JP2007227985A - 電着可能な誘電性コーティング組成物を用いる回路アセンブリを製作するためのプロセス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、基板中に金属バイアを形成するためのプロセスに関し、このプロセスは、以下:(I)電気伝導性基板に、その上に順応性の誘電性コーティングを形成するため、該基板のすべての剥き出た表面上に電着可能なコーティング組成物を、電気泳動により付与する工程であって、該電着可能なコーティング組成物が、水相中に分散された樹脂相を含み、該樹脂相が:(a)非ゲルの活性水素を含有するイオン基含有樹脂、および(b)該樹脂(a)の活性水素と反応性の硬化剤を含み、該樹脂相が、該樹脂相中に存在する樹脂固形分の総重量を基づき、少なくとも1重量%の共有結合したハロゲン含量を有する工程を包含する。
【選択図】なし
Description
本発明は、金属化バイアを形成するため、および誘電性コーティング、特に、電着により付与される誘電性コーティングを含む多層回路アセンブリを製作するためのプロセスに関する。
電気コンポーネント、例えば、レジスター、トランジスター、およびキャパシターは、一般に、プリント回路板のような回路パネル構造上にマウントされる。回路パネルは、通常、誘電性材料のほぼ平坦なシートであって、このシートの一方の主要な平坦な表面または両方の主要な表面上に配置された電気コンダクターをもつシートを含む。コンダクターは、一般に、銅のような金属材料から形成され、そして上記板にマウントされた電気コンポーネントを相互接続するために供される。コンダクターがパネルの主要表面の両方の上に配置される場合、パネルは、誘電層中に、対向する表面上のコンダクターを相互接続するように穴(または「貫通バイア」)を通じて延びるバイアコンダクターを有し得る。これまでは、スタック中の隣接するパネルの交互に面する表面上のコンダクターを分離する誘電性材料のさらなる層をもつ、複数のスタックされた回路パネルを取り込む多層回路パネルアセンブリが作製されてきた。これらの多層アセンブリは、通常、必要に応じて、必要な電気的相互接続を提供するために、スタック中の種々の回路パネル上のコンダクター間に延びる相互接続を取り込む。
1つの実施形態において、本発明は、基板中に金属バイアを形成するためのプロセスに関する。このプロセスは、以下の工程:(I)電気伝導性基板に、その上に順応性の誘電性コーティングを形成するため、該基板のすべての剥き出た表面上に電着可能なコーティング組成物を、電気泳動により付与する工程であって、該電着可能なコーティング組成物が、水相中に分散された樹脂相を含み、該樹脂相が:(a)非ゲルの活性水素を含有するイオン基含有樹脂、および(b)該樹脂(a)の活性水素と反応性の硬化剤を含み、該樹脂相が、該樹脂相中に存在する樹脂固形分の総重量を基づき、少なくとも1重量%の共有結合したハロゲン含量を有し;(II)所定のパターンで該順応性の誘電性コーティングの表面を切除する工程であって、該基板の1つ以上のセクションを剥き出す工程;および(III)金属の層をすべての表面に付与する工程であって、該基板中に金属化バイアを形成する工程を包含する。
本発明によると、以下が提供され、上記目的が達成される。
(項目1)
基板中に金属化バイアを形成するためのプロセスであって、以下の工程:
(I)電気伝導性基板に、その上に順応性の誘電性コーティングを形成するため、該基板のすべての剥き出た表面上に電着可能なコーティング組成物を、電気泳動により付与する工程であって、
該電着可能なコーティング組成物が、水相中に分散された樹脂相を含み、該樹脂相が:
(a)非ゲルの活性水素を含有するイオン基含有樹脂、および
(b)該樹脂(a)の活性水素と反応性の硬化剤を含み、
該樹脂相が、該樹脂相中に存在する樹脂固形分の総重量を基づき、少なくとも1重量%の共有結合したハロゲン含量を有する、工程、
(II)所定のパターンで該順応性の誘電性コーティングの表面を切除する工程であって、該基板の1つ以上のセクションを剥き出す工程;
(III)金属の層をすべての表面に付与する工程であって、該基板中に金属化バイアを形成する工程、を包含する、プロセス。
(項目2)
前記バイアが、前記基板の表面まで延びる、項目1に記載のプロセス。
(項目3)
前記バイアが、前記基板を通じて延びる、項目1に記載のプロセス。
(項目4)
前記基板が、穿孔銅箔、鉄−ニッケル合金およびそれらの組み合わせから選択される金属を含む、項目1に記載のプロセス。
(項目5)
前記順応性の誘電性コーティングが、前記工程(II)の前または後に、該誘電性コーティングを硬化するに十分な温度および時間、加熱される、項目1に記載のプロセス。
(項目6)
前記硬化誘電性コーティングが、IPC−TM−350に従う難燃性試験を通過し、そして3.50を超えない誘電率を有する、項目5に記載のプロセス。
(項目7)
前記硬化誘電性コーティングが、3.30を超えない誘電率を有する、項目6に記載のプロセス。
(項目8)
前記硬化誘電性コーティングが、3.00を超えない誘電率を有する、項目6に記載のプロセス。
(項目9)
前記硬化誘電性コーティングが、0.01を超えない誘電損率を有する、項目6に記載のプロセス。
(項目10)
前記電着可能なコーティング組成物の樹脂相が、該樹脂相中に存在する総樹脂固形分に基づき、1〜50重量%の範囲の共有結合したハロゲン含量を有する、項目1に記載のプロセス。
(項目11)
(IV)前記工程(III)の金属層に樹脂感光層を付与する工程をさらに包含する、項目1に記載のプロセス。
(項目12)
前記硬化誘電性コーティングが、25ミクロンを超えない膜厚みを有する、項目5に記載のプロセス。
(項目13)
回路アセンブリを製作するプロセスであって:
(I)電気伝導性のコアを提供する工程、
(II)該コアのすべての剥き出た表面上に電着可能なコーティング組成物を電気泳動により付与する工程であって、その上に順応性の誘電性コーティングを形成し、
該電着可能なコーティング組成物が、水相中に分散した樹脂相を含み、該樹脂相が:
(a)非ゲルの活性水素を含有するイオン基含有樹脂、および
(b)該樹脂(a)の活性水素と反応性の硬化剤を含み、
該樹脂相が、該樹脂相中に存在する樹脂固形分の総重量を基づき、少なくとも1重量%の共有結合したハロゲン含量を有する、工程、
(III)所定のパターンで該順応性の誘電性コーティングの表面を切除する工程であって、該コアのセクションを剥き出す工程;
(IV)金属の層をすべての表面に付与する工程であって、該コア中に金属化バイアを形成する工程;および
(V)該金属相に樹脂感光層を付与する工程、を包含する、プロセス。
(項目14)
前記コアが、穿孔銅箔、鉄−ニッケル合金およびそれらの組み合わせから選択される金属コアである、項目13に記載のプロセス。
(項目15)
前記金属コアが、穿孔銅箔を含む、項目14に記載のプロセス。
(項目16)
前記金属コアが、鉄−ニッケル合金を含む、項目14に記載のプロセス。
(項目17)
前記樹脂(a)が、ポリエポキシドポリマーおよびアクリルポリマーの少なくとも1つに由来するポリマーを含む、項目13に記載のプロセス。
(項目18)
前記樹脂(a)が、アミン塩の基および/またはオニウム塩の基から選択されるカチオン性塩の基を含む、項目17に記載のプロセス。
(項目19)
前記樹脂(a)が、該樹脂(a)中に存在する樹脂固形分の総重量に基づき1〜50重量%の範囲の共有結合したハロゲン含量を有する、項目13に記載のプロセス。
(項目20)
前記樹脂(a)の共有結合したハロゲン含量が、塩素化多水酸基フェノールおよび臭素化多水酸基フェノールの少なくとも1つから選択されるハロゲン化多水酸基フェノールに由来する、項目19に記載のプロセス。
(項目21)
前記樹脂(a)中に存在する共有結合したハロゲン含量が、テトラブロモビスフェノールA由来である、項目19に記載のプロセス。
(項目22)
前記硬化剤(b)が、ブロックされたポリイソシアネートおよびアミノプラスト樹脂の少なくとも1つから選択される、項目13に記載のプロセス。
(項目23)
前記硬化剤(b)が、該硬化剤(b)中に存在する樹脂固形分の総重量に基づき1〜50重量%の範囲の共有結合したハロゲン含量を有する、項目13に記載のプロセス。
(項目24)
前記電着可能なコーティング組成物の樹脂相の共有結合したハロゲン含量が、前記樹脂(a)および硬化剤(b)とは異なり、かつそれに加えて存在する成分(c)から少なくとも一部由来する、項目13に記載のプロセス。
(項目25)
前記成分(c)が、ハロゲン化ポリオレフィン、ハロゲン化リン酸エステル、ハロゲン化フェノール、およびそれらの混合物からなる群から選択される共有結合したハロゲン含有化合物を含む、項目24に記載のプロセス。
(項目26)
前記電着可能なコーティング組成物が、レオロジー改変剤をさらに含む、項目13に記載のプロセス。
(項目27)
前記レオロジー改変剤が、水性媒体中に、一級アミン基、二級アミン基およびそれらの混合物からなる群から選択されるアミン基を含む、カチオン性ポリエポキシド−アミン反応生成物と、ポリエポキシド架橋剤との混合物を分散し、そして該混合物を、該混合物が架橋して該カチオン性マイクロゲル分散物を形成するに十分な温度に加熱することにより調製されるカチオン性ミクロゲル分散物を含む、項目26に記載のプロセス。
(項目28)
前記工程(III)の前に、該順応性のコーティングが、該コーティングが硬化するに十分な温度および時間、加熱される、項目13に記載のプロセス。
(項目29)
前記硬化した順応性コーティングが、3.50以下の誘電率を有する、項目28に記載のプロセス。
(項目30)
前記硬化した順応性コーティングが、IPC−TM−650に従う難燃性試験を通過する、項目28に記載のプロセス。
(項目31)
前記硬化した順応性コーティングが、25ミクロン以下の乾燥膜厚みを有する、項目29に記載のプロセス。
(項目32)
回路アセンブリを製作するプロセスであって:
(I)電気伝導性のコアを提供する工程;
(II)該コアの表面上の所定の位置にフォトレジストを提供する工程;
(III)該工程(II)に亘り、電着可能なコーティング組成物を電気泳動によって付与する工程であって、ここで、該コーティング組成物が、その上にフォトレジストを有する位置を除く該コアのすべての表面上に電気泳動によって堆積され、
該電着可能なコーティング組成物が、水相中に分散された樹脂相を含み、該樹脂相が:
(a)非ゲルの活性水素を含有するイオン基含有樹脂、および
(b)該樹脂(a)の活性水素と反応性の硬化剤を含み、
該樹脂相が、該樹脂相中に存在する樹脂固形分の総重量を基づき、少なくとも1重量%の共有結合したハロゲン含量を有する、工程、
(IV)該電気泳動により付与されたコーティング組成物を硬化する工程であって、その上にフォトレジストを有する位置を除く該コアのすべての表面上に硬化した順応性の誘電層を形成する工程;
(V)該フォトレジストを除去する工程であって、該レジストで先にコーティングされた位置で該コアまで延びるバイアを有する回路アセンブリを形成する工程;および
(VI)必要に応じて、前記工程(V)の回路アセンブリのすべての表面に金属の層を付与する工程であって、該コアまで延びる金属バイアを形成する工程、を包含する、プロセス。
(項目33)
前記工程(II)において前記コアの表面上の所定の位置にフォトレジストを提供する工程の前に、銅金属の層が前記コアに付与される、項目32に記載のプロセス。
(項目34)
前記コアが、穿孔銅箔、鉄−ニッケル合金およびそれらの組み合わせから選択される金属コアを含む、項目32に記載のプロセス。
(項目35)
前記金属コアが、鉄−ニッケル合金を含む、項目34に記載のプロセス。
(項目36)
前記金属コアが、穿孔銅箔を含む、項目34に記載のプロセス。
(項目37)
前記樹脂(a)が、ポリエポキシドポリマーおよびアクリルポリマーの少なくとも1つに由来するポリマーを含む、項目32に記載のプロセス。
(項目38)
前記樹脂(a)が、アミン塩の基および/またはオニウム塩の基から選択されるカチオン性塩の基を含む、項目37に記載のプロセス。
(項目39)
前記樹脂(a)が、該樹脂(a)中に存在する樹脂固形分の総重量に基づき1〜50重量%の範囲の共有結合したハロゲン含量を有する、項目32に記載のプロセス。
(項目40)
前記樹脂(a)の共有結合したハロゲン含量が、塩素化多水酸基フェノールおよび臭素化多水酸基フェノールの少なくとも1つから選択されるハロゲン化多水酸基フェノールに由来する、項目39に記載のプロセス。
(項目41)
前記樹脂(a)中に存在する共有結合したハロゲン含量が、テトラブロモビスフェノールA由来である、項目40に記載のプロセス。
(項目42)
前記硬化剤(b)が、ブロックされたポリイソシアネートおよびアミノプラスト樹脂の少なくとも1つから選択される化合物を含む、項目32に記載のプロセス。
(項目43)
前記硬化剤(b)が、該硬化剤(b)中に存在する樹脂固形分の総重量に基づき1〜50重量%の範囲の共有結合したハロゲン含量を有する、項目32に記載のプロセス。
(項目44)
前樹脂相の共有結合したハロゲン含量が、前記樹脂(a)および硬化剤(b)とは異なり、かつそれに加えて存在する成分(c)に少なくとも一部由来する、項目32に記載のプロセス。
(項目45)
前記成分(c)が、ハロゲン化ポリオレフィン、ハロゲン化リン酸エステル、ハロゲン化フェノール、およびそれらの混合物からなる群から選択される1つ以上の共有結合したハロゲン含有化合物を含む、項目44に記載のプロセス。
(項目46)
前記硬化した順応性の誘電性コーティングが、3.50以下の誘電率を有する、項目32に記載のプロセス。
(項目47)
前記硬化した順応性の誘電性コーティングが、3.30以下の誘電率を有する、項目46に記載のプロセス。
(項目48)
前記硬化した順応性のコーティングが、25ミクロン以下の膜厚みを有する、項目46に記載のプロセス。
(項目49)
項目1に記載のプロセスにより形成される、基板。
(項目50)
項目13に記載のプロセスにより形成される、回路アセンブリ。
(項目51)
項目32に記載のプロセスにより形成される、回路アセンブリ。
作動する実施例の他に、またはその他に示される場所で、本明細書および請求項で用いられる、成分の量、反応条件などを表すすべての数字、は、すべての例において用語「約」によって修飾されていると解釈されるべきである。従って、反対であることが示されなければ、以下の明細書および添付の請求項で提示される数値パラメーターは、本発明によって得られることが求められる所望の性質に依存して変動し得る概数である。少なくとも、そして請求項の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメーターは、少なくとも、報告された重要なアラビア数字の数を考慮して、および通常の丸め技法を適用することにより解釈されるべきである。
Microelectronics(第203回American Chemical
Society、April 5−10,1992のNational Meetingで発表)を参照のこと。
of Flexible Circuits,p.242,Van Nostrand
Reinhold,New York(1991)を参照のこと。誘電材料および誘電率の詳細な考察については、James J.LicariおよびLaura A.Hughes,Handbook of Polymer Coatings for Electronics,pp.114−18,第2版、Noyes Publication(1990)もまた参照のこと。
C=E0EA/d
ここで、Cは、異なる周波数で測定された電気容量(ファラッド)であり;E0は、自由空間の誘電率(permitivity)(8.85418781712)であり;Aは、サンプル領域(32平方センチメートル)であり;dは、コーティング厚であり;そしてEは、誘電率である。本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、誘電率の値は、上記のように、1メガヘルツの周波数で決定された誘電率であることに注意のこと。同様に、誘電損率は、本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、上記のように、1メガヘルツの周波数で測定された誘電率と、1.1メガヘルツの周波数で測定された同じ材料の誘電率との間の差である。
酸または有機酸(例えば、電着可能組成物で慣習的に使用される酸)で可溶化することによって形成される。可溶化酸の適切な例としては、スルファミン酸、酢酸、乳酸、およびギ酸が挙げられるが、これらに限定されない。スルファミン酸および乳酸が、最も一般的に用いられる。
この実施例は、以下の実施例1の電着可能コーティング組成物で使用されるカチオン性樹脂バインダーの調製を記載する。この樹脂バインダーを、以下の成分から、以下に記載されるようにして調製した。列挙される値の全ては、重量部(g)を現わす。
BBASF CorporationからMAZON 1651として入手可能。
cBayer Corporationから入手可能なイソシアネート。
2Shell Oil and Chemical Companyから入手可能なビスフェノールAのジグリシジルエーテル。
3BASF Corporationから入手可能な界面活性剤。
488%水溶液。
5以下の成分から調製されるカチオン性樹脂:
以下の実施例は、上記実施例Aのカチオン性樹脂バインダーを含む電着浴の形態の本発明の電着可能コーティング組成物の調製を記載する。この電着可能コーティング組成物を、以下の成分から、以下に記載されるようにして調製した。列挙される値の全ては、重量部(g)を表わす。
500ミクロン間隔(中心間)で配置された、正方形格子アレイの200ミクロン直径の穴を含むINVAR金属穿孔の単層(50ミクロン厚)(BMC Industries,Inc.の部門であるBuckbee−Mearsにより供給)を洗浄し、そしてミクロエッチングして、所望でない汚れ、油および酸化物を除去した。次いで、この予備洗浄した穿孔基板を、電気メッキして、9ミクロン厚を有する銅金属の層を提供した。
Claims (1)
- 本明細書中に記載される基板。
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