニルアルコール、コーンスターチ及び油の潤滑剤のサイズ剤がファイバの該ストランドに適用されるプロセスが説明されている。製織後、該サイズ剤は潤滑剤のフィラメント及び他の材料を清掃するために焼成ステップによって除去される。しかしながら、いくらかのサイズ剤は粒子として無作為に残される。粒子を含む織布を包み込むのは、大量の硬化した樹脂材料である。該樹脂は、多くの場合「ＦＲ４」合成物のために使用される樹脂のようなエポキシ樹脂であってよい（「ＦＲ４」は結果として生じる基板のための、また多くの場合その部分を形成する樹脂の慣習的な省略された名称になっており、部分的にはこれらの確立された製品の難燃剤（したがって「ＦＲ」と記される）格付けに基づいている）。ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）に基づいた樹脂材料も、本特許の該構造に許容できる。さらに好ましくは、該樹脂はＰＣＢ業界で公知のフェノール的に硬化可能な樹脂材料である。したがって、本特許は連続繊維（最終製品に必要とされる該スルーホールの穴を開けることによって引き起こされ、これらのファイバを「壊れている」と呼ばれる可能性があるものにする、考えられる不注意な中断を除き該絶縁層の幅（または長さ）全体で伸張するファイバ）を必要とする。したがって該穴に露呈されたファイバストランドの前述した問題は、本特許のプロセス及び結果として生じる構造で考えられる。
【００２５】
特許文献７では、誘電性の基板が熱可塑性樹脂及び／または熱硬化性樹脂を含むことがあるＰＣＢ製品が説明されている。本特許で言及されている熱可塑性ポリマー材料はエポキシ、フェノール性の基材、ポリイミド、及びポリアミドを含む。いくつかのフェノールタイプ材料の例はフェノール、レソルシノール、及びクレゾールの共重合体を含む。いくつかの適切な熱可塑性ポリマー材料の例は、ポリプロピレン、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ニトリルゴム、ＡＢＳポリマー等のポリオレフィン及びポリテトラフルオロエチレン等のフルオロカーボン重合体、塩化三フッ化エチレンのポリマー、フッ素化エチレンプロピレンポリマー、フッ化ビニリデン樹脂及びポリヘクサフルオロプロピレンを含む。絶縁層は、充填剤及び／またはガラス充填ポリマー等の強化剤を含有するポリマーの成形された製品であってよい。本特許で利用されている「ＦＲ４」エポキシ組成は、ジシアンジアミドの３から４パーツ、及び第３アミンの０．２から０．４パーツで硬化されている、ビスフェノール−Ａの臭素化ポリグリシジルエーテルの７０から９０パーツ、及び１０から３０パーツのテトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンテトラグリシジルエーテルを含有し、すべてのパーツは樹脂個体の１００パーツあたりの重量パーツである。別の「ＦＲ４」エポキシ組成は、適切な硬化（ｃｕｒｉｎｇ）剤及び／または硬化（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）剤とともに、約３５０から約４５０のエポキシ当量を有するビスフェノールＡのテトラ臭表化グリシジルエーテルの約２５から約３０重量パーツ、約６００から約７５０のエポキシ当量を有するビスフェノールＡのテトラ臭表化グリシジルエーテルの約１０から約１５重量パーセント、及び、少なくとも６つの末端エポキシ基を有する、少なくとも１つのエポキシ化され、非線形のノボラックの約５５から約６５重量パーツとを含んでよい。さらに追加の「ＦＲ４」エポキシ組成はビスフェノールＡの臭素化ポリグリシジルエーテルの７０から９０パーツ、及び２メチルイミダゾールの０．８−１ｐｈｒで硬化される、テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンテトラグリシジルエーテルの１０から３０パーツを含有する。さらに他の「ＦＲ４」エポキシ組成は、触媒としての２メチルイミダゾールとともに硬化剤としてテトラブロモビスフェノール−Ａを利用する。
【００２６】
特許文献８では、該結果として生じる積層板に強化を与えるための不織アラミドシートの使用が説明されている。該強化アラミドシートは摂氏１度あたり／１０ｐｐｍ未満という熱膨張率（ＣＴＥ）を有するとして説明され、７５から９５重量パーセントのｐ−アラミドフロックから、及び５から２５重量パーセントのポリ（ｍ−フェニレン−イソフタルアミド）合成ポリマーから作成される。フロックは特許文献９に定義されている。パラアラミドファイバは強度及び係数が非常に高い。パラアラミドファイバの例は、特許文献１０に述べられている。パラアラミド材の特定の例は、ポリ（ｐ−フェニレン−イソフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）及びコポリ（ｐ−フェニレン−３，４'−オキシジフェニレンテレフタラミド）である。ＰＰＤ−Ｔのファイバは、特許文献１１に説明されるような概してエアギャップ紡糸プロセスによって製造され、好ましくは特許文献１２に説明されるように熱処理される。好ましくは、精製されていないポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）フロックが活用される。例えば精製のような処理の間にファイバに行使される高剪断力は、ファイバに損傷を生じさせ、強化剤のＣＴＥに悪影響を及ぼす可能性がある。また、高い配向性及び相対的に低い結晶化度のｐ−アラミドフロックを利用することも好ましい。合成ポリマーは特許文献１３に説明されている。シートを作成するためには、フロック及び合成ポリマーは、水性スラリーとして所望の割合で拡散され、一般的に固体濃度は０．００５％と０．０２％の間となる。該スラリーは精製されていない。該スラリーは従来の手段によって紙にすることができる。本特許文献１３で言及されている例では、湿ったシートが傾斜型ワイヤデルタフォーマ（Ｄｅｌｔａｆｏｒｍｅｒ）製紙機械で形成され、加熱乾燥機カンを使用して乾燥された。該乾燥した紙は好ましくは０．８と４．０ｏｚ／ｙｄ２の間の基本重量を有しており、次に２つの硬い表面のロールの間でカレンダにかけられた。１ｃｍあたり約５００と２５００ｋｇのカレンダ圧力（ニップ圧力）と、約摂氏１３０度と１５０度の間のロール温度が使用された。次に紙は、例えば約摂氏１６０度を超える高ガラス遷移温度（Ｔｇ）を有する樹脂でプリプレグされた。
【００２７】
特許文献１４では、ＰＣＢのような製品の製造における１つの改善の形式が説明されている。この特許文献１４における製造プロセスは、感光誘電性コーティング及び選択的な金属付着の方法の手順を使用する層の連続形成からなる。該基板の該第１の層は、一時的なまたは恒久的なキャリヤの上に形成されており、後者の場合は該基板の一体化した部分になる。該キャリヤが回路であるときには、該プロセスは該スルーホールを形成する結像された開口部のある該回路上に誘電性コーティングを形成することを備える。該結像された開口部は、結像されたパターンのマスクを通して活性放射線に対し感光誘電性コーティングを露光することにより形成されてよく、説明された現像手順が後に続く。代りに、結像はレーザ切断によってよく、その場合該絶縁層は感光性である必要がない。金属は該導電性のスルーホールを形成するために、絶縁層コーティングの中の該凹部の中に付着される。その後、絶縁層の追加の層が該第１の絶縁層の上にコーティングされ、回路線路のパターンで結像され、該凹部は次に金属でメッキされる。該第１の絶縁層コーティングを結像した後に、それは代りに第２の絶縁層コーティングでコーティングされ、結像され、該凹部は該スルーホールと回路線路を同時に形成するために金属でメッキされる。どちらかのプロセスによって、該結像された開口部の壁または該絶縁層コーティングの凹部は、金属がメッキ中に付着し、該付着物の所望される断面形状を保証するため金属を含む。所望されるようにメッキすると、該結像された感光コーティングの中の凹部全体が充填される。該プロセスは、明らかに非常に複雑且つ高価であり、回路とスルーホールの連続した層を形成するために連続的に繰り返される。
【００２８】
「拡大されたＰＴＦＥ」絶縁層は回路基板における使用のため知られている別のタイプの材料に相当し、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレンのために指定されたものである。このような材料の共通の例は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙによって販売されている前述されたテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）である。例えば、特許文献１５では、回路基板積層板、マルチチップモジュール、及び他の電気応用例のような種々の接着性の応用例における接着層としての機能を果たすために適した粘着シート（つまり「ボンドプライ」）材料が説明されている。該粘着シートは、特許文献１６において説明されるもののような拡大されたＰＴＦＥ材料から構築されているとして記述されている。好ましくは、該材料は無機充填剤で充填され、以下のように構築される。セラミック充填剤は、分散により生じるＰＴＦＥの水分散液の中に組み込まれる。小さな粒子形の該充填剤は、通常、サイズが４０ミクロン未満であり、好ましくは１５ミクロン未満である。該充填剤は共凝結の前に、最終的な樹脂が染み込んだ合成物に対連してＰＴＦＥ内の１０から６０％、好ましくは４０から５０重量％の充填剤となる量で導入される。該充填されたＰＴＦＥ分散は次に、通常は高速攪拌によって共凝結される。次に該凝固された充填済みのＰＴＦＥが加えられる。該充填された材料は次に、軽油またはグリコール等の一般的なペースト押し出し潤滑剤で潤滑され、次にペースト押し出しされる。該押し出し物は通常カレンダにかけられてから、本特許に従って１．２倍から５０００倍まで、好ましくは２倍から１００倍まで、毎秒１０％以上の伸び率で、摂氏３５度と摂氏３２７度の間で急速に引き伸ばされる。
【００２９】
該潤滑剤は、所望される場合引き伸ばしの前に押し出し物から取り除かれる。結果として生じる拡大された多孔性の充填されたＰＴＦＥは次に、溶媒中の約２%から７０％の接着剤のワニス溶液でディッピング、カレンダ処理、またはドクターブレード法によって接着剤を吸い込む。該濡れた合成物は次にテンターフレームに固着され、その後１分から３分約摂氏１６５度で「Ｂ段階にされる」。結果として生じるシート接着剤は、通常、（ａ）９から６５重量パーセントＰＴＦＥ、（２）粒子の形をした９から６０重量パーセントの無機フィルタ、及び（ｃ）多孔性ウェブ構造の中で吸収される５から６０重量パーセントの接着剤からなる。
【００３０】
他のタイプの拡大されたＰＴＦＥ基板材料は、米国特許第３，９５３，５６６号、米国特許第４，１８７，３９０号と第４，４８２，５１６号及び、他多くに説明されている。米国特許第４，１８７，３９０号は、それがこのような基板材料の一部として使用される結節と小繊維の両方を結節高さ、結節幅、結節長さ、及び小繊維長さのような寸法上の制約に分けることにより、非常に深く探求しているため、特に興味深い。
【００３１】
ＰＣＢのような回路基板を製造する方法の他の例は、その教示が、前記に一覧表示されたそれらの他の特許及び願書に加えて参照することにより本明細書に組み込まれる、前述された同時係属出願、米国出願番号第１０／８１２，８９０号に引用されたいくつかの文書で説明、図解されている。
【００３２】
前記特許の多くで言及された絶縁層のいくつかの例は、高い吸湿率と呼ぶことのできるもののために基板絶縁層としての限られた有用性を有すると考えられている。すなわち、これらの絶縁層は、処理、及び以後のその保管の間に水分の望ましくないレベル（主要な例は水である）と呼ばれる可能性があるものを吸収する傾向がある。この容認できない水分は、処理及び層間剥離の間の予測不可能な寸法の安定性を有する、あるいは最終的な構成要素または基板組み立てプロセスにおいて膨れを有する誘電性構造を生じさせる。本明細書に使用されるような用語「高い吸湿率」によって、約２４時間という期間、摂氏約２２度の温度で測定された場合、約０．５０パーセントより大きい水分（処理、保管及び出荷の間に絶縁層が露呈される、水及び他の処理液を含む他の液体物質、またはさらには気体の）吸収のレベルを意味する。業界で使用される特定の例は、該絶縁層がこの温度と期間で、水の中に浸漬されるときである。約０．５０パーセントを超える吸収レベルは前述した理由から容認できないと見なされる。
【００３３】
本明細書に定義されるような本発明は、前述された改善策のような製品とプロセスに優る重大な改善策に相当する。本発明の１つの特に重要な特長は、低い熱膨張率を有する複数のファイバを有する第１の絶縁層と、連続ファイバまたは半連続ファイバまたはその部分としての類似物を含まないが、代りに粒子を含む低吸湿率の樹脂でできた第２の絶縁層とを含む複合層を提供することである。両方の絶縁層ともハロゲンフリーである樹脂を含み、その特に有利な点は優れた難燃性等級である。本明細書に使用されるような用語「ハロゲンフリー」または「ハロゲンを含まない」は、１００万分の二千（２，０００）を超えない濃度の臭素、塩素、ヨウ素、またはフッ素を含まない材料が意味される。
【００３４】
従って、本発明は、実質的にこのようなファイバの使用と関連する前述された不利な点なしに、スルーホールの高密度アレイが考えられる多層構造を生成するために、特に強化に関するものと低吸湿率樹脂を含む非繊維性の第２の絶縁層とのようにファイバ使用の重要な優位点を、独自に組み合わせることができる。使用されるポリマー樹脂を定義するために本明細書に使用されるような用語「低い吸湿率」によって、水に浸漬される間、２４時間の期間、室温（摂氏２２度）で約０．５重量パーセント未満の水分を吸収する樹脂が意味される。以下の説明から理解されるように、本発明の重要な特長は、改善された処理特性を提供するために低い熱膨張率を有するが、相対的に小さく高いアスペクト比のスルーホールを直径７０ミクロ音未満の範囲の、約１５ミルほど深い対応する深さ（「高さ」）のスルーホールを形成するためにレーザで穴を開けられることができるという優位点を提供する複数のファイバを含む第１の絶縁層を含む１複合層を提供することを含む。これらの特長の別の特長は、一例で、該樹脂が基板で使用されている樹脂材料のような樹脂材料のための公知の格付けである、ＵＬ−９４  Ｖ０格付けを有することを意味する、堅牢な難燃性を提供するハロゲンフリー樹脂を提供することである。
【００３５】
このような本発明は技術の重要な前進に相当すると考えられる。
【特許文献１】米国特許出願第２００５０１６５２０９号公開公報
【特許文献２】米国特許出願第２００４０１１０８７４号公開公報
【特許文献３】米国特許出願第２００２０１１９３１７号公開公報
【特許文献４】米国特許第６，９００，２６９号公報
【特許文献５】米国特許第６，３２３，４３６号公報
【特許文献６】米国特許第６，２０７，５９５号公報
【特許文献７】米国特許第５，４１８，６８９号公報
【特許文献８】米国特許第５，３１４，７４２号公報
【特許文献９】米国特許第４，７２９，９２１号公報
【特許文献１０】米国特許第３，８６９，４２９号公報
【特許文献１１】米国特許第３，７６７，７５６号公報
【特許文献１２】米国特許第３，８６９，４３０号公報
【特許文献１３】米国特許第４，７２９，９２１号公報
【特許文献１４】米国特許第５，２４６，８１７号公報
【特許文献１５】米国特許第５，６５２，０５５号公報
【特許文献１６】米国特許第３，９５３，５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
回路基板の技術を強化することが本発明の主要な目的である。
【００３７】
本明細書に教示され、説明されている該方法を活用し、効率的に処理できる絶縁層を生じさせる、強化された吸湿特性を含む回路基板における使用のために新しい絶縁層を提供することは本発明の別の目的である。
【００３８】
現在の製造手順に適応可能であり、本明細書に定義される該新しい絶縁層を活用し、そのさらに簡略化された使用によって確立され、それによってコストが削減された製品を生じさせる、回路基板を製造する新しい、独特な方法を提供することが別の目的である。
【００３９】
本明細書に定義されている有利な特長を所有する、回路基板を活用するための製品を提供することも本発明の別の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明の一実施形態によると、低い熱膨張率とハロゲンフリー樹脂を有する、複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低い吸湿率の樹脂と大量の無機粒子の第２の絶縁層とを含む複合絶縁層を備える回路基板が提供され、前記第２の絶縁層は連続ファイバまたは半連続ファイバ、またはその部分としての類似物を含まず、少なくとも１つの回路が形成された層が前記複合誘電層に配置されている。
【００４１】
本発明の別の実施形態に従って、回路基板を製造する方法が提供され、前記方法は低い熱膨張率とハロゲンフリーの樹脂を有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低い吸湿率の樹脂と大量の無機粒子の第２の絶縁層であって、連続ファイバまたは半連続ファイバまたはその部分のような類似物を含まない前記第２の絶縁層を含む複合絶縁層を提供することと、少なくとも１つの回路が形成された層を前記複合絶縁層の上に提供することとを備える。
【００４２】
本発明のさらに別の実施形態に従って、低い熱膨張率とハロゲンフリーの樹脂を有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿率の樹脂と大量の無機粒子の第２の絶縁層であって、連続ファイバまたは半連続ファイバまたはその部分としての類似物を含まない第２の絶縁層とを含む複合絶縁層を含む第１の回路基板部分と、前記複合絶縁層に配置される少なくとも１つの回路が形成された層と、前記第１の回路基板部分の対抗する側面に配置される第３の回路基板部分とを備える回路が形成された多層構造が提供され、それぞれが相互接続するスルーホールの第２のパターンをその中に含み、前記第１の回路基板部分が、前記第２の回路基板部分と第３の回路が形成された回路部分の間に電気的な相互接続を提供し、前記第２の回路基板部分の中の前記スルーホールの選択されたものを前記第３の回路基板部分の中の対応するスルーホールと相互接続することを含む。
【００４３】
本発明のさらに別の実施形態に従って、筐体と、実質的に前記筐体の中に配置され、低熱膨張率とハロゲンフリー樹脂を有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿率樹脂と大量の無機粒子の第２の絶縁層であって、連続ファイバまたは半連続ファイバまたはその部分のような類似物を含まない第２の絶縁層とを含む複合絶縁層を含む回路基板と、前記回路基板上に位置し、前記回路基板に電気的に結合されている少なくとも１つの電子部品とを備える情報処理システムが提供される。
【００４４】
以上のことは、次のような回路基板は、各実施形態例によって実現できる。
（実施形態例１）
低い熱膨張率とハロゲンフリー樹脂とを有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿率の樹脂及び大量の無機粒子を含み、連続ファイバまたは半連続ファイバまたはその部分としての類似物を含まない第２の絶縁層とを含む複合絶縁層と、
この複合絶縁層に設置されて、少なくとも１つの回路を形成した層と、
を備える回路基板。
（実施形態例２）  前記複合絶縁層の前記第２の絶縁層の前記低吸湿率の樹脂が高いＴｇ熱硬化ポリマーを備え、やはりハロゲンフリーである実施形態例１に記載の回路基板。
（実施形態例３）  前記複合絶縁層の前記第２の絶縁層の前記低吸湿率の樹脂が、摂氏約２２度の温度で約２４時間という期間、水中に浸漬されるとき、約０．５０パーセント未満の吸湿を有する実施形態例２に記載の回路基板。
（実施形態例４）  前記第２の絶縁層の無機粒子の前記の量がシリカから構成される実施形態例１に記載の回路基板。
（実施形態例５）  前記粒子の該粒子サイズが１５ミクロン未満である実施形態例４に記載の回路基板。
（実施形態例６）  前記複合絶縁層の前記第１の絶縁層の前記ハロゲンフリー樹脂も低吸湿率の樹脂である実施形態例１に記載の回路基板。
（実施形態例７）  前記複合絶縁層の前記第１の絶縁層の前記低吸湿率樹脂が、高いＴｇ熱硬化性ポリマーを備える実施形態例６に記載の回路基板。
（実施形態例８）  前記複合絶縁層の前記第１の絶縁層が、摂氏1度あたり約１７ｐｐｍ未満の熱膨張率をｘ方向とｙ方向で有する実施形態例１に記載の回路基板。
（実施形態例９）  低い熱膨張率を有する前記第１の絶縁層の前記複数のファイバが、マットの形を取るｐ−アラミドファイバである実施形態例１に記載の回路基板。
（実施形態例１０）  前記マットの形を取る前記ｐ−アラミドファイバが約３．４という誘電率を有する実施形態例９に記載の回路基板。
（実施形態例１１）  前記複合絶縁層の前記第１と第２の絶縁層がその中にそれぞれ複数のスルーホールを有し、前記スルーホールのそれぞれの該直径に対する前記回路基板の厚さのアスペクト比が約２:１から約２０:１の範囲内にある実施形態例１に記載の回路基板。
（実施形態例１２）  前記少なくとも１つの回路が形成された層が銅から構成される実施形態例１に記載の回路基板。
（実施形態例１３）  前記少なくとも１つの回路が形成された層の反対の側面上の前記複合絶縁層に配置される第２の回路が形成された層をさらに含む実施形態例１に記載の回路基板。
（実施形態例１４）  それぞれ前記少なくとも１つの回路が形成された層と前記第２の回路が形成された層の上に設置される第２の絶縁層と第３の絶縁層をさらに含み、第３と第４の回路が形成された層が、それぞれ前記第２と第３の絶縁層に形成される実施形態例１３に記載の回路基板。
（実施形態例１５）  前記回路基板がチップキャリヤを備える実施形態例１４に記載の回路基板。
（実施形態例１６）  前記回路基板上に設置され、前記回路基板に電気的に結合される少なくとも１つの電子部品をさらに含み、前記回路基板と前記少なくとも１つの電子部品が、回路基板アセンブリを形成する実施形態例１に記載の回路基板。
（実施形態例１７）  前記電子部品が半導体チップを備える実施形態例１６に記載の回路基板。
（実施形態例１８）  前記電子部品がチップキャリヤを備える実施形態例１６に記載の回路基板。
【００４５】
以上の回路基板は、次のような製造方法の各実施形態例によって製造できる。
（実施形態例１９）  回路基板を製造する方法であって、
低い熱膨張率とハロゲンフリー樹脂を有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿率の樹脂及び大量の無機粒子の第２の絶縁層であって、連続ファイバまたは半連続ファイバ、あるいはその部分としての類似物を含まない前記第２の絶縁層とを含む複合絶縁層を提供することと、
前記複合絶縁層上に少なくとも１つの回路が形成された層を提供することと、
を備える方法。
（実施形態例２０）  前記第１と第２の絶縁層の中で、それぞれが約２:１から約２０:１の範囲内にある前記回路基板の前記複合層の厚さ対前記スルーホールの直径のアスペクト比を有する複数のスルーホールを提供することをさらに含む実施形態例１９に記載の方法。
（実施形態例２１）  前記複数のスルーホールの前記それぞれが、レーザを使用して前記第１の絶縁層と第２の絶縁層中に設けられる実施形態例２０に記載の方法。
（実施形態例２２）  前記第１及び第２の絶縁層がともに積層される実施形態例１９に記載の方法。
（実施形態例２３）  それぞれ前記複合絶縁層の対向する側面に第２の及び第３の絶縁層を提供することをさらに備え、第２の及び第３の回路が形成された層がそれぞれ前記第２の及び第３の絶縁層の上に形成される実施形態例１９に記載の方法。
（実施形態例２４）  前記第２の回路が形成された層または前記第３の回路が形成された層に少なくとも１つの電子部品を電気的に結合することをさらに含む実施形態例２３に記載の方法。
【００４６】
以上の回路基板の構造は、次のような各実施形態例のようにして実現できる。
（実施形態例２５）  回路が形成された多層の構造であって、
低い熱膨張率及びハロゲンフリー樹脂を有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿率の樹脂及び大量の無機粒子の第２の絶縁層であって、連続ファイバまたは半連続ファイバまたはその部分としての類似物を含まない前記第２の絶縁層とを含む複合絶縁層と、前記複合絶縁層の上に設置される少なくとも１つの回路が形成された層とを含む第１の回路基板部分と、
それぞれがその中でスルーホールを相互接続する第２のパターンを有する、前記第１の回路基板部分の対向する側面に設置される第２の及び第３の回路基板部分であって、前記第１の回路基板部分が、前記第２の回路が形成された部分と第３の回路が形成された部分の間に電気的な相互接続を提供し、前記第２の回路基板部分の前記スルーホールの内の選択されたものを、前記第３の回路基板部分の中の対応するスルーホールに相互接続することを含む、第２の及び第３の回路基板部分と、
を備える回路が形成された多層の構造。
（実施形態例２６）  前記回路が形成された多層構造がプリント基板を備える実施形態例２５に記載の構造。
（実施形態例２７）  前記回路が形成された多層構造がチップキャリヤを備える実施形態例２５に記載の構造。
（実施形態例２８）  前記チップキャリヤの上に設置される、あるいは前記チップキャリヤの中に設置され、その部分を形成する少なくとも１つの半導体チップをさらに含む実施形態例２７に記載の回路が形成された多層構造。
【００４７】
さらに、以上の回路基板を適用した上方処理システムは、次のような各実施形態例のようにして実現できる。
（実施形態例２９）  筐体と、
実質的に前記筐体の中に設置され、低い熱膨張率とハロゲンフリー樹脂を有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿率樹脂と大量の無機粒子の第２の絶縁層であって、連続ファイバまたは半連続ファイバ、あるいはその部分としての類似物を含まない前記第２の絶縁層と、前記回路基板の上に設置され、前記回路基板に電気的に結合される少なくとも１つの電子部品とを含む複合絶縁層を含む、回路基板と、
を備える情報処理システム。
（実施形態例３０）  前記情報処理システムがパソコンを備える実施形態例２９に記載の情報処理システム。
（実施形態例３１）  前記情報処理システムがメインフレームコンピュータを備える実施形態例２９に記載の情報処理システム。
（実施形態例３２）  前記情報収集システムがコンピュータサーバを備える実施形態例２９に記載の情報処理システム。
【発明の効果】
【００４８】
以上、説明したとおり、本発明においては、
「低い熱膨張率とハロゲンフリー樹脂とを有する複数のファイバを含む第１の絶縁層と、低吸湿率の樹脂及び大量の無機粒子を含み、連続ファイバまたは半連続ファイバまたはその部分としての類似物を含まない第２の絶縁層とを含む複合絶縁層と、
この複合絶縁層に設置されて、少なくとも１つの回路を形成した層と、
を備える回路基板」
に、その主たる特徴があり、これにより、回路基板の技術を強化することができて、本明細書に教示され、説明されている該方法を活用し、効率的に処理できる絶縁層を生じさせる、強化された吸湿特性を含む回路基板における使用のために新しい絶縁層を提供することができたのである。
【００４９】
従って、本発明に係る回路基板によれば、現在の製造手順に適応可能であり、本明細書に定義される該新しい絶縁層を活用し、そのさらに簡略化された使用によって確立することができ、それによってコストが削減された製品とすることができ、回路基板を製造する新しい、独特な方法を提供することができたのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
他の及び追加のその目的、優位点、及び機能とともに、本発明をさらによく理解するために、以下の開示及び添付図面と関連して参照する。これらの図の中の類似した要素を識別するために図を通して類似する数字が使用される。
【００５１】
本明細書に使用されるように用語「回路基板」によって、（２つまたは３つ以上の絶縁層を含んでよい）少なくとも１つの複合絶縁層と、その上の少なくとも１つの回路層から構成される構造が意味される。その最も簡略な形式で、このような「回路基板」は、例えば該基板が、ＰＣＢまたは該チップキャリヤ自体が上に配置され、結合される類似物として使用される場合にチップキャリヤ等のさらに大きな構造だけではなく、その上に配置されている半導体チップ、抵抗器、コンデンサ等の電子部品も電気的に結合するために使用されてよい。
【００５２】
本明細書に使用されるように用語「回路基板アセンブリ」によって、１つまたは複数の電子部品をその上に有し、それに電気的に結合されている回路が形成される基板が意味される。このようなアセンブリの例は（例えば、その上にチップキャリヤを有する）ＰＣＢ及び（例えば、それに結合されている１つまたは複数の半導体チップを有する）チップキャリヤを含む。
【００５３】
本明細書に使用されるように用語「情報処理システム」は、任意の形の情報、知能、またはデータを、事業、科学、制御またはその他の目的で計算する、分類する、処理する、送信する、受信する、取り出す、発信する、切り替える、記憶する、表示する、明示する、測定する、検出する、記録する、再生する、取り扱う、または活用するようにおもに設計されている任意の手段または手段の集合体を意味するものとする。例は、パーソナルコンピュータ、及びコンピュータサーバとメインフレーム等のさらに大型のプロセッサを含む。このような製品は技術では周知であり、ＰＣＢと他の形式の回路基板をその部分として含むことも公知であり、いくつかはその操作要件に応じて複数のこのような部品を含む。
【００５４】
例えば「スルーホール」、「ハロゲンフリー」、「高い吸湿率」、（ファイバのための)「連続」、「低い吸湿率」等の本明細書に使用されている用語の他の定義も本明細書で適切な場所に示されている。
【００５５】
以下から理解されるように、及び少なくとも部分的に前述されたように、本発明の１つの重要な属性は、密接に離間され、隣接するスルーホールの間で短絡または類似物を実質的に防ぐ一方で、基板の中のスルーホールの高密度アレイの提供を可能にする、誘電性複合材料を該基板の部分として活用することである。すなわち、相対的に（直径が）狭いスルーホールの非常に高い密度の集中が、したがって導電性にされ（通常はメッキされ）、該回路基板を組み込んだ該最終的な構造の中の指定された導電性層（例えば、信号、電力、及び／または接地）の間に密度が高いスルーホール回路接続を提供するために、この独特な複合絶縁層内に設けることができる。
図面に関して以下の説明で示されるように、前記スルーホールのそれぞれの直径に対する、結果として生じる回路基板の厚さのアスペクト比は約２:１から約２０:１の範囲内にある。本発明の教示を使用して、複合基板の１平方インチあたり１０，０００個ものスルーホールを提供し、このようにしてこれらの教示を使用して達成可能な高密度の証拠を示すことができる。
【００５６】
さらに重要なことには、新しい絶縁層は、大量の無機粒子と低い吸湿率の樹脂を含む第２の絶縁層と組み合わされた、ハロゲンフリーの樹脂及び低い熱膨張率（ＣＴＥ）の複数のファイバの第１の絶縁層を含む。該低い吸湿率の第２の絶縁層はその中に連続ファイバまたは半連続ファイバを含まない。説明されるように、隣接する導電性ホールへの導電性経路のための基礎を形成できるスルーホールの中でのファイバまたはその材料の侵入のために、スルーホール形成段階とメッキ段階の間に基板を製造しているとき、このようなファイバの使用は多くの場合有害である。
【００５７】
このようなファイバの強化特性を、同を有さない別の絶縁層と結合されている絶縁層フォーマットでのその配置のおかげで、このようなファイバの強化特性を同時に活用しつつ、本明細書に教示されるような絶縁層の該複合層は実質的にはこのような不利な点を克服できる。
【００５８】
本明細書に教示される独特な材料は、相対的に薄い採集的な複合層での相対的に高い誘電確実性の製品を保証する一方で、このような関連付けられたファイバの不利な点を克服することもでき、両方の特長は、該基板を使用している最終的な製品（例えばチップキャリヤまたはＰＣＢ）が今日の高密度要件及び小型化要件を満たさなければならない場合にきわめて望ましい。前述したように、本発明の該新しい絶縁層は、それが、このようなアセンブル処理を通した寸法の安定性及び共平面性を含む、（温度が摂氏２４５度を超えるときの積層中を含む）処理の容易さを提供するためきわめて有利である低い吸湿特性を有する。この材料を含む層は、ＰＣＢの製造において従来活用されていたような積層にまつわる厳しさ、特に高温と高圧に耐えるために十分な強度と耐久性を持っている。また、結果として生じる製品は、それに対して大きな修正を行わなくても標準的なＰＣＢ製造プロセスを使用して製造され、それにより製品コストを抑える。
【００５９】
前述されたように、本明細書に明示されている本発明の該多様な実施形態の該回路基板を形成するために使用される該絶縁層は、該合成物を形成するために（例えば、積層を使用して）ともに接合される、その部分として絶縁層の２つの絶縁層を含む絶縁層の複合層の形を取る。本明細書では第１の絶縁層と呼ばれている１つの絶縁層は、ハロゲンフリー樹脂、好ましくは高Ｔｇ（ガラス転移温度）熱硬化性ポリマーから構成されている。一実施形態では、該誘電性樹脂材料は、メチルエチルケトンの７０重量パーセントの固溶体として調製されるハロゲンフリーのベンゾオキサジン型系のポリマーである。
【００６０】
この樹脂は、琥珀色の液体の外見を有し、摂氏２５度で５００から３０００ｃＰｓの粘度と、約１ｃｃあたり１．１３ｇという溶液形式の比重を持つ。硬化後、結果として生じる熱硬化性ポリマーは摂氏２００度から２５０度の範囲内のガラス温度を示すことがある。この樹脂は、エポキシクレゾールノボラックタイプの、約２００から４００のエポキシ当量を有し、約摂氏７５度から約８５度の軟点、及び約５．１の範囲の官能性格付けの二次型添加剤の追加によって強化できる。この樹脂の代替物は、摂氏２０度で約１．１６という比重、約３．２という官能性及び摂氏約８０度から約９０度の範囲内の軟点を有するジシクロペンタジエン濃縮物、フェノール及びエピクロルヒドリンのポリマーである場合がある。別の代替策は、２０パーセントから４０パーセントの前進を有し、７２パーセントの固形分でメチルエチルケトン溶液で入手可能である、ビスマレイミドトリアジン族からの、ハロゲンフリーで高度に濃縮された窒素熱硬化性樹脂である。
【００６１】
本発明で使用できる第３の添加剤は、有機ホスフィン酸塩に基づき、高リン含有量を有する白いきめの細かい粉末であり、この添加剤は臭化化合物なしで所望される難燃性を提供する。これは吸湿性はなく、水及びアセトン、ジクロロメタン、ＭＥＫ及びトルエンのような一般的な有機溶媒に不溶である。これはアセトンまたはＭＥＫのような溶媒で容易に分散でき、約２３パーセントのリンの重量パーセント、約０．５の水／／水蒸気の重量パーセント、摂氏２０度で１ｃｍ３あたり約１．３５ｇｍの密度、約１００から２００ｋｇ／ｍ３のかさ密度、摂氏３００度を超える熱分解温度、及び約Ｄ５０  （＜約１０ミクロン）とＤ９５(＜約２０ミクロン)の範囲内での分子サイズ分布を有する。
【００６２】
本発明で使用できる第４の添加剤はメラミン、メラミン同属化合物及びメラミンポリリン酸化合物のクラスである。メラミン（２，４，６−トリアミノ−１，３，５トリアジン、ＣＡＳ番号１０６−７８−１）は、融点が摂氏約３５４度で、密度が１ｃｃあたり１．５７３グラムの白い結晶性粉末である。その融点のはるかに下で、すでに摂氏＞２００度で、メラミンは蒸発または昇華する（燃焼発生源近くで該燃料ガスと酸素を希釈する）ことが知られている。昇華するとき、メラミンは１モルあたり約２９ｋ-ｃａｌの熱量を吸収し、分解時は、１モルあたり〜４７０ｋｃａｌの熱量を吸収する。したがって、この添加剤は高温状態ではヒートシンクとしての機能を果たす。さらに、メラミンは水及び他の大部分の溶媒中では低い溶解性、２５０ｎｍを超える優れた紫外線吸収、及び８．１というｐＨを示す。
【００６３】
メラミンシアヌール酸塩はメラミンとシアヌル酸の塩であり、純粋なメラミンより高い熱安定性を有する（最高摂氏約３２０度まで安定したままとなる）。摂氏３２０度を超えると、それはメラミンとシアヌル酸塩に吸熱分解し、このようにしてプロセスの中でヒートシンクとしての機能を果たす。該蒸発したメラミンは、燃焼のポイントに存在する該酸素と該燃料ガスを希釈する不活性ガス源としての機能を果たす。
【００６４】
リン酸メラミンは、１つの塩の中でメラミン（したがってＮを含有する）の相乗効果をＰを含有する成分と結合する。熱安定性が高まるにつれて、リン酸メラミンは以下のように格付けできる。リン酸メラミン＜メラミンピロリン酸塩＜メラミンポリリン酸塩である。メラミン−一リン酸塩（メラミンモノホスフェイト）は、メラミンとリン酸の塩である。摂氏２００度を超えると、リン酸メラミンはメラミンピロリン酸塩に対して反応し、反応水を放出し、やはりヒートシンクも生じさせる。摂氏３５０度を超えると、メラミンポリリン酸は吸熱分解を受け、このようにしてヒートシンクとしての機能を果たし、該燃焼発生源を冷却する。該放出されたリン酸はコーティングし、凝縮された可燃性ポリマーを遮断する働きをする。該リン酸は該ポリマーとともに該燃料源（ポリマー）の周辺にチャーを形成するために作用するため、該燃焼発生源に存在する酸素量を削減する。
【００６５】
また、該放出されたメラミンは熱で膨張する動作を生じさせる該チャーを吹き飛ばす噴出しソースでもある。窒素含有量は約４２パーセントから約４４パーセントに及び、リン含有量は約１２パーセントから約１４パーセント、水含有量は最大約０．３重量パーセントであり、粒子サイズは約Ｄ９９（最大７０ミクロン）からの範囲になり、ｐＨは約５、比重は１ｃｍ３あたり１．８５である。メラミン相同物（メラム、メレム、メロン）は、純粋なメラミン及びメラミンシアヌール酸塩に比較してさらに高い熱安定性を有する。処理温度がメラミンシアヌール酸塩の温度範囲（摂氏３２０度）をはるかに超えている場合、これはカビ堆積物を生じさせることがある。メラミン相同物はこのような極端な条件下で使用できる代替窒素源を提供する。
【００６６】
メラム、メレム、メロンは一般的にはメラミンと同様であるが、さらに高温で作用すると考えられている。メラム（１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミン−ｎ−（４，６−ジアミノ−１，３，５−トリアジン−２−ｙｌ）は、摂氏４００℃で熱分解を有する細かく軽い灰白色の粉末である。メラム（−２，５，８−トリアミノ１，３，４，６，７，９，９ｂ−ヘプタアザフェナレン）は、摂氏約５００度で熱分解する細かく、軽い黄色の粉末である。メロン（ポリ［８−アミノー１，３，４，６，７，９，９ｂ−ヘプタアザフェナレン−２，５−ジイル］イミノは、融点と熱分解が摂氏５００度を超え、比重が摂氏約２０度で約１．６８６ｇ／ｃ３であり、かさ密度が約５００ｋｇ／ｃｍ３である細かい黄色粉末である。
【００６７】
要すれば、前記の最初に特定された樹脂材料との組み合わせを含むハロゲンフリーの高分子重量の反応熱可塑性樹脂が使用されてよい。この材料は強靭性及びコーティング塗膜片落ち抵抗を与える。このような樹脂は０．９６５という比重、約３９から４１という固体重量パーセント、摂氏８０度という沸点、及び重要なことには摂氏２５度で約４５００から７０００センチポアズ（ｃｐ）の範囲内の粘度を有してよい。別の樹脂との組み合わせで使用される場合、この第２の樹脂は総樹脂組成の約３重量パーセントから約２５重量パーセント、及び総第１絶縁層体積の約１．５パーセントから約１２．５パーセントを備えてよい。また、該第２の樹脂が独自に単独の樹脂材料として最終的な組成で使用されるのも可能である。該第１の絶縁層樹脂も好ましくは低吸湿性タイプである。
【００６８】
該第１の絶縁層の樹脂組成の触媒はイミダゾール等のアミン、ベンジルジメチルアミン、１，３−テトラメチルブタンジアミン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ピリジン、及びトリエチレンジアミン等の第３アミン、及び２−エチルヘキサン酸スズ（＋２）等の酸性触媒を含んでよい。メチルエチルケトンのような溶媒は多様な樹脂を溶解させ、該選択されたキャリヤのコーティングを可能にするために添加されてよい。最後に、結合剤（一例は、ダウコーニング社（Ｄｏｗ−Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ミシガン州ミッドランド（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から入手できるダウコーニング（Ｄｏｗ−Ｃｏｒｎｉｎｇ）Ｚ−６０４０のようなシランである）が、ウェブ対樹脂界面接着を改善するために追加されてよい。ダウコーニングのこの特定のシランは反応グリキドキシ基とメトキシ基を含有し、重要なことには有機ポリマー及び無機表面と反応する（または「結合する」）。それは、摂氏２５度で比重が１．０７の低粘性流体である。それは３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランと呼ばれ、ダウコーニング社（Ｄｏｗ−Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）有機官能シラン化学品のシリーズの１つである。該絶縁層が摂氏約２２度の温度で約２４時間という期間水中に浸漬されているときに、該第１の絶縁層の該ハロゲンフリーの樹脂は好ましくは０．２７％未満の吸湿を有する。一実施形態では、この第１の絶縁層の該樹脂含有量は該絶縁層の約１０重量パーセントから約８０重量パーセントを備えてよい。
【００６９】
この第１の絶縁層はさらに、結合された複合誘電性構造のための最終的なＣＴＥに影響を及ぼすために低いＣＴＥを有するファイバを含む。一実施形態では、該ファイバは、半連続型の不織アラミド材からなり、ｘ−ｙ平面で無作為に分散され、その結果ハロゲンフリー樹脂がそれに接合されるマットを形成するためにバインダと融合されるまたはバインダとともに保持される。ここで使用するためのさらに特殊なアラミドファイバは、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（ケブラーはＥ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）のｐ−アラミド（ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）ファイバであり、（技術で公知の「ＦＲ４」絶縁層についてのように標準ガラス遷移布の場合のさらに高い６．１と比較して）約４．０の誘電率である。不織アラミド強化のより低い誘電率は、さらに速い信号伝搬に備え、配線密度の増加及びクロストークの減少を可能にし、高Ｉ／Ｏチップ及び小型化にとってますます重要になる。該ｐ−アラミドファイバは横断方向で等方性であり、熱硬化性樹脂と結合されるときに該ガラス繊維温度以下の摂氏１度あたり約−３から約―６ｐｐｍの軸に沿ったＣＴＥを有し、該最終的な合成物は摂氏１度あたり約３から約１９ｐｐｍの範囲のシリコンまたは半導体チップのＣＴＥに適合するために制御し、調整できるＣＴＥを所有する。特に摂氏１度あたり約１６から２４ｐｐｍというはるかに高い範囲でＣＴＥを有するガラスファブリックを使用して従来の回路基板に比較するときに、これは本発明の重要な特長である。該ファイバをその部分として有し、この第１の絶縁層の熱膨張係数（ＣＴＥ）は低く、好ましくはｘ方向とｙ方向の両方で摂氏１度あたり約８ｐｐｍから１２ｐｐｍである。この強化層の代替策はポリイミドまたは液晶材料から作られる他の膜となるであろう。
【００７０】
該複合絶縁層の第２の絶縁層も、好ましくは該第１の絶縁層の樹脂に類似するハロゲンフリー樹脂を含むが、最も重要なことにその中にファイバを含んでいない。この樹脂は低吸湿性樹脂でなければならない。ファイバの代りに、この第２の絶縁層は、その中で混合された大量の無機粒子を含んでいる。要すれば、無機充填剤は、該第２の絶縁層のために前述された低吸湿率樹脂と組み合わされる粒子材料として活用されてよく、これらの充填剤は好ましくは容量で、結果として生じる総誘電性第２絶縁層体積の約１０容量パーセントから約８０容量パーセントの範囲となる。このような無機充填剤の例は、日本国東京都郵便番号１０５（Ｔｏｋｙｏ１０５  Ｊａｐａｎ）、タツモリ（Ｔａｔｓｕｍｏｒｉ）から入手できるタツモリ（Ｔａｔｓｕｍｏｒｉ）ＰＬＶ−６及びＰＬＶ−４充填剤を含む。好ましくは、このシリカ向けの該粒子サイズは１０ミクロン未満である。
【００７１】
このような粒子材料の別の好ましい例は、ニュージャージー州（Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）テターボロ（Ｔｅｔｅｒｂｏｒｏ）のデガッサ社（Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって製品名エアロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）Ｒ−９７２で販売されているチキソトロポイック−シリカである。エアロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）Ｒ−９７２シリカは、摂氏１，７００度の融点、２．２の比重、及び約３．６−５．０のｐＨを有する疎水性アモルフォスヒュームドシリカであり、コーティングワニスを含有する溶剤の溶液粘度と、Ｂ段階の（さらに詳しくは下記を参照）絶縁層コーティングの溶融粘度の間の改善されたバランスを達成するために追加できる。これらの充填剤の粒子はそれぞれ、好ましくは約２００オングストロームから１５ミクロンの範囲内のサイズを有し、考えられる１つのサイズは約５ミクロンにすぎない。他も本発明における使用のために許容できるので、前記範囲は本発明を制限することを意図するわけではない。他の熱伝導性で、電気的に絶縁する充填剤は、該素子から周囲への伝熱を改善するために使用できるであろう。このような充填剤は酸化アルミニウム、９２％アルミナ、９６％アルミナ、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ベリリウム、酸化ホウ素、及び（高圧プロセスまたはプラズマＣＶＤプロセスのどちらかで作られる）ダイヤモンド粉末を含む。これらの充填剤の内、特に好ましいのは、その高い熱伝導率のため、酸化ホウ素及び窒化アルミニウムである。
【００７２】
好ましい粒子材料は、要すれば、γアミノプロピルトリエトキシシラン（Ａ１１００）、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（Ａ１８６）、または前述されたダウコーニング（Ｄｏｗ−Ｃｏｒｎｉｎｇ）のγ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン（Ｚ−６０４０）等の結合剤で下処理できる。粒子状物質の約０．２５重量パーセントであるこの結合剤の量は十分なものであることが判明している。該量は数単分子層以上であってはならない。使用されるような粒子は同を含まない樹脂材料に比較して最後の層に低膨張を提供する。さらに重要なのは、該粒子が摂氏（Ｃ）１度あたり２５から３５ｐｐｍ（１００万分の１）熱膨張範囲で相対的に低い等方性の膨張を有する完成した第２の絶縁層複合構造を保証する。さらに、粒子は破壊抵抗と疲労抵抗、相対的に低い吸湿及び該形成されたスルーホール及び他の、例えば外面上での以後の（特に銅との）メッキを容易にするほど十分な粗面テクスチャを提供する。そのため、粒子の特定の容量パーセンテージの追加により、製品の製造メーカによる熱膨張率（ＣＴＥ）の調整が可能になる。
【００７３】
前記絶縁層材料を使用して製造される複合絶縁層は、プロセス開発分析によって明示されるように、以下の重要な電気特性、熱特性、物理特性、及び熱膨張特性を所有してよい。絶縁層２はハロゲンフリー樹脂と低吸湿率樹脂と粒子の絶縁層であって、ファイバを含まないと解釈されるが、絶縁層１は、該明示された低ＣＴＥを有するファイバとの絶縁層であると理解される。これらの特性は以下の表１の通りである。
【表１】
2008091919.tif 000003
【００７４】
最終的に硬化された樹脂材料及びファイバを含有する絶縁層の結果として生じる複合誘電性構造（または独立している膜）は低吸湿率を有し、それをＰＣＢ及びチップキャリヤ向けの基板として非常に独特にする。等しく重要なことに、この複合層及び追加の類似する複合層は、定められるように段階に分けられると、従来のフォトリソグラフィック処理を使用して以後の回路形成処理を容易に受け入れる。好適実施形態では、所望される回路網は銅から形成され、このような処理を使用して適用される。この種の基板のフォトリソグラフィック処理はＰＣＢの分野では周知であり、追加の説明が必要とは見なされない。
【００７５】
前記複合材料において（例えば、通常は後述されるレーザを使用して）スルーホールを開けるとき、このようなスルーホールパターンのきわめて密な集中は、驚くべきことにその側壁のメッキが発生した後に該スルーホールの電気的な短絡なしに達成できる。すなわち、連続及び／または半連続繊維ガラス及び他の繊維性材料が初期の誘電性組成で活用されていたときにときおり発生したように、該メッキ材料（通常は銅）はスルーホールごとに移動しない。本発明の一実施形態では、前述されたように、絶縁層の１平方インチの中に合計１０，０００個のスルーホールを開けることが可能であり、本明細書の独特な教示を使用して達成可能な高密度スルーホールパターンの極端な例を表している。１平方インチ当たり約５００穴から１平方インチあたり約１０，０００穴に及ぶパターン密度は本発明の教示を使用して達成可能である。述べられたように、レーザ、特に毎秒２０から５０スルーホールという速度で動作できるＹＡＧレーザが、好ましくはこのような穴あけのために使用され、それぞれのスルーホールは直径２ミルとなり、該絶縁層を通って伸長する。このレーザは最高毎秒２５０のスルーホールを提供することもでき、その結果として生じるスルーホールは類似した直径を有するが、該絶縁層の中に部分的にだけ伸長する（前述されたように「ブラインドバイア」とも呼ばれる）。
【００７６】
本明細書の説明からさらに理解されるように、本明細書に形成される該回路基板のための特定の使用は、チップキャリヤまたはＰＣＢまたは本発明の譲受人によって製造され、販売されている製品のような他の電子部品実装製品の一部としてである。１つの特定の例は、名前ハイパーＢＧＡ（Ｈｙｐｅｒ−ＢＧＡ）チップキャリヤで販売されているチップキャリヤである（ハイパーＢＧＡ（Ｈｙｐｅｒ−ＢＧＡ）は譲受人、エンディコットインタコネクトテクノロジーズ社（Ｅｎｄｉｃｏｔｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．）の登録商標である）。本発明がチップキャリヤまたはさらに高水準のＰＣＢに限定されていないのは言うまでもない。
【００７７】
また、複数のこのような回路基板（例えば、やはりそれぞれ「コア」と呼ばれている基板で、特定の例は、該コアが１つまたは複数の電力面を含み、したがっておもにこの機能で働く場合に「パワーコア」と呼ばれているものである）は、最終製品について所望される操作要件に応じてキャリヤまたはＰＣＢの中に組み込まれてよいと理解される。下記に明示されるように、「コア」は導体及び絶縁層を含む他の層と容易に「積み重ねる」ことができ、はるかに厚い多層キャリヤまたは多層ＰＣＢを形成するために（好ましくは従来のＰＣＢ積層処理を使用して）ともに接合できる。
【００７８】
次に、このようにして形成される該積層板は、その該外側導電性層に回路パターンを形成するために従来のフォトリソグラフィック処理を含む追加の処理を受ける。後述されているように、このような外部パターンはソルダーボールのような導体が、そのように所望される場合に半導体チップ、ＰＣＢ及びチップキャリヤ等の他の部品に該構造を接続するために配置できる導電パッドを含むことがある。従って、本発明の一意の教示は多数の電子部品実装製品に適応できる。
【００７９】
重要なことに、本発明により、該回路基板（例えば、密な「コア」）をそのきわめて密なスルーホールパターン、及び他の層化された部分がこのような緻密化機能と操作機能を持っていない、さらに大きな多層構造内での相互接続機能と組み込むことが可能になる。したがって、「標準的な」多層製品はその構造の大部分について製造することができ、本明細書に教示されている一意のサブコンポーネントはこのような「規格」の従来の処理の部分として単に追加できるにすぎない。該回路基板コアが内部に設置される場合、それは該多層製品の他のあまり密ではない部分の間のきわめて密な接続を可能にし、このようにして前記製品に少なくともその一部において本発明の一意の機能を与える。
【００８０】
図１では、本明細書に教示されるように回路基板を形成する際の初期ステップの一例が示されている。このステップでは、第１の絶縁層１１が形成される。この第１の絶縁層１１は（前記に明示されたような）ハロゲンフリー樹脂、及び低ＣＴＥがその中に分散される（やはり前記に明示されたような）複数のファイバから構成される第２の絶縁層１２を含む。導電性層１３と１３'（好ましくはともに銅）が該絶縁層１１に、図示されるようにその対向する側面で接合されている。ただし、単一の側面の応用例も考えられる。各銅層１３と１３'は単に約７から１８ミクロンの厚さにすぎない一方、絶縁層１２は約１ミルから約６ミルの初期の厚さを有する。層１３と１３'は好ましくは、従来のＰＣＢ積層処理を使用して層１２の該対向する側面上に積層される。積層後、絶縁層１１は約３ミルから７ミルの厚さを含む。次のステップでは、層１３と１３'は「個人化」され、その結果図示されているように、該対向する側面の位置合わせされた向きに複数の開口部１５が形成される。
【００８１】
この特定の実施形態では、これらの開口部は、以下の説明からさらによく理解されるようにクリアランスホールとして働く。従来のＰＣＢフォトリソグラフィック処理は該開口部を形成するために使用されてよく、追加の説明は必要と見なされない。一例では、各開口部１５は約４ミルから８ミルの直径を有し、一実施形態では、１０，０００個もの数のこのような開口部が、各導電性層の表面積の１平方インチ当たりに設けられてよい。加えて、追加の回路特長に、１つまたは両方の層１３と１３'の中のこのような線路及びまたはパッドまたは（不図示）を与えることも本発明の範囲内である。絶縁層１１が最終的に「パワーコア」の一部としての機能を果たさなければならない場合、層１３と１３'は通常、その中に開口部１５を含むにすぎない。しかしながら、１つまたは両方の層１３と１３'が、例えば信号層としてのように別の立場で機能しなければならない場合には、他のパターンが提供される可能性がある。従って、図１の該パターンは本発明の範囲を限定することを意図していない。該組成の部分として該形成された樹脂を含む該絶縁層１２は、好ましくは「Ｂ段階（ステージ）」として技術で公知であるものにあり、それが完全にではなく、部分的にのみ硬化したにすぎないことを意味する。
【００８２】
図２には、本発明で使用するための第２の絶縁層２１が示されている。絶縁層２１は、低吸湿率の絶縁層２３、（前記に明示されたような）ハロゲンフリー樹脂、及びその中に分散されている（やはり前記に明示されたような）大量の無機粒子を含む。しかしながら、図１の絶縁層１２とは異なり、絶縁層２３は、前述された理由によりその中に連続または半連続のファイバを含んでいない。一実施形態では、層２３は約１ミルから約４ミルの初期厚さを有し、好ましくは銅である導電性層２５の上にコーティングプロセスによって付着されている。層２５は層１３と１３'に類似する厚さ、つまり約１２ミクロンから１８ミクロンを有する。該絶縁層２３を適用するための好ましいコーティング手順は、６００から１４００ｃｐｓの範囲の粘性を有する材料の分散を使用するリバースロールコーティングプロセスである。コーティングのために好ましい溶剤はメチルエチルケトンである。該コーティングは、乾燥させる（及び部分的に前進させる）ことに続き、摂氏約４３度から約６５度の範囲内のガラス遷移温度を有する。絶縁層２１のための結果として生じる厚さは約１から約３ミルであり、前記層１２と同様に、層２３は好ましくは「Ｂ段階」にある。好適実施形態では、２つのこのような絶縁層２１が形成される。
【００８３】
該２つの第２の絶縁層２１のそれぞれは該第１の絶縁層１１と位置合わせされ、該絶縁層は絶縁層１１に面し、その結果すべての３つの絶縁層は従来のＰＣＢ積層処理を使用してともに接合される。一例では、摂氏約２２０度の温度で、約９０分間の期間、１平方インチあたり（ＰＳＩ）約４００ポンドの総圧力が使用された。結果は、外側導電性層２５と（隙間開口部１５のある）該２つの内部導電性層１３と１３'を有する積層された複合層構造３１（図３）である。重要なことに、層２３からの該絶縁層材料は、積層熱及び圧力の結果として実質的には該開口部１５のそれぞれを充填する。これは、以下から理解されるように本発明の重要な態様である。図３に示されるように、結果として生じる構造物３１は約９ミルから約１２ミルの厚さを有してよい。また、この構造の該絶縁層１２と２３は、技術で「Ｃ段階」状態と呼ばれている段階にあり、硬化が実質的に完了していることを意味する。
【００８４】
重要なことに、該結合された絶縁層１１と２１、該内側導電性層１３と１３'及び該２つの外側導電性層２５のある該図３の構造が、後述されるように、回路基板としてのように働く、あるいは該さらに大きな多層構造の部分として働くために機能してよい。構造物３１は、図４の実施形態で定義されるように、これらの目的のどちらかのためにさらに修正されてもよい。より大きな基板製品の部分、つまり構造物３１が技術で「コア」基板とも呼ばれるものとして機能する場合、導電性層が完成した製品において電力面である場合は、例えば一例は電力コアである。しかしながら、通常、層２５は信号層として機能する。
【００８５】
図４では、該外側導電性層２５は、再び好ましくは層１３と１３'のために使用されたような従来のフォトリソグラフィック処理を使用して「個人化」される。一実施形態では、層２５は複数の信号線４１（断面で示されている）を含むが、その所望される最終用途に応じてこれらの要素は導電性パッドであってもよい。重要なことに、開口部４３もこのプロセスの部分として層２５の中に形成され、これらの開口部４３は導電性層１３と１３'で内部開口部１５のそれぞれの開口部と位置合わせする。このような「個人化」は、層２５が該最終製品における信号面としての機能を果たさなければならない場合に、あるいは該図４の構造が部品のリード線またはソルダーボール等の外部接続要素への結合のためにパッドまたは類似物を形成するためにそのまま使用されなければならない場合に実行される。本明細書に明示されている実施形態では、構造３１は好ましくはより大きな多層構造の一部を形成することであるため、層２５は信号面として機能する。
【００８６】
図５では、開口部５１は構造物３１の中に形成され、その該一方の外面（上部）から他方の下面に伸長する。一実施形態では、絶縁層１１内の内部クリアランスホール（１５）のそれぞれの位置合わせされる組について１つの開口部が形成される。開口部５１は直径２ミル以下を含んでよく、例えばＹＡＧレーザのようなレーザ穴あけを使用して形成される。このような開口部のさらに低い密度のパターンが所望される場合には、機械的なドリルを使用して該開口部を形成することも可能である。開口部５１の形成に続き、該開口部の該壁は、ＰＣＢ技術で公知の従来の電気メッキ処理を使用して、導電性の冶金５３、好ましくは銅または銅合金でメッキされる。一実施形態では、この冶金の層はわずか約０．５ミルから約２．０ミルの厚さを有してよい。その結果はきわめて密なパターンでのスルーホールの形成であり、各スルーホールは、言及されたように構造物３１全体の厚さを通って伸長する。図３と図４の合成物のように、図５の該合成物も回路基板であり、例えばチップキャリヤ等のスタンドアロン基板として、またはさらに大きな多層構造における他の類似する回路基板とを含む、言及されたように、他の導電性層と絶縁層と組み合わされた使用される「コア」構造として働いてよい。言うまでもなく、該スルーホールの追加により、図５の該基板はより大きな相互接続機能をもって機能できるようになり、したがって本発明のこの特定のバージョンは今日のさらに要求の厳しい機能要件を満たす上でより望ましくなる。
【００８７】
開口部１５の中の絶縁層２１からの該絶縁層２３が存在するために、この絶縁層の中にファイバが存在しないために、接続性が図５の実施形態で大幅に強化されていることに留意することが重要である。すなわち、該メッキされた冶金５３は開口部１５によって形成される範囲内でファイバのない絶縁層の上に付けられるにすぎない。したがって上述したように、治金５３と導電性層１３と１３'間の望ましくないファイバ型の電気接続の可能性は実質的に除去される。最終製品の中の場所での電機短絡の防止を保証する一方で、それにより高密度接続が可能になるため、これは本発明の重要な機能である。理解できることだが、このような電気的な短絡はその使用目的について該製品を操作不可能にするであろう。
【００８８】
前記に明示される実施形態に対する代替策として、図５に示されるよりも早期に該合成物の中に他の開口部を形成することも可能である。具体的には、開口部は図２の該２つの絶縁層２１との接合の前に、該絶縁層１１内で形成でき、その結果該第２の絶縁層の該絶縁層２３は積層の間に該第１の絶縁層に流れ込むであろう。このような開口部は図１と図３の両方で、透視して示され、数字５５によって表され、図３の実施形態では、絶縁層２３をその中に含むように理解される。このようにして、以後図５の該合成物を通して開口部５１を形成した結果、これらの開口部はファイバのない絶縁層材料を通って完全に伸長する。望ましくないファイバ型の接続の可能性は、この構造によってなおさらに防止される。
【００８９】
図６では、該構造物３１の対向する側面での追加の絶縁層７１の追加が（透視で）示され、これらの追加された絶縁層のそれぞれでの追加の導電性層７３が（やはり透視で）示されている。図６は、複数の追加の絶縁層及び導電性層が、図３から図５に示されている層の数以上を有する、ＰＣＢまたは積層板チップキャリヤ等のさらに厚い多層最終製品を形成するために該図６の構造に追加されてよいという事実を表すことを目的としている。前述されたように、このようにさらに大きく、さらに厚い構造の中に、図６に示されるような複数のこのような内部の回路基板「コア」を組み込み、したがって本発明の教示による最終構造をその中の複数の場所に与えることも可能である。このために、図５の該実施形態は、やはり前述されたように、やはりこのような「コア」と見なすことができる。最後に、該最終構造の中へのその積層の間にそれぞれの位置合わせされた組の間の公知の「ステッカーシート」絶縁層を活用し、該図５の構造の２つまたは３つ以上を、多層合成物（回路基板アセンブリ）を形成するためだけに活用することも本発明の範囲内である。選択がどちらであれ、該現在「ビルドアップ基板」のそれぞれの中の該スルーホールは電気的に相互接続されてよく、それによって所望される場合、該構造自体の全体を通してを含み、該最終的な回路基板アセンブリ構造の選択された部分を通して導電性経路を提供する。
【００９０】
例えば、本明細書に示されているタイプの３つの現在の「ビルドアップ基板」が多層最終構造（例えば、多層ＰＣＢ）を形成するために結合される場合、例えば前記に明示されたメッキ動作によって、この中間ビルドアップ基板の対向する側面で接合される該２つの外部ビルドアップ基板の該スルーホールの間でいったん導電性にされると、該中間ビルドアップ基板の該スルーホールが電気的な相互接続を提供することは明らかである。
【００９１】
該追加された絶縁層と導電性層に加えて、電子部品を該図６の構造に結合することも可能であり、このような接続を形成する一例は、ともに数字７７で表され、やはり透視で示されている半導体チップまたはチップキャリヤ等の電子部品に該構造を接続する、ソルダーボール７５（透視）を使用することである。部品は図６の該多層構造の両側に結合されてよい。該図６の構造は、このようにして回路基板と、それに電気的に結合され、その一部を形成する少なくとも１つの電子部品を含む、回路基板アセンブリであると理解される。
【００９２】
前述されたように、本明細書の教示に従って形成される各回路基板は、ＰＣＢ、チップキャリヤ等の公知のタイプのさらに大きな基板の中で活用されてよい。図７は、一方はチップキャリヤ８３であり、他方はＰＣＢ８５であるこれらのさらに大きなコンポーネントの２つを描いており、該キャリヤは該ＰＣＢの上に配置され、該ＰＣＢに結合され、それによって電気アセンブリ８１を形成する。ＰＣＢ８５は、パソコン、メインフレーム、コンピュータサーバ等の形を取ってよい、図８に示されているような情報処理システムの中に設置され、情報処理システムに電気的に結合されてよい。
【００９３】
チップ８３は、図示されるように、通常はＰＣＢ８５等の基礎をなす基板上に設置され、該基板に電気的に結合されている。また、このようなキャリヤは、通常、その上に取り付けられ、また該キャリヤに電気的に結合されている半導体チップ８７も有する。図７の実施形態では、チップとキャリヤの間、及びキャリヤとＰＣＢの間の該接続は、それぞれソルダーボール８９と８９'を使用して達成される。このような接続は技術で公知であり、追加の説明は必要と見なされない。図７の意義は、このようにしてその部分を形成する、該チップキャリヤ８３とＰＣＢ８５の中での本発明の該回路基板９１（透視）の１つまたは複数の使用を示すことである。ただ１つの基板はキャリヤ８３内に示されているが、２つの基板９１がＰＣＢ８５内で使用されるとして示されている。
【００９４】
前述されたように、本発明は示されている数に限定されていない。例えば、それぞれが特定の回路が形成された「コア」（例えば「パワーコア」）をＰＣＢ内で形成する、３つまたは４つ以上の基板９１が、本発明のきわめて有利な教示を該ＰＣＢに与えるために活用されてよい。あるいは、前述されたように、該ＰＣＢまたはチップキャリヤ積層板全体は、ここに教示されるように回路基板から構成されてよい。したがって、多くのさまざまな組み合わせが可能である。
【００９５】
図８では、本発明の一実施形態に従って情報処理システム１０１が示されている。システム１０１は、パーソナルコンピュータ、メインフレームコンピュータ、コンピュータサーバ等を備えてよく、その内のいくつかのタイプは技術で周知である。システム１０１は、本明細書に教示されるように、図７に示されるように、ＰＣＢ８５とキャリヤ８３の両方を含む電気アセンブリの１つまたは複数を含んでよく、これらは図８で数字１０３で表されている。非表示のこの完成したアセンブリは、依然としてさらに大きなＰＣＢまたは他の基板（不図示）に取り付けられてよく、１つの例は、万一このような基板が必要とされる場合にははるかに大きなサイズの「マザーボード」である。
【００９６】
これらの構成要素は、これらが中に入れられ、したがってシステム１０１の部分を形成する、該多様な電子部品及び他の部品を収容するように設計される適切な筐体１０５の後部にあるため非表示である。ＰＣＢ８５は、代りにシステム１０１内にこのような「マザーボード」を備えてよく、したがってその上に取り付けられる追加のプリント基板「カード」を含む追加の電気アセンブリを含んでよく、このような追加の「カード」は同様におそらくその部分として追加の電子部品も含む。
【００９７】
従って、本明細書の該独特の教示に従って作られる該電気アセンブリが、情報処理システム１０１等の、はるかに大きなシステムの一部として複数の多様な構造で活用されてよいことが分かり、理解される。追加の説明は必要であると考えられない。
【００９８】
現在本発明の好適実施形態であると見なされているものが示され、説明されてきたが、多様な変更及び変型が、添付クレームによって明示されるように本発明の範囲から逸脱することなくその中で加えられてよいことが当業者に明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態による回路基板を製造するために活用される第１ステップを表す部分拡大断面図である。
【図２】同第２ステップを表す部分拡大断面図である。
【図３】同第３ステップを表す部分拡大断面図である。
【図４】同第４ステップを表す部分拡大断面図である。
【図５】同第５ステップを表す部分拡大断面図である。
【図６】所望される場合、図５の該構造に追加されてよい追加の層及び要素を描く部分拡大断面図である。
【図７】図１から図６よりはるかに小さな尺度で、本明細書に定義され、本明細書の教示に従って製造される該回路基板の１つまたは複数を活用してよい電気アセンブリの正面図である。
【図８】本明細書に教示される該回路基板の１つまたは複数を活用できる本発明の一態様による情報処理システムの斜視図である。
【符号の説明】
【０１００】
１１    第１の絶縁層
１２    第２の絶縁層
１３    導電性層
１５    開口部
２１    第２の絶縁層
２３    絶縁層
２５    導電層
３１    構造物
４１    信号線
４３    開口部
５１    開口部
５３    メッキ
５５    開口部
７１    絶縁層
７３    導電性層
７５    ソルダーボール
７７    電子部品
８１    電気アセンブリ
８３    チップキャリア
８５    ＰＣＢ
８７    半導体チップ
８９    ソルダーボール
９１    基板
１０１    情報処理システム
１０３    電気アセンブリ
１０５    筺体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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