(57)【要約】【課題】ＬＣＰ誘電体による多層構造およびその形成方法を提供する。【解決手段】ページは、ある配列順序でＮ（Ｎ≧２）個の副構造をスタックすることによって生成する。１対の隣接する副構造のそれぞれの第１副構造は、１対の隣接する副構造の第２副構造に結合されるＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体材料を含む。このページを、ページ中のＬＣＰ誘電体材料のネマチック−アイソトロピック転移温度のうち最低のものよりも低い温度にかける。保持時間および高圧は、ページ中のすべてのＬＣＰ誘電体材料を塑性変形させ、１対の隣接する副構造のそれぞれの第１および第２副構造の間に配設される外因性接着層を用いずに１対の隣接する副構造をそれぞれ積層するのに十分なものである。【選択図】図１３
2004136671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　第１層と、
　第２層とを備え、
　前記第１層が第１ＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体材料を含み、前記第１ＬＣＰ材料を前記第２層に結合する外因性接着材料を用いずに前記第１ＬＣＰ材料が前記第２層に直接結合されるように前記第１層が前記第２層に結合される、多層構造。
【請求項２】
　前記第１ＬＣＰ誘電体材料が、前記第１層を前記第２層に結合する前に前記第１ＬＣＰ誘電体材料中に存在したポリマー鎖構造およびそれに関連した方向と本質的に同じポリマー鎖構造およびそれに関連した方向を有する、請求項１に記載の多層構造。
【請求項３】
　前記第１ＬＣＰ誘電体材料が、前記第１層を前記第２層に結合する前に前記第１ＬＣＰ誘電体材料中に存在したＣＴＥ（熱膨張係数）と本質的に同じＣＴＥを有する、請求項１に記載の多層構造。
【請求項４】
　前記第２層がＬＣＰ誘電体材料を含まない誘電体層である、請求項１に記載の多層構造。
【請求項５】
　前記第２層が第２ＬＣＰ誘電体材料を含み、前記第１ＬＣＰ材料を前記第２ＬＣＰ材料に結合する外因性接着材料を用いずに前記第１および第２ＬＣＰ材料が互いに直接結合される、請求項１に記載の多層構造。
【請求項６】
　前記第２層が誘電体材料を含み、信号面が前記第１および第２層に接触するように前記多層構造内部の一部分中に埋め込まれた信号面をさらに備える、請求項１に記載の多層構造。
【請求項７】
　前記第２層が、前記第１ＬＣＰ材料を電力面に結合する外因性接着材料を用いずに前記第１層の前記第１ＬＣＰ誘電体材料に結合される電力面を備える、請求項１に記載の多層構造。
【請求項８】
　前記電力面が、前記第１ＬＣＰ誘電体材料で充填される貫通孔を備える、請求項７に記載の多層構造。
【請求項９】
　第２ＬＣＰ誘電体材料を含み、前記第２層が前記第１および第３層にはさまれるように前記第２層に結合される第３層をさらに備え、前記第２ＬＣＰ材料が、前記第２ＬＣＰ材料を前記電力面に結合する外因性接着材料を用いずに前記電力面に直接結合される、請求項７に記載の多層構造。
【請求項１０】
　前記電力面が、前記第１ＬＣＰ誘電体材料、前記第２ＬＣＰ誘電体材料およびその組合せからなる群から選択される材料で充填される貫通孔を備える、請求項９に記載の多層構造。
【請求項１１】
　Ｎが少なくとも２であるＮ個の副構造をある配列順序でスタックすることを含むページを生成するステップであって、１対の隣接する副構造のそれぞれの第１副構造が、前記１対の隣接する副構造の第２副構造に結合されるＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体材料を含むステップと、
　前記ページ中のすべてのＬＣＰ誘電体材料を塑性変形させ、１対の隣接する副構造のそれぞれの前記第１および第２副構造の間に配設される外因性接着層なしで、１対の隣接する副構造をそれぞれ積層させるのに十分な保持時間かつ高圧で、前記ページ中の前記ＬＣＰ誘電体材料のネマチック−アイソトロピック転移温度のうち最低のものよりも低い温度を前記ページに加えるステップとを含む、多層構造を製作する方法。
【請求項１２】
　前記保持時間全体にわたって、前記ページ中のすべてのＬＣＰ誘電体材料のポリマー鎖構造およびそれに関連した方向が本質的に変化しないままである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
　前記保持時間全体にわたって、前記ページ中のすべてのＬＣＰ誘電体材料のＣＴＥ（熱膨張係数）が本質的に変化しないままである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
　前記高圧が、約１０００ｐｓｉ（０．７ｋｇ／ｍｍ２）〜約３０００ｐｓｉ（２．１ｋｇ／ｍｍ２）の範囲の値をとる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
　前記Ｎ個の副構造の第１の１対の副構造の第１副構造が第１ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記第１の１対の副構造の第２副構造が誘電体層を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
　前記Ｎ個の副構造の第１の１対の副構造の第１副構造が第１ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記第１の１対の副構造の第２副構造がＰ副構造を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
　前記Ｐ副構造が貫通孔を備え、前記温度をかけるステップが前記第１ＬＣＰ誘電体材料で前記孔を充填することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
　前記Ｎ個の副構造の第１の１対の副構造の第１副構造が第１ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記第１の１対の副構造の第２副構造がＤＳ副構造を備え、前記温度をかけるステップで、前記Ｄ副構造と前記ＤＳ副構造の信号面の間に介在する外因性接着材料を用いずに、前記Ｄ副構造が前記ＤＳ副構造の信号面に積層されるような順序で前記第１および第２副構造が配列される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
　前記Ｎ個の副構造の第１副構造が第１ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記Ｎ個の副構造の第２副構造がＰ副構造を備え、前記Ｎ個の副構造の第３副構造が第２ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記温度をかけるステップで、前記第１および第３副構造がそれぞれ前記第２副構造の対向面に積層されるような順序で前記第１、第２および第３副構造が配列される、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
　前記Ｐ副構造が貫通孔を備え、前記温度をかけるステップが、前記第１ＬＣＰ誘電体材料、前記第２ＬＣＰ誘電体材料およびその組合せからなる群から選択される材料で前記孔を充填することを含む、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、多層積層構造を形成するためのＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体被膜の積層に関する。
【背景技術】
【０００２】
　多くの応用例向けに多層積層物を備える有機基板の開発が行われ、また継続中である。しかし、現在、多層積層物の製作を特徴づけているコストおよび非効率性を低減することが望ましいはずである。
【特許文献１】米国特許第６，２７４，２４２号
【特許文献２】米国特許第５，９００，２９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　本発明は、ＬＣＰ誘電体被膜による多層積層構造及びその形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
　第１実施形態では、本発明は、
　第１層と、
　第２層とを備え、
　前記第１層が第１ＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体材料を含み、前記第１ＬＣＰ材料を前記第２層に結合する外因性接着材料を用いずに前記第１ＬＣＰ材料が前記第２層に直接結合されるように、前記第１層が前記第２層に結合される多層構造を提供する。
【０００５】
　第２実施形態では、本発明は、
　Ｎが少なくとも２であるＮ個の副構造をある配列順序でスタックすることを含むページを生成するステップであって、１対の隣接する副構造のそれぞれの第１副構造が、前記１対の隣接する副構造の第２副構造に結合されるＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体材料を含むステップと、
　前記ページ中のすべてのＬＣＰ誘電体材料を塑性変形させ、１対の隣接する副構造のそれぞれの前記第１および第２副構造の間に配設される外因性接着層なしで、１対の隣接する副構造をそれぞれ積層させるのに十分な保持時間かつ高圧で、前記ページ中の前記ＬＣＰ誘電体材料のネマチック−アイソトロピック転移温度のうち最低のものよりも低い温度を前記ページに加えるステップとを含む、多層構造を製作する方法を提供する。
【０００６】
　有利には、本発明により、多層積層物の製作において、加工時間および加工コストが減少し、誘電体層の厚さが減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
　ＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体材料は、良好な誘電特性、低コスト、および良好な機械的特性を含めて、誘電体層を形成するための多くのプラスの属性を有する。ＬＣＰ誘電体材料は、良好な引裂き抵抗および良好な引張り抵抗などポリイミドの特性に類似のいくつかの特性を有し、それによってＬＣＰ誘電体材料は、極めて薄い層の加工（たとえば、回路形成、メッキ処理など）に適したものになっている。ＬＣＰ被膜は、ポリイミド被膜に比べて、より良好な電気特性、より良好な水分耐性、より良好な寸法安定性、およびより低いコストなどの利点をもたらし得る。しかし、一般に、ＬＣＰ被膜またはポリイミド被膜で多層構造を形成するには、接着性誘電体被膜を使用する必要がある。本発明は、外因性の介在接着層を必要とせずに、ＬＣＰ誘電体材料を（金属層または誘電体層などの）材料層に接着する方法を開示する。それによって、層の厚さ、加工コスト、および材料コストが減少する。さらに、このタイプのＬＣＰ誘電体被膜は、ハロゲン・ベースの添加物を使用しない難燃剤である。これらの誘電体でできている多層複合物もハロゲンを使用しない難燃剤となり得る。
【０００８】
　本発明とともに使用することができる市販のＬＣＰ誘電体材料は、熱可塑性の挙動を示すＢＩＡＣサーモトロピック液晶ポリマーである。これは、W. L. Gore & Associates社でシートまたはロールの形で製造されている。ＢＩＡＣ液晶ポリマーに関する情報は、http://www.gore.com/electronicsのウエブ・サイトから得られる。本発明とともに使用することができる別の市販のＬＣＰ誘電体材料は、熱可塑性の挙動を示すＺＹＶＥＸサーモトロピック液晶ポリマーである。これは、Rogers社でロールの形で製造されている。一般に、所与の応用例において所望の材料特性に応じて、任意のＬＣＰ誘電体材料が本発明で潜在的に使用可能である。
【０００９】
　（２００１年発行のOnoderaらの）米国特許第６，２７４，２４２号（「Onodera'242」）は、周知のサーモトロピック液晶ポリエステルおよびサーモトロピック液晶ポリエステルアミドを含むＬＣＰ被膜を製作する方法を開示している。参照によりその全体を本明細書に合体する。前記ＬＣＰ被膜は、Onodera'242の表１〜４に明らかにされている４種類の化合物から用意する。この４種類の化合物から得られる合成ＬＣＰ構造単位の例が、Onodera '242の表５に示されている。Onodera'242に開示されているＬＣＰ誘電体は単なる例であり、他の多くのＬＣＰ誘電体が本発明の範囲に含まれる。一般に、当業者に周知の任意の方法を使用して、ＬＣＰ誘電体材料を製作することができる。
【００１０】
　ＬＣＰ誘電体は、３つの相のうちの１つの状態で存在し得る。３つの相とは、液晶相（たとえば、ネマチック、スメクチック、コレステリック）、アイソトロピック相、および化学的に不安定な相であり、これらはそれぞれ３つの温度ドメイン、すなわち、液晶温度ドメイン、アイソトロピック温度ドメイン、および化学的に不安定な温度ドメインに対応する。
【００１１】
　液晶相すなわち液晶温度ドメインでは、局在分子領域すなわちＬＣＰ誘電体ドメインは、たとえば加工によって配向される（すなわち、異方性をもって分布する）ポリマー鎖を備える。液晶相では、異なる局在分子ドメインが異なる配向性を有し得、多くの局在分子ドメインが配向性をわずかしかもたないか、あるいはまったくもたないことがある。一般に、これらのポリマー鎖は完全には剛直ではない。配向性を有するこうした局在分子ドメインは、分子ドメインまたは隣接分子群あるいはその両方を含み得、それによって、局在分子ドメインの空間的な範囲は、千または数百オングストロームあるいはそれ未満という程度になる。ＬＣＰ誘電体の巨視的な材料特性（たとえば、ＣＴＥ（熱膨張係数）、誘電率、熱伝導度など）は、局在分子領域中の配向の影響を受け、ＬＣＰ誘電体材料の材料特性は、配向に応じた異方性を示す。ＬＣＰ誘電体の巨視的な材料特性は、局在分子領域の形状、サイズ、形状分布、およびサイズ分布にも依存する。
【００１２】
　ＬＣＰ誘電体材料は、液晶相で所望の材料特性をもたらす配向性を作り出すような当業者に周知の技術で製造される。このような技術には、とりわけ、ＬＣＰ誘電体材料を所定の温度および速度でロールから解く際に、被膜の押出し、あるいはロール方向かつロール方向に直交する方向への引張りによってＬＣＰ誘電体材料に２次元せん断を与えることが含まれる。あるいは、強力な分極電場によってもこのせん断を与えることができる。
【００１３】
　温度が液晶温度範囲内、すなわち、ネマチック−アイソトロピック転移温度（ＴＮＩ）と呼ぶ温度よりも低い場合、ＬＣＰ誘電体材料は液晶相のままである。すなわち、ＴＮＩは、ＬＣＰ誘電体材料が液晶相からアイソトロピック相に転移する温度を表わす。ＴＮＩの数値は、使用する個々のＬＣＰ誘電体材料によって決まる。さらに、ＬＣＰ誘電体材料の配向性および得られる巨視的な材料特性は、温度が液晶温度範囲内にとどまり、液晶温度範囲からはずれないならば、本質的に、温度変化に対して不変である。温度が液晶温度ドメイン内で変化しても、液晶相における熱エネルギーが、ＬＣＰ誘電体材料のポリマー鎖の方向性を再配向させる（すなわち、分子間引力に打ち勝つ）には不十分なので、巨視的な材料特性は保存される。
【００１４】
　液晶相で高圧を受けると、ＬＣＰ誘電体材料は塑性変形する。たとえば、チップ・キャリアの製造において、加えられる規定圧力と、局所的な幾何形状の不規則性、たとえば、表面粗さ、信号ライン、バイアなどから生じる応力集中との組合せから高圧が生じることがある。したがって、高圧かつ液晶相範囲内の高温で（誘電体、金属などを含む）材料層にＬＣＰ誘電体材料を積層する場合、ＬＣＰ誘電体材料は塑性変形し、その材料層の表面の巨視的な幾何形状および表面フィーチャ（たとえばバイア）にならうことになる。保持時間中、液晶相を保ちながら十分な加圧状態のもとで、ＬＣＰ誘電体材料がそれに接する層の表面および表面フィーチャに塑性的にならうことができるというこのような能力は、本発明の発明者による実験によってわかった予期せぬ結果であり、本発明の原理的な基礎として働くものである。本発明では、ＬＣＰ誘電体材料を、その巨視的な材料特性を保存しながら、塑性変形させその結果隣接面に接着させるのに十分な加圧状態のもとで、液晶温度ドメインの範囲内で温度を上げることにより、ある材料層の隣接面に積層することができる。この塑性接着プロセスでは、ＬＣＰ誘電体材料をそれに接する層に結合する外因性接着層の存在を必要としない。
【００１５】
　図１に、本発明の実施形態による、ポリマー鎖が配向された状態のネマチック・タイプ液晶相の局在分子ドメイン２００を示す。ドメイン２００は、ポリマー鎖２０１〜２０８の方向全体にわたって角度的に総和平均したものである平均方向がほぼ２１０の方向であるように配向されたポリマー鎖２０１〜２０８を含む。こうした角度の総和平均は、（所与のポリマー鎖の異なる成分は角度の総和平均において異なる重み付けすることができるなど）当業者に周知の様々な方法で行うことができる。しかし、角度平均を定義するのに使用する特定の定義にかかわらず、図の方向の角度分布ははっきりと異方性を示しており、方向２１０またはそれに近い好ましい方向が存在する。
【００１６】
　図に、ポリマー鎖２０１〜２０８をそれぞれ、剛直成分および半可撓性成分を交互に配置した直鎖として示す。たとえば、ポリマー鎖２０４は、成分２２１、２２３および２２５が剛直成分であり、成分２２２、２２４および２２６が半可撓性成分である順序のポリマー成分２２１〜２２６を含む。剛直成分の例は、たとえば（Onoderaらの）米国特許第６，２７４，２４２号（表１、２、３、４および５参照）および（Moriyaの）米国特許第５，９００，２９２号（式１、２、３および４参照）に開示されている置換芳香環（たとえば、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレンなど）の繰返し単位を含むポリマー骨格を有するポリマーである。この剛直成分は、反応性官能基（たとえば、ヒドロキシ、アミン、シアナート、カルボン酸、およびそれらの組合せなど）を有し得る。半可撓性成分の例は、脂肪族セグメントなどの繰返し単位（たとえば、オキシメチレン単位、オキシエチレン単位、ビニルエーテル単位、シロキサン単位など）を含むポリマー骨格を有するポリマーである。この半可撓性成分は、化学的官能基（たとえば、ヒドロキシ、アミン、シアナート、カルボン酸、およびそれらの組合せなど）を有し得る。こうしたポリマーは、２種類の方法で用意することができる。第１に、隣接する剛直成分および半可撓性成分の端部を互いに化学的に結合して、ポリマー鎖中にエステル結合、エーテル結合、アミド結合などを形成することができる。第２に、隣接する剛直成分の端部を互いに化学的に結合して、ポリマー鎖中にエステル結合、エーテル結合、アミド結合（など）を形成することができる。第２の場合、結合部または結合セグメント（エステル、エーテル、アミドなど）は、半可撓性成分だけのはずである。
【００１７】
　図１に、それぞれ剛直成分および半可撓性成分を交互に配置した直鎖であるポリマー鎖２０１〜２０８を示すが、（たとえば、剛直成分および半可撓性成分を交互に配置しないような順序の）任意の剛直成分および半可撓性成分の直鎖も、局在分子ドメインの範囲に含まれる。図１には、それぞれ複数の成分からなる直鎖であるポリマー鎖２０１〜２０８を示すが、任意のポリマー鎖構造が局在分子ドメインの範囲に含まれる。たとえば、局在分子ドメインは、直鎖に結合した１つまたは複数の側鎖を備える鎖構造を代わりに含むこともできるし、あるいはそれをさらに含むこともできる。図１には、２次元で表現した直鎖を示すが、一般に、局在分子ドメインは、３次元空間で配向された鎖構造を有する。たとえば、ポリマー鎖２０１〜２０８の一部は、図１に示す紙面の上下に延びてもよい。したがって、図１は、３次元的な局在分子ドメインを２次元表面上に投影したものとみなすことができ、描かれた鎖は紙面の上下に延びることもできる。
【００１８】
　ネマチック−アイソトロピック転移温度（ＴＮＩ）またはそれよりも高い温度で存在するアイソトロピック相すなわちアイソトロピック温度ドメインでは、ＬＣＰ誘電体中で分子の拡散および移動を可能にして配向性を変えるのに十分な利用可能な熱エネルギーが存在する。したがって、温度がＴＮＩ未満からＴＮＩを超えて変化すると、配向性の低下があり、方向はよりランダムになる。その結果、一般に、巨視的な材料特性は、上記で述べたようにＬＣＰ誘電体材料中のポリマー鎖の方向の影響を受けるので、ＴＮＩ未満の温度からＴＮＩを超える温度への温度転移において、変化することになる。アイソトロピック温度範囲内のある温度で、ある材料層にＬＣＰ誘電体材料を積層すると、ＬＣＰ誘電体材料は軟化し液化して、その材料層の表面および表面フィーチャの巨視的な幾何形状中に流れ込む。その後冷却すると、その熱履歴および加工された配向性は変化する。対照的に、液晶温度範囲内のある温度で、十分に加圧して、ある材料層にＬＣＰ誘電体材料を積層すると、ＬＣＰ誘電体材料は流動化せず、そうではなく上記で説明したように、塑性変形して、その材料層の表面および表面フィーチャの巨視的な幾何形状になる。本発明は、液晶温度範囲内の温度でのみ、ある材料層にＬＣＰ誘電体材料を積層することを教示し、したがって、積層プロセス中、巨視的な材料特性を保存する発明を教示する。液晶温度範囲内で温度をより低くすると、材料の融解の危険性や大きな領域のドメイン再配向の危険性が防止される。追加の利点は、ある材料層にＬＣＰ誘電体材料を結合するための外因性接着層の必要がないことである。
【００１９】
　図２に、本発明の実施形態による、ポリマー鎖の配向性がほとんどないか、あるいは全くないアイソトロピック相の局在分子ドメイン２５０を示す。ドメイン２５０は、ポリマー鎖２５１〜２６１の方向全体にわたって角度的に総和平均したものである平均方向がほぼ「ゼロ」である、すなわち、本質的に、好ましい角度の向きまたはドメイン２５０に関連する方向がないように配向されたポリマー鎖２５１〜２６１を含む。
【００２０】
　図に、ポリマー鎖２５１〜２６１をそれぞれ、剛直成分および半可撓性成分を交互に配置した直鎖として示す。たとえば、ポリマー鎖２５９は、成分２７１、２７３、２７５および２７７が半可撓性成分であり、成分２７２、２７４および２７６が剛直成分である順序のポリマー成分２７１〜２７７を含む。図２のポリマー鎖中の剛直成分および半可撓性成分はそれぞれ、図１のポリマー鎖中の剛直成分および半可撓性成分に類似しており、図１に関連して上記で論じた剛直および半可撓性のポリマー成分の例が、図２の剛直成分および半可撓性成分にも同様に当てはまる。
【００２１】
　図２に、それぞれ剛直成分および半可撓性成分を交互に配置した直鎖であるポリマー鎖２５１〜２６１を示すが、（たとえば、剛直成分および半可撓性成分を交互に配置しないような順序の）任意の剛直成分および半可撓性成分の直鎖も、局在分子ドメインの範囲に含まれる。図２には、それぞれ複数の成分からなる直鎖であるポリマー鎖２５１〜２６１を示すが、任意のポリマー鎖構造が局在分子ドメインの範囲に含まれる。たとえば、局在分子ドメインは、直鎖に結合した１つまたは複数の側鎖を備える鎖構造を代わりに含むこともできるし、あるいはそれをさらに含むこともできる。図２には、２次元で表現した直鎖を示すが、一般に、局在分子ドメインは、３次元空間で配向された鎖構造を有する。たとえば、ポリマー鎖２５１〜２６１の一部は、図２に示す紙面の上下に延びてもよい。したがって、図２は、３次元的な局在分子ドメインを２次元表面上に投影したものとみなすことができ、描かれた鎖は紙面の上下に延びることもできる。
【００２２】
　ネマチック−アイソトロピック転移温度（ＴＮＩ）よりもかなり高い温度で起こる化学的に不安定な相すなわち化学的に不安定な温度ドメインでは、ＬＣＰ誘電体中で化学的な分解が生じるのに十分な利用可能な熱エネルギーが存在する。化学的に不安定な相は、本発明には関連しない。
【００２３】
　本発明は、ＬＣＰ誘電体材料を（誘電体層または金属層あるいはその組合せなどの）材料層に結合する方法を開示する。本発明の背景として、以下の議論では、本発明の発明者によって行われた試験を説明する。１９９４年までさかのぼる試験では、本発明者は、当技術分野では周知でありかつ教示されているように、精密温度制御を使用して、示差走査熱分析（differential scanning calorimetry）および平行板流動度測定（parallel platerheometry）によって決められる「融解」温度（すなわちＴＮＩ）よりもやや高いか、あるいはやや低い温度で材料を積層する手法で、多層構造を構築するためのＬＣＰの融解加工を試みた。これらの実験は、得られた積層物の接着性、積層厚さ、端部のはみ出し、そして重要なことには物理的特性において一貫性のない結果が得られることを特徴としている。特に注目すべきことは、一貫性のない熱膨張係数の変化が生じたことである。これは、ベースになる積層物の特性が変化し、それらの特性を意図したことに使用するための有用性が本質的になくなり、したがって、多層回路を形成するには接着層を使用することが必要であることをはっきりと示すものである。
【００２４】
　対照的に、２００２年６月から９月にかけて行った実験では、温度をＴＮＩ未満に下げることによって、ベースになる積層物の特性を変えずに安定した接着が得られることが示されている。たとえば、両面に１５μｍの銅被覆を備えた厚さ２ミル（５１μｍ）のGore社製ＢＩＡＣ材料を使用した。本発明者は、銅をエッチング除去し、納入業者から受け入れた状態のＣＴＥ（熱膨張係数）が約２０〜２５ｐｐｍ／℃であることを確定した。熱−機械分析器（thermalmechanical analyser）を使用して、約１３×１８インチ（３３ｃｍ×４６ｃｍ）の寸法のパネル上の様々な位置でＣＴＥを求めた。ｘ座標方向およびｙ座標方向で（すなわち、ＢＩＡＣ層の厚さ方向に直交し、かつ互いに直交する２方向で）ＣＴＥを測定した。被膜−ファイバ構成とそれよりは従来型の接触プローブを使用してこれらの測定を行った。
【００２５】
　個々のＬＣＰ層の特性を決定した後、多層積層物を用意した。この積層物は、銅被覆をエッチング除去したGore社製ＢＩＡＣ材料を使用して形成した４層厚および６層厚の複合物を含んでいた。これらの部品を、毎分華氏１５度（８℃）の温度上昇率で華氏５６０度（２９３℃）まで加熱することを含む積層プロセスにかけ、その後、約２０〜３０分間保持し、次いで、毎分約華氏２０度（１１℃）の速度で室温まで冷却した。特許請求の範囲を含め、本明細書では、保持時間は、すべての加工ステップを含む全積層プロセス中に積層中の部品が受ける（統計的な分散およびその他の小さな変動による妥当な温度公差を含む）最高温度に部品がかけられる時間間隔と定義する。最高温度の華氏５６０度（２９３℃）は、Gore社製ＢＩＡＣ材料の（ここでは本質的にＴＮＩと同じと仮定する）液晶転移温度である華氏６３５度（３３５℃）よりも低いことに留意されたい。積層形成は、電気加熱式鋼製圧板を備える平台プレス機を使用して実施した。圧力は、加工全体を通じて２５００ｐｓｉ（１．８ｋｇ／ｍｍ２）に維持した。ステンレス鋼製平坦化プレートおよび銅製剥離シートを使用し、またＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）と銅を交互に配置した層を使用してこの工具の上下に置くプレス・パッドを作製した。プレス機から取り出した後、本発明者は、積層物の端部で誘電体がはみ出した形跡がないことを確認した。
【００２６】
　熱−機械的分析を繰り返し、積層プロセスによってｘ−ｙ座標（平面内）のＣＴＥが変わらなかったことを確認した。毎分１インチ（２５ｍｍ）で１８０度の引張りを用いて接着性試験を行い、内部の層の接着力が６ポンド重／インチ（０．１ｋｇ重／ｍｍ）よりも大きいことを確定した。
【００２７】
　同じ積層プロセスを繰り返して、現実的な回路フィーチャに関連した構造が対応され得る程度を評価した。厚さ１２μｍの銅で形成した幅３０〜５０μｍの回路ラインを含む表面フィーチャを有するＲｏｇｅｒ　２８００誘電体（ＰＴＦＥ／ＳｉＯ２フィラー）層を使用した。このＲｏｇｅｒ　２８００誘電体表面の上に（厚さ５０μｍの）Gore社製ＢＩＡＣ　ＬＣＰの層を配置し、前記の条件で積層形成を行った。除去後、断面が出るように切断すると、回路フィーチャが完全に封入されていることがわかった。前の場合と同様に、端部のはみ出しはなかった。接着性試験により、内部の層の接着力は、ＬＣＰとＲｏｇｅｒ　２８００誘電体の間で、４ポンド重／インチ（０．０７ｋｇ重／ｍｍ）よりも大きいことが示された。
【００２８】
　別の実験では、標準のフォトリソグラフィ技術を銅被覆ＬＣＰ（すなわち、Gore社製ＢＩＡＣ　ＬＣＰに１５μｍの銅を被覆したもの）に適用して、銅の表面の１つ上に直径５０〜５００μｍの範囲の値をとるクリアランス・ホールのパターンを形成した。（銅を除去した）Gore社製ＢＩＡＣ　ＬＣＰの第２シートを、第１シートのクリアランス・ホールを備えた面に接するように配置した。上記の積層プロセスを繰り返した後、その部品を断面が出るように切断し、ホールがＢＩＡＣ　ＬＣＰ誘電体材料で完全に充填されていることを確認した。この場合も、端部がはみ出した形跡はなく、接着はパネル全体にわたって安定していた。
【００２９】
　まず、ＰＨＩ社製の真空容器をもたない７５トンの電気加熱式実験用プレス機で、４×４インチ（１０×１０ｃｍ）という小さいパネル・サイズで積層実験を行った。真空容器付きの１２５トンの電気加熱式Ｗａｂａｓｈプレス機でも同様の結果になり、最後に、６００トンの電気加熱式ＴＭＰプレス機で、１３×１８インチ（３３×４６ｃｍ）フォーマットで実験を行った。これらのより大型のサンプルを用いて、製造上実際的なパネル・サイズ全体にわたる接着の均一性、ホールの充填状態および物理的な特性を確定した。
【００３０】
　ＬＣＰ誘電体材料の配向特性が液晶相とアイソトロピック相では差異が生じるとする（上記）モデルと整合する以上の実験および補助の分析に基づくと、ＬＣＰ誘電体材料を（誘電体層または金属層あるいはその組合せなどの）材料層に積層するための本発明の基本的な技術は、ＬＣＰ誘電体材料が材料層に効果的に積層されるのに十分な加圧状態のもとで十分な時間、アイソトロピック温度範囲内に入らず、完全に液晶温度範囲（すなわち、Ｔ＜ＴＮＩ）内の温度Ｔで積層形成を行うことである。
【００３１】
　Gore社製ＢＩＡＣ　ＬＣＰ材料では、ＴＮＩは華氏約６３５度（３３５℃）である。Gore社製ＢＩＡＣ　ＬＣＰ材料では、最高積層温度は華氏６３５度（３３５℃）未満とすべきであるが、温度の不確実性および空間的な変動のため、積層形成の最高加工温度は、華氏約６２０度（３２７℃）としてよく、代表的な積層温度範囲は、とりわけ、華氏５４０度（２８２℃）〜華氏６２０度（３２７℃）および華氏５４５度（２８５℃）〜華氏５８０度（３０４℃）である。Rogers社製ＺＹＶＥＣ　ＬＣＰ材料では、ＴＮＩは華氏約５３６度（２８０℃）である。Rogers社製ＺＹＶＥＣ　ＬＣＰ材料では、最高積層温度は華氏５３６度（２８０℃）未満とすべきであるが、温度の不確実性および空間的な変動のため、積層形成の最高加工温度は、華氏約５２０度（２７１℃）としてよく、代表的な積層温度範囲は、とりわけ、華氏４４０度（２２７℃）〜華氏５２０度（２７１℃）および華氏４６５度（２４１℃）〜華氏５９０度（３１０℃）である。
【００３２】
　以上の実験は、圧力２５００ｐｓｉ（１．８ｋｇ／ｍｍ２）で行われたが、本発明者は、１０００ｐｓｉ（０．７ｋｇ／ｍｍ２）〜３０００ｐｓｉ（２．１ｋｇ／ｍｍ２）の範囲の圧力を用い、良好な接着性を得た。均一性の向上は圧力の増加と相関することがわかった。圧力の有効性は、積層形成中に埋められなければならないフィーチャのアスペクト比によって決まる。ここまでは、本発明者が行った試験は、２０００ｐｓｉ（１．４ｋｇ／ｍｍ２）〜２５００ｐｓｉ（１．８ｋｇ／ｍｍ２）の圧力範囲が特に有効であるとともに、従来方式の製造環境で使用するのに実用的かつ経済的であることを示している。極端な圧力を用いると、工具および圧板の寿命を縮めるという欠点が生じ、プレス機自体の能力向上が必要となることもある。
【００３３】
　本発明で用いる保持時間は、短くて２〜５分間、長くて６０分間、最高温度でＬＣＰ誘電体材料を加圧状態に保つことを含む。より長い時間では、望まれない「端部のはみ出し」その他の過剰な流動化が生じる形跡はなく、接着均一性がいくらか向上し得ることがわかった。したがって、一般に、温度および圧力を保つ最長保持時間は、少なくとも２分とすべきであり、適用可能な保持時間の範囲は、とりわけ、２〜６０分および１５〜３０分である。温度の均一性を確実にするためには、最低限の保持が必要である。ただし、フィーチャの充填の質は、保持時間の増加に応じて向上するはずである。一方、製造の経済性のためには時間がより短いのが有利であり、より短い保持時間によって経済上のこの目標が達成される。それでも、得られた積層物の特性からは、保持時間の上限は認められなかった。
【００３４】
　積層サイクルを２回繰り返すと、接着の均一性が向上することがあり、積層プレス機内で生成物を再配置する（おそらくは１８０度回転する）ことによって、ロー・スポットがハイ・スポットになり、特に端部に沿ってより均一な接着が得られる。
【００３５】
　ＬＣＰ誘電体材料の議論およびＬＣＰ誘電体材料のある材料層への積層に関する試験によれば、本発明で使用するＬＣＰ材料は、ＬＣＰ誘電体の製造中に微視的な液晶ドメインを部分的に配向させる様々な加工ステップによって得られる部分的に配列した液晶ポリマーとすることができる。高次のスメクチック（すなわち、向きおよび位置の秩序のある）相が存在してもよい。以上の議論では均質なＬＣＰ誘電体に焦点を当ててきたが、本発明の接着剤を用いない積層プロセスは、セラミックまたは有機のフィラー、微粒子または繊維状のフィラー、さらには金属粒子などのフィラーを含むＬＣＰ材料にも適用可能である。さらに、ＬＣＰ材料の補強物としての発泡ＰＴＦＥも本発明の範囲に含まれる。
【００３６】
　本発明の状況では、ＬＣＰ誘電体材料の所望の材料特性は応用例によって決まる。様々な応用例で、材料特性には、約１０〜２５ｐｐｍ／℃の面内ＣＴＥ（すなわち、ＬＣＰ誘電体層の厚さ方向に直交する方向のＣＴＥ）、約２．５〜３．０の誘電率、約３〜６ＧＰａのヤング率、約０．００３未満の損失係数、および１２１℃、２気圧、９６時間で約０．２％未満の吸水性が含まれ得る。ＬＣＰ誘電体層の厚さは、多層構造の所望の設計性能特性に応じて変わり得、必要設計性能によってそう要求される場合、前記厚さは互いにほぼ等しくすることができる。製造上の効率性のため、一般に、積層形成は複数のページを含む「ブック」で行われる。
【００３７】
　以下の議論では、（「ページと呼ぶ」）多層相互接続構造の積層を行う２つの実用的な方法、すなわち、平台プレス機による積層（図３〜４参照）およびオートクレーブによる積層（図５参照）を開示する。
【００３８】
　図３および４に、本発明の実施形態による、ＬＣＰ誘電体材料を含むスタック層の積層用平台プレス機による積層を示す。図３では、平台積層プレス機３００は、フレーム３０２によって収納され構造的に支持されている。図３には、上部ボルスタ３０４、中間ボルスタ３０８、下部ボルスタ３０６、上部圧板３２２、中間圧板３２４および３２６、下部圧板３２８、ブック３１１〜３１３、案内ロッド３２０、油圧システム３２９、真空ポンプ３４０、および真空フィードスルー３４２を有する３開口式平台積層プレス機３００を示す。圧板３２２、３２４、３２６および３２８およびブック３１１〜３１３は、中間ボルスタ３０８で下から支持され、上部ボルスタ３０４で上から拘束され得る。圧板３２２、３２４、３２６および３２８は、案内ロッド３２０で横方向に支持され、垂直方向に案内される。油圧システム３２９は、油圧シリンダ３３２、作動油３３４、ピストン３３０、およびポンプに結合された供給ライン（図示せず）を使用して作動油３３４を循環させるポンプ（図示せず）を備える。作動油３３４を使用して圧板に圧力を加える。作動油３３４の通常の動作圧は、５０００ｐｓｉ（３．５ｋｇ／ｍｍ２）までの範囲の値をとる。ブックに加えられる圧力は、ブックと油圧ピストン３３０の直径の相対サイズによって決まる。本発明では、とりわけ約１０００ｐｓｉ（０．７ｋｇ／ｍｍ２）〜約３０００ｐｓｉ（２．１ｋｇ／ｍｍ２）の範囲の圧力を、ブック内の生成物層に加えることができる。プレス機のチャンバを、真空フィードスルー３４２を備える真空ポンプ３４０で生成される真空にさらし、積層加工中のボイドの酸化および閉じ込めを最小限に抑えることができる。あるいは、真空ポンプ３４０を割愛し、または積層プレスの操作中に作動させず使用しないこともできる。電気または流体加熱式および流体冷却式とすることができるはずの圧板加熱／冷却システム用のフィードスルーおよび供給ラインは図示していない。
【００３９】
　上部圧板３２２と中間圧板３２４の間にブック３１１を配設する。中間圧板３２４と中間圧板３２６の間にブック３１２を配設する。中間圧板３２６と下部圧板３２８の間にブック３１３を配設する。図３には３つのブック３１１〜３１３を示すが、平台積層プレス機３００は、少なくとも１つのこうしたブック、および３１０の方向の圧板とブックの厚さを考慮して、上部ボルスタ３０４と中間ボルスタ３０８の間に幾何的に収容できる限りの多くのブックを加工することができる。ブック３１１〜３１３はそれぞれ１枚または複数枚のページを備え、各ページは、ピストン３３０の方向３１０への移動による加圧によって併せて積層される複数の層または多層構造あるいはその両方を備え、各ブックは、ブックの両側でブックに接触する圧板間で圧縮される（たとえば、ブック３１２は圧板３２４と３２６の間で圧縮される）。各ページの複数の層または多層構造あるいはその両方は、１つまたは複数のＬＣＰ誘電体層を備える。プレス機を作動させると、ピストン３３０は３１０の方向に上方移動し、圧板３２２、３２４、３２６、３２８は、ブック３１１〜３１３と接触する。積層プロセス中にブックに接触する圧板は、積層中にブックを圧縮する表面を提供するだけでなく、以下に説明するように、各ブックの各ページ中のＬＣＰ誘電体層の温度を上げるための熱源も提供する。
【００４０】
　図４に、本発明の実施形態による、図３のブック３１２ならびに圧板３２４および３２６の詳細構造を示す。ブック３１２は、プレス・パッド３６２と３６４の間でプレート層とページを交互に配置する順序構成になっている。具体的には、ブック３１２は、プレート層３７０、ページ３５７、プレート層３８０、ページ３５８、およびプレート層３９０の順序で交互に配置される。プレート層３７０は、剥離シート３７１と３７３の間にはさんだ平坦化プレート３７２を備える。平坦化プレート３７２は、ページ３５７を平坦化する助けとなる。平坦化プレート３７２の材料を選択する際には、その厚さ、サイズ、および熱膨張特性を含めて様々な考察を加える。多くの応用例で、平坦化プレート３７２はステンレス鋼を含み得る。剥離シート３７１および３７３は、積層加工の完了後、プレート層をページ３５７から容易に引き離すことができる材料（たとえば銅）を含むべきである。プレート層３８０は、剥離シート３８１と３８３の間にはさんだ平坦化プレート３８２を備え、平坦化プレート３８２ならびに剥離シート３８１および３８３はそれぞれ、平坦化プレート３７２ならびに剥離シート３７１および３７３に類似のものである。プレート層３９０は、剥離シート３９１と３９３の間にはさんだ平坦化プレート３９２を備え、平坦化プレート３９２ならびに剥離シート３９１および３９３はそれぞれ、平坦化プレート３７２ならびに剥離シート３７１および３７３に類似のものである。プレス・パッド３６２および３６４は、ページおよび剥離シートの空間的な厚さの不均一性を補償することによってより均一な積層が得られるように、コンプライアントな材料を含み得る。
【００４１】
　圧板３２４および３２６は同じように構築される。圧板３２４では、電気抵抗ヒータまたは加熱循環流体（たとえば油）による熱の生成など、当業者に周知の任意の形で、加熱要素３５４により熱を発生させることができる。冷却するために、入口チューブ３５１および出口チューブ３５２を使用して、圧板３２４を通して流体（たとえば、空気、水など）を循環させる。圧板３２４は、圧板３２４の温度を測定するのに熱電対を使用するための熱電対ポート３５３も含む。圧板３２４は、ブック３１２が加圧される際にブック３１２を平坦化するための当板３５５が境界となる。当板３５５は、熱伝導性を有するものであり、加熱要素３５４で発生した熱をブック３１２に伝達する。当板３５５は、良好な熱伝導性を有するべきであり、いくつかの応用例では硬化鋼を含み得る。
【００４２】
　図５に、本発明の実施形態による、ＬＣＰ誘電体材料を含むスタック層の積層用オートクレーブ積層プレス機を示す。図５では、オートクレーブ４００は、容器４０２に取り囲まれたチャンバ４０４を備える。チャンバ４０４は、可撓性膜４１８で囲まれた真空バッグ４１９を備える。真空バッグ４１９内にブック４１０を配置する。真空バッグ４１９は、様々な構成をとることができるが、ブック４１０を完全に取り囲み、かつ（以下に説明する）排気後、真空バッグ４１９がブック４１０にならうようなある種の可撓性をもたらさなければならない。真空バッグ４１９およびその中のブック４１０をチャンバ４０４内に配置し、次いで、チャンバ４０４を密封する。真空バッグ４１９は、真空バッグ４１９の完全な排気を容易にするために、撚った息抜き管４０９も含むこともできる。ブック４１０を含む真空バッグ４１９は、キャリア・トレイ４１２で機械的に支持される。可撓性膜４１８は、可撓性膜４１８の外側のチャンバ４０４の部分で、加圧され加熱されたガス４２０（たとえば窒素）に接する圧力境界面を提供する。可撓性膜４１８の外側の空間と真空バッグ４１９内の空間の圧力差は、真空供給ライン４０８を介して真空ポンプ４０６で真空バッグ４１９内から空気を排気することによってさらに制御することができる。加圧され加熱されたガス４２０は、ガス源４１４からガス吸入チューブ４１６を介してチャンバ４０４に供給される。すなわち、ガス４２０は、高温および高圧をブック４１０に加える媒体であり、それによってブック４１０中に含まれるページが積層される。得られる積層物は、ブック４１０に垂直な圧縮応力が得られるという点で、平台積層プレス機で得られるものに類似している。しかし、一般に、ブック４１０の外側表面にかかるせん断力がないので、オートクレーブ４００を使用すると、圧力の均一性は向上する。図５では、１つの真空バッグ４１９を示すが、こうした真空バッグがチャンバ４０４内に複数あるものも本発明の範囲に含まれる。
【００４３】
　以下で論じるように、平台積層プレス機およびオートクレーブ積層プレス機とも、温度、圧力および保持時間は、ＬＣＰ誘電体材料の１つまたは複数の層を他の材料層に積層する必要によるものである。したがって、積層プロセス中に、ＬＣＰ誘電体材料が材料層に効果的に積層されるのに十分な加圧状態のもとで十分な保持時間、アイソトロピック温度範囲内に入らず、完全に液晶温度範囲（すなわち、Ｔ＜ＴＮＩ）内の温度Ｔで、ＬＣＰ誘電体材料を積層すべきである。多くの応用例で、１０００ｐｓｉ（０．７ｋｇ／ｍｍ２）〜３０００ｐｓｉ（２．１ｋｇ／ｍｍ２）の範囲の圧力により、良好な接着性がもたらされることになる。一般に、最高温度および最大圧力を保つ保持時間は、少なくとも２分とすべきであり、適用可能な保持時間の範囲は、とりわけ、２〜６０分および１５〜３０分である。
【００４４】
　従来型の熱硬化性誘電体層（たとえば、エポキシ／ガラスのプリプレグ）の積層では、平台プレス機に対してオートクレーブ機で、圧力を下げた状態で、（たとえば、接着性および流動性に関して）類似の結果が得られることが当技術分野では周知である。これは、ＬＣＰの積層形成の場合、（おそらくは、半分まで）圧力を下げることが有効であり得ることを示唆しており、したがって、オートクレーブ積層形成に関連するコストを下げるために望ましい。
【００４５】
　ＬＣＰ誘電体スタック層を他の層に積層するための平台積層プレス機およびオートクレーブ積層プレス機の使用に加えて、当業者に周知の他の積層プレス用ハードウエアを使用して、温度、圧力および保持時間に関する前記条件に従ってこうした積層を実施することができる。
【００４６】
　この積層プロセスを用いて、ＬＣＰ誘電体材料層に誘電体材料層（すなわち、ＬＣＰ誘電体または非ＬＣＰ誘電体）または金属層（たとえば、信号面、電力面、接地面など）およびその信号をスタックすることができる。このようなスタックでは、正しい層間位置合わせを実現することに注意すべきである。銅を被覆した誘電体コアはそれぞれ、層間位置合わせをもたらすための機械式ピンに使用する参照（基準）孔を有することができる。回路フィーチャを形成するフォトリソグラフィ・ステップおよび積層プロセスはともに、この参照孔を利用することができる。このピンに対応する対応孔を備えるプレートを含む特殊な工具を使用する。フォトリソグラフィ・ステップの前に、誘電体コア中に参照孔を形成し、フォトリソグラフィ・ステップの基準として用いることができる。あるいは、フォトリソグラフィ・ステップの後にそれらを形成し、次いで、回路フィーチャを基準にして穿孔することもできる。フォトリソグラフィ中、（特に薄い層では）いくらかの変形またはサイズの変化がコアに生じる恐れがあることを考慮すると、この技術により、ピン孔の最適位置の計算を行うことができる。さらなる代替手段は、光学的な位置合わせ手段を利用することであり、コア上の回路フィーチャを検出し、次いで、積層プロセスでピンを使用せずに、層を配置し定位置に保持する。
【００４７】
　１つまたは複数のＬＣＰ誘電体層を含む積層形成を、以下の図、すなわち、図６Ａ〜６Ｂ（総称して「図６」）、図７Ａ〜７Ｂ（総称して「図７」）、図８Ａ〜８Ｂ（総称して「図８」）、図９Ａ〜９Ｂ（総称して「図９」）、図１０Ａ〜１０Ｂ（総称して「図１０」）、および図１１Ａ〜１１Ｂ（総称して「図１１」）に示す。図６〜１１に関連する積層形成、ならびに図１２〜１３に関連して以下に説明する積層形成では、ＬＣＰ誘電体材料を含む誘電体層の隣接する表面への積層形成はすべて、ＬＣＰ誘電体材料が隣接する表面に効果的に積層されるのに十分な加圧状態のもとで（たとえば、１０００ｐｓｉ（０．７ｋｇ／ｍｍ２）〜３０００ｐｓｉ（２．１ｋｇ／ｍｍ２））、十分な保持時間、アイソトロピック温度範囲内に入らず、完全にＬＣＰ誘電体材料の液晶温度範囲（すなわち、Ｔ＜ＴＮＩ）内の積層温度で行われる。一般に、最高温度および最大圧力を保つ保持時間は、少なくとも２分とすべきであり、適用可能な保持時間の範囲は、とりわけ、２〜６０分および１５〜３０分である。複数のＬＣＰ誘電体層または複数のＬＣＰ誘電体副構造あるいはその両方をそれぞれの隣接する表面に同時に積層する場合、Ｔ＜ＴＮＩの条件を満足させるのに用いるべきＴＮＩの値は、前記複数のＬＣＰ誘電体層または複数のＬＣＰ誘電体副構造あるいはその両方に含まれるすべてのＬＣＰ誘電体材料のＴＮＩの最小値とする。すべてのＬＣＰ誘電体層は、ＬＣＰ誘電体材料を含むものと仮定する。温度、圧力および保持時間の条件の前記組合せは、以下では「本発明のＴＰＤ条件」と呼ぶこととする。
【００４８】
　図１３に、本発明に従って行われる積層形成の構成単位の働きをする様々な副構造を示す。
【００４９】
　図１３で、副構造５００は「Ｄ」副構造である。「Ｄ」副構造は、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含む誘電体層である。副構造５００がＬＣＰ誘電体材料を含む場合、副構造５００はＬＣＰ　Ｄ副構造である。副構造５００がＬＣＰ誘電体材料を含まない場合、副構造５００は非ＬＣＰ　Ｄ副構造である。
【００５０】
　副構造５１０は「Ｐ」副構造であり、「電力面」とも呼ぶ。「Ｐ」副構造は、連続した導電層（たとえば、金属、金属合金など）であり、その連続した導電層中に、当業者に周知の任意の方法（たとえば、化学エッチング、レーザ穿孔など）で形成した１つまたは複数の孔（図示せず）を含み得る。
【００５１】
　副構造５２０は、Ｄ副構造５２１上に信号面５２２を備える「ＤＳ」副構造である。Ｄ副構造５２１は、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含む誘電体層である。信号面は、導電回路を備える層を含むことを特徴とする。副構造５２０は、当業者に周知の任意の方法で形成することができる。たとえば、連続した金属シートに積層済みのＤ副構造５２１（たとえば、銅を被覆した誘電体材料）を購入する、また、当技術分野で周知のように、Ｄ副構造５２１上に連続的な金属シートをメッキする（または、その他の方法で被着する）ことが可能であろう。次いで、信号面５２２の回路ラインを形成するために、フォトリソグラフィで金属シートにパターンを形成し、その後金属シート中の金属を化学エッチングすることによって副構造５２０を形成することができる。
【００５２】
　副構造５３０は、Ｄ副構造５３１の両面上に信号面５３２および５３３を備える「ＳＤＳ」副構造である。Ｄ副構造５３１は、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含む誘電体層である。副構造５３０は、当業者に周知の任意の方法で形成することができる。たとえば、当技術分野では周知のように、Ｄ副構造５３１の両面に金属シートをメッキすることができるはずである。次いで、信号面５３２および５３３を形成するために、フォトリソグラフィで金属シートにパターンを形成し、その後金属シート中の金属を化学エッチングすることによって副構造５３０を形成することができる。
【００５３】
　副構造５４０は、Ｄ副構造５４１とＤ副構造５４２の間にはさまれた信号面５４３を備える「ＤＳＤ」副構造である。Ｄ副構造５４１および５４２はそれぞれ、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含む誘電体層である。副構造５４０は、当業者に周知の任意の方法で形成することができる。たとえば、ＤＳ副構造（たとえば、上記のＤＳ副構造５２０）から始めて、次いで、ＤＳ副構造の信号面の表面にＤ副構造を積層するようにＤＳ副構造上にＤ副構造を積層することができるはずである。Ｄ副構造５４１および５４２の少なくとも１つがＬＣＰ誘電体層である場合、副構造５４０は、図７に関連して下記で論じる本発明に従って形成することができる。
【００５４】
　副構造５５０は、Ｐ副構造５５２に積層されたＤ副構造５５１を備える「ＰＤ」副構造である。Ｄ副構造５５１は、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含む誘電体層である。副構造５５０は、当業者に周知の任意の方法で形成することができる。たとえば、副構造５５０を購入することが可能であろう。別の例として、当技術分野では周知のように、Ｄ副構造５５１上に連続した金属シートをメッキすることが可能である。
【００５５】
　副構造５６０は、Ｄ副構造５６１とＤ副構造５６３の間にはさまれたＰ副構造５６２を備える「ＤＰＤ」副構造である。Ｄ副構造５６１および５６３はそれぞれ、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含む誘電体層である。副構造５６０は、当業者に周知の任意の方法で形成することができる。たとえば、Ｐ副構造５６２の第１表面に積層されたＤ副構造５６１を備えるＰＤ副構造（たとえば、上記のＰＤ副構造５５０）から始めて、Ｐ副構造５６２の第１表面の反対側であるＰ副構造５６２の第２表面にＤ副構造５６３を積層することができる。
【００５６】
　副構造５７０は、Ｄ副構造５７２上に信号面５７３を含むＤＳ副構造に積層されたＰ副構造５７１を備える「ＰＤＳ」副構造である。Ｐ副構造５７１は、Ｄ副構造５７２の信号面５７３を含まない表面に積層される。Ｄ副構造５７２は、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含む誘電体層である。副構造５７０は、当業者に周知の任意の方法で形成することができる。たとえば、Ｄ副構造５７２の第１表面に積層された電力面５７１を備えるＰＤ副構造から始めて、ＤＳ副構造５２０中に信号ライン５２２を形成することに関連して上記で説明したように、Ｄ副構造５７２の表面５７４上に信号面５７３を形成することができるはずである。
【００５７】
　図に示すように、副構造５８０は、Ｄ副構造５８３上の信号面５８５と、Ｄ副構造５８１上の信号面５８４と、それぞれＰ副構造５８２の対向面に積層されたＤ副構造５８１および５８３を備える「ＳＤＰＤＳ」副構造である。Ｄ副構造５８１および５８３はそれぞれ、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含む誘電体層である。副構造５８０は、当業者に周知の任意の方法で形成することができる。たとえば、Ｄ副構造５８１と５８３の間にはさまれたＰ副構造５８２を備えるＤＰＤ副構造から始めて、ＤＳ副構造５２０中に信号ライン５２２を形成することに関連して上記で説明したように、Ｄ副構造５８１および５８３の表面５８６および５８７上にそれぞれ信号面５８４および５８５を形成することができるはずである。
【００５８】
　図６〜１１に、１つまたは複数のＬＣＰ誘電体層を含む積層形成を示す。
【００５９】
　図６Ａ〜６Ｂに、本発明の実施形態による本発明のＴＰＤ条件に従って、ＬＣＰ誘電体層１０をＤ副構造１１に積層して副構造１２を形成するところを示す。誘電体層１１は、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含み得る。
【００６０】
　図７Ａ〜７Ｂに、本発明の実施形態による本発明のＴＰＤ条件に従って、ＬＣＰ誘電体層１３をＤＳ副構造１４に積層して副構造１７を形成するところを示す。ＤＳ副構造１４は、誘電体層１６上に信号面１５を備える。誘電体層１６は、当業者に周知の任意のタイプの誘電体材料（たとえば、有機誘電体材料、セラミック誘電体材料、ＬＣＰ誘電体材料、非ＬＣＰ誘電体材料など）を含み得る。副構造１７はＤＳＤ副構造（図１３参照）であることを指摘しておく。
【００６１】
　図８Ａ〜８Ｂに、本発明の実施形態による本発明のＴＰＤ条件に従って、ＬＣＰ誘電体層２０を電力面２１に積層して副構造２２を形成するところを示す。副構造２２はＰＤ副構造（図１３参照）であることを指摘しておく。
【００６２】
　図９Ａ〜９Ｂに、本発明の実施形態による本発明のＴＰＤ条件に従って、ＬＣＰ誘電体層２３を貫通孔２５を有する電力面２４に積層して副構造２６を形成するところを示す。図９に、この積層プロセスにより、孔２５が、ＬＣＰ誘電体層２３からの誘電体材料で充填されるところを示す。副構造２６はＰＤ副構造（図１３参照）であることを指摘しておく。
【００６３】
　図１０Ａ〜１０Ｂに、本発明の実施形態による本発明のＴＰＤ条件に従って、ＬＣＰ誘電体層３１および３３を電力面３２の対向面に同時に積層して副構造３４を形成するところを示す。副構造３４はＤＰＤ副構造（図１３参照）であることを指摘しておく。
【００６４】
　図１１Ａ〜１１Ｂに、本発明の実施形態による本発明のＴＰＤ条件に従って、ＬＣＰ誘電体層４１および４３を貫通孔４４を有する電力面４２の対向面に同時に積層して副構造４５を形成するところを示す。図１１に、この積層プロセスにより、孔４４が、誘電体層４１、誘電体層４３、またはその組合せからの誘電体材料で充填されるところを示す。副構造４５はＤＰＤ副構造（図１３参照）であることを指摘しておく。
【００６５】
　図１２に、本発明の実施形態による、積層ページを形成するためのＮ個の副構造Ｓ１、Ｓ２、．．．ＳＮ（Ｎ≧２）を順番に並べたスタックを示す。前記Ｎ個の副構造はそれぞれ、図１３に挙げた任意の副構造、または図１３に挙げた副構造の組合せを併せて積層することによって形成することができる任意の副構造を表わす。ただし、Ｎ個の副構造の１対の隣接する副構造のそれぞれの第１副構造が、前記１対の隣接する副構造の第２副構造に結合されるＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体材料を含むという条件を満たす必要がある。次いで、Ｎ個の副構造を順番に並べたスタックを備えるページが、本発明の実施形態による本発明のＴＰＤ条件に従って積層される。
【００６６】
　構造および副構造の製作は、追加の加工ステップ、たとえば、当業者には周知であるように、とりわけ盲バイアおよびスルーホールの穿孔およびメッキ処理を含み得ることに留意されたい。メッキ盲バイアおよびメッキ・スルーホールなどのフィーチャの目的は、層間電気接続を行うことである。
【００６７】
　本発明の実施形態を例として本明細書で説明してきたが、多くの改変および変更が当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるこうした改変および変更のすべてを包含するものとする。
【００６８】
　まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００６９】
（１）第１層と、
　第２層とを備え、
　前記第１層が第１ＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体材料を含み、前記第１ＬＣＰ材料を前記第２層に結合する外因性接着材料を用いずに前記第１ＬＣＰ材料が前記第２層に直接結合されるように前記第１層が前記第２層に結合される、多層構造。
（２）前記第１ＬＣＰ誘電体材料が、前記第１層を前記第２層に結合する前に前記第１ＬＣＰ誘電体材料中に存在したポリマー鎖構造およびそれに関連した方向と本質的に同じポリマー鎖構造およびそれに関連した方向を有する、上記（１）に記載の多層構造。
（３）前記第１ＬＣＰ誘電体材料が、前記第１層を前記第２層に結合する前に前記第１ＬＣＰ誘電体材料中に存在したＣＴＥ（熱膨張係数）と本質的に同じＣＴＥを有する、上記（１）に記載の多層構造。
（４）前記第２層がＬＣＰ誘電体材料を含まない誘電体層である、上記（１）に記載の多層構造。
（５）前記第２層が第２ＬＣＰ誘電体材料を含み、前記第１ＬＣＰ材料を前記第２ＬＣＰ材料に結合する外因性接着材料を用いずに前記第１および第２ＬＣＰ材料が互いに直接結合される、上記（１）に記載の多層構造。
（６）前記第２層が誘電体材料を含み、信号面が前記第１および第２層に接触するように前記多層構造内部の一部分中に埋め込まれた信号面をさらに備える、上記（１）に記載の多層構造。
（７）前記第２層が、前記第１ＬＣＰ材料を電力面に結合する外因性接着材料を用いずに前記第１層の前記第１ＬＣＰ誘電体材料に結合される電力面を備える、上記（１）に記載の多層構造。
（８）前記電力面が、前記第１ＬＣＰ誘電体材料で充填される貫通孔を備える、上記（７）に記載の多層構造。
（９）第２ＬＣＰ誘電体材料を含み、前記第２層が前記第１および第３層にはさまれるように前記第２層に結合される第３層をさらに備え、前記第２ＬＣＰ材料が、前記第２ＬＣＰ材料を前記電力面に結合する外因性接着材料を用いずに前記電力面に直接結合される、上記（７）に記載の多層構造。
（１０）前記電力面が、前記第１ＬＣＰ誘電体材料、前記第２ＬＣＰ誘電体材料およびその組合せからなる群から選択される材料で充填される貫通孔を備える、上記（９）に記載の多層構造。
（１１）Ｎが少なくとも２であるＮ個の副構造をある配列順序でスタックすることを含むページを生成するステップであって、１対の隣接する副構造のそれぞれの第１副構造が、前記１対の隣接する副構造の第２副構造に結合されるＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体材料を含むステップと、
　前記ページ中のすべてのＬＣＰ誘電体材料を塑性変形させ、１対の隣接する副構造のそれぞれの前記第１および第２副構造の間に配設される外因性接着層なしで、１対の隣接する副構造をそれぞれ積層させるのに十分な保持時間かつ高圧で、前記ページ中の前記ＬＣＰ誘電体材料のネマチック−アイソトロピック転移温度のうち最低のものよりも低い温度を前記ページに加えるステップとを含む、多層構造を製作する方法。
（１２）前記保持時間全体にわたって、前記ページ中のすべてのＬＣＰ誘電体材料のポリマー鎖構造およびそれに関連した方向が本質的に変化しないままである、上記（１１）に記載の方法。
（１３）前記保持時間全体にわたって、前記ページ中のすべてのＬＣＰ誘電体材料のＣＴＥ（熱膨張係数）が本質的に変化しないままである、上記（１１）に記載の方法。
（１４）前記高圧が、約１０００ｐｓｉ（０．７ｋｇ／ｍｍ２）〜約３０００ｐｓｉ（２．１ｋｇ／ｍｍ２）の範囲の値をとる、上記（１１）に記載の方法。
（１５）前記Ｎ個の副構造の第１の１対の副構造の第１副構造が第１ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記第１の１対の副構造の第２副構造が誘電体層を備える、上記（１１）に記載の方法。
（１６）前記Ｎ個の副構造の第１の１対の副構造の第１副構造が第１ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記第１の１対の副構造の第２副構造がＰ副構造を備える、上記（１１）に記載の方法。
（１７）前記Ｐ副構造が貫通孔を備え、前記温度をかけるステップが前記第１ＬＣＰ誘電体材料で前記孔を充填することを含む、上記（１６）に記載の方法。
（１８）前記Ｎ個の副構造の第１の１対の副構造の第１副構造が第１ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記第１の１対の副構造の第２副構造がＤＳ副構造を備え、前記温度をかけるステップで、前記Ｄ副構造と前記ＤＳ副構造の信号面の間に介在する外因性接着材料を用いずに、前記Ｄ副構造が前記ＤＳ副構造の信号面に積層されるような順序で前記第１および第２副構造が配列される、上記（１１）に記載の方法。
（１９）前記Ｎ個の副構造の第１副構造が第１ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記Ｎ個の副構造の第２副構造がＰ副構造を備え、前記Ｎ個の副構造の第３副構造が第２ＬＣＰ誘電体材料を有するＤ副構造を備え、前記温度をかけるステップで、前記第１および第３副構造がそれぞれ前記第２副構造の対向面に積層されるような順序で前記第１、第２および第３副構造が配列される、上記（１１）に記載の方法。
（２０）前記Ｐ副構造が貫通孔を備え、前記温度をかけるステップが、前記第１ＬＣＰ誘電体材料、前記第２ＬＣＰ誘電体材料およびその組合せからなる群から選択される材料で前記孔を充填することを含む、上記（１９）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態による、ポリマー鎖が配向された状態のＬＣＰ（液晶ポリマー）誘電体の液晶相の局在分子ドメインを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による、ポリマー鎖がほとんど配向されていないか、あるいは全く配向されていないＬＣＰ誘電体のアイソトロピック相の局在分子ドメインを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に従ってＬＣＰ誘電体材料を含むスタック層を積層するための平台プレス機による積層形成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に従ってＬＣＰ誘電体材料を含むスタック層を積層するための平台プレス機による積層形成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に従ってＬＣＰ誘電体材料を含むスタック層を積層するためのオートクレーブ積層プレス機を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に従って、誘電体層にＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に従って、誘電体層にＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態に従って、ＤＳ副構造にＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に従って、ＤＳ副構造にＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態に従って、電力面にＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に従って、電力面にＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態に従って、貫通孔を有する電力面にＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態に従って、貫通孔を有する電力面にＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に従って、電力面の対向面に第１および第２ＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に従って、電力面の対向面に第１および第２ＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図１１Ａ】本発明の実施形態に従って、貫通孔を有する電力面の対向面に第１および第２ＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態に従って、貫通孔を有する電力面の対向面に第１および第２ＬＣＰ誘電体層を積層するところを示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による、副構造を順番に並べたスタックを示す図である。
【図１３】本発明の実施形態による副構造の表である。
【符号の説明】
【００７１】
　１０　ＬＣＰ誘電体層
　１１　Ｄ副構造
　１２　副構造
　１３　ＬＣＰ誘電体層
　１４　ＤＳ副構造
　１５　信号面
　１６　誘電体層
　１７　副構造
　２０　ＬＣＰ誘電体層
　２１　電力面
　２２　副構造
　２３　ＬＣＰ誘電体層
　２４　電力面
　２５　孔
　２６　副構造
　３１　ＬＣＰ誘電体層
　３２　電力面
　３３　ＬＣＰ誘電体層
　３４　副構造
　４１　ＬＣＰ誘電体層
　４２　電力面
　４３　ＬＣＰ誘電体層
　４４　孔
　４５　副構造
　２００　分子ドメイン
　２０１　ポリマー鎖
　２０２　ポリマー鎖
　２０３　ポリマー鎖
　２０４　ポリマー鎖
　２０５　ポリマー鎖
　２０６　ポリマー鎖
　２０７　ポリマー鎖
　２０８　ポリマー鎖
　２１０　方向
　２２１　ポリマー成分
　２２２　ポリマー成分
　２２３　ポリマー成分
　２２４　ポリマー成分
　２２５　ポリマー成分
　２２６　ポリマー成分
　２５０　分子ドメイン
　２５１　ポリマー鎖
　２５２　ポリマー鎖
　２５３　ポリマー鎖
　２５４　ポリマー鎖
　２５５　ポリマー鎖
　２５６　ポリマー鎖
　２５７　ポリマー鎖
　２５８　ポリマー鎖
　２５９　ポリマー鎖
　２６０　ポリマー鎖
　２６１　ポリマー鎖
　２７１　ポリマー成分
　２７２　ポリマー成分
　２７３　ポリマー成分
　２７４　ポリマー成分
　２７５　ポリマー成分
　２７６　ポリマー成分
　２７７　ポリマー成分
　３００　平台積層プレス機
　３０２　フレーム
　３０４　上部ボルスタ
　３０６　下部ボルスタ
　３０８　中間ボルスタ
　３１０　方向
　３１１　ブック
　３１２　ブック
　３１３　ブック
　３２０　案内ロッド
　３２２　上部圧板
　３２４　中間圧板
　３２６　中間圧板
　３２８　下部圧板
　３２９　油圧システム
　３３０　ピストン
　３３２　油圧シリンダ
　３３４　作動油
　３４０　真空ポンプ
　３４２　真空フィードスルー
　３５１　入口チューブ
　３５２　出口チューブ
　３５３　熱電対ポート
　３５４　加熱要素
　３５５　当板
　３５７　ページ
　３５８　ページ
　３６２　プレス・パッド
　３６４　プレス・パッド
　３７０　プレート層
　３７１　剥離シート
　３７２　平坦化プレート
　３７３　剥離シート
　３８０　プレート層
　３８１　剥離シート
　３８２　平坦化プレート
　３８３　剥離シート
　３９０　プレート層
　３９１　剥離シート
　３９２　平坦化プレート
　３９３　剥離シート
　４００　オートクレーブ
　４０２　容器
　４０４　チャンバ
　４０６　真空ポンプ
　４０８　真空供給ライン
　４０９　息抜き管
　４１０　ブック
　４１２　キャリア・トレイ
　４１４　ガス源
　４１６　ガス吸入チューブ
　４１８　可撓性膜
　４１９　真空バッグ
　４２０　ガス
　５００　副構造
　５１０　副構造
　５２０　副構造
　５２１　Ｄ副構造
　５２２　信号面
　５３０　副構造
　５３１　Ｄ副構造
　５３２　信号面
　５３３　信号面
　５４０　副構造
　５４１　Ｄ副構造
　５４２　Ｄ副構造
　５４３　信号面
　５５０　副構造
　５５１　Ｄ副構造
　５５２　Ｐ副構造
　５６０　副構造
　５６１　Ｄ副構造
　５６２　Ｐ副構造
　５６３　Ｄ副構造
　５７０　副構造
　５７１　Ｐ副構造
　５７２　Ｄ副構造
　５７３　信号面
　５７４　表面
　５８０　副構造
　５８１　Ｄ副構造
　５８２　Ｐ副構造
　５８３　Ｄ副構造
　５８４　信号面
　５８５　信号面
　５８６　表面
　５８７　表面
　Ｓ１　副構造
　Ｓ２　副構造
　ＳＮ　副構造
【図１】
2004136671.tif 000003
【図２】
2004136671.tif 000004
【図３】
2004136671.tif 000005
【図４】
2004136671.tif 000006
【図５】
2004136671.tif 000007
【図６Ａ】
2004136671.tif 000008
【図６Ｂ】
2004136671.tif 000009
【図７Ａ】
2004136671.tif 000010
【図７Ｂ】
2004136671.tif 000011
【図８Ａ】
2004136671.tif 000012
【図８Ｂ】
2004136671.tif 000013
【図９Ａ】
2004136671.tif 000014
【図９Ｂ】
2004136671.tif 000015
【図１０Ａ】
2004136671.tif 000016
【図１０Ｂ】
2004136671.tif 000017
【図１１Ａ】
2004136671.tif 000018
【図１１Ｂ】
2004136671.tif 000019
【図１２】
2004136671.tif 000020
【図１３】
2004136671.tif 000021