(57)【要約】  発明は、平行処理によって作製された高密度の相互接続回路層を大量ラミネートおよび相互接続する方法を提供する。発明の方法は、内側から外への相互接続戦略を採用しており、それによってビアのめっきが排除され、欠陥のない外側回路層が提供される。導電性ペーストおよびビア・ホールもまた発明の重要な特徴である。
2010515281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高相互接続密度の多層回路を作製する方法であって、
望ましい多重の並列加工されたサブ構造を整列させ、ラミネートする工程、
を含み、
前記サブ構造の各々が、
（ａ）多層回路コア、
（ｂ）ポリマー・マスクに一時的に固定された接着シートであって、そのように形成された構造は、ビアを形成するように選択的に孔あけされており、そのようなビアは、導電性ペーストで充填されている接着シート、
（ｃ）ポリマー・マスクを搭載された接着シートに固定される両面に高密度回路を搭載されたポリマー誘電体材料であって、そのように形成された構造は、ブラインド・ビアを形成するように材料の選択的除去を行われており、そのようなビアは、ポリマー・マスク、接着シートおよびポリマー誘電体を通って延びる導電性混合物で充填されているポリマー誘電体材料、
（ｄ）ポリマー・マスクを搭載された接着シートに固定される片面に高密度回路を搭載されたポリマー誘電体材料であって、そのように形成された構造は、ブラインド・ビアを形成するように材料の選択的除去を行われており、そのようなビアは、ポリマー・マスク、接着シートおよびポリマー誘電体を通って延びる導電性混合物で充填されているポリマー誘電体材料、
（ｅ）銅箔シート、
のうちの少なくとも２つを含み、
ここで、望みの高相互接続密度の多層回路を形成するために多重のサブ構造が選ばれる、
方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、要素（ｂ）は、
（ｉ）保護用のポリマー・マスクに一時的に固定された接着シートを提供する工程と、
（ｉｉ）接着シートおよび一時的ポリマー・マスクの両方を貫通する孔のパターンを生成する工程と、
（ｉｉｉ）適当な導電性コンパウンドで孔を充填する工程と、
（ｉｖ）ポリマー・マスクを取り除く工程と、
によって形成される前記方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、要素（ｃ）および／又は（ｄ）は、
（ｉ）ポリマー・マスクに一時的に固定された接着シートを提供する工程と、
（ｉｉ）同時に、あるいは逐次的に高密度回路を搭載されたポリマー誘電体を、ポリマー・マスクと反対側で接着シートに接着させる工程と、
（ｉｉｉ）ポリマー・マスク、接着シートおよびポリマー誘電体を貫通する孔のパターンを生成する工程と、
（ｉｖ）適当な導電性コンパウンドで孔を充填する工程と、
（ｖ）一時的ポリマー・マスクを取り除く工程と、
によって形成される前記方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、要素（ｃ）および／又は（ｄ）は、
（ｉ）ポリマー・マスクに一時的に固定された接着シートを提供する工程と、
（ｉｉ）前記接着シートおよび前記ポリマー・マスクを貫通する孔のパターンを生成する工程と、
（ｉｉｉ）片側又は両側に高密度回路を搭載されたポリマー誘電体を提供する工程と、
（ｉｖ）工程（ｉｉ）で生成されたものに対応する孔のパターンを前記ポリマー誘電体中に生成して、前記孔が、コア又は最も内側の要素に最も接近して位置する前記ポリマー誘電体の表面から延びて、反対側の表面の高密度回路で終端するようにする工程と、
（ｖ）前記接着シートを前記ポリマー誘電体と位置合わせして、各々の孔の前記パターンが一致するようにし、また前記ポリマー・マスクが前記ポリマー誘電体と反対側の前記接着シートの対向する表面に来るようにする工程と、
（ｖｉ）工程（ｖ）で生成された構造を粘着ラミネートして、一体構造を形成する工程と、
（ｖｉｉ）工程（ｖｉ）で生成された一体構造の整列された孔を適当な導電性コンパウンドで充填して、前記導電性コンパウンドが前記ポリマー・マスク、前記接着シートおよび前記ポリマー誘電体を貫通して延びて、前記高密度回路に密着するようにする工程と、
（ｖｉｉｉ）前記ポリマー・マスクを取り除く工程と、
によって形成される前記方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、従来のコアに最も近接する接着シートが、ビア・ホール形成に先立って、前記コアに固定される前記方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法であって、要素（ｂ）および（ｅ）が、単一の構造（例えば、樹脂被覆された銅箔）に組み合わされる前記方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法であって、前記導電性コンパウンドが、米国特許第５，９４８，５３３号に述べられているものから選ばれたものである前記方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法であって、前記ポリマー・マスクが、マイラー（登録商標）を含む前記方法。
【請求項９】
請求項１−８の任意の方法によって作製された高相互接続密度の多層回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、その内容全体が参照によってここに取り組まれる、２００７年１月２日付けの「並列加工された回路および充填ビアから高密度の多層プリント配線基板を作成する方法（Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｔｏ  Ｐｒｏｄｕｃｅ  Ｈｉｇｈ  ｄｅｎｓｉｔｙ，  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄｓ  Ｆｒｏｍ  Ｐａｒａｌｌｅｌ−Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ａｎｄ  Ｆｉｌｌｅｄ  Ｖｉａｓ）」と題する米国仮出願第６０／８８３，１１４号に対する優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
ここに述べる発明は、高密度多層回路の製造についての方法に関するものである。発明の方法は、回路と相互接続層との並列処理を可能にするやり方で回路層間の相互接続を実現する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
高密度相互接続（以下、ＨＤＩと呼ぶ）の多層回路は、プリント回路基板産業において非常に巨大で急速に成長しつつある分野である。これらＨＤＩ多層回路のほとんどにおいて、高い回路密度が必要とされるのは、最も外側の層においてのみである。ＨＤＩ回路層を形成する従来のプロセスは、逐次的である。すなわち、層間の接続は、外側の層から内側の層に向かって形成される。層と層とを接続するための典型的に「外から内へ」の層間接続の方法および必要とされる細かい構造は、膨大な精度のリストを必要とし、また各層についてしばしば高価なプロセス工程を必要とする。層間の相互接続（以下、ビアと呼ぶ）中に銅を無電解めっきするために必要なケミカル・バスは、導入、運転および維持のために特にコストが掛かる。従って、コストを節約するために、比較的低密度の多層回路「コア」を従来の比較的低コストの方法によって作製し、必要に応じていずれかの側にＨＤＩ層を追加することが行われる。典型的には、低回路密度のコアは、ポリマー・ラミネート・シートで分離され、銅めっきしたスルー・ホールによって相互接続された、エッチングされた銅回路を含む。
【０００４】
ＨＤＩ回路層を製造する従来技術の方法は、一般的に逐次的プロセスである。最も典型的には、低回路密度のコアの両側に銅箔およびポリマー誘電体がラミネートされる。それに続いて、外側層と直下の内側層との間に電気的接続が形成され、そのあと、外側層の回路パターンの定義が開始される。最も一般的には、ビア・ホールのパターンは、一般的なリソグラフィ−エッチング法によって銅箔中に形成される。ビア・ホールの場所でポリマー誘電体が露出されると、ポリマー誘電体は、レーザ・アブレーションによって低回路密度コアの最も外側の層上にある下層銅パッドにまで掘り下げられる。このように成形されたビア・ホールは、無電解めっき又は電気めっきされて、フォトポリマー・マスクの堆積およびフォトリソグラフィ定義と露出された銅箔の化学的エッチング除去とによって、表面回路パターンがエッチングされる。任意の付加的なＨＤＩ回路層も同様な逐次的プロセス方式によって作成される。
【０００５】
ＨＤＩ多層回路を形成するこの従来の方法は、いくつかの制約を有する。めっき工程は、低速で、高価であり、複雑な化学を必要とする。このように生成されたビアの接続は、残留「ディンプル（ｄｉｍｐｌｅ）」を有し、それが重畳する回路を歪め、汚染を取り込む可能性がある。ビアは、典型的には、完全に充填されないため、付加的な充填操作なしで、いくつかの層にわたって相互接続を生成するように、それらを垂直にスタックすることができない。起伏のある表面形状のせいで、付加的な充填操作なしで、ビアをコンポネント接着パッドに一般に配置することができない。これは、コンポネントの接続に障害が生ずるためである。充填を行った場合でも、ディンプルは、二次的な処理操作中に取り込まれた揮発性物質や水の発生によって、一般的な故障の源となる。更に、ビアの胴体部とその上又は下層の回路との間の接続は、ポリマー誘電体との熱膨張係数の不一致による高い機械的ストレスに晒されている地点に位置する。最後に、プロセスの逐次的であるという性格上、処理は、低速であり、処理の後のステージでの欠陥が完成間近のアセンブリに重大な損失をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国仮出願第６０／８８３，１１４号
【特許文献２】米国特許第５，９４８，５３３号
【特許文献３】米国特許第６，２８１，４４８号
【特許文献４】米国特許第６，６７３，１９０号
【特許文献５】米国特許第４，９２１，７７７号
【特許文献６】米国特許第４，８９７，３３８号
【特許文献７】米国特許第４，６４２，１６０号
【特許文献８】米国特許第４，６４５，７３３号
【特許文献９】米国特許第７，１６９，２０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ＨＤＩ多層回路の製造についての現行の方法の欠点を要約すると次のようになる。
−現行の方法は、逐次的処理に依存しており、それは、累積的な収率損失を蒙りやすく、他方、これと対照的にＨＤＩ回路層の並列処理は、確認の機会を提供し、「良いと分かった層」のみを使用することができる。
−層を電気的に相互接続するために使用されるビアは、外から内に向けて形成されるため、回路の外側層に欠陥を生ずる。
−ビア生成もまた逐次的プロセスであり、次のＨＤＩ層のための材料がコアにラミネートされたあとでなければ開始できない。
−ビアをめっきする従来の無電解めっき法および電気めっき法は、低速、複雑で高価である。
−めっきされたビアは、機械的ストレスの集中した領域という不利を有し、そのため故障しやすい。
−めっきされたビア中に残存するディンプルは、汚染を取り込み、外側層を歪ませ、ビア・スタックの生成を阻害し、ビアをパッド中に配置した場合、安全なコンポネント接着を妨害する可能性がある。
【０００８】
これらの欠点を克服しようとしていくつかの従来技術の方法が追求されてきた。例えば、Ｇａｌｌａｇｈｅｒ等による米国特許第５，９４８，５３３号の方法は、回路層を接続するためのパターン化されたポリマー誘電体材料（以下、ビア層と呼ぶ）中に伝導性コンパウンド充填ビアの層を使用する方法を教えている。このような方法を使用することによって、従来のように処理されたコアのいずれかの側にラミネートすべき銅シートとビア層との並列加工が可能になる。これは、逐次的に作成されるビア、ビアの銅めっきおよび表面層欠陥の欠点を排除する。それでも、付加的な層は、逐次的に追加されなければならない。代替的な実施の形態では、ビア層を用いて、単一ラミネーション中のめっきされたスルー接続でもって、多重になった並列加工された両面ＨＤＩ回路とコアとの間の相互接続および結合が可能となる。この方法は、すべての回路およびビア層を並列加工する手段を提供するが、両面回路の２つの側を接続するビアは、めっきしなければならない。
【０００９】
いくつかのその他の従来技術の方法も同様な方針を採用しているが、導電性コンパウンドとして使用される材料には、変化がある（例えば、ツカモトによる米国特許第６，２８１，４４８号、ハース（Ｈａａｓ）等による米国特許第６，６７３，１９０号）。
【００１０】
これらの公開物は、従来技術における本質的な改善について述べているが、それら従来技術の方法は、逐次的な処理（片面又は接着シート・プラス・フォイル戦略を採用する場合）又はめっきされたビア（両面ＨＤＩ回路を採用する場合）という欠点を完全に克服しているわけではない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（発明の概要）
本発明に従えば、幅広い種類の並列加工された回路層を多層回路構造に大量にラミネートするための、洗練され、万能的で、コスト効率が高く、高度に生産的な方法が提供される。発明の方法は、ＨＤＩ多層回路を製造するための従来技術における上述の欠陥をすべて克服する。
【００１２】
発明の方法は、全体の生産コストを低く保つために、従来技術の方法と同じように、従来の多層回路コアを利用することができるが、高密度回路層をいかに生産し、相互接続するかについて、顕著な差異が存在する。すなわち、発明は、それの考えうるすべての可能性において、並列加工された複数の層の位置合わせ工程およびラミネーション工程を包含し、各層は、次の要素の少なくとも２つを含む。
−多層回路コア、
−導電性コンパウンドを充填されたビア・ホールのパターンを含む接着シート、
−接着シートに接着される両面に高密度回路を搭載されたポリマー誘電体材料であって、接着シートおよびポリマー誘電体の両方を通って延びる導電性コンパウンドを充填されたビア・ホールのパターンを含むポリマー誘電体材料、
−接着シートに接着される片面に高密度回路を搭載されたポリマー誘電体材料であって、接着シートおよびポリマー誘電体の両方を通って延びる導電性コンパウンドを充填されたビア・ホールのパターンを含むポリマー誘電体材料、
−銅箔シート。
【００１３】
本発明に従えば、発明の方法を採用して準備される高密度多層回路も提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】発明の方法を採用して準備される高密度多層回路の模式図。
【００１５】
図面において、
−白地に黒いドットの領域は、銅めっき又は箔を表し、
−白地に暗い波線の領域は、完全にキュアされたポリマー誘電体（例えば、ＦＲ４ラミネート）を表し、
−白地に明るい波線の領域は、部分的にキュアされた接着層（例えば、ＦＲ４プリプレグ）を表し、
−チェッカーボードの陰影を付した領域は、一時的なツールとして使用されるポリマー・シートを表し、
−白地に黒い水玉の領域は、ビア・ホールに充填された導電性コンパウンドを表し、
−「コア」とラベル付けされた白いボックスは、比較的低回路密度の二面を持つ、あるいは多層化された回路コアを表す。
【００１６】
図１の（ａ）とラベル付けされたセクションは、両側にパターン化された銅を備え、この構造の回路層間に延びてそれらを電気的に相互接続する銅めっきされたスルー・ホールを含む多層回路コアを表す。
【００１７】
図１の（ｂ）とラベル付けされたセクションは、ポリマー・シートに一時的に固定されたポリマー接着層を表し、これによって形成された構造は、ビアを形成するように選択的に孔あけされており、そのようなビアは、導電性コンパウンドで充填されている。
【００１８】
図１の（ｃ）とラベル付けされたセクションは、コアに最も接近して位置する側のＨＤＩ回路の面に一時的に固定されるポリマー・シートを搭載された接着シートに固定された両面ＨＤＩ回路を表しており、このようにして形成された構造は、ブラインド（外側の銅層で終端した）ビアを形成するように材料の選択的除去を行われており、そのようなビアは、ポリマー・マスク、接着シートおよびポリマー誘電体を通って延びる導電性混合物で充填されている。
【００１９】
図１の（ｄ）とラベル付けされたセクションは、回路を搭載されていないＨＤＩ回路の側に一時的に固定されるポリマー・シートを搭載された接着層に固定された片面ＨＤＩ回路を表しており、このようにして形成された構造は、ブラインド（外側の銅層で終端した）ビアを形成するように材料の選択的除去を行われており、そのようなビアは、ポリマー・マスク、接着シートおよびポリマー誘電体を通って延びる導電性混合物で充填されている。
【００２０】
図１の（ｅ）とラベル付けされたセクションは、銅箔シートを表す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（発明の詳細な説明）
本発明に従えば、高相互接続密度の多層回路を作製する方法が提供される。前記方法は、
望ましい多重度の並列加工されたサブ構造を整列させ、ラミネートする工程、
を含み、
前記サブ構造の各々は、次の要素
（ａ）多層回路コア、
（ｂ）ポリマー・マスクに一時的に固定された接着シートであって、そのように形成された構造は、ビアを形成するように選択的に孔あけされており、そのようなビアは、導電性ペーストで充填されている接着シート、
（ｃ）ポリマー・マスクを搭載された接着シートに固定される両面に高密度回路を搭載されたポリマー誘電体材料であって、そのように形成された構造は、ブラインド（外側の銅層で終端した）ビアを形成するように材料の選択的除去を行われており、そのようなビアは、ポリマー・マスク、接着シートおよびポリマー誘電体を通って延びる導電性混合物で充填されているポリマー誘電体材料、
（ｄ）ポリマー・マスクを搭載された接着シートに固定される片面に高密度回路を搭載されたポリマー誘電体材料であって、そのように形成された構造は、ブラインド（外側の銅層で終端した）ビアを形成するように材料の選択的除去を行われており、そのようなビアは、ポリマー・マスク、接着シートおよびポリマー誘電体を通って延びる導電性混合物で充填されているポリマー誘電体材料、
（ｅ）銅箔シート、
のうちの少なくとも２つを含み、
ここで、望みの高相互接続密度の多層回路を構成するために、多重のサブ構造が選ばれる。
【００２２】
更に、本発明に従えば、上で述べた方法を採用して作製される高相互接続密度の多層回路が提供される。
【００２３】
ＨＤＩ回路を必要とするほとんどの多層回路基板は、外側の層又は信号再分配層のみに高い回路密度を必要とする。高い回路密度の信号再分配層に対する需要は、接続される半導体デバイスからの膨大な数の接続に対応するために生ずる。半導体デバイスからの高密度にパックされた接続は、典型的には、回路基板の表面上にファン・アウトして、個々のコンポネントは、互いに干渉する可能性がある。下層の回路層、典型的には、パワー層およびグラウンド層は、一般にそのような高い回路密度を必要としない。これらの低回路密度要求は、一般的な従来技術の方法（例えば、それら各々の全体を参照によってここに取り組む米国特許第４，９２１，７７７号、第４，８９７，３３８号、第４，６４２，１６０号および第４，６４５，７３３号を参照）に従って、両面型又は多層回路の「コア」を作製することで、非常に高コスト効率的に満たされる。
【００２４】
両面型又は多層回路の「コア」を作製するための典型的な従来技術の方法は、並列加工方式を採用する。例えば、各々の側に銅箔を搭載されたポリマー・ラミネートは、両銅箔を光定義可能なポリマーで被覆することができる。光定義可能なポリマーが選択的に光照射および現像されることによって、所望の回路パターン状にマスクが形成される。マスクを通して露出される銅箔は、エッチングで除去され、銅表面からフォトポリマーを剥離すればラミネートの両面に望みの銅の回路パターンが得られる。一旦完成すれば、このように形成された回路層は、接着性ポリマー誘電体シート（例えば、プリプレグ）と交互に並べて、整列させ、ラミネートすることによって多層回路を形成することができる。
【００２５】
結果のラミネートされた構造は、次に層間に相互接続を必要とする地点で孔あけされ、穿けられた孔は、一連の準備工程のあと、銅めっきされる。穿けられた孔は、典型的には、構造全体を貫通するので、この時点で相互接続を必要としない回路層についても非常に大きい表面領域が浪費されることになる。ＨＤＩ回路と違って、低密度回路では、空間のこの浪費は、典型的には、問題とならない。このタイプの構造は、
−回路層の総数が少なく（一般に、６よりも少ないが、本質的にはもっと多くてもよい）、
−孔サイズが比較的大きく（典型的には、２０ミルよりも大きく）、
−回路パターンが比較的単純である（ラインおよび間隔が１０ミルよりも大きい）
限り、比較的安価に作ることができる。
【００２６】
本発明の１つの態様に従えば、ここに述べるように従来のように作製された多層回路コアを使用することが可能であるが、そのようなコアは、発明の方法を採用した多層回路の製造のためには、必要でない。発明の方法は、並列加工法をコアの作製だけでなく、面内回路およびコアに追加されるＨＤＩ回路層の垂直相互接続の構築にも利用できるという発見を活用している。更に、発明の方法は、めっきされた孔の欠陥を排除する。
【００２７】
本発明の１つの実施の形態で、要素（ｂ）は、
（ｉ）保護用ポリマー・マスクに一時的に固定された接着シートを提供する工程と、
（ｉｉ）接着シートおよび一時的ポリマー・マスクの両方を貫通する孔のパターンを生成する工程と、
（ｉｉｉ）適当な導電性コンパウンドで孔を充填する工程と、
（ｉｖ）ポリマー・マスクを取り除く工程と、
によって形成される。
【００２８】
本発明の別の１つの実施の形態に従えば、要素（ｃ）および／又は（ｄ）は、
（ｉ）ポリマー・マスクに一時的に固定された接着シートを提供する工程と、
（ｉｉ）同時に、あるいは逐次的に、高密度回路を搭載されたポリマー誘電体を、ポリマー・マスクと反対側で接着シートに接着させる工程と、
（ｉｉｉ）ポリマー・マスク、接着シートおよびポリマー誘電体を貫通する孔のパターンを生成する工程と、
（ｉｖ）適当な導電性コンパウンドで孔を充填する工程と、
（ｖ）一時的ポリマー・マスクを取り除く工程と、
によって形成される。
【００２９】
本発明の更に別の１つの実施の形態に従えば、要素（ｃ）および／又は（ｄ）は、
（ｉ）ポリマー・マスクに一時的に固定された接着シートを提供する工程と、
（ｉｉ）前記接着シートおよび前記ポリマー・マスクを貫通する孔のパターンを生成する工程と、
（ｉｉｉ）片面又は両面に高密度回路を搭載されたポリマー誘電体を提供する工程と、
（ｉｖ）工程（ｉｉ）で生成されたものに対応する孔のパターンを前記ポリマー誘電体中に生成して、前記孔が、コア又は最も内側の要素に最も接近して位置する前記ポリマー誘電体の表面から延びて、反対側表面の高密度回路で終端するようにする工程と、
（ｖ）前記接着シートを前記ポリマー誘電体と位置合わせして、各々の孔の前記パターンが一致するようにし、また前記ポリマー・マスクが前記ポリマー誘電体の反対側の前記接着シートの対向する表面に来るようにする工程と、
（ｖｉ）工程（ｖ）で生成された構造を粘着ラミネートして、一体構造を形成する工程と、
（ｖｉｉ）工程（ｖｉ）で生成された一体構造の整列した孔を適当な導電性コンパウンドで充填して、前記導電性コンパウンドが前記ポリマー・マスク、前記接着シートおよび前記ポリマー誘電体を貫通して延びて、前記高密度回路と密着するようにする工程と、
（ｖｉｉｉ）前記ポリマー・マスクを取り除く工程と、
によって形成される。
【００３０】
上の（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に関して、接着シートは、層間に垂直な相互接続を提供する手段として働く。接着シートは、導電性コンパウンドの堆積時にステンシルとして働くポリマー・マスクに一時的に固定される。ポリマー・マスクを一時的に固定された接着シートは、自立構造として選択的に孔あけされるか、あるいは、ビア・ホールの形成に先立って高密度回路層のコアに面する側に固定される。ビアの生成は、レーザ・アブレーションによって実行できる。あるいは、マスクされた接着シートが自立する場合には、パンチング又は機械的孔あけによって実行される。マスクされた接着シートが高密度回路に固定される場合、ビアは、ポリマー・マスク、接着シートおよびポリマー誘電体を貫通し、対向する銅層で終端するようにレーザ孔あけされる。
【００３１】
代替的実施の形態で、ビアは、一時的に固定されたポリマー・シートを備えた自立接着シート中に、レーザ・アブレーション、機械的孔あけ又はパンチングによって形成することができ、対応するブラインド・ビア・ホールは、ＨＤＩ回路中に別のレーザ・アブレーション操作で形成され、次に、接着シートおよびＨＤＩ回路は、ビア・ホールを導電性コンパウンドで充填する前に低温ラミネーションで固定される。各要素中に独立して孔を形成することによって、いろいろなタイプの要素について最も効率的なビア・ホール形成技術を利用することができる。
【００３２】
すべての従来のポリマーをベースとする誘電体材料は、それらが一般的な回路材料に対して良好な接着性を有し、寸法的に安定で、この分野で一般的なラミネーション・サイクルの間に前記の優れた接着性を維持するかぎり、接着シートとして使用することができる。接着シートとして使用するのに適した材料のいくつかの例には、エポキシ・プリプレグ、シアン酸エステル・プリプレグ、パイララックス（登録商標）（Ｐｙｒａｌｕｘ（登録商標））（デュポン）、樹脂含浸処理されたアラミド繊維紙（例えば、サーマウント（登録商標）（Ｔｈｅｒｍｏｕｎｔ（登録商標）））、ＪＡＤＥおよびスピードボード（登録商標）（Ｓｐｅｅｄｂｏａｒｄ（登録商標））（ゴア）が含まれるが、これらに限らない。
【００３３】
ポリマー・マスクとして使用するのに適した材料には、接着シートと反応しないすべてのフィルム・タイプのポリマー（例えば、マイラー（登録商標）（Ｍｙｌａｒ（登録商標））、ポリイミド、ＰＥＴ）が含まれるが、これらに限らない。代替材料、例えば、金属箔又は被覆紙も一時的に固定されるマスクとして使用するのに適している。最適な結果を得るために、ポリマー・マスクは、ビア・ホールをアブレーションするために、接着シートと同様なレベルのレーザ強度を必要とする。
【００３４】
ポリマー・マスクは、典型的には、真空ラミネーション装置、ラミネーション・プレス、ロール・ラミネータ等の機器を用いて接着シートに固定される。ポリマー・マスクを固定する温度は、好ましくは、接着性を示すのに必要な最低の温度、典型的には７５−１００℃であり、それによって接着剤のキュアが顕著に進行しない温度である。同様に、印加される圧力は、接着シート中で樹脂の移動を最小にするように最低の圧力が好ましい。
【００３５】
一旦固定されると、ポリマー・シートは、多層回路としてラミネートするようにすべての要素が準備できるまで、接着シートに固定されたままになる。ラミネーションに先立つハンドリング操作を通してカバー・シートを使用し続けることによって、堆積された導電性コンパウンドが汚れたり、同様に傷ついたりしないようにする保護の効果が得られる。しかし、いくつかのケースでは、ビアを導電性コンパウンドで充填したら直ちにポリマー・マスクを取り除いて、ポリマー・シート全体に広がる導電性コンパウンド堆積物の部分がポリマー・シートからきれいに分離できるほうが好ましい場合もある。当業者は、導電性コンパウンドの堆積後に、ポリマー・シートを取り外すのが最も有利となる時点を容易に判断することができる。これは、典型的には、導電性コンパウンド、ポリマー・シートおよび接着シート材料の選択などの因子に基づいて決定される。
【００３６】
本発明を実施する場合に使用が考えられる導電性コンパウンドは、ペーストとして堆積でき、回路パッド間に導電性経路を形成する典型的な生産的ラミネーション条件の下で処理される任意の材料でよい。ここで好適な組成として、米国特許第５，９４８，５３３号（その全体を参照によってここに取り込む）で述べられたものが含まれる。これは、そのような組成によって銅パッドへ形成される金属的接続による。実際、このような組成は、それらを発明の方法で使用するのに適したものとする多くの特性を有する。例えば、これらの組成の電気伝導度は、既知の導電性ポリマー厚膜よりも優れている。導電性ポリマー厚膜は、一般に、高レベルの銀又は銅粒子を熱硬化性又は熱可塑性の樹脂バインダ中に含み、これら粒子の機械的な接触に依存して電流を運んでいる。好適な組成は、高融点金属および比較的低融点の合金を採用しており、それらを過渡的液相シンタリング（ＴＬＰＳ）として知られるプロセスで一緒に処理することによって、金属粒子間に、また隣接する銅パッドとの間に真に金属的な結合を形成することが可能になる。
【００３７】
セラミック技術では、多層基板中に配線を作製するためにシンタリングが利用される。しかし、この技術は、完璧な目標を達成するために有機バインダを排除し、金属酸化物を減らすように、典型的には、７００℃を超える処理温度を必要とする。これと対照的に、いくつかの金属システムは、３５０℃より十分低い温度でＴＬＰＳを実行することができる。ＴＬＰＳは、低融点金属又は合金をそれの融点温度に加熱し、より高い融点の金属又は合金中へ拡散させるという特徴を有する。こうして形成される新しい合金は、それが生成されたように凝固し、全く新しい融点を有するようになる。ＴＬＰＳプロセスで採用される金属を賢明に選択すれば、元の低融点合金の融点よりも本質的に高温で再溶融する組成が実現できる。この性質は、発明の方法によって生成される多層回路構造が、組成中に元々形成されている金属マトリクスを再溶融することなしに、はんだ付け操作に耐えることを可能にする。
【００３８】
ＴＬＰＳを施すことができる金属システムを採用して準備された高相互接続密度の多層回路の接着性、機械的強度および腐食耐性は、浸食性の強いフラックス剤を添加する必要がないことから、従来技術の組成を採用して準備されたものよりも大幅に優れている。ＴＬＰＳを施すことができる金属システムに基づく組成は、完全にクロス・リンクされ、それのすべての成分は、キュアにおいて化学的に移動できない。金属のフラックス脱酸素の反応副産物でさえ、それらがポリマー・マトリクスに化学的にバインドされているように振舞う。従って、そのような組成は、銅回路層の間に垂直相互接続を生成するために完全に適している。
【００３９】
その他の特に適した組成は、米国特許第７，１６９，２０９号（ナカタ等による。その全体をここに参照によって取り込む）に述べられている粒子から形成される。そのような粒子は、２又はそれ以上の金属成分の粒子の混合を通してよりも、個々の粒子間および内部でＴＬＰＳを施される。
【００４０】
導電性組成は、当業者に既知の多様な方法の任意のもの、例えば、スクリーン印刷又はステンシル印刷、ドクター・ブレーディング、圧力支援スキージー等によって供給される。一時的ポリマー・マスクは、充填操作の間にコンタクト・ステンシルとして働き、層の位置合わせおよびラミネーションに先立って取り除かれる。
【００４１】
ここで使用することが考えられる高密度回路層は、当業者に既知の従来のエッチング法を用いて形成できる。比較的最近、薄い銅箔を搭載された薄いポリマー・ラミネートを導入できるようになったことで、銅クラッドのポリマー・ラミネートから高密度の回路を作製できるようになった。標準的な低密度回路は、〜０．００１インチ厚の銅箔を搭載された厚い（０．０３０−０．０６０インチ）ラミネートからエッチされる。高密度層のために使用されるポリマー・ラミネートは、典型的には、０．０２０インチ厚よりも薄く、およそ０．０００４インチ厚の銅箔を搭載されている。従来のラミネートで可能なものよりも細かい寸法の構造を生成するために、より薄い箔をエッチできる。高密度回路をエッチするために適した銅を搭載された任意の銅クラッドのラミネート構造が、発明で使用するのに適している。一般的な代替となる金属表面仕上げを搭載された銅回路も、発明で使用するのに適している（例えば、金、錫、ＯＳＰ、接着促進処理）。ラミネートのために、使用が考えられる材料としては、すべての一般的な、柔軟で硬いラミネート・プリント回路基板誘電体又は当業者が容易に思いつくその他のそのような材料が含まれる。
【００４２】
同様に、高密度回路をエッチするのに適した層を搭載された任意のポリマー誘電体が、発明で使用するものとして考えられる。これは、樹脂がすべてｃステージ（完全にキュアされている）にある樹脂被覆の銅箔を含むか、あるいは、ｂステージ（部分的にキュアされている）とｃステージの組合せが、発明で使用するものとして考えられる。ｂステージとｃステージの両方の樹脂層が存在する場合は、ｂステージの層で接着シートを置き換える。
【００４３】
樹脂被覆の箔、片側にだけ高密度回路を搭載されたポリマー誘電体および銅箔は、すべてコアに対して奇数個の高密度層を提供する代替となる。採用された場合、このように供給される樹脂被覆の箔および銅箔は、同様にラミネーションのあとで、エッチされるべきである。
【００４４】
当業者は、本発明に従って多層回路を生成するために使用するのに適した整列およびラミネーション技術を容易に特定できる。事実、当分野で典型的に採用されるこれらの技術も、発明の方法によって多層回路を生成するために使用するものとして考えられる。典型的には、個別要素の中にツーリング・ホールが形成され、要素の整列のためにツーリング・ピンが使用される。当業者であれば容易に理解できるように、このプロセスによって構造が位置ずれしたり、歪められたりしないように、ポリマー・シートの除去を注意深く実行しなければならない。いくつかのケースで、選ばれた材料は、温度および湿度の変化に伴って接着剤又はラミネート材料に生ずる寸法変化による製造作業の環境制御に対して特別な配慮が必要である。
【００４５】
ラミネーション条件およびラミネーション・ブッキング材料の準備は、使用するために選んだ接着剤およびラミネート材料に特有のものである。例えば、発明の方法を、米国特許第５，９４８，５３３号に述べられている導電性コンパウンドで実施する場合、約１９０℃よりも低くないピークのラミネーション温度および約２７５ｐｓｉよりも低くないラミネーション圧力が望ましい。
【００４６】
ここで、以下の非限定的例を参照しながら、発明について詳細に説明する。
【実施例１】
【００４７】
（例１）
接着シート要素およびＨＤＩ回路要素が別々のホール形成操作を施こされ、次に一緒に接着され、適切に充填されるか否かを評価するために、テスト用構造が設計された。ビア・ホールが、片側に銅回路を搭載されたＦＲ４ラミネート中にレーザ・アブレーションによって形成された。ビア・ホールは、銅回路と反対側からアブレーションで開けられ、銅で終端された。レーザ・アブレーションで開けたビアの直径は、約６ミルであった。ＦＲ４プリプレグが得られ、真空ラミネーションによってマイラー・シートに固定された。マイラーを固定されたプリプレグは、ＦＲ４ラミネート中のパターンに対応するビア・ホールのパターン状に機械的に孔あけされた。機械的孔あけは、８ミルよりも小さい直径では、法外に高くつくため、プリプレグ中のビア・ホールの直径は、１０ミルであった。ＦＲ４プリプレグ中のホールは、露出した銅上で目視により、ラミネート中のビア・ホールと整列された。整列されたプリプレグとラミネートは、８０℃での標準的ラミネーション・プレスで、２０ｐｓｉよりも低い「キス」圧で粘着ラミネートされた。粘着ラミネーションのあとで、整列が再度点検され、マイラー・マスクを覆ってドクター・ブレードによって導電性コンパウンドＯｒｍｅｔ（登録商標）７００１（Ｏｒｍｅｔ（登録商標）  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，Ｉｎｃ．）が堆積された。初期の充填のあとで、構造は、９５℃に設定された箱型オーブンの中に１５分間置かれ、導電性コンパウンド中の溶剤が飛ばされ、充填操作で取り込まれた空気が解放された。
【００４８】
この乾燥工程のあとで、第２の充填操作が実行されて、すべてのビア・ホールがマイラー表面と揃った導電性コンパウンドを含むようにされた。マイラー・シートは、構造の１つの隅から注意深く剥がすことによって取り除かれ、構造は、９５℃に設定された箱型オーブンに３０分間置かれて、残存するすべての溶剤が蒸発された。乾燥サイクルが完了したあと、銅箔シートが構造の上に、ビア・ホールを覆って配置され、ラミネーション・ブックが準備された。
スチール・プレート、
リリース・シート、
Ｐａｃｏｐａｄ（登録商標）、
リリース・シート、
フォイル・プリプレグ・ラミネート構造、
リリース・シート、
Ｐａｃｏｐａｄ、
リリース・シート、
スチール・プレート。
ラミネーション・ブックは、１９０℃に設定されたラミネーション・プレス中に置かれ、プレスは、３００ｐｓｉの印加圧力で閉じられた。ラミネーション・サイクルは、６０分間であり、構造は、熱いうちに取り出された。構造が冷めたあとで、断面が用意された。
【００４９】
顕微鏡で観察すると、合金化した相互接続が上側および下側の銅に観察され、プリプレグおよびラミネートの両方のビア・ホールは、確実に充填されていた。１つの銅表面から他方へ電気的プローブ検査を行った結果、ビアを通る良好な電気伝導が確認され、銅表面に埋め込まれた充填ビアは、認められなかった。
【実施例２】
【００５０】
（例２）
すべての要素がラミネーションのために用意できるまで、いくつかの要素を或る時間保存しておかなければならない典型的な製造環境に対して発明の方法が適しているか否かを決定するために、ＦＲ４ラミネート上のポリマー・コーティングの中に掘り込んだ蛇行パターンの形にＯｒｍｅｔ７００１（米国特許第５，９４８，５３３号）がドクター・ブレードされた。テスト・クーポン当たり６個の蛇行パターン中にＯｒｍｅｔ７００１をドクター・ブレードし、９５℃に設定された箱型オーブン中で５分間乾燥させ、Ｏｒｍｅｔ７００１の第２の充填を初期の充填方向に垂直な方向にドクター・ブレードし、更に９５℃の小型オーブン中で３０分間追加して乾燥させることによって、１０個の試験サンプルが用意された。１個のサンプルは、直ちに１９０℃、３００ｐｓｉに設定されたラミネーション・プレスの中で３０分間処理された。蛇行パターンの抵抗が測定され記録された。残りのサンプルは、オープン・ショップ環境に未保護の状態で放置され、上のラミネーション条件に従って、週当たり１サンプルの割合で処理された。研究の結論として、サンプル間で電気抵抗に統計的差異は存在しなかった。
【実施例３】
【００５１】
（例３）
マイラー・シートをプリプレグ材料に固定することが樹脂のキュアを顕著に促進するか否かを決定するために１つの実験が実行された。実験の目的は、マイラーの固定がプリプレグ樹脂の正しく流れてラミネートに接着する能力に対して阻害効果を持つか否かを判断することである。複数のサンプルに対して、それらのガラス遷移温度を決めるために示差走査熱量測定が実行された。試験されたサンプルには、
新鮮なプリプレグと、
貯蔵されていたプリプレグと、
マイラー層を備えた新鮮なプリプレグと、
マイラー層を備えたより古いプリプレグ、
が含まれる。
より高温のガラス遷移温度は、樹脂キュアの進行の表れである。
【００５２】
マイラーを備えたサンプルにおいて、若干の進行（一般に＜１℃）が認められたが、それは、新鮮な材料（３−４℃）と比較すると、貯蔵されていたプリプレグで観察される進行の程度よりも小さかった。より古いプリプレグ材料がそれの禁止された有効期間内でもなお良好であることから、マイラーを適用することは、顕著な劣化効果を持たないと判断された。
【００５３】
発明について、それの特定の好適な実施の形態を参照しながら詳細に説明してきたが、ここに説明され、請求されることの精神および範囲内で、修正および変更が可能であることが理解される。
【図１】
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【国際調査報告】
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