專利名稱：電路基底和制法及利用其的多層電路結構和信息處理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電路基底，且尤其涉及那些用于多層電路板、芯片載體和類似物的電路基底，并涉及其制造方法。更明確地說本發(fā)明涉及用于所述最終產(chǎn)品以便向其提供增加的電路密度的基底。
背景技術：
印刷電路板(PCB)、層壓芯片載體和類似物允許在最小的體積或空間內(nèi)形成多個電路。所述結構通常包含由一層介電材料將彼此隔開的一疊信號、接地和/或電源平面(線)層。在一平面上的線經(jīng)常通過穿過介電層的電鍍小孔與另一平面上的線電接觸。所述電鍍小孔如果位于內(nèi)部，那么經(jīng)常被稱為“孔(vias)”，如果從外部表面在板內(nèi)延伸一預定深度，那么經(jīng)常被稱為“盲孔(blind vias)”，或如果大體上延伸于板的整個厚度，那么經(jīng)常被稱為“鍍通孔(plated-thru-hole)”(PTH)。本文所使用的術語“通孔”意味著包括所有三種類型的所述板開口或“小孔(hole)”。
用于制造PCB、芯片載體和類似物的已知方法通常包含獨立內(nèi)層電路(電路層)的制造，其通過將一感光層或膜涂布在具有包銅內(nèi)層基礎材料的銅層上而形成。使感光涂層成像，顯影且蝕刻經(jīng)曝光的銅以形成所要的導線數(shù)目。接著從所述銅剝?nèi)ジ泄饽?，使電路圖案留在內(nèi)層基礎材料的表面上。此方法在PCB技術中經(jīng)常被稱為光刻處理?？紤]到所述已知教示，認為沒有必要作更多描述。
在形成所要的內(nèi)層電路數(shù)目后，通過制備內(nèi)層、接地平面、電源平面等等的疊層，所述疊層通常由一介電“預浸”材料層彼此隔開，所述介電“預浸”材料通常包括經(jīng)部分固化材料(例如，“B階段”環(huán)氧樹脂)浸漬的一層玻璃布(例如，玻璃纖維)，由此形成多層堆疊。所述堆疊的最外(頂部和底部)層通常包含包覆銅的、填充玻璃的環(huán)氧樹脂平面基底，其具有包含所述堆疊外部表面的銅包層。使用熱量和壓力使B階段樹脂完全凝固來將此堆疊層壓以形成一整體結構。如所了解的那樣，所得堆疊通常在其兩個外部表面上均具有金屬(通常為銅)包層。使用與用于形成內(nèi)層電路的程序類似的程序在所述銅包層中形成外部電路層。在一熟知所述程序中，將感光膜涂覆到銅包層，使其暴露于圖案化活化輻射中并顯影。接著使用蝕刻劑來移除通過感光膜顯影而露出的銅。最終，移除剩下的感光膜以提供外部電路層。接著可將這些外層的各種元件(例如，襯墊)電耦合到安裝在所述結構上的選定電子組件，所述組件包括電容器、電阻器、模塊和類似物，甚至包括半導體芯片。
導電通孔(或如所屬技術中經(jīng)常所稱作的“互相連接”)用于使結構內(nèi)的個別電路層電連接到彼此和/或外表面，這些通孔穿過“堆疊”的所有或一部分。通常在外部表面上形成電路之前，通過在適當位置處經(jīng)過堆疊鉆小孔來形成通孔。在若干預處理步驟后，所述小孔的壁通常通過與一電鍍催化劑接觸而催化，且通常通過與無電或電解銅電鍍液接觸而金屬化以在電路層之間形成導電通路。在形成導電通孔后，使用上述程序形成外部電路或外導電層。
在所描述的構造后，將前文提及的半導體芯片和/或其它電氣組件安裝在多層結構的外部電路層上的適當位置處，通常使用焊料固定襯墊來接合所述組件。若有需要，則這些組件通常通過導電通孔與結構內(nèi)的電路電接觸。通常通過將有機焊料掩膜涂料涂布在外部電路層上來形成所述焊料襯墊?？墒褂靡痪哂邢薅ù纬珊噶瞎潭ㄒr墊的區(qū)域的開口的篩網(wǎng)，通過將液體焊料掩膜涂料涂布于外部電路層的表面上來施加所述焊料掩膜?；蛘?，可將照片成像焊料掩膜涂布到板上且接著曝光并顯影以產(chǎn)生限定襯墊的開口陣列。接著使用所屬技術中已知的方法用焊料涂布所述開口，一個已知方法為波動焊接。
重要地，本文描述的所得產(chǎn)品設計的相對復雜性已在過去幾年里充分增加。主計算機PCB(例如)可能需要多至36層電路或更多，同時全部結構具有多達約0.250英寸(250密耳)的厚度。通常將這些板設計為具有約3或5密耳寬的信號線和12密耳直徑的通孔。由于目前很多產(chǎn)品(例如PCB、芯片載體和類似物)中的電路致密化增加，行業(yè)希望將信號線的寬度降低到2密耳或更少，且將通孔直徑降低到2密耳或更少。多數(shù)已知商業(yè)程序，尤其那些本文所述種類的程序，并不能以成本有效方式經(jīng)濟地形成行業(yè)所希望的尺寸。
PCB行業(yè)，除了要求減小線的寬度和孔的直徑外，還希望避免常常與它們的PCB產(chǎn)品、芯片載體和類似物相關的制造問題。如上所述，當前方法利用內(nèi)層材料，其為具有約2到5密耳的厚度、在兩個表面上經(jīng)金屬(通常為銅)包覆的玻璃增強樹脂或其它合適介電材料層。通常利用貫穿于整個最終基底的寬度和長度的連續(xù)玻璃纖維股，將玻璃增強材料用于促成最終堆疊的強度和剛度。因為是連續(xù)的，所以這些玻璃纖維股通常延伸于結構的整個寬度(或長度)且不包括斷裂或其它片段作為其一部分。因此，如本文用以定義纖維材料的術語“連續(xù)”意味著一結構，例如長纖維的編織布，所述長纖維包括(如上所述)通常延伸于穿過結構的整個距離的纖維。本文(下文)用以定義纖維材料的術語“半連續(xù)”意味著具有長度更加縮短的纖維的結構，所述纖維也稱為“短切”纖維，例如短切纖維氈。所述纖維材料占基底總體積的相對較大部分，此尤其在嘗試產(chǎn)生高度密集的通孔數(shù)目和非常精細的線電路時碰到了新的、更苛刻的設計要求，構成了一劣勢。更具體地說，當進行鉆小孔(通常使用激光或機械鉆孔機)以形成這些所需通孔時，在層壓期間玻璃纖維的末端片段可延伸到小孔中，且倘若如此，那么在金屬化之前必須將其移除。此移除接著產(chǎn)生對另外預處理步驟(例如，使用玻璃蝕刻劑移除延伸到小孔中的玻璃小纖維、隨后的沖洗等)的需要。如果玻璃沒有移除，那么在小孔的內(nèi)壁金屬沉積中會出現(xiàn)連續(xù)性的喪失。另外，連續(xù)和半連續(xù)玻璃纖維兩者均使整個最終結構的重量和厚度增加，又一劣勢與所述纖維相關。此外，由于層壓通常在150℃以上的溫度下進行，所以層壓制件的含樹脂部分通常在冷卻到剛性銅包層允許的范圍期間收縮，對于連續(xù)玻璃纖維股或所使用的其它連續(xù)增強材料而言情況并非如此。為此，在所述收縮后，所述玻璃纖維股占基底體積的更大部分，并進一步增加制造高密度產(chǎn)品的復雜性。如果對銅蝕刻以形成不連續(xù)圖案，那么甚至不能使層壓制件的收縮抑制到以上銅包層所允許的范圍。顯然，此問題隨著特征件尺寸(線的寬度和厚度及通孔直徑)減小而加劇。因此，可出現(xiàn)甚至更進一步的收縮。所述收縮(可能部分歸因于在用于形成具有許多所述層的最終產(chǎn)品的個別層中相對大體積百分比的連續(xù)或半連續(xù)纖維股的存在)可對尺寸穩(wěn)定性和所述層之間的配準產(chǎn)生不利作用，此給PCB制造者增加更多的問題。
玻璃纖維，尤其編織的玻璃纖維的存在，還充分地削弱了使用激光形成高質(zhì)量、極小通孔的能力。玻璃布較之典型的熱固性或熱塑性基質(zhì)樹脂具有徹底不同的吸濕和燒蝕熱特性。在典型的編織玻璃布中，舉例而言，激光可遇到的玻璃密度可從窗口區(qū)域中的大約0體積％變化到大約50體積％或甚至更大，尤其在布“關節(jié)”上的區(qū)域內(nèi)即如此。在所遇到的玻璃密度中的此廣大變化導致每一通孔獲得適當激光功率的問題且可導致通孔質(zhì)量的廣大變化，其顯然不能為目前極其高要求的制造標準所接受。
在本文所提及的類型的多層結構中，玻璃纖維的存在還經(jīng)常促使已知為CAF增長的電氣故障模式。CAF(陰極/陽極絲)增長經(jīng)常導致電氣短路故障，其在樹枝狀金屬絲沿一界面(通常為一玻璃纖維/環(huán)氧樹脂界面)增長時發(fā)生，在兩個應保持電絕緣的特征件之間產(chǎn)生一電路徑。不管是連續(xù)(如編織布)還是半連續(xù)(如短切纖維氈)，與絕緣的內(nèi)部特征件之間的通常距離相比，玻璃纖維是充分長的，且因此玻璃纖維可顯著損害PCB絕緣電阻的可靠性。而使用由散亂不連續(xù)的短切纖維構成的玻璃氈(與在連續(xù)結構中發(fā)現(xiàn)的較長纖維相比)可很大程度上減少不適當?shù)慕?jīng)激光鉆孔的通孔質(zhì)量問題，所述氈仍含有纖維，所述纖維與內(nèi)部板特征件間距相比具有充分的長度，且在一些情況下，所述氈實際上并沒有減輕此高度不希望的增長類型的問題。
在美國專利5,246,817中，描述一種關于例如PCB的產(chǎn)品的制造的改進形式。在5,246,817中，制造方法由使用感光介電涂料連續(xù)形成層和選擇性金屬沉積程序組成。板的第一層形成于臨時或永久載體上，所述載體(如果是后者)將變成板的一整體部分。當所述載體是電路時，所述方法包含在所述電路上形成一介電涂層，伴隨成像開口限定通孔?？赏ㄟ^在成像圖案中使感光介電涂層經(jīng)由掩膜暴露于活化輻射，繼之是已描述的顯影程序來形成成像開口?；蛘?，可通過激光燒蝕來進行成像，在此情況下，介電材料不需要為感光的。將金屬沉積到介電涂層內(nèi)的凹進部分中以形成導電通孔。隨后，將另外的介電材料層涂布到第一介電層上，使其成像為一電路線圖案，且接著以金屬電鍍凹進部分。在第一介電涂層成像后，或者可將其以第二介電涂層涂布且成像，并以金屬電鍍凹進部分以同時形成通孔和電路線。通過任何一種方法，隨著金屬在電鍍期間沉積并確保所要的沉積截面形狀，在介電涂層中經(jīng)成像的開口或凹進部分的壁含有金屬。電鍍令人滿意地填充了經(jīng)成像的感光涂層內(nèi)的整個凹進部分。連續(xù)反復進行所述方法以形成連續(xù)層電路和通孔，這顯然非常復雜且成本高。
在美國專利6,207,595中，描述用于PCB的介電材料成分的另一實例，其中介電層的構造材料由布成分制成，所述布成分具有足夠低含量的微粒和充足量的樹脂材料以完全包住包括微粒的布成分，以使得樹脂材料延伸到布成分的最高突起處以上(即，構造材料更厚且將通過某一測試標準(‘595中，已知的HAST水平A測試)。因此，知道編織布包括大量微粒，此術語在‘595中意味著包括干燥的膜、過量的耦合物、斷裂的絲和粗大的表面碎片。描述一方法，其中在編織前將具有聚乙烯醇、玉米淀粉和潤滑油的漿料施加到纖維股中以便改進編織過程并最小化所述纖維股的斷裂。在編織后，通過焙燒步驟將所述漿料移除以清除潤滑劑和其它材料的絲。然而，一些漿料作為微粒散亂地留下。包住包括微粒的編織布的是大量硬化的樹脂材料。所述樹脂可為環(huán)氧樹脂，例如一種經(jīng)常用于“FR4”復合物(“FR4”已經(jīng)成為用于由此產(chǎn)生的基底且還常用于形成其一部分的樹脂的常規(guī)簡稱，且部分基于這些既定產(chǎn)品的阻燃(“FR”因此定名)等級)的環(huán)氧樹脂。基于雙順丁烯二酰亞胺-三嗪(BT)的樹脂材料也可為此專利中的結構所接受。更優(yōu)選地，所述樹脂為在PCB行業(yè)中已知的酚系可硬化樹脂材料。因此，此專利要求纖維連續(xù)(那些延伸于介電層整個寬度(或長度)的纖維)，只是由于對最終產(chǎn)品中所需的通孔鉆孔時導致可能的無意中斷，使得這些纖維成為可能稱為“斷裂的”事物是排除在外的。因此在此專利的方法和所得結構中可能出現(xiàn)前文所提及的關于纖維股暴露于小孔的問題。
在美國專利5,418,689中，描述一種PCB產(chǎn)品，其中介電基底可包括熱塑性和/或熱固性樹脂。在此專利中提及的熱固性聚合材料包括環(huán)氧樹脂、酚系基礎材料、聚酰亞胺和聚酰胺。一些酚系型材料的實例包括苯酚、間苯二酚和甲酚的共聚物。一些合適熱塑性聚合材料的實例包括聚烯烴，例如聚丙烯；聚砜；聚碳酸酯；腈橡膠；ABS聚合物；及碳氟聚合物，例如聚四氟乙烯、三氟氯乙烯聚合物、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯和聚六氟丙烯。介電材料可為含有填料和/或增強劑的聚合物的模制物品，例如玻璃填充聚合物。在此專利中采用的“FR4”環(huán)氧成分含有70-90份的溴化聚雙酚A縮水甘油醚和10-30份經(jīng)3-4份雙氰胺和0.2-0.4份的叔胺固化的四(羥苯基)乙烷四縮水甘油醚，所有份數(shù)均為以每一百份樹脂固體的重量計的份數(shù)。另一“FR4”環(huán)氧成分可含有約25到約30重量份的四溴化雙酚A二縮水甘油醚，其具有約350到約450的環(huán)氧當量；約10到約15重量％的四溴化雙酚A縮水甘油醚，其具有大約600到約750的環(huán)氧當量；和約55到約65重量份的至少一種經(jīng)環(huán)氧化的非線性酚醛樹脂(novolak)，其具有至少6個末端環(huán)氧基團；連同合適的固化和/或硬化劑。又一“FR4”環(huán)氧成分含有70-90份的溴化聚雙酚A縮水甘油醚和10到30份經(jīng)2-甲基咪唑的0.8-lphr固化的四(羥苯基)乙烷四縮水甘油醚。還有其它的“FR4”環(huán)氧成分采用四溴雙酚-A作為固化劑連同2-甲基咪唑作為催化劑。
在美國專利6,323,436中，通過首先浸漬非編織芳族聚酰胺短切纖維氈或熱塑性液晶聚合物(LCP)紙而不是通常在電子工業(yè)中所使用的增強物(在此專利中描述為編織玻璃纖維)來制備PCB。此芳族聚酰胺增強氈是由對芳族聚酰胺(聚(對苯二甲酰對苯二胺))纖維的任意(平面內(nèi))定向的氈構成，所述對芳族聚酰胺纖維由Kevlar(Kevlar為E.I.duPont deNemours and Company的注冊商標)構成，且所述芳族聚酰胺增強氈與標準E-玻璃布的6.1的介電常數(shù)相比具有4.0的介電常數(shù)。非編織芳族聚酰胺增強物的低介電常數(shù)提供更快的信號傳播，此允許布線密度增加和串擾減少，其對于高速I/O芯片和微型化來說變得愈加重要。由于對芳族聚酰胺纖維為橫向各向同性且具有約-3到約-6ppm/攝氏度(下文為C.)的軸向CTE。當與熱固性樹脂組合時，此專利中描述的最終復合物據(jù)說具有一可控制并調(diào)節(jié)以匹配在約3到約10ppm/攝氏度的范圍中的硅或半導體芯片的CTE。熱塑性液晶聚合物(LCP)紙為一稱為Vecrus(Vecrus為Hoechst CelaneseCorp.的注冊商標)的材料，其使用所述公司的Vectra聚合物作為其一部分(Vectra也為Hoechst Celanese Corp.的注冊商標)。根據(jù)此專利，所述紙具有3.25的介電常數(shù)、60赫茲(Hz)時0.024的耗散因數(shù)、UL 94-V0額定值和小于10ppm/攝氏度的平面內(nèi)CTE。經(jīng)由芳族聚酰胺氈的此材料的所謂優(yōu)勢為低介電常數(shù)和非常低的吸濕率(據(jù)說小于0.02％)。非編織芳族聚酰胺或LCP紙與熱固性樹脂結合使用以形成最終復合基底。在此專利中適用的熱固性樹脂的實例包括環(huán)氧樹脂、氰酸酯、雙順丁烯二酰亞胺、雙順丁烯二酰亞胺-三嗪、順丁烯二酰亞胺或其組合。接著經(jīng)樹脂浸漬的低CTE增強物部分地凝固到“B”階段以形成預浸物，且接著將所述預浸物切割、堆疊并層壓以形成具有外部銅片的子復合物。
在美國專利5,314,742中，描述使用非編織芳族聚酰胺薄片向所得層壓件提供增強作用。經(jīng)描述增強型芳族聚酰胺薄片具有小于10ppm/攝氏度的熱膨脹系數(shù)(CTE)且由75到95重量％的對芳族聚酰胺絮凝物和由5到25重量％的聚(間苯二甲酰間苯二胺)制成。在美國專利4,729,921中對絮凝物進行了定義。對芳族聚酰胺纖維的強度和模數(shù)非常高。在美國專利3,869,429中列出對芳族聚酰胺纖維的實例。對芳族聚酰胺材料的特定實例為聚(對苯二甲酰對苯二胺)(PPD-T)和共聚(對亞苯基-3，4′-氧基對苯二甲酰對苯二胺)。PPD-T纖維通常是通過例如在美國專利第3,767,756號所描述的氣隙紡絲方法來制造，且適宜地如美國專利3,869,430中所述加以熱處理。優(yōu)選利用未經(jīng)提純的聚(對苯二甲酰對苯二胺)絮凝物。在處理過程(例如提純)中施加于纖維上的高剪切力可損害纖維且不利地影響到增強物的CTE。還優(yōu)選采用高定向和相對較低結晶度的對芳族聚酰胺絮凝物。在美國專利4,729,921中描述纖條體。為制備所述薄片，將絮凝物和纖條體以所要比例分散成水性漿狀物，固體濃度通常在0.005％與0.02％之間變化。未對所述漿狀物進行提純。可將所述漿狀物通過常規(guī)方式制成紙。在此專利中提及的實例中，濕的薄片成形于斜網(wǎng)Deltaformer造紙機中并使用經(jīng)加熱的干燥罐來干燥。經(jīng)干燥的薄片適宜具有介于0.8與4.0oz/yd2之間的基重，并接著在兩個硬表面滾筒之間進行軋制。軋制壓力介于約500與2500kg/cm之間(軋點壓力)且滾筒溫度介于約130與150攝氏度之間。接著將紙張以具有高玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)(例如約160攝氏度以上)的樹脂預浸漬。
“膨脹型PTFE”介電材料代表另一種已知用于電路基底的材料，PTFE為聚四氟乙烯的命名。所述材料的常見實例為前述的Teflon，其由E.I.DuPont de Nemours andCompany出售。在美國專利5,652,055中，例如描述一種在各種粘接應用中(例如在電路板層壓件、多芯片模塊中和在其它電應用中)適合用作粘接層的粘接薄片(或“粘合片”)材料。據(jù)描述所述粘接薄片是由膨脹型PTFE材料構成，例如美國專利3,953,566中所述。優(yōu)選地將所述材料以無機填料填充且如下構成將陶瓷填料并入經(jīng)分散產(chǎn)生的PTFE的水性分散液中。細粒子形式的填料的尺寸通常小于40微米，且優(yōu)選小于15微米。在共凝聚之前以一定量引入的填料相對于最終經(jīng)樹脂浸漬的復合物來說將在PTFE中提供10到60重量％、優(yōu)選40到50重量％的填料。接著通常使用快速攪拌使經(jīng)填充的PTFE分散液共凝聚。接著添加經(jīng)凝聚、填充的PTFE。接著將填充材料以常見的糊狀擠壓潤滑劑加以潤滑，例如礦油精或二醇類，并接著擠出糊狀物。通常將擠出物進行軋制，并接著以每秒10％以上的拉伸速率、在介于35攝氏度與327攝氏度之間的溫度下快速拉伸到1.2到5000倍，優(yōu)選2倍到100倍，(根據(jù)此專利)。若有需要，則可在拉伸之前將潤滑劑從擠出物中移除。接著通過浸漬、軋制或者刀片刮抹約2％到70％粘接劑在溶劑中的清漆溶液使所得膨脹的、多孔的填充PTFE吸收粘接劑。接著將濕的復合物固定于拉幅機，且隨后在或約165攝氏度下“B階段化”1到3分鐘。所得的薄片粘接劑通常由以下各物組成(a)9到65重量％的PTFE；(b)9到60重量％的微粒形式的無機填料；及(c)5到60重量％的吸收于多孔網(wǎng)結構內(nèi)的粘接劑。
其它類型的膨脹型PTFE基底材料描述于前述的美國專利3,953,566中，且還描述于美國專利4,187,390和4,482,516中，以及很多其它專利中。美國專利4,187,390尤其令人關注，因為其深入研究了用作所述基底材料的一部分的節(jié)點和小纖維兩者，將這些分解為例如節(jié)點高度、節(jié)點寬度、節(jié)點長度和小纖維長度的尺寸限制。
制造電路基底(例如PCB)的方法的其它實例描述并說明于在前述的同時待決申請案序列號10/812,890中所引用的若干文獻中，其教示內(nèi)容(除上文所列的那些其它專利和申請案之外)以引用的方式并入本文中。
認為在許多上述文獻中提及的介電材料的若干實例作為基底電介質(zhì)由于可將之稱為高吸濕性的事物而具有有限的適用性。即，在處理和其隨后的儲存期間，這些介電材料趨向于吸收可稱為不合乎需要的濕度水平的事物(主要實例為水)。此不可接受的濕氣導致介電結構在處理或分層期間具有不能預料的尺寸穩(wěn)定性，或在最終組件或板裝配過程中起泡。本文所使用的術語“高吸濕性”意味著大于約0.27％的吸濕(水和其它流體材料，包括在處理、儲存和裝運期間介電材料所暴露于其中的其它處理液體和甚至氣體)率水平，此如在約22℃的溫度下歷時約24小時的時間段而測得。用于行業(yè)的一特定實例為在此溫度下將介電層浸于水中時歷時此段時間段。由于上文給出的原因，認為大于約0.27％的吸收水平是不可接受的。
本文所定義的本發(fā)明代表對例如上文所述的那些產(chǎn)品和過程的重要改進。本發(fā)明的一個尤其重要的特征在于提供一復合層，所述復合層包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股纖維的第一介電子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二介電子層，所述第二介電子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分。因此，本發(fā)明獨特地能夠?qū)⒗w維使用的重要優(yōu)勢(尤其那些與增強作用有關的優(yōu)勢)與包括低吸濕性樹脂的非纖維第二子層相組合以產(chǎn)生多層結構，其中高密度的通孔陣列可能大體上沒有前文所提及的與所述纖維使用相關的劣勢。本文將低吸濕性聚合物樹脂定義為一種在室溫(22℃)下浸沒于水中時歷時24小時的時間段后，吸收小于約0.27重量％的濕氣的樹脂。
相信如此的發(fā)明將代表所屬技術的重要進步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目標在于提高電路基底的技術。
本發(fā)明的另一目標在于提供一種用于一電路基底的新型介電材料，其包括經(jīng)增強的吸濕特性以產(chǎn)生一可利用本文所教示并描述的方法得以有效處理的介電層。
本發(fā)明的另一目標在于提供一種制造一電路基底的新型獨特的方法，所述方法可適用于當前制造程序，利用本文所定義的新型介電材料，且其通過其更簡化的用法來達成以產(chǎn)生成本降低的產(chǎn)品。
本發(fā)明的再一目標在于提供適用于利用具有本文所定義的優(yōu)勢特征的電路基底的產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種包含一復合層的電路基底，所述復合層包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股半連續(xù)纖維的第一子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二子層，所述第二子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分。所定義的基底進一步包括安置在所述復合層上的至少一個電路層。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種包含一電路基底的電氣總成，所述電路基底包括一復合層，所述復合層包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股半連續(xù)纖維的第一子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二子層，所述第二子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分。所定義的基底進一步包括安置在所述復合層上的至少一個電路層。所述總成進一步包含安置在所述電路基底上并電耦合到所述電路基底的至少一個電氣組件。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供一種制造一電路基底的方法，所述方法包含提供一復合層，所述復合層包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股半連續(xù)纖維的第一子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二子層，此第二子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分。所述方法進一步包括將至少一個電路層安置在所述復合層的所述第一子層上的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供一種包含一第一電路基底部分的多層電路結構，所述第一電路基底部分包括一復合層，所述復合層包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股半連續(xù)纖維的第一子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二子層，所述第二子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分。所述第一基底進一步包括安置在所述復合層上的至少一個電路層，這些第一和第二子層包括在其中的導電通孔的一第一圖案。所述多層結構進一步包含安置在所述第一電路基底部分的相對側(cè)上的第二和第三電路基底部分，其每一個具有在其中互相連接的通孔的一第二圖案，所述第一電路基底部分在這些第二和第三電路基底部分之間提供電的互相連接，包括將在所述第二電路基底部分中的通孔中的一個選定通孔與在所述第三電路基底部分內(nèi)的對應通孔互相連接。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供一種信息處理系統(tǒng)，其包含一外殼、一電路基底，所述電路基底大體上安置在所述外殼內(nèi)且包括一復合層，所述復合層具有一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股半連續(xù)纖維的第一子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二子層，此第二子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分。此基底進一步包括安置在所述復合層上的至少一個電路層。所述系統(tǒng)進一步包括安置在所述電路基底上并電耦合到所述電路基底的至少一個電氣組件。


圖1-圖6代表根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于產(chǎn)生一電路基底的步驟，圖3-圖6的比例稍大于圖1和圖2的比例；圖7(其比例比圖1和圖2小得多)說明一電氣總成，其可利用本文所定義并根據(jù)本文教示內(nèi)容制造的一個或一個以上電路基底；和圖8代表根據(jù)本發(fā)明的一個方面的信息處理系統(tǒng)，其能夠利用本文所教示的一個或一個以上電路基底。
具體實施例方式
為了更好地了解本發(fā)明連同其其它和另外目標、優(yōu)勢和能力，結合上文所述的附圖參考以下揭示內(nèi)容和所附權利要求。從圖到圖將使用相同的圖示符號來標示這些附圖中的相同元件。
本文所使用的“信息處理系統(tǒng)”應意謂主要為計算、分類、處理、傳輸、接收、檢索、發(fā)起、轉(zhuǎn)換、存儲、顯示、表明、測量、檢測、記錄、再現(xiàn)、運用或利用用于商業(yè)、科學、控制或其它目的的任何形式的信息、情報或數(shù)據(jù)而設計的任何手段或手段的集合。實例包括個人計算機和較大處理器(例如計算機服務器和主機)。所述產(chǎn)品在所屬技術中已為熟知，且還熟知包括PCB和作為其部分的其它形式的電路基底，一些產(chǎn)品視其操作要求而定包括若干所述組件。
上文提供本文所使用的很多術語的其它定義，例如“通孔”、“高吸濕性”、“連續(xù)的”(對纖維)等等。
圖1說明在形成本文所定義的電路基底中的初始步驟。如從下文所了解，本發(fā)明的重要特征在于利用介電復合材料作為基底的一部分，其能夠在基底內(nèi)提供高密度通孔陣列，同時大體上防止緊密間隔、鄰近的小孔之間的電氣短路或類似問題。即，相對狹窄(直徑方面)的通孔的極高密集度能夠被提供于此獨特介電層中，接著可使得所述介電層具有導電性(通常，電鍍)以在并入電路基底的最終結構內(nèi)的指定導電層之間提供高度密集的電路連接(例如，信號、功率和/或接地)。最重要地，此新型介電材料包括一具有極低吸濕性樹脂的子層，且同等重要的是，此新型介電材料進一步包含一包括具有低熱膨脹系數(shù)的纖維的子層。所述低吸濕性子層在其中不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維。如所闡釋的，當在小孔形成和電鍍階段期間產(chǎn)生基底時，由于纖維或其材料侵入小孔內(nèi)，此可構成達至鄰近導電小孔的導電路徑的基礎，所以所述纖維的使用通常是有害的。如本文所教示的介電材料復合層能夠充分地解決如此的劣勢，而同時借助于在一與不具有所述纖維的另一子層相組合的子層格局中放置所述纖維來利用其增強特性。本文所教示的獨特材料還能夠解決所述相關纖維劣勢，同時確保產(chǎn)品在相對簿的最終復合層中具有相對高的介電可靠性，如果使用基底的最終產(chǎn)品(例如，芯片載體或PCB)要滿足現(xiàn)今的很多高密度和小型化要求，那么就高度希望所述兩種特征均存在。如上文所提及，本發(fā)明的新型介電材料具有低吸濕特性，其非常有利，因為其提供處理的簡易性(包括在當溫度會超過245攝氏度時的層壓期間)和高度理想的低介電性。包括此材料的層具有足夠的強度和耐用性以抵擋與按照常規(guī)用于制造PCB的層壓過程相關的嚴酷條件，尤其是高溫和高壓。同樣，使用標準PCB制造方法而不對其作任何重要修改來產(chǎn)生所得產(chǎn)品，從而縮減產(chǎn)品成本。
如所陳述，用于形成本文所定義的本發(fā)明各種實施例的電路基底的介電材料呈可包括兩個介電子層作為其部分的介電材料復合層的形式。一個子層由低吸濕性樹脂(優(yōu)選高Tg(玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度)熱固性聚合物)構成。當在約22℃的溫度下將所述子層浸沒于水中歷時約24小時的時段時，此樹脂具有小于0.27％的吸濕率。重要地，此子層的樹脂占子層重量的約10％到約80％。在鮮明的比較中，其它子層包括具有低熱膨脹系數(shù)的半連續(xù)纖維。此層可具有不同厚度，所述厚度的一個優(yōu)選范圍是從約20微米到約300微米。這些纖維的優(yōu)選材料是非編織芳族聚酰胺。所述纖維為半連續(xù)類型并隨機分布在x-y平面內(nèi)，且與一具有與芳族聚酰胺纖維類似或相同成分的粘結劑熔合或結合固定在一起。更重要的是，含有所述纖維的子層還優(yōu)選的是由低吸濕性樹脂組成，一優(yōu)選實例是與其它子層所使用的相同的樹脂。即，此第二樹脂(對于第一子層來說)還具有高玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度，Tg。具有了所述纖維作為其部分，此子層的熱膨脹系數(shù)(CTE)在x和y方向上均優(yōu)選為每攝氏度約8到12p.p.m。如在其它子層中那樣，在此子層中的樹脂也占此第一子層重量的約10％到約80％，纖維大體上占剩余的重量百分比。
如將通過以下關于附圖的描述所展示，第一和第二子層在其中均進一步包括多個通孔，所述電路基底的厚度與每一所述通孔的直徑的縱橫比在約2∶1到約20∶1的范圍內(nèi)。
在一優(yōu)選實施例中，介電樹脂材料是具有高玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)、無雙氰胺(DICY)的環(huán)氧聚合物樹脂，其可從Huntsman Advanced Materials in Brewster，New York購得，產(chǎn)品名稱為Araldite LZ-8213。此特定樹脂具有約280-400的環(huán)氧當量、約300-900cps的粘度、約70-73的固體含量百分比、約80攝氏度的沸點和每莫爾約1200-1400克的分子量。Araldite LZ-8213樹脂是熱固性聚合物。視情況可使用高分子量、反應性熱塑樹脂，例如InChem“PKHS-40”樹脂(可從南卡羅來納州洛克希爾市的InChem公司(InChemCorporation in Rock Hill，South Carolina)購得)，包括與上文所標示的樹脂材料相組合。此材料將賦予韌性和涂層剝離抗性。InChem的“PKHS-40”樹脂具有0.965的比重、約39-41的固體重量百分比、80攝氏度的沸點，及重要的是，25攝氏度時在約4500到7000厘泊(cp)的范圍內(nèi)的粘度。如果與另一樹脂組合使用，那么PHKS-40樹脂應占總樹脂成分重量的約3％到約25％，且占總層體積的約1.5％到約12.5％。
將二氧化硅成分添加到樹脂材料中也屬于本發(fā)明的范疇。優(yōu)選實例是觸變性二氧化硅，其由新澤西州的Degussa Corporation of Teterboro以Aerosil R-972的產(chǎn)品名稱出售。Aerosil R-972二氧化硅是疏水性非晶形煅制二氧化硅，其具有1700攝氏度的熔點、2.2的比重和約3.6-5.0的pH值，且可將之添加以在含有溶劑的罩光清漆的溶液粘度與B階段的(更多見下文)介電涂層的熔融粘度之間達成改進的平衡。
視情況，無機填料可與體積范圍為整個所得介電層體積的約10體積％到約80體積％的上述低吸濕性樹脂組合利用以產(chǎn)生本發(fā)明的第二子層(其具有低吸濕性樹脂且無纖維)。所述無機填料的實例包括Tatsumori PLV6和PLV4填料，其可從日本東京105的Tatsumori購得。這些填料的粒子各自優(yōu)選具有處于約200埃到約35微米的范圍內(nèi)的尺寸，一優(yōu)選尺寸為約5微米。由于其它范圍可適用于本發(fā)明，所以以上范圍并不意味著限制本發(fā)明。可使用其它導熱且電絕緣的填料來改進從裝置到周圍環(huán)境的熱能轉(zhuǎn)移。所述填料包括氧化鋁、92％氧化鋁、96％氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鈹、氮化硼和金剛石粉(以高壓或等離子體CVD制程制得)。這些填料尤其優(yōu)選為氧化鋁和氮化鋁，因為其具有高導熱性。
可視情況將優(yōu)選填料以一偶合劑預處理，所述偶合劑例如來自Dow-Corning的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(A1100)、β-(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷(A186)或先前描述的γ-縮水甘油基丙基三甲氧基硅烷(Z-6040)。已發(fā)現(xiàn)此偶合劑的量為按填料重量計約0.25％時是令人滿意的。所述量不應超過約幾個單層。與不包括所述粒子的樹脂材料相比，當使用時所述粒子向最終層提供低膨脹。更重要的是，所述粒子確保所完成的第二子層復合結構具有相對低的各向同性的膨脹，其處于25-35ppm(百萬分率)/攝氏度(C)的熱膨脹范圍內(nèi)。此外，所述粒子進一步提供抗斷裂和抗疲勞性、相對低的吸濕性和足以有助于隨后在所形成的通孔或其它(例如)外部表面上進行電鍍的粗糙的表面結構。因此，特定體積百分比的粒子的添加使得產(chǎn)品制造者可調(diào)整熱膨脹系數(shù)(CTE)。
適用于環(huán)氧樹脂的催化劑包括胺類，例如咪唑，叔胺，如芐基二甲胺、1，3-四甲基丁烷二胺、三(二甲氨基甲基)苯酚、吡啶和三亞乙基二胺；及酸性催化劑，例如辛酸亞錫?？商砑永缂谆一娜軇┮匀芙飧鞣N樹脂且允許選定載體的涂布。
使用以上子層材料所產(chǎn)生的介電復合層具有下列重要的電、熱、物理和熱膨脹特性，其如由過程發(fā)展分析所定義。應了解子層1為具有纖維的子層，所述纖維具有所定義的低CTE；而應了解子層2為具有低吸濕性樹脂且不具有纖維的子層。這些性質(zhì)如下電特性 子層1子層2
在1-2.5GHz下的介電常數(shù)(Dk)3.5 3.6在1MHz下的損耗系數(shù)0.016 0.013熱特性Tg(DSC中點)(攝氏度) 180 181Tg(TMA)(攝氏度) 175 175分解溫度(攝氏度) 320 327熱膨脹Tg以下(ppm/攝氏度)8-12 28-35Tg以上(ppm/攝氏度)5-6111物理特性％濕氣，24小時之后0.150.15％濕氣，1小時之后 0.270.25(高壓鍋條件-121攝氏度/100％相對濕度)伸長率(％)3.02.5最終硬化的樹脂材料與含纖維的子層的所得層復合結構(或獨立膜)具有非常低的吸濕率(在22℃(室溫)下浸沒于水中24小時后，小于約0.15％的吸濕率)且使其作為用于建造PCB和芯片載體的基底顯得尤為獨特。同等重要的是，當如所定義的那樣分階段時，此復合層和另外的類似復合層接著容易接收隨后的使用常規(guī)光刻處理的電路化處理。在一優(yōu)選實施例中，所要的線路由銅形成且通過使用所述處理來施加。此類型基底的光刻處理在PCB領域中已為熟知，且認為沒有必要作進一步描述。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當在上述復合材料中鉆(例如下文所述，通常使用激光)通孔時，可獲得高密集度的所述小孔圖案，而驚人地，在電鍍其側(cè)壁之后不出現(xiàn)所述小孔的電短路。即，電鍍材料(通常為銅)不如當連續(xù)和/或半連續(xù)玻璃纖維和其它纖維材料用于先前的介電成分時有時所發(fā)生的那般從通孔遷移到通孔。在本發(fā)明的一個實施例中，有可能在一平方英寸的介電層內(nèi)鉆總數(shù)為10,000個的小孔，此代表可使用本文的獨特教示來獲得的高密度小孔圖案的極端實例?？赏ㄟ^使用本發(fā)明的教示來獲得從每平方英寸約500個小孔到每平方英寸約10,000個小孔的范圍內(nèi)的圖案密度。如所陳述，優(yōu)選將激光用于所述鉆孔，且特定地說，YAG激光，其可以每秒20-50個通孔的速度操作，每一個小孔具有2密耳的直徑并穿過介電層延伸。此激光還能夠提供高達每秒250個通孔，所得小孔具有類似直徑，但僅部分地延伸到介電層中(如上文所提及，也稱為“盲孔”)。
如根據(jù)本文的描述所進一步了解，本文中所形成的電路基底的特定用途是作為芯片載體或PCB或其它電子封裝產(chǎn)品(例如，那些由本發(fā)明的受讓方所制造并銷售的產(chǎn)品)的一部分。一個特定實例是以Hyper-BGA芯片載體的名稱銷售的芯片載體(Hyper-BGA是受讓方Endicott Interconnect Technologies公司的注冊商標)。當然，本發(fā)明并不限于芯片載體或甚至更高水平的PCB。還應了解，一個以上的所述電路基底(例如，那些各自還稱為“核心”的電路基底，如果所述核心包括一個或一個以上電源平面且因此主要以此能力起作用，那么特定實例為稱為“電源核心”的實例)可并入所述載體或PCB內(nèi)，此取決于最終產(chǎn)品所要的操作要求。如下文所定義，所述“核心”可易于與其它層(包括導體和電介質(zhì))“堆疊”，且接合在一起(優(yōu)選使用常規(guī)PCB層壓處理)以形成更厚的多層載體或多層PCB。接著使如此形成的層壓制件經(jīng)受進一步處理，包括常規(guī)光刻處理，以在其外導電層上形成電路圖案。如本文的下文所描述，所述外部圖案可包括導電襯墊，在其上可安置導體(例如，焊球)以將結構連接到其它組件，例如半導體芯片、PCB和芯片載體(如果需要這樣的話)。因此，本發(fā)明的獨特教示可適用于大量電子封裝產(chǎn)品。重要地，本發(fā)明使電路基底(例如，如果密集“核心”)能夠并入其高度密集的通孔圖案中，并能使得在更大多層結構內(nèi)互相連接的能力能夠?qū)崿F(xiàn)，在所述的更大多層結構中，其它層部分不具有所述的致密化和操作能力。為此，可為了其結構的大部分產(chǎn)生一“標準”多層產(chǎn)品，而本文所教示的獨特子組件作為所述“標準”的常規(guī)處理的一部分簡單地加入。如果將電路基底核心安置在內(nèi)部，那么其能使多層產(chǎn)品的其它、較不密集的部分之間能夠高度密集的連接，由此以至少其一部分提供給所述產(chǎn)品本發(fā)明的獨特能力。
在圖1中，展示在形成本文所教示的電路基底中的初始步驟的一個實例。在此步驟中，將兩個層部件11和11’放到一起，每一個層部件包括一相對薄的介電子層13，其具有多股上文所教示的半連續(xù)纖維作為其一部分；和一安置在其上的導電層15(優(yōu)選為銅)。在此實施例中，每一個導電層15接合到個別介電層。圖1實施例利用兩個具有類似介電材料的獨立介電子層13來形成一復合介電層13’(圖2)。然而，此不是本發(fā)明的要求，因為可使用一具有含纖維的電介質(zhì)的單獨子層13，使其在其相對側(cè)上與導電層15接合到一起。如果是所展示的兩個部件11和11’的實施例，那么介電子層13各自的厚度(T2)優(yōu)選為僅約1密耳(一英寸的千分之一)到3密耳，優(yōu)選厚度為2密耳(0.002英寸)。每一個導電層的對應厚度(T1)優(yōu)選為在僅約0.3密耳到約0.7密耳的范圍內(nèi)。優(yōu)選的導電層厚度為0.5密耳。介電子層(包括所定義的作為成分的一部分的樹脂)中的每一個優(yōu)選處于所屬技術中已知為“B階段”的狀態(tài)。使用常規(guī)PCB層壓處理將層部件13和15’對準并接合在一起。在一實例中，在約188攝氏度的溫度下，使用每平方英寸約400磅(p.s.i)的總壓力，持續(xù)約90分鐘的時間段。結果為一層壓結構21(圖2)，其具有外導電層15(其各自具有大體上與上述厚度一樣的厚度)和一共用中間介電子層13’(其具有約4密耳的壓縮厚度)，整個最終結構的厚度(T3)為約5密耳。由于所述層壓，中間的、現(xiàn)經(jīng)組合的介電材料(參看圖2的數(shù)字13’)現(xiàn)在處于所屬技術中稱為“C階段”的狀態(tài)中(也如上文所提及)。具有組合子層13’和所述兩個外導電層15的圖2結構充當本文所定義的電路基底的更大結構的第一部分，所述圖2結構(如也所定義的)可充當更厚的多層產(chǎn)品(例如PCB或芯片載體)的“核心”基底。
在圖3中，此刻使結構21(為達到說明目的，現(xiàn)以比圖1和圖2中更大的比例來展示)經(jīng)受常規(guī)光刻處理，其中外導電層15被“電路化”。即，使用已知處理來處理層15以在其上形成所要的圖案。此圖案在每一層中將(最少)包括若干開口17，如圖所示，其經(jīng)對準彼此相對。此外，在一個或兩個層內(nèi)提供另外的電路特征件(例如線和/或襯墊19)也屬于本發(fā)明的范疇。如果結構21最后充當“電源核心”的一部分，那么層15在其之中通常將僅包括開口19。然而，如果一個或兩個層15以另一能力起作用，例如作為一單獨層，那么可提供其它圖案。因此圖3(和圖4到圖6)中的圖案并不意味著限制本發(fā)明的范疇。
在圖4中，展示結構21在所述結構的相對側(cè)上包括具有介電材料的另外子層31，這些所添加的子層31中的每一個均為不具有半連續(xù)纖維的低吸濕性樹脂。這些子層31在結構21的相對側(cè)上充當?shù)臀鼭裥院偷蜔崤蛎浶缘淖訉?。如圖所示，每個子層31在其之上優(yōu)選包括一薄的導電(例如，銅)層33。在本發(fā)明的一實例中，層31和層33各自均由與圖1的層13和層15相同的厚度組成，且使用所屬技術中已知的層壓過程將其層壓到結構21上。在層壓之后，如在圖5中所見，導電層33中的每一個在其之中均“私有化”地包括多個開口41，所述開口41和與其鄰近定位(但由中間層31隔開)的導電層15中的開口17中的個別開口對準。值得注意的是，至少一個開口41與一對應開口17對準，但還可提供其它、也許更小的開口41，其并非如此對準，而是與形成于層15上的電路(如果一個已經(jīng)如此形成)中的其它部分對準。在形成開口41后，如上文所定義使用YAG激光在圖5結構內(nèi)鉆通孔。如圖6中所見，所述激光在出現(xiàn)成對、對準開口17和對應對準開口41的地方經(jīng)過圖5結構的整個厚度鉆通孔。在一個實施例中，在這些對準方位上，可在所述結構的每平方英寸中提供總共10,000個小孔，其各自均具有僅約2密耳的直徑。此再次代表可使用本發(fā)明的教示來獲得高度密集的圖案。
除了延伸到圖5結構的整個厚度的通孔51的高度密集圖案之外，如圖6中所見，還可在形成小孔51的同時形成較小深度的通孔53(所屬領域的一些技術人員還稱其為“盲孔”)以僅達至導電層15。這些后面的小孔的目的在于最終在導電層33與層15之間形成電連接(例如，從一個上的選定信號線到另一個上的線，此處又假定層15起信號承載導電平面的作用)，如果如此使用，那么將更大的多用性添加到本發(fā)明中。一個或兩個層15還可充當一接地層，且因此提供接地(如果需要如此的話)。應了解，接著將通孔51和53以導電材料電鍍(如果使用)，優(yōu)選材料為具有僅約0.2-0.75密耳的厚度的銅。對本文所述的這些和其它通孔的優(yōu)選電鍍過程可為電解電鍍或無電電鍍，此取決于所述電鍍可利用的電鍍設備。通孔的電解電鍍和無電電鍍在所屬技術中已為熟知，因此認為沒有必要作進一步描述。
現(xiàn)在可將圖5中所示的結構稱為電路基底，且其可充當獨立基底，例如芯片載體，或(如所提及)在更大的多層結構中充當與其它導電和介電層(包括與其它類似電路基底)組合使用的“核心”結構。
在圖6中，展示在其中形成通孔的結構的相對側(cè)上添加另一這樣的介電層71(以虛線表示)，且在所述介電層中的每一個之上添加一另外的導電層73(以虛線表示)。此附圖是意在代表這樣的事實可將若干另外的介電和導電層添加到圖6結構中以形成更厚的多層最終產(chǎn)品(例如PCB或?qū)訅盒酒d體)，其比圖3-6中所展示的結構具有更多的層數(shù)。如所陳述，還有可能將一個以上所述的內(nèi)部電路基底“核心”(例如圖6中所示)并入所述更大、更厚的結構中，由此在其中一個以上的位置處以本發(fā)明的教示提供最終結構。為此目的，圖5的實施例(也如所陳述)也可認為是所述的“核心”。最終，利用圖4所有結構僅形成一多層復合物，在其層壓為最終結構期間在各個對準對之間利用已知的“粘貼片”介電層，此也在本發(fā)明的范疇內(nèi)。無論哪個選擇，在每一介電-導電子復合物(例如，圖4中所示)中的通孔都可形成電的互相連接，從而提供穿過最終結構的選定部分(如果需要的話，包括穿過整個結構本身)的導電路徑。如果(例如)將本文所示類型的三個子復合物組合以形成一多層最終結構(例如，一多層PCB)，那么清楚的是，中間子復合物的通孔，一旦例如通過在接合在此中間子復合物的相對側(cè)上的兩個外部子復合物的通孔之間執(zhí)行前文所定義的電鍍操作而導電，就可提供電的互相連接。
圖7代表可使用本文所教示的電路基底而形成的電氣總成81的一個實例。如所陳述，根據(jù)本文的教示由此形成的每個基底均可用于已知類型的更大基底(例如，PCB、芯片載體或類似物)內(nèi)。圖7說明這些更大組件中的兩者，一個是芯片載體83且另一個是PCB 85。PCB 85安置在一電子總成(例如，圖8中所示的信息處理系統(tǒng))內(nèi)并電耦合到所述電子總成，所述電子總成可呈個人計算機、主機、計算機服務器等等的形式。如圖所示，芯片載體83通常安置在一下層基底(例如PCB 85)上并電耦合到所述下層基底。所述載體通常還具有一安裝在其上并還電耦合到所述載體的半導體芯片87。在圖7的實施例中，芯片與載體之間的連接和載體與PCB之間的連接分別使用焊球89和89’來達成。所述連接在所屬技術中已知，且認為沒有必要作進一步描述。圖7的重要性在于展示在芯片載體83和PCB 85中使用一個或一個以上本發(fā)明的電路基底91(以虛線表示)，因此形成其一部分。展示兩個基底91與PCB 85一起使用，而在載體83內(nèi)僅展示一個基底。如上文所提及，本發(fā)明并非限于所展示的數(shù)目。舉例來說，可利用三個或三個以上基底91來將本發(fā)明高度有利的教示提供給PCB，所述三個或三個以上基底91中的每一個在所述PCB內(nèi)均形成一特定電路化“核心”(例如“電源核心”)?；蛘撸缢愂?，整個PCB或芯片載體層壓制件可由此處所教示的介電層所構成。
在圖8中，展示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的信息處理系統(tǒng)101。系統(tǒng)101可包含個人計算機、主計算機、計算機服務器或類似物，其若干類型在所屬技術中熟知。如本文所教示，系統(tǒng)101可包括如圖7中所示的電氣總成，其包括PCB 85和載體83兩者，這些在圖8中由數(shù)字103代表。此完成的總成(隱藏展示)可安裝在一更大的PCB或其它基底(未圖示)上，一個實例是具有大得多的尺寸的“母板”，應該需要所述板。隱藏展示這些組件，因為這些組件密封在一經(jīng)設計為容納形成系統(tǒng)101一部分的各種電氣組件和其它組件的合適外殼105之內(nèi)且因此隱藏在所述合適外殼105的里面。PCB 85可代替包含系統(tǒng)101中的所述“母板”且因此包括另外的電氣總成，其包括安裝在其上的另外的印刷電路“卡”，所述另外的“卡”接著還可能包括另外的電子組件作為其一部分。因此應看到并了解，根據(jù)本文的獨特教示制成的電氣總成可用于若干各種結構作為一大得多的系統(tǒng)(例如信息處理系統(tǒng)101)的一部分。認為沒有必要作進一步描述。
雖然已經(jīng)展示并描述了目前認為是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的實施例，但是所屬領域的技術人員將易于明了，可在不脫離由所附權利要求書所定義的本發(fā)明的范疇的前提下，對本文作各種改變和修改。
權利要求
1.一種電路基底，其包含一復合層，其包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股纖維的第一介電子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二介電子層，所述第二介電子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分；和安置在所述復合層上的至少一個電路層。
2.根據(jù)權利要求1所述的電路基底，其中所述復合層的所述第二介電子層的所述低吸濕性樹脂包含一高Tg熱固性聚合物。
3.根據(jù)權利要求2所述的電路基底，其中所述復合層的所述第二介電子層的所述低吸濕性樹脂當在約22℃的溫度下浸沒于水中歷時約24小時的時間段時，具有小于約0.27％的吸濕率。
4.根據(jù)權利要求2所述的電路基底，其中所述復合層的所述第二介電子層的所述低吸濕性樹脂占所述第二介電子層的重量的約10％到約80％。
5.根據(jù)權利要求1所述的電路基底，其中所述復合層的所述第一介電子層進一步包括一低吸濕性樹脂。
6.根據(jù)權利要求5所述的電路基底，其中所述復合層的所述第一介電子層的所述低吸濕性樹脂包含一高Tg熱固性聚合物。
7.根據(jù)權利要求1所述的電路基底，其中所述復合層的所述第一介電子層具有一在x和y方向上小于約15ppm/℃的熱膨脹系數(shù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的電路基底，其中所述介電復合層的所述第一介電子層的所述低吸濕性樹脂當在約22℃的溫度下浸沒于水中歷時約24小時的時間段時，具有小于0.27％的吸濕率。
9.根據(jù)權利要求7所述的電路基底，其中所述復合層的所述第一介電子層的所述低吸濕性樹脂占所述第一介電子層的重量的約10％到約80％。
10.根據(jù)權利要求1所述的電路基底，其中所述復合層的所述第一和所述第二介電子層各自在其中均包括多個通孔，所述電路基底的厚度與所述通孔中的每一個的直徑的縱橫比在從約2∶1到約20∶1的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權利要求1所述的電路基底，其中所述至少一個電路層由銅組成。
12.根據(jù)權利要求1所述的電路基底，其進一步包括一第二電路層，所述第二電路層安置在所述復合層上與所述至少一個電路層相對的一側(cè)上。
13.根據(jù)權利要求12所述的電路基底，其進一步包括第二和第三介電層，所述第二和所述第三介電層分別安置在所述至少一個電路層和所述第二電路層上，且分別在所述第二和所述第三介電層上形成第三和第四電路層。
14.根據(jù)權利要求13所述的電路基底，其中所述電路基底包含一芯片載體。
15.根據(jù)權利要求1所述的電路基底，其進一步包括至少一個電氣組件，所述至少一個電氣組件安置在所述電路基底上并電耦合到所述電路基底，所述基底和所述組件形成一電氣總成。
16.根據(jù)權利要求15所述的電路基底，其中所述電氣組件包含一半導體芯片。
17.根據(jù)權利要求15所述的電路基底，其中所述電氣組件包含一芯片載體。
18.一種制造一電路基底的方法，所述方法包含提供一復合層，所述復合層包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股纖維的第一介電子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二介電子層，所述第二介電子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分；和將至少一個電路層安置在所述復合層的所述第一介電子層上。
19.一種多層電路結構，其包含一第一電路基底部分，其包括一復合層，所述復合層包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股纖維的第一介電子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二介電子層，所述第二介電子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分，且至少一個電路層安置在所述復合層上，所述第一和所述第二介電子層包括在其中的導電通孔的一第一圖案；和第二和第三電路基底部分，其安置在所述第一電路基底部分的相對側(cè)上，所述第二和所述第三電路基底部分各自均具有在其中互相連接的通孔的一第二圖案，所述第一電路基底部分在所述第二和所述第三電路基底部分之間提供電的互相連接，包括將在所述第二電路基底部分中的所述通孔中的一個選定通孔與在所述第三電路基底部分內(nèi)的對應通孔互相連接。
20.一種信息處理系統(tǒng)，其包含一外殼；一電路基底，其大體上安置在所述外殼內(nèi)并包括一復合層，所述復合層包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股纖維的第一介電子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二介電子層，所述第二介電子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分，且至少一個電路層安置在所述復合層上；和至少一個電氣組件，其安置在所述電路基底上并電耦合到所述電路基底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包括一復合層的電路基底，所述復合層包括一包括具有低熱膨脹系數(shù)的多股纖維的第一介電子層和一具有一低吸濕性樹脂的第二介電子層，所述第二介電子層不包括連續(xù)或半連續(xù)纖維或類似物作為其一部分。所述基底進一步包括至少一個導電層作為其一部分。本發(fā)明還提供一種電氣總成和一種制造所述基底的方法以及一種結合本發(fā)明的所述電路基底作為其一部分的信息處理系統(tǒng)(例如計算機)。
文檔編號H01L23/48GK1838855SQ200610057200
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權日2005年3月23日
發(fā)明者羅伯特·M·雅普, 歐文(Nmn)·梅密斯, 科斯塔斯·I·帕帕托馬斯 申請人:安迪克連接科技公司