(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルオロポリマーマトリックスを含む多孔質有機材料から作られた誘電体層を有する基板を用意し、そしてレーザーによってこの基板に少なくとも１つのバイアを孔あけすることを含む、基板にバイアを形成する方法であって、
前記基板のバイアをナトリウムエッチングで洗浄することによって、レーザーによる孔あけの際に生じた切除された物質を取り除くことを含む、基板にバイアを形成する方法。
【請求項２】
前記ナトリウムエッチングを、有機媒質中のナトリウム分散液を使用して行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ナトリウムエッチングを、ナフタレン中のナトリウム分散液を使用して行う、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
フルオロポリマーマトリックスを含む前記多孔質有機材料が、延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
フルオロポリマーマトリックスを含む前記多孔質有機材料が、吸収されたまたは含浸された接着剤−充填剤混合物を含有する多孔質マトリックス系を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記基板が、マルチチップモジュールである、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は電子部品パッキングの分野に関する。より詳しく言えば、本発明はバイアの相互接続を持つ相互接続回路と、続く金属化工程のためにレーザーで孔開けした孔を用意する方法に関する。
発明の背景
電気的な相互接続に使用されるマルチチップモジュール（ＭＣＭ）には様々な型、すなわちマルチチップモジュール（ＭＣＭ−Ｌ）、薄い膜を付着したマルチチップモジュール（ＭＣＭ−Ｄ）、およびセラミックマルチチップモジュール（ＭＣＭ−Ｃ）があり、これらはモジュール中に異なる層を含む。バイアはモジュールの異なる層を相互接続するのに使用され、打抜きまたはレーザーにより層を通して孔開けされる。
米国特許第５，３７８，３１３号明細書は、無機の絶縁層上に作られた金属伝導パターン層を使用するＭＣＭ−Ｃのための、多層ハイブリットの製造の方法を開示する。無機絶縁層を通しレーザーで孔開けすることにより、伝導性パターン層の間の電気的な接続をするために、２５〜１２５ミクロンの直径を持つバイアを形成する。米国特許第５，３７８，３１３号明細書によれば、無機絶縁層の全体の厚さは５０ミクロンより薄くなければならず、好ましくは４０ミクロンより薄く、より好ましくは３０ミクロンより薄い。
レーザーによる孔あけでのバイアの形成後、モジュール上の光吸収層を除去およびバイアの表面を洗浄する。レーザーによる孔あけの間にバイアの側壁に再付着した荒く切除された物質は、次に行う電着工程の前に除去すべきである。この様な洗浄は、孔あけする孔が一般的にマクロ寸法のときは問題にならなかった。しかしながら、レーザー孔あけ技術では７５ミクロン以下の直径の孔あけができ、そのような微小寸法では付着した切除された物質はかなり問題になる。
この様に、レーザーの孔あけで作られたバイア洗浄の効率的な方法を供給する必要が、特にバイアの入口直径が７５ミクロン以下の場合にある。
発明の概略
本発明は、基板に作られたバイアの表面を続く電着処理のために用意する方法に関する。レーザーで孔あけして７５ミクロン以下の入口直径を持つようにした後のバイアを溶液で洗浄する。この溶液はナトリウム−ナフタレン混合物で、効果的にバイアの表面を洗浄して、続く金属の析出のために表面を準備する。
レーザー孔あけにより作られたバイアの効率的な洗浄方法の提供は本発明の目的である。
【図面の簡単な説明】
図１および２は本発明で使用する誘電体材料の用意に使用する延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）マトリックス材料の走査型電子顕微鏡写真である。
発明の詳細な説明
本発明は、一方閉塞バイアまたは貫通バイアのどちらかを含む基板を持つ相互接続回路装置に関する。バイアはレーザー切除およびレーザー孔あけ方法で作る。レーザー切除では、強力な紫外光の短いパルスが基板材料の薄い層に吸収される。レーザー切除または孔あけの後、プロセスから切除された物質がバイアの側壁に作られ、続くバイアの処理、例えば金属化のために除去しなければならない。レーザー技術により作製したバイア入口が小さい、７５ミクロン以下、のとき、通常のバイア技術はバイアの側壁に再付着した切除された物質を、続くバイア内への伝導性材料の信頼できるメッキに必要な程度まで取り除くのには使えない。
ナトリウムエッチングを含む積極的な洗浄処理を使用することで、７５ミクロン以下の入口直径を持つバイア内の切除された再付着した物質をうまく取り除かれる。ナトリウムエッチングは特に小さいバイアに有用であったが、この積極的な洗浄技術を任意の大きさのバイアに応用することは本発明の範囲内である。
１つの態様においてナトリウムエッチング洗浄溶液で処理するバイアは、当業者が知る通常の技術を使用するレーザー孔あけにより形成した。本発明のもう一つの態様では、洗浄されたバイアは７５ミクロン以下の入口を有し、アスペクト比が１：１より大きいバイアである。このバイアは、現在使用可能なものより小さい入口直径、出口直径、より大きいアスペクト比およびより小さい平均バイア抵抗を持つような方法で形成することができる。
本発明により処理される電子部品は、バイアを作ることができ、並びに第一の伝導層、第一の伝導層上に形成される誘電体層、およびこの誘電体層上に形成される露出された第二の伝導層を含む積層基板でよい。第二の伝導層は、基板中の一方閉塞バイアが作られるべき場所に前もって作られた開口を持つことができる。誘電体層は第一の伝導層まで、第二の伝導層の前もって作られた開口を通して誘電体層に当てる複数のレーザーパルス使用して孔開けされる。誘電体層に当てるそれぞれのレーザーパルスは、誘電体層の切除限界よりも大きいが第一の伝導層の切除限界よりも小さい１パルス当たりのエネルギー密度を持つ。
下に示されるｅＰＴＦＥ誘電体材料を含む様々な誘電体材料は、紫外線範囲でモードを固定した固体レーザー操作を使用してレーザー孔あけをされてもよいバイアを含む。一般的に、パルスレーザーをバイアの孔あけに使用する。パルスは誘電体材料を切除し、金属層で止まる。良好なアスペクト比の均一なバイアを得るために、パルス繰返数は１ＫＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲にわたり、これはレーザーのパルス幅を変える。バイア中に残る残留物は、その後再びパルス強度を調整して切除する。好ましくは、０．５〜２０Ｊ／ｃｍ2のエネルギー密度を生じさせることができ、およびその場で生じさせてパルス繰返数を１ＫＨｚ〜１０ＭＨｚまで変化させることで実質的に瞬時にエネルギー密度を変化させることができるレーザーを使用する。パルス繰返数のこれらの可変性の結果、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーについてパルス幅の変動は４０〜１００ｎｓとなる。
一般に後パルス工程を行って最初の切除工程後の誘電体残留物を切除する場合、パルス密度を短時間、２倍にすることができ、それにより１〜１０パルスを典型的に使用してもよい。
本発明の１つの態様では、一方閉塞バイアをＮｄ  ＹＡＧパルスレーザーの様な固体パルスレーザーであるレーザーで形成した。Ｎｄ  ＹＡＧレーザーの基本的な出力は、波長が１０６４ｎｍである。この波長は電磁波スペクトルの赤外光部分にある。β−バリウムホウ酸塩（ＢＢＯ）結晶を光路に導入し、調波発生で紫外線領域に入る３５５ｎｍ（第３調波）および２６６ｎｍ（第４調波）の光の出力を促進した。
３５５ｎｍの波長でのレーザーを放出するとき、誘電体材料に与えられる１パルス当たりのエネルギー密度は、１００ｎｓ以下のパルス幅を使用して、０．５Ｊ／ｃｍ2〜２０Ｊ／ｃｍ2、好ましくは公称的に１０Ｊ／ｃｍ2である。２６６ｎｍの波長でレーザーを放出するとき、誘電体材料に与えられる１パルス当たりのエネルギー密度は、やはり１００ｎｓ以下のパルス幅を使用して、０．５Ｊ／ｃｍ2〜１０Ｊ／ｃｍ2、好ましくは公称的に２Ｊ／ｃｍ2である。
３５５ｎｍの波長でレーザーを放出するとき、伝導層に与えられる１パルス当たりのエネルギー密度は、１００ｎｓ以下のパルス幅で、５Ｊ／ｃｍ2よりも大きく、好ましくは公称的に１０Ｊ／ｃｍ2である。２６６ｎｍの波長でレーザーを放出するとき、伝導層に与えられる１パルス当たりのエネルギー密度は、１００ｎｓ以下のパルス幅を使用して、４Ｊ／ｃｍ2よりも大きく、好ましくは公称的に９Ｊ／ｃｍ2である。
３５５ｎｍおよび２６６ｎｍの波長は銅の層および接着剤−充填剤−ｅＰＴＦＥ誘電体の層にバイアの孔あけをするのに特に良く通し、２６６ｎｍレーザーを使用するときは、エネルギー密度が１．５Ｊ／ｃｍ2、１パルス当たりのエネルギーが１０Ｊ、およびパワー密度が２０ＭＷ／ｃｍ2である。波長が３５５ｎｍのとき一方閉塞バイアは、エネルギー密度を３．５Ｊ／ｃｍ2に設定して作られ、１パルス当たりのエネルギーは３０Ｊ、およびパワー密度は３５ＭＷ／ｃｍ2である。３５５ｎｍのレーザーを使用する一方閉塞バイアのため後パルス工程は、エネルギー密度が１１Ｊ／ｃｍ2、１パルス当たりのエネルギーが１００Ｊ、およびパワー密度が２００ＭＷ／ｃｍ2であるように条件を調整することを必要とする。
一方閉塞バイアを以下に示す接着剤−充填剤−ｅＰＴＦＥの誘電体に形成する場合、３５５ｎｍレーザーで、１パルス当たりのエネルギーが６５Ｊ、エネルギー密度が７Ｊ／ｃｍ2およびパワー密度が１００ＭＷ／ｃｍ2であるものを使用した。後パルス工程は、エネルギー密度を１１Ｊ／ｃｍ、１パルス当たりのエネルギーを１００Ｊ、およびパワー密度を２００ＭＷ／ｃｍ2とするようにパラメータを調節することを要求するだろう。
誘電体層を通して一方閉塞バイアを孔開けした後、一方閉塞バイアのパルス後の処理技術を使用する。すなわち、レーザーの出力条件を孔開けした一方閉塞バイアの上、好ましくは同じ位置で変え、そしてこの変化させた出力条件で第一の伝導層を前もって決定したパルス数、好ましくは１〜１０のパルス数の間レーザー孔開けする。第一の伝導層に当てたそれぞれのパルスは、第一の伝導層の切除限界よりも大きい１パルス当たりの第二のエネルギー密度を持つ。１パルス当たりの第二のエネルギー密度のレベルの前もって決定したパルス数は、第一の伝導層の表面に残されたいずれの誘電体物質も切除し、レーザー孔あけにより露出された第一の伝導層の表面を融解させる。
一方閉塞バイアを伝導性材料で満たすとき、一方閉塞バイアを通って第一の伝導層に通じる接続の平均抵抗は約２ｍΩ、一方閉塞バイアを通って第一の伝導層に通じる接続の抵抗の分散は約０．２５ｍΩ2である。
バイアを形成した後それをＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ  ＆  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．による商品名ＴＥＴＲＡ−ＥＴＣＨ（商標）で入手できるナトリウムナフタレン溶液で洗浄する。このナトリウム／ナフタレンエッチング溶液はとても腐食性で、バイアの洗浄および再付着した切除物質を取り除くのに効率的である。このエッチングは、バイアおよびその側壁を伝導性の材料でメッキする準備をする。このナトリウム／エッチング洗浄は、通常作られていたバイアよりも小さいバイアを持つ回路装置にあって有用である。
本発明では、基板の誘電体材料は任意のふさわしい誘電体材料でよく、例えばポリイミドおよびポリイミド積層材料、エポキシ樹脂、他の樹脂材料と組み合わせたエポキシ樹脂、有機材料等の単独の材料または上記のものを充填剤と組み合わせた任意の材料といったものでよいが、これらに限定されない。誘電体材料はフルオロポリマーマトリックスを含み、このフルオロポリマーはＰＴＦＥ、ｅＰＴＦＥまたはコポリマー若しくは配合物でよい。ふさわしいフルオロポリマーは、接着剤充填剤混合物を含むまたは含まないポリテトラフルオロエチレンまたは延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンを包含するが、これらに限定されない。
含まれるのはＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ  ＆  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳｐｅｅｄｂｏａｒｄ（商標）ボンドプライであり、例えばポリテトラフルオロエチレンマトリックス中にシアネートエステル樹脂を含む不織材料のプレプレッグであるＳｐｅｅｄｂｏａｒｄ（商標）Ｃのようなものである。Ｓｐｅｅｄｂｏａｒｄ（商標）ＣはｌＭＨｚ〜１０ＧＨｚで誘電率（Ｄｋ）が２．６〜２．７、１ＭＨｚ〜１０ＧＨｚで損失係数が０．００４、絶縁耐力が１０００Ｖ／ｍｉｌ以上、ガラス転移温度（Ｔg）が２２０℃、樹脂成分が６６〜６８重量％で様々な厚さが使用できる。また、延伸膨張ＰＴＦＥマトリックスに多機能エポキシ接着剤を含む不織材料プレプレッグであるＳｐｅｅｄｂｏａｒｄ（商標）Ｎも使用できる。Ｓｐｅｅｄｂｏａｒｄ（商標）Ｎは１ＭＨｚで誘電率（Ｄｋ）が３．０、１ＭＨｚで損失正接が０．０２、絶縁耐力が９００Ｖ／ｍｉｌより大きく、ガラス転移温度（Ｔg）が１４０℃、樹脂成分が６６〜６８重量％であり、様々な厚さで入手できる。
もう一つのふさわしい誘電体は図１で示す延伸膨張ＰＴＦＥマトリクッスで、それはシアネートエステル化合物、エポキシ化合物、ビストリアジン化合物およびポリ（ビス−マレイミド）樹脂の中の少なくとも２つの混合物を含む。例えば、Ｍ−３０（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ）を５．９５ポンド、ＲＳＬ  １４６２（Ｓｈｅｌｌ  Ｒｅｓｉｎｓ，Ｉｎｃ）を４．０７ポンド、２，４，６−トリブロモフェニルを末端基とするテトラブロモビスフェノールＡカーボネートオリゴマー（ＢＣ−５８）（Ｇｒｅａｔ  Ｌａｋｅｓ  Ｉｎｃ．）を４．５７ポンド、ビスフェノールＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を１３６ｇ、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０を２３．４ｇ、Ｍｎ  ＨＥＸ−ＣＥＭの１０％ミネラルスピリット溶液を１８．１ｇ、およびＭＥＫを８．４０ｋｇ混ぜてワニス溶液が作られる。このワニス溶液を更に希釈して２つの別々の浴すなわち２０％（ｗ／ｗ）および５３．８％（ｗ／ｗ）にした。この２つのワニス溶液を別々の含浸浴に注ぎ、ｅ−ＰＴＦＥウェブを連続的に片方を通した後すぐ他方へと、ぞれぞれの含浸浴に通した。均一性を補償するためにワニスを常に撹拌した。含浸されたウェブをその後直ぐに、加熱した炉に通して全てまたはほとんど全ての溶媒を除去し、接着剤を部分的に硬化させて、ロールに集めた。ｅＰＴＦＥウェブは、例えば２５ミクロン、４０ミクロンといったような任意の望ましい厚さにできる。２５ミクロンの厚さの材料はおよそ０．９ｇの質量であり、単位面積当たりの重さはおよそ１１．２〜１３．８ｇ／ｍ2である。
誘電材料の他のクラスは、多孔質マトリックス系が吸収したまたは含浸した接着剤充填剤混合物を含むものを含む。多孔質マトリックスは、基板の初期気孔率の結果として充填剤および熱可塑性または熱硬化性接着剤を大量に吸収させ、加熱して接着剤を部分的に硬化させてＢ段階の複合材料にされる不織基板である。基板は、米国特許第３，９５３，５６６号明細書および米国特許第４，４８２，５１６号明細書の多孔質延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン材料のようなフルオロポリマーを含み、これらの米国特許明細書はそれぞれ参照してここに組み込まれる。望ましくは、平均流動気孔サイズ（ｍｅａｎ  ｆｌｏｗ  ｐｏｒｅ  ｓｉｚｅ）（ＭＦＰＳ）は最大粒子のそれの約２〜５倍以上であるべきであり、充填剤のそれよりおよそ約２．４倍より大きいＭＦＰＳが特に好ましい。しかしながら、平均粒子サイズ（ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｓｉｚｅ）比に対する平均流動気孔サイズが１．４より大きくなる比を選んで、好適な複合材料を調製できることはやはり本発明の範囲内である。受け入れられる複合材料はまた、平均粒子サイズに対する最小気孔サイズの比が少なくとも０．８より大きいとき、または最大粒子サイズに対する最小気孔サイズの比が少なくとも０．４より大きいときにも調製できる。粒子サイズに対するＭＦＰＳ比はＭｉｃｒｏｔｒａｋ（商標）モデルＦＲＡ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ装置で調べることができる。
あるいは、相対的な気孔サイズおよび粒子サイズを測定するための別の機構を、最小気孔サイズが最大粒子サイズの約１．４倍以上として計算してもよい。
延伸膨張フルオロポリマー基板の他に、超高分子量（ＵＨＭＷ）ポリエチレン、延伸膨張ポリプロピレン等の多孔質延伸膨張ポリオレフィン、またはペースト押し出しによって調製されて犠牲充填剤を取り入れたポリテトラフルオロエチレン、多孔質の無機または有機発泡体、微孔質のセルロースアセテートを使用することもできる。
多孔質の基板の初期気孔率は少なくとも３０％であり、好ましくは少なくとも５０％、最も好ましくは少なくとも７０％であり、この基板は、熱硬化性または熱可塑性の接着剤樹脂および微粒子充填剤ペーストを気孔中に含浸する一方で、複合材料全体の脆性と粒子が沈降するのを防止するための軟質強化剤を供給するのを容易にする。
充填剤は、ヒストグラムにより最大粒子サイズ、最小粒子サイズおよび平均粒子サイズを表示するＭｉｃｒｏｔｒａｋ（商標）モデル  ＦＲＡ  Ｐａｒｔｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｚｅｒ装置による解析をしたとき、粒子の集合を含む。
接着剤に混入するのに好適な充填剤には、ＢａＴｉＯ3、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、沈降セラミックスやゾル−ゲルセラミックス、例えば、シリカ、チタニアおよびアルミナのようなもの、非伝導性の炭素（カーボンブラック）およびこれらの混合物が含まれるが、好適な充填剤はこれらに限定されない。特に好ましい充填剤はＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2を単独でまたは非伝導性炭素と組み合わせて使用するものである。最も好ましい充填剤には、米国特許第４，７０５，７６２号明細書で教示される蒸気金属燃焼方法でつくられる充填剤、例えば、本質的に中実、すなわち中空の球でない、均一な表面曲率および高い球形度を持つシリカ、チタニア、およびアルミナ粒子を作るためのケイ素、チタンおよびアルミニウムといったものが含まれるがこれらに限定されない。
充填剤は、シリル化剤および／または接着剤マトリクッスと反応する薬剤により充填剤を疎水性にする良く知られた技術で、例えばカップリング剤を使用して、処理してもよい。好適なカップリング剤には、シラン、チタネート、ジルコネートおよびアルミネートが含まれる。好適なシリル化剤には、機能性シリル化剤、シラザン、シラノール、シロキサンが含まれるが、機能性シリル化剤はこれらに限定されない。好適なシラザンには、ヘキサメチルジシラザン（Ｈｕｌｓ  Ｈ７３０）およびヘキサメチルシクロトリシラザンや、ビス（トリメチルシリル）アセトアミド（Ｈｕｌｓ  Ｂ２５００）のようなシリルアミドや、トリメチルシリルウレアのようなシリルウレアや、トリメチルシリルイミダゾールのようなシリルイミダゾールが含まれるがこれらに限定されない。
チタネートカップリング剤の例としてはテトラアルキル型、モノアルコキシ型、配位（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）型、キレート型、第四塩型、ネオアルコキシ型、シクロヘテロ原子型が挙げられる。好ましいチタネートにはテトラアルキルチタネート、Ｔｙｚｏｒ（商標）ＴＯＴ｛テトラキス（２−エチル−ヘキシル）チタネート｝、Ｔｙｚｏｒ（商標）ＴＰＴ｛テトライソプロピルチタネート｝、キレート化チタネート、Ｔｙｚｏｒ（商標）ＧＢＡ｛チタンアセチルアセチルアセトネート｝、Ｔｙｚｏｒ（商標）ＤＣ｛チタンエチルアセトアセトネート｝、Ｔｙｚｏｒ（商標）ＣＬＡ｛ＤｕＰｏｎｔの特許｝、モノアルコキシ（Ｋｅｎ−Ｒｅａｃｔ（商標）ＫＲＴＴＳ）、Ｋｅｎ−Ｒｅａｃｔ（商標）、ＫＲ−５５テトラ（２，２ジアリルオキシメチル）ブチル、ジ（ジトリデシル）ホスフィトチタネート、ＬＩＣＡ（商標）３８ネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ（ジオクチル）ピロ−フォスファトチタネートが含まれる。
ふさわしいジルコネートにはＫｅｎｒｉｃｈのカタログの２２ページに詳細が示されたジルコネートのいずれも含まれ、特に、ＫＺ５５−テトラ（２，２ジアリルオキシメチル）ブチル、ジ（ジトリデシル）フォスフィトジルコネート、ＮＺ−０１−ネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリネオデカノイルジルコネート、ＮＺ−０９−ネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ（ドデシル）ベンゼン−スルホニルジルコネートが含まれる。
本発明で使用できるアルミネートには、Ｋｅｎｒｉｃｈ（商標）、ジイソブチル（オレイル）アセトアセチルアルミネート（ＫＡ３０１）、ジイソプロピル（オレイル）アセトアセチルアルミネート（ＫＡ３２２）およびＫＡ４８９が含まれるがアルミネートはこれらに限定されない。
上記に加えて、架橋したビニルポリマーのような、例えばジビニルベンゼン、ジビニルピリジン等の特定のポリマーや、または非常に高い希釈度（ＭＥＫ中０．１〜１．０％の溶液）で初めに適用される開示された熱硬化性マトリックス接着剤のいずれかのサイズ剤が使用できる。また、ジクミルペルオキシドのような特定の有機過酸化物も充填剤と反応させることができる。
接着剤自身は熱硬化性または熱可塑性でよく、ポリグリシジルエーテル、ポリシアヌレート、ポリイソシアネート、ビス−トリアジン樹脂、ポリ（ビス−マレイミド）、ノルボルネンを末端基とするポリイミド、ポリノルボルネン、アセチレンを末端基とするポリイミド、ポリブタジエンおよび機能化したそのコポリマー、環状オレフィンポリシクロブテン、ポリシロキサン、ポリシスカロキサン、機能化したポリフェニレンエーテル、ポリアクリレート、ノボラックポリマーおよびコポリマー、フルオロポリマーおよびコポリマー、メラミンポリマーおよびコポリマー、ポリ（ビスフェニルシクロブタン）、およびこれらの配合物またはプレポリマーを含むことができる。前記の接着剤は、難燃性または高められた靱性を付加するために、それら自身を共に混合しまたは他のポリマー若しくは接着剤と混合してもよい、ということを理解すべきである。
ここで使用する平均流動気孔サイズおよび最小気孔サイズは、値を直接報告するＣｏｕｌｔｅｒ（商標）Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ  ＩＩ（英国ＬｕｔｏｎのＣｏｕｌｔｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｔｄ．）を使用して決定した。平均粒子サイズおよび最大粒子サイズはＭｉｃｒｏｔｒａｋ（商標）の光散乱粒子サイズ分析器、モデルＦＲＡ（米国ペンシルバニア州Ｎｏｒｔｈ  ＷａｌｅｓのＬｅｅｄｓ  ＆  ＮｏｒｔｈｕｐのＭｉｃｒｏｔｒａｋ部門）を使用して決定した。平均粒子サイズ（ＡＰＳ）は５０％の粒子がこれよりも大きくなる値として定義する。最大粒子サイズ（ＬＰＳ）はＭｉｃｒｏｔｒａｋ（商標）ヒストグラムで検出できる最大の粒子として定義する。あるいは最大粒子サイズは、Ｍｉｃｒｏｔｒａｋ（商標）モデルＦＲＡ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ装置が１００％の粒子が通過したことを示すときの最小の点として定義する。
一般に、接着剤−充填物の誘電体を調製する方法は、（ａ）滑剤を用いた押し出し成型プレフォームを伸張することによりポリテトラフルオロエチレンシートを延伸膨張させて、小さい粒子および接着剤が自由に隙間または気孔容積に流れ込めるのに十分なミクロ構造にすること、（ｂ）ポリマー材料、例えば熱硬化性または熱可塑性の材料、および充填剤から、ペーストを作ること、（ｃ）浸漬、コーティング、圧力の供給により、接着剤−充填剤のペーストを、延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンのような高多孔質の骨組み（ｓｃａｆｆｏｌｄ）に含浸させること、を必要とする。
本発明の充填剤入り接着剤膜を調製するためには、粒子の充填剤を溶媒または水性の溶液または溶融接着剤に混合して細かい分散した混合物にする。小さい粒子状の充填剤は通常４０ミクロンより小さいサイズで、好ましくは平均粒子サイズが１〜１０ミクロンの間である。
表１は基板の平均流動気孔サイズ（ＭＦＰＳ）および粒子サイズの関係の効果を示す。平均流動気孔サイズ（ＭＦＰＳ）の最大粒子サイズに対する比が１．４以下のとき、不十分な結果が観察される。この場合、均一な複合材料は観察されず、ほとんどの微粒子充填剤は微孔質の基板に均一に入り込まない。最大粒子に対するＭＦＰＳの比が約２．０よりも大きいとき、均一な複合材料が得られる。最大粒子に対するＭＦＰＳの比が大きくなればなるほど、均一な分散液を微孔質基板が吸収することが多くなることも認められる。
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例１
難燃化したジシアナミド／２−メチルイミダゾールに触媒されるビスフェノール−Ａに基づくポリグリシジルエーテル（Ｎｅｌｃｏ  Ｎ−４００２−５，Ｎｅｌｃｏ  Ｃｏｒｐ．）の２０％（ｗ／ｗ）ＭＥＫ溶液に、２８１．６ｇのＴｉＯ2（ＴＩ  Ｐｕｒｅ  Ｒ−９００，Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を混合して、微細分散液を調製した。この分散液は、均一性を確実にするために、絶えず撹拌した。その後、延伸膨張ＰＴＦＥの布きれをこの樹脂混合物に浸した。このウェブを張力下に１６５℃で１分間乾燥して柔軟な複合材料をにした。この様に作られた部分的に硬化した接着剤複合材料は、５７重量％のＴｉＯ2、１３重量％のＰＴＦＥおよび３０重量％のエポキシ接着剤を含んでいた。この接着剤シートのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、２２５℃の温度で９０分間、真空補助油圧プレスを使用して６００ｐｓｉでプレスし、その後加圧下で冷却した。この結果、誘電率が１９．０で、平均の層の厚さが１００μｍ（０．００３９”（３．９ｍｉｌ））の誘電体積層体厚さで２８０℃のはんだ付けの衝撃に３０秒間耐える銅の積層板ができた。
例２
フェニルトリメトキシシラン（０４３３０，Ｈｕｌｓ／Ｐｅｔｒａｒｃｈ）で前処理した３８６ｇのＳｉＯ2（ＨＷ−１１−８９，Ｈａｒｂｉｓｏｎ  Ｗａｌｋｅｒ  Ｃｏｒｐ．）を２００ｇのビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ２０６ＯＢＪ，三菱ガス化学）および３８８ｇのＭＥＫのマンガン触媒入り溶液に混ぜ入れて、微細分散液を調製した。この分散液は、均一性を確実にするために、絶えず撹拌した。その後、０．０００２”の厚さの延伸膨張ＰＴＦＥの布きれをこの樹脂混合物に浸して、取り出し、そしてその後で張力下に１６５℃で１分間乾燥して柔軟な複合材料にした。このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、２２５℃の温度で９０分間、真空補助油圧プレスを使用して２５０ｐｓｉでプレスし、その後加圧下で冷却した。結果としてこの様に作られた誘電体は、５３重量％のＳｉＯ2、５重量％のＰＴＦＥおよび４２重量％の接着剤を含んでおり、銅に良く密着して、誘電率が（１０ＧＨｚにおいて）３．３および誘電正接が（１０ＧＨｚにおいて）０．００５であることを示した。
例３
４８３ｇのＳｉＯ2（ＨＷ−１１−８９）を、２７４．７ｇのビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ２０６０ＢＪ，三菱ガス化学）および４８５ｇのＭＥＫのマンガン触媒入り溶液に混ぜ入れて、微細分散液を調製した。この分散液は、均一性を確実にするために、絶えず撹拌した。その後、０．０００２”の厚さの延伸膨張ＰＴＦＥの布きれをこの樹脂混合物に浸して、取り出し、そしてその後張力下に１６５℃で１分間乾燥して柔軟な複合材料にした。このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、２２５℃の温度で９０分間、真空補助油圧プレスを使用して２５０ｐｓｉでプレスし、その後加圧下で冷却した。結果としてこの様に作られた誘電体は、５７重量％のＳｉＯ2、４重量％のＰＴＦＥおよび３９重量％の接着剤を含んでおり、銅に良く密着して、誘電率が（１０ＧＨｚにおいて）３．２および誘電正接が（１０ＧＨｚにおいて）０．００５であることを示した。
例４
１５．４４ｋｇのＴｉＯ2粉末（ＴＩ  Ｐｕｒｅ  Ｒ−９００，ＤｕＰｏｎｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を、３．３０ｋｇのビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ２０６ＯＢＨ，三菱ガス化学）および１５．３８ｋｇのＭＥＫマンガン触媒入り溶液に混ぜ入れて、微細分散液を調製した。この分散液は、均一性を確実にするために、絶えず撹拌した。その後０．０００４”のＴｉＯ2入りの延伸膨張ＰＴＦＥの布きれ（Ｍｏｒｔｉｍｅｒの米国特許第４，９８５，２９６号明細書の手法により充填した、ただしＴｉＯ2添加量は４０％とし、最後に膜を圧縮しなかった）を、樹脂混合物に浸して、取り出し、そしてその後で張力下に１６５℃で１分間乾燥して柔軟な複合材料にした。このように作られた部分的に硬化した接着性複合材は、７０重量％のＴｉＯ2、９重量％のＰＴＦＥおよび２１重量％の接着剤を含んでいた。このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、２２０℃の温度で９０分間、真空補助油圧プレスを使用して５００ｐｓｉでプレスし、その後加圧下で冷却した。このように得られた誘電体は、銅に良く密着して、誘電率が１０．０、および誘電正接が０．００８であることを示した。
例５
７．３５ｋｇのＳｉＯ2（ＡＤＭＡＴＥＣＨＳ  ＳＯ−Ｅ２，タツモリ社）を、７．３５ｋｇのＭＥＫおよび７３．５ｇのカップリング剤、すなわち３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン（Ｄｙｎａｓｙｌａｎ  ＧＬＹＭＯ（Ｐｅｔｒａｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍ））と混合して、微細分散液を調製した。ＳＯ−Ｅ２は、粒子サイズが０．４〜０．６ｍｍ、比表面積が４〜８ｍ2／ｇ、および嵩密度が０．２〜０．４ｇ／ｃｃ（ルース（ｌｏｏｓｅ））の非常に球状なシリカを持つものと製造者により説明されている。
この分散液に、シアノ化したフェノール樹脂、Ｐｒｉｍａｓｅｔ  ＰＴ−３０（Ｌｏｎｚａ  Ｃｏｒｐ．）の５０％（ｗ／ｗ）メチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶液９３２ｇ、ＲＳＬ  １４６２（Ｓｈｅｌｌ  Ｒｅｓｉｎｓ，Ｉｎｃ．（ＣＡＳ＃２５０６８−３８−６））の５０％（ｗ／ｗ）ＭＥＫ溶液８９６ｇ、ＢＣ−５８（Ｇｒｅａｔ  Ｌａｋｅｓ，Ｉｎｃ．）の５０％（ｗ／ｗ）ＭＥＫ溶液３８０ｇ、ビスフェノールＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ）の５０％ＭＥＫ溶液５４ｇ、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ）１２．６ｇ、マンガン２−エチルヘキサノエート（Ｍｎ−ＨＥＸ−ＣＥＭ（ＯＭＧ  Ｌｔｄ．））の０．６％溶液３．１ｇ、および２．４０ｋｇのＭＥＫを加えた。この分散液を約１〜３ガロン／分の速度で約２０分間Ｍｉｓｏｎｉｃｓ連続フローセルに通して超音波撹拌にかけた。このように得られた微細分散液を、浴全体の固形分濃度が１１．９％（ｗ／ｗ）になるように、更に薄めた。
微細分散液を含浸浴に注いだ。図２の結節フィブリル構造物を持ち、以下のような特性を持つ延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンウェブを使用した。
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フレーザー（Ｆｒａｚｉｅｒ）数は試験される物質の通気性に関係する。通気性は、空気流量を計るためのおよそ６平方インチの円形の領域に設けられるガスケット付きの掴み具にウェブを固定することで測定する。上流側を乾燥した圧縮空気の供給源を持つ管路内の流量計につないだ。試料掴み具の下流側は大気に解放した。試験は、０．５インチ水柱の圧力を試料の上流側にかけ、インライン流量計（流量計につないだボールフロートロータメータ）を通る空気の流量を記録して行う。
ボール破裂強さは破壊時の最大値を測定することにより、試料の相対強さを計る試験である。ウェブを２つの板の間に固定しながら、直径１インチのボールで試験する。ＣｈａｔｉｌｌｏｎのＦｏｒｃｅ  Ｇａｕｇｅ  Ｂａｌｌ／Ｂｒｕｓｔ  Ｔｅｓｔを使用した。媒体を計測装置に緊張させて配置し、ウェブを破裂プローブのボールに接触させるように持ち上げることで圧力をかける。破壊時の圧力を記録する。上で記述したウェブを、均一性を確実にするために約３フィート／分の速度で、常に撹拌している含浸浴に通過させた。含浸させたウェブを、全てまたはほとんど全ての溶媒を取り除くために、加熱した炉を直ぐに通して、ロールに集めた。
このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、２２０℃の温度で９０分間、真空補助油圧プレスを使用して２００ｐｓｉでプレスし、その後加圧下で冷却した。このように得られた誘電体は、銅に良く接着して、誘電率（１０ＧＨｚで）が３．０、および誘電正接が（１０ＧＨｚで）０．００８５であることを示した。
例２および例５で使用した微粒子充填剤の物理的性質を以下で比較する。
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例６
融解ケイ素の蒸気燃焼から調製したＳｉＯ2に基づく、含浸した接着剤充填剤混合物を含むｅＰＴＦＥマトリクッスを以下のように調製した。２つの先駆物質混合物を最初に調製した。１つはシリカが例５と同様のシラン処理したシリカを含むスラリーの形をしており、他方は樹脂および他の成分の触媒なしの配合物である。
混合物Ｉ
このシリカスラリーは、例５のＭＥＫ中のＳＯ−Ｅ２シリカの５０／５０配合物で、シリカはシリカの重量の１％に等しい被覆シランを含む。５ガロンの容器に１７．５ポンドのＭＥＫおよび７９ｇのシランを加え、二つの成分を混ぜてＭＥＫへのシランの均一分散を確実にした。その後、例５の１７．５ポンドのシリカを加えた。５ガロンの容器２つ分のＭＥＫ−シリカ−シラン混合物を反応容器に加え、内容物、すなわちスラリーをおよそ１時間超音波分散器に通し再循環させて、存在し得る全てのシリカ集合体を破壊した。超音波処理を完了し、そして反応器の内容物を連続的に撹拌しながら、この内容物をおよそ８０℃の温度でおよそ１時間加熱した。反応した混合物はその後１０ガロンの容器に移した。
混合物ＩＩ
所定の樹脂配合物製品はおよそ６０％の固形分を含む触媒なしの樹脂配合物（接着剤）を含有しているＭＥＫに基づく溶液であって、固形分はいずれも重量百分率で、ＰＴ−３０シアン化フェノール樹脂が４１．２％、ＲＳＬ  １４６２エポキシ樹脂が３９．５％、ＢＣ５８難燃材が１６．７％、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０安定剤が１．５％、およびビスフェノールＡ助触媒が１％の厳密な混合物である。
１０ガロンの容器の中に、１４．８ポンドのＰＴ−３０および１５〜２０ポンドのＭＥＫを加え、激しく撹拌して完全にＰＴ−３０を溶かした。その後６ポンドのＢＣ５８を計り、ＭＥＫ／ＰＴ−３０溶液に加えて、激しく撹拌しＢＣ５８を溶かした。安定剤、２４４．５ｇのＩｒｇａｎｏｘ  １０１０およびビスフェノールＡ  １６３ｇを加えた。１０ガロンの容器を再秤量し、１４．２２ポンドのＲＳＬ  １４６２を加えた。更なるＭＥＫを加えて混合物の重さを６０ポンドにした。この内容物を１〜２時間、または固形成分が完全に解けるのに必要な時間激しく撹拌した。
所望の製品は、シランで処理したシリカ、触媒なしの樹脂配合物、およびＭＥＫの混合物であり、固形分の６８重量％はシリカ、および全固形分は混合物の５〜５０重量％である。厳密な固形分濃度は実験ごとに変わり、含浸させる膜にも一部依存する。触媒の濃度はＰＴ−３０およびＲＳＬ  １４６２の合計の１０ｐｐｍである。
混合物ＩおよびＩＩの固形分含有量を測定して、先駆物質の精度を検定し、それまでに起こった全ての溶媒のフラッシュを補償した。その後、混合物Ｉを１０ガロンの容器に加えて１２ポンドの固形分、例えば５１５が固形分なら２３．４８ポンドの混合物Ｉを供給した。次に混合物ＩＩを容器に加えて５．６４ポンドの固形分、例えば５９．６％が固形分なら９．４６ポンドの混合物ＩＩを供給した。３．４５ｇのマンガン触媒溶液（ミネラルスピリット中０．６％）を混合物ＩおよびＩＩの混合物に加え、徹底的に混合して高固形分含有量の混合物を作った。
ｅＰＴＦＥマトリクッスを含浸するための浴混合物、すなわち２８％が固形分の混合物を、この高固形分含有量の混合物に十分なＭＥＫを加えて全体の重さを６３ポンドにすることで調製した。
その後、ｅＰＴＦＥマトリクッスをこの浴混合物で含浸して、誘電体物質を作った。
例７
微細分散液を、２６．８ｇのファーネスブラック（Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｓｃｈｗａｒｚ  １００，Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐ．，Ｒｉｄｇｅｆｉｅｌｄ  Ｐａｒｋ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）および７９ｇのカップリング剤（Ｄｙｎａｓｉａｎ  ＧＬＹＭＯ  ＣＡＳ  ＃２５３０−８３−８；３−グリシジルオキシプロピル−トリメトキシシラン（Ｐｅｔｒａｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍ））を混合して調製した。分散液を１分間超音波撹拌にかけ、その後で予め超音波撹拌された１７．５ポンドのＭＥＫ中の１７．５ポンドのＳｉＯ2（ＳＯ−Ｅ２）の撹拌されている分散液に加えた。最終的な分散液を、還流下で１時間一定な上部混合（ｏｖｅｒｈｅａｄ  ｍｉｘｉｎｇ）をしながら加熱し、その後室温まで冷却させた。
別に、接着剤ワニスを、５７．５％（ｗ／ｗ）Ｐｒｉｍａｓｅｔ  ＰＴ−３０のＭＥＫ混合物３４１３ｇ、７６．８％（ｗ／ｗ）ＲＳＬ  １４６２のＭＥＫ混合物２４５６ｇ、５３．２％（ｗ／ｗ）ＢＣ５８（Ｇｒｅａｔ  Ｌａｋｅｓ，Ｉｎｃ．）のＭＥＫ溶液１４９５ｇ、２３．９％（ｗ／ｗ）ビスフェノールＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ）のＭＥＫ溶液２０．０ｇ、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０  ７１．５ｇ、０．６％（ｗ／ｗ）Ｍｕ  ＨＥＸ−ＣＥＭ（ＯＭＧ  Ｌｔｄ．）のミネラルスピリット溶液３．２１ｇ、および２．４０ｋｇのＭＥＫを加えて調製した。
別の容器に、上記分散液３７３９ｇを、ファーネスブラック（Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｓｃｈｗａｒｚ  １００，Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐ．，Ｒｉｄｇｅｆｉｅｌｄ  Ｐａｒｋ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）０．０２３３ｇ、上記接着剤ワニス１３２８、およびＭＥＫ３８．３ポンドとともに入れた。この混合物を含浸浴に注ぎ、ｅＰＴＦＥウェブを３フィート／分または約３フィート／分の速度で含浸浴に通した。この分散液を常に撹拌して均一性を確実にした。含浸されたウェブをすぐに加熱した炉に通し、全てまたはほとんど全ての溶媒を除去し、ロールに集めた。
このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、２００℃の温度で９０分間、真空補助油圧プレスを使用して２００ｐｓｉでプレスし、その後加圧下で冷却した。結果として得られた誘電体は銅に対する良好な接着性を示した。
例８
接着剤ワニスを、５７．５％（ｗ／ｗ）Ｐｒｉｍａｓｅｔ  ＰＴ−３０（Ｐ．Ｎ．Ｐ−８８−１５９１）のＭＥＫ溶液３４１３ｇ、７６．８％（ｗ／ｗ）ＲＳＬ  １４６２のＭＥＫ溶液２４５６ｇ、５３．２％（ｗ／ｗ）ＢＣ５８（Ｇｒｅａｔ  Ｌａｋｅｓ，Ｉｎｃ．）のＭＥＫ溶液１４９５ｇ、２３．９％（ｗ／ｗ）ビスフェノールＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ）のＭＥＫ溶液２００ｇ、Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０  ７１．５ｇ、０．６％（ｗ／ｗ）Ｍｎ  ＨＥＸ−ＣＥＭのミネラルスピリット溶液３．２１ｇ、およびＭＥＫ２．４０ｋｇを加えて調製した。
別の容器に、上記接着剤ワニス分散液１３２８ｇ、ＭＥＫ４２．３ポンド、ファーネスブラック（Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｓｃｈｗａｒｚ  １００，Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐ．，Ｒｉｄｇｅｆｉｅｌｄ  Ｐａｒｋ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）６．４ｇおよび、ＳｉＯ2（ＳＯ−Ｅ２）１８６０．９ｇを入れた。この混合物を含浸浴に注ぎ、ｅＰＴＦＥウェブを３フィート／分または約３フィート／分の速度で含浸浴に通した。この分散液を常に撹拌して均一性を確実にした。含浸されたウェブを直ぐに加熱した炉に通し、全てまたはほとんど全ての溶媒を除去し、ロールに集めた。
このプレプレグのいくつかのプライを銅箔の間に重ねて、２２０℃の温度で９０分間、真空補助油圧プレスを使用して２００ｐｓｉでプレスし、その後加圧下で冷却した。結果として得られた誘電体は銅に対する良好な接着性を示した。
本発明を例示した具体例と結びつけて説明してきたが、本発明の真の精神および範囲から離れずに変更がなせることは認識および理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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