JP2007266606A - Fluoropolymer insulating composition for circuit board, and circuit board including same - Google Patents

Fluoropolymer insulating composition for circuit board, and circuit board including same Download PDF

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Voya R Markovich
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Kostas I Papathomas
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulating composition which can be utilized to form an insulating layer in a circuit board and which can be produced successfully using conventional manufacturing process. <P>SOLUTION: The fluoropolymer insulating composition includes: first fluoropolymer having a first melting point, second fluoropolymer having a second melting point lower than the first melting point, a first inorganic filler having a first thermal conductivity, a second inorganic filler having a thermal conductivity lower than the first thermal conductivity, and further a supporting member formed of a fiber-glass cloth. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、プリント回路基板およびチップキャリア等に用いられる回路基板に使用するための絶縁性組成物に関し、この組成物は、単体で、またはガラス繊維等の支持構造体と組み合わせて使用することができ、最終構造体の一部を形成する信号、電源およびグラウンド層といった導電層間の電気的な絶縁層として基板の一部として使用することができる絶縁層を形成するのに有用である。更に具体的には、本発明は、係る製品が係る導電層に高密な回路を確実に備えることができるようにする組成物に関する。   The present invention relates to an insulating composition for use in a circuit board used for a printed circuit board and a chip carrier, and the composition may be used alone or in combination with a support structure such as glass fiber. And is useful for forming an insulating layer that can be used as part of a substrate as an electrically insulating layer between conductive layers such as signal, power and ground layers that form part of the final structure. More specifically, the present invention relates to a composition that ensures that such products can be provided with dense circuitry in such conductive layers.

今日の技術の多くで使用されるプリント回路基板や積層チップキャリアなどの回路基板は、最小の容積およびスペースで複数の回路の形成ができるようにする。上記のように、これらの最終製品は一般的に信号層(ライン)、グランド層(ライン)および電源層(ライン)の少なくとも一つからなる「積み重ねられた(スタック)」層を含み、少なくとも一つの絶縁材料層によって互いから分離される。回路ラインまたはパッド(例えば信号層のもの)は、絶縁層を貫通するメッキホールによって互いに電気的に接続されることが多い。メッキホールは、内部にある場合は、「バイア」と呼ばれ、基板の外面から内部へ所定の深さに延びている場合は、「ブラインドバイア」と呼ばれ、実質的に基板を貫通している場合は、「メッキスルーホール」(PTH)と呼ばれることが多い。本明細書で使用される「スルーホール」という用語は、係る3つのタイプの基板開口部の全てが含まれることを意味する。   Circuit boards such as printed circuit boards and laminated chip carriers used in many of today's technologies allow the formation of multiple circuits with minimal volume and space. As noted above, these end products typically include a “stacked” layer comprising at least one of a signal layer (line), a ground layer (line), and a power supply layer (line), at least one Separated from each other by two layers of insulating material. Circuit lines or pads (eg, signal layers) are often electrically connected to each other by plated holes that penetrate the insulating layer. A plated hole is called a “via” when it is inside, and it is called a “blind via” when it extends from the outer surface of the substrate to the inside to a predetermined depth and substantially penetrates the substrate. If so, it is often called “plated through hole” (PTH). As used herein, the term “through-hole” means that all three types of substrate openings are included.

本明細書において記載される製品の複雑さは、ここ数年において著しく増加してきている。例えば、メインフレームコンピュータのプリント回路基板(PCB)は、36層またはそれ以上の層を有することができ、その積層体の厚さは、約0.250インチ(250ミル)である。これらの基板は、3または5ミル幅の信号ラインおよび直径12ミルのスルーホールを有するように一般的に設計される。プリント回路基板、チップキャリアなどの今日の製品の多くにおける回路の高密度化によって、信号ラインは幅2ミル以下に、また、スルーホールの直径は2ミル以下にすることが当該業界では望まれている。   The complexity of the products described herein has increased significantly over the last few years. For example, a mainframe computer printed circuit board (PCB) can have 36 or more layers, and the thickness of the stack is approximately 0.250 inches (250 mils). These substrates are typically designed to have 3 or 5 mil wide signal lines and 12 mil diameter through holes. Due to the high density of circuits in many of today's products such as printed circuit boards and chip carriers, it is desired in the industry that signal lines be less than 2 mils wide and through holes should be less than 2 mils in diameter. Yes.

最もよく知られている商業的な方法(特に本明細書において記載されるもの)は、当該業界によって望まれる規格を経済的見地から見て成しえない。プリント回路基板、チップキャリアなどのための公知の方法は、分離した内部層回路(回路層)の形成を含み、この内部層回路は、銅で覆われた内部層基材の上に感光層または感光フィルムをコーティングすることによって形成される。感光性コーティングは画像化されて現像され、露出された銅はエッチングされて導電性ラインを形成する。エッチングの後に、感光性フィルムは、内部基材の表面に回路パターンを残す銅から剥離される。この方法は、プリント回路基板技術においてフォトリソグラフィー処理とも呼ばれ、更なる記載は必要ではないと思われる。   The most well-known commercial methods (especially those described herein) do not provide an economic view of the standards desired by the industry. Known methods for printed circuit boards, chip carriers, etc. include the formation of a separate inner layer circuit (circuit layer), which inner layer circuit is coated on a copper-covered inner layer substrate with a photosensitive layer or It is formed by coating a photosensitive film. The photosensitive coating is imaged and developed, and the exposed copper is etched to form conductive lines. After etching, the photosensitive film is peeled from the copper leaving a circuit pattern on the surface of the inner substrate. This method is also referred to as photolithography in printed circuit board technology and does not appear to require further description.

個々の内部層回路が形成された後、多層積層体は、内部層、グランド層、電源層などのレイアップ(積み重ね)によって形成され、これらの層は、不完全に硬化した材料(一般的にはB段階エキポシ樹脂)に含浸されるガラス(一般的にガラス繊維)織物の層を一般的に有する絶縁性プリプレグによって互いに隔離されている。積層体の最上層および最下層は、銅で被覆された、ガラス繊維入りのエキポシ平面基板から通常成っており、この銅被覆は積層体の外部面を有する。この積層体は、積層されて、B段階樹脂を完全に硬化するために加熱および加圧されてモノリシック構造体を形成する。このように形成された積層体は、その両外面に金属(通常は銅)被覆を有する。外部回路層は、内部層回路を形成するのに使用される方法と類似する方法を用いて、銅被覆(クラッディング)において形成される。感光フィルムは、銅被覆に貼り付けられる。このコーティングは、パターン化された活性化用電磁線に露出されて現像される。そしてエッチング液が感光フィルムの現像によって剥き出しになった銅を除去するのに使用される。最後に、残留する感光フィルムが除去され、外部回路層が形成される。   After the individual inner layer circuits are formed, the multilayer stack is formed by layup of the inner layer, ground layer, power layer, etc., these layers are made of incompletely cured materials (typically Are separated from each other by an insulating prepreg typically having a layer of glass (generally glass fiber) fabric impregnated in a B-stage epoxy resin. The top and bottom layers of the laminate usually consist of an epoxy planar substrate with glass fibers coated with copper, the copper coating having the exterior surface of the laminate. The laminate is laminated and heated and pressurized to form a monolithic structure to fully cure the B-stage resin. The laminate thus formed has a metal (usually copper) coating on both outer surfaces thereof. The outer circuit layer is formed in a copper cladding using a method similar to that used to form the inner layer circuit. The photosensitive film is affixed to the copper coating. The coating is exposed to the patterned activation electromagnetic radiation and developed. An etching solution is used to remove the copper exposed by developing the photosensitive film. Finally, the remaining photosensitive film is removed, and an external circuit layer is formed.

スルーホール(インターコネクトとも呼ばれる)は、構造体内の個々の回路層を互いにかつ外面に電気的に接続するのに使用されることが多く、積層体の全てまたは一部を一般的には通過する。スルーホールは通常、外面に回路を形成する前に適当な箇所に積層体を通して穿孔することによって形成される。いくつかの前処理のステップの後に、ホール壁はメッキ触媒と接触して触媒作用が引き起こされて、一般的に無電解または電解銅メッキ液に接触することによって回路層化の導電経路を形成する。導電スルーホールの形成の後、外部回路または外部層は、上記方法を用いて形成される。基板に使用される絶縁体は、係るスルーホールの形成を促進するものでなくてはならない。   Through holes (also referred to as interconnects) are often used to electrically connect individual circuit layers within a structure to each other and to the outer surface, and generally pass through all or part of the stack. The through-hole is usually formed by drilling through the laminate at a suitable location before forming a circuit on the outer surface. After several pretreatment steps, the hole walls are contacted with the plating catalyst and catalyzed to form a circuit layered conductive path, typically by contact with an electroless or electrolytic copper plating solution. . After the formation of the conductive through hole, the external circuit or the external layer is formed using the above method. The insulator used for the substrate must promote the formation of such through holes.

半導体チップもしくは他の電気部品またはこれらの両方が、一般的にプリント回路基板に電気部品を接合するためにはんだマウントパッドを用いて、多層積層体の外部回路層の適当な箇所に搭載される。電気部品は、導電スルーホールを介して構造体内の回路に所望のように電気的に接続していることが多い。はんだパッドは一般的に、外部回路層の上に有機はんだマスクコーティングを施すことによって形成される。はんだマスクは、はんだマウントパッドが形成される領域を画成する開口部を有するスクリーンを用いて、外部回路層の表面の上に液状はんだマスクコーティング材料をスクリーンコーティングすることによって貼り付けられる。あるいは、フォトイメージ可能(photoimageable)なはんだマスクが基板上にコーティングされ、露出され、現像され、パッドを画成する開口部のアレイを形成する。次に、この開口部は、ウェーブはんだ付けなどの当該技術分野において公知の方法を使用して、はんだでコーティングされる。   A semiconductor chip or other electrical component or both are mounted at appropriate locations on the external circuit layer of the multilayer stack, typically using solder mount pads to bond the electrical component to the printed circuit board. Electrical components are often electrically connected as desired to circuitry within the structure through conductive through holes. Solder pads are typically formed by applying an organic solder mask coating over the external circuit layer. The solder mask is affixed by screen coating a liquid solder mask coating material on the surface of the external circuit layer using a screen having an opening that defines the area in which the solder mount pad is to be formed. Alternatively, a photoimageable solder mask is coated on the substrate, exposed and developed to form an array of openings that define the pads. The opening is then coated with solder using methods known in the art such as wave soldering.

今日の新製品(例えばコンピュータ)の多くに使用される、発展を続けると共に高速化し続ける回路基板の必要性によって、現在利用可能な技術の電気的性能および熱的性能の限界を高める新しい材料の開発が必要となっている。高速アプリケーションのために、低誘電率絶縁材料上に極めて高密度の導電回路パターンを有することが不可欠である。従来の回路基板用のプリプレグ積層は、樹脂に含浸された基材を補強したガラス布から伝統的に成る。このガラス布は、当該業界では「FR4」絶縁材料(FRはFlame Retardant(難燃剤)を表し、4は、その相対値を表す)としても呼ばれる。   The development of new materials that raise the limits of the electrical and thermal performance of currently available technologies by the need for ever-evolving and faster circuit boards used in many of today's new products (eg computers) Is required. For high speed applications, it is essential to have a very high density conductive circuit pattern on a low dielectric constant insulating material. Conventional prepreg laminates for circuit boards traditionally consist of a glass cloth reinforced base material impregnated with resin. This glass cloth is also referred to in the industry as “FR4” insulating material (FR stands for Flame Retardant, 4 stands for its relative value).

いくつかの現行製品において使用されるエキポシ/ガラス繊維積層品は、ガラス繊維を約40重量%、エキポシ樹脂を約60重量%を一般的に含有しており、比較的高い誘電率(Er)を一般的に有し、時に4.0を超える。こうした比較的高い誘電率は、隣り合う信号回路ラインに電気パルス(信号)を発生させて伝播の速度を下げ、過剰な信号時間遅延を引き起こす。新しいコンピュータシステムがより速くなるにつれて、システムサイクルタイムはより短くなる必要がある。係る製品において使用されるPCBおよび他の回路基板内の信号移動に起因する遅延時間は、深刻なものとなり、それゆえ、低誘電率材料の必要性がある。多くの製品は、全体の誘電率が2.8以下であることが要求される。こうした低誘電率は、新たな材料無しには得ることができない。なぜなら、上記のような従来のER4エキポシおよび一般的なガラス繊維の誘電率は、4〜6の範囲であるからである。係る複合材料の効果的な誘電率は、個々の部品の誘電率の単純な加重平均および複合材料に含まれる体積分率によって通常近づけることができる。下記に更に説明されるように、上記の組成物は、臭素化した部品に多大に重みづけされ、所望のFR比を確実にすることが多い。   The epoxy / glass fiber laminates used in some current products typically contain about 40% by weight glass fiber and about 60% by weight epoxy resin and have a relatively high dielectric constant (Er). In general, sometimes exceeding 4.0. Such a relatively high dielectric constant causes electrical pulses (signals) to be generated in adjacent signal circuit lines, reducing the speed of propagation and causing excessive signal time delay. As new computer systems become faster, system cycle times need to be shorter. Delay times due to signal movement in PCBs and other circuit boards used in such products become serious and therefore there is a need for low dielectric constant materials. Many products are required to have an overall dielectric constant of 2.8 or less. Such a low dielectric constant cannot be obtained without new materials. This is because the dielectric constant of the conventional ER4 epoxy and the general glass fiber as described above is in the range of 4-6. The effective dielectric constant of such composite materials can usually be approximated by a simple weighted average of the dielectric constants of the individual components and the volume fraction contained in the composite material. As explained further below, the above compositions are often heavily weighted to the brominated parts to ensure the desired FR ratio.

フルオロポリマー絶縁材料を含む基板は、公知であって、これには「純粋な」フルオロポリマー基板と呼ばれるものも含まれる。今日使用される、係る公知の材料の一つの例は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であって、誘電率がほぼ2.0である。しかしながら、回路基板積層品の構造においてこうした材料のみを使用することは、一般的に、劣った力学的特性およびこの材料の化学的不活性のために、非実用的であることが時折判明する。それに代わるものとしては、複合ラミネート材(強化布における繊維)の1つとしてフルオロポリマーを使用することである。この1例は、デラウェア州ニューアークのW.L.ゴア・アンド・アソシエイツ社によって製造される、処理済のPTFE織物プリプレグである。この種類の織物が従来のエポキシ/ガラス繊維積層品においてガラス繊維の代わりに用いられる場合、誘電率は、2.8に下がる。しかしながら、この織物の使用は、特定の不都合を生じさせる。純粋なPTFEの比較的低い係数のため、これらの材料で形成される薄積層板は、あまり剛性がなく、特別な取り扱いが要求される。PTFE織物を組み込んでいる積層板が穿設される場合にも、未切削PTFE繊維は穿設された孔に突出する傾向があり、除去が困難である。良好なメッキ粘着力を得るために、露出されたPTFE表面は、窒素雰囲気において極めて引火性の高い、高価な化学品の使用または、プラズマ処理によって処理されなければならない。このプラズマ処理において、良好なメッキ粘着性を得るために高アスペクト比のスルーホールを貫通しなくてはならない。当然、PTEE織物積層の最も不利な点の一つは、コストであって、付加的な処理要件および装置の変更に係るコストのみならず、プリプレグ材料自体を購入する多額なコストがかかる。   Substrates comprising fluoropolymer insulating materials are known and include what are referred to as “pure” fluoropolymer substrates. One example of such a known material used today is polytetrafluoroethylene (PTFE), which has a dielectric constant of approximately 2.0. However, the use of only such materials in the construction of circuit board laminates is sometimes found to be impractical due to poor mechanical properties and chemical inertness of this material. An alternative is to use a fluoropolymer as one of the composite laminates (fibers in the reinforced fabric). An example of this is W. W., Newark, Delaware. L. A treated PTFE woven prepreg manufactured by Gore & Associates. When this type of fabric is used in place of glass fiber in a conventional epoxy / glass fiber laminate, the dielectric constant drops to 2.8. However, the use of this fabric causes certain disadvantages. Due to the relatively low modulus of pure PTFE, thin laminates formed from these materials are not very rigid and require special handling. Even when a laminate incorporating a PTFE fabric is drilled, uncut PTFE fibers tend to protrude into the drilled holes and are difficult to remove. In order to obtain good plating adhesion, the exposed PTFE surface must be treated by the use of expensive chemicals or plasma treatment, which are extremely flammable in a nitrogen atmosphere. In this plasma treatment, high aspect ratio through holes must be penetrated in order to obtain good plating adhesion. Of course, one of the most disadvantages of PTEE fabric lamination is cost, which costs not only the additional processing requirements and costs associated with equipment changes, but also the high cost of purchasing the prepreg material itself.

更に、フルオロポリマー絶縁材料に関し、1991年10月8日に発行された特許文献1(米国特許第5,055,342;名称「フッ化ポリマー組成物、ならびにこの製造およびこの使用」)において、低誘電率および低熱膨張率数を示すフッ化ポリマー組成物が記載されており、フッ化ポリマー材料と、7ミクロン以下の大きさの平均粒子径を有するシリカもしくは石英充填材またはこれらの両方とを含む。上記組成物の層は、この組成物を基板に適用し、更にこの組成物が溶融するのに十分な温度にこの組成物を加熱することによって得られる。この充填材料は、シリカ、石英、中空微粒子(マイクロスフェア)およびこれらの混合物から成る群から選択される。   Further, with respect to fluoropolymer insulating materials, Patent Document 1 (U.S. Pat. No. 5,055,342; name “fluorinated polymer composition and its manufacture and use thereof”) issued on Oct. 8, 1991, Fluorinated polymer compositions exhibiting a dielectric constant and a low coefficient of thermal expansion are described and include a fluorinated polymer material and a silica or quartz filler having an average particle size of 7 microns or less, or both . The layer of composition is obtained by applying the composition to a substrate and heating the composition to a temperature sufficient to melt the composition. This filler material is selected from the group consisting of silica, quartz, hollow microspheres (microspheres) and mixtures thereof.

別の積層絶縁材料の性能に影響を及ぼしている別の特性は、熱膨張率(CTE)である。熱膨張率を絶縁材料のXおよびY方向にその隣り合うものと厳密に合わせることが望まれる。これにより、PCBを表面に搭載した装置に結合するはんだ接続部の亀裂を防ぎ、または印刷回路基板の反りを防ぐ。XおよびY方向熱膨張率は、マトリックス内のガラス繊維による。しかしながら、これらの繊維は、Z方向熱膨張率を制御しない。Z方向熱膨張率も、熱サイクルの間、銅メッキされたスルーホールの亀裂を防ぐために制御されなくてはならない。   Another characteristic that affects the performance of other laminated insulating materials is the coefficient of thermal expansion (CTE). It is desirable to closely match the coefficient of thermal expansion with its neighbors in the X and Y directions of the insulating material. This prevents cracks in the solder connections that join the device with the PCB mounted on the surface, or prevents warping of the printed circuit board. The coefficient of thermal expansion in the X and Y directions depends on the glass fibers in the matrix. However, these fibers do not control the coefficient of thermal expansion in the Z direction. The coefficient of thermal expansion in the Z direction must also be controlled during the thermal cycle to prevent cracking of the copper plated through holes.

はんだ接続の処理や再加工および他の製造工程において、完成された基板の作動中に電流が流れる間、または出荷時もしくは保管時の温度の変動にさらされる場合において、熱が発生する。熱膨張率の変更の方法としては、充填材(フィラー)の使用がある。   In solder connection processing and rework and other manufacturing processes, heat is generated during the flow of current during operation of the finished substrate or when exposed to temperature fluctuations during shipment or storage. As a method of changing the coefficient of thermal expansion, there is use of a filler (filler).

充填材は、マトリックス重合体に結合することができ、カップリング剤(シランがよく使用される)の使用によって加えられる。   The filler can be bound to the matrix polymer and is added by the use of a coupling agent (silane is often used).

カップリング剤は、充填材および重合体の間の結合を高め、界面的な接合面を最適化し、このことは更に電気的かつ機械的な性能を高める。様々なタイプの充填材が複合材の誘電損失に影響を及ぼすことができる。   The coupling agent enhances the bond between the filler and the polymer and optimizes the interfacial interface, which further enhances the electrical and mechanical performance. Various types of fillers can affect the dielectric loss of the composite.

ガラス転移温度(Tg)と呼ばれる変曲点に達する時に、プリプレグ絶縁材料の熱膨張率は顕著に変化する。ガラス転移温度に達した時に絶縁材料の膨張率が著しく増すために、絶縁材料は、応力を最小限にするためにガラス転移温度が高いことが望ましい。エポキシノボラックをベースとする絶縁材料は、例えば、比較的高いガラス転移温度を有すると考えられ、一般的に摂氏150度以上である。高いガラス転移温度に関する他の特性は、吸湿性が低く、耐化学性であることが多い。   When the inflection point called the glass transition temperature (Tg) is reached, the coefficient of thermal expansion of the prepreg insulating material changes significantly. It is desirable for the insulating material to have a high glass transition temperature to minimize stress, since the expansion rate of the insulating material increases significantly when the glass transition temperature is reached. Insulating materials based on epoxy novolacs, for example, are believed to have a relatively high glass transition temperature and are typically 150 degrees Celsius or higher. Other properties associated with high glass transition temperatures are often poorly hygroscopic and chemically resistant.

上記要件の多くを満たすための公知の材料が特許文献2(米国特許5,126,192;発明の名称「難燃性、低絶縁性、不変ミクロスフェア充填積層」)(1992年6月30日発行)に記載されている。この特許の教示によれば、樹脂/シランで処理されたミクロスフェア/キャリア構造体プリプレグが用意され、B段階硬化がなされ、真空積層される。含浸混合物は、ミクロスフェアの所定の量を樹脂/溶剤混合物に加えることによって用意され、溶剤が排除された場合に例えば約50%の詰め込み因数(packing factor)という結果となる。低剪断混合技術が、ミクロスフェアの損傷を防ぐために用いられなくてはならない。これらのミクロスフェアは、球形であるため、ミクロスフェアは、溶液に速やかに混ざることができ、含浸が困難となる程に溶液の粘度を上げることはない。ミクロスフェアの大きさの組合せおよび詰め込み因数によって、充填された絶縁材料が中空ミクロスフェアに損傷を受けることなく積層の熱および熱圧サイクルに耐えることができる。この特許によると、500ポンド/平方インチ(PSI)までの積層圧において2%以下のミクロスフェアの破損が観測されたとしている。   A known material for satisfying many of the above requirements is Patent Document 2 (US Pat. No. 5,126,192; title of invention “Flame-retardant, low-insulation, invariant microsphere-filled laminate”) (June 30, 1992) Issuance). According to the teachings of this patent, a resin / silane treated microsphere / carrier structure prepreg is prepared, B-stage cured, and vacuum laminated. The impregnation mixture is prepared by adding a predetermined amount of microspheres to the resin / solvent mixture, resulting in a packing factor of, for example, about 50% when the solvent is eliminated. Low shear mixing techniques must be used to prevent damage to the microspheres. Since these microspheres are spherical, the microspheres can be quickly mixed into the solution and do not increase the viscosity of the solution to such an extent that impregnation becomes difficult. The combination of microsphere size and packing factor allows the filled insulating material to withstand the thermal and hot pressure cycles of the stack without damaging the hollow microsphere. According to this patent, less than 2% microsphere failure was observed at lamination pressures up to 500 pounds per square inch (PSI).

損傷が起こる場合、一般的に最も大きなミクロスフェアが最初に圧壊する。中空のシリカ・ミクロスフェアは2%以下の一酸化ナトリウムを含み、直径40ミクロン未満のものについては99%であることが許容可能であることが記されている(グレイス・シンタクティクス社(Grace Syntactics, Inc.)によって「SDT28」という名称のものを明らかに使用している)。同社の「SDT−60」ミクロスフェア(25ミクロン未満のものが99%)が、好ましい充填材として記されている。ミクロスフェアは、特定の樹脂との使用に適しているシランがベースのカップリング剤で処理される。これらの製剤のために特に適した結合剤(coupler)も記載されている。結合混合剤の1つがビニル・シランおよびアミノ・シランの組合せとして記載されており、耐湿性に優れ、許容可能な濡れ誘電損失性能を有するものとして記載されている。シラン樹脂は、樹脂マトリクス内の充填材粒子を結合して、樹脂マトリクスとミクロスフェアとの間の界面積の大きさを最小化するといわれる。この特許のキャリア/補強材料は、ガラスまたはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)といった公知のシェルタイプの補強材であってもよい。選択されたキャリア織物は、完成された積層に望まれる特性にほぼ依存する。これらは、所定の厚み、誘電率、熱膨張率、および任意の製品用途を含む。キャリア材料は、ガラス繊維織物およびガラス不織繊維ならびにポリマー織物およびマットを含む。ポリイミドフィルムといった有機フィルムも用いられる。Dガラスといった低誘電率の織物、ケブラーおよびノメックス(共にE. I.デュポン・デ・ヌムール・アンド・カンパニー(E. I. Dupont de Nemours and Company)の登録商標)といったアラミド、ポリ・pフェニレン・ベンゾ・ビス・チアゾール(poly p−phenylene benzobisthiazole)、ポリ・pフェニレン・ベンゾ・ビス・オキサゾール(poly p−phenylene benzobisoxazole)、ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheretherketone)、芳香族ポリエステル(aromatic polyesters)、石英(quartz)、Sガラス(S−glass)等を、製剤において使用することができる。この補強材は、混ぜ合わされて製織された形態または混ぜ合わされた形態であることができる。   When damage occurs, generally the largest microspheres collapse first. Hollow silica microspheres contain 2% or less sodium monoxide and are noted to be acceptable for those less than 40 microns in diameter (Grace Syntactics). , Inc.) clearly uses the name "SDT28"). The company's "SDT-60" microspheres (99% less than 25 microns) are listed as preferred fillers. The microspheres are treated with a silane-based coupling agent that is suitable for use with certain resins. A particularly suitable coupler for these formulations is also described. One of the binding admixtures is described as a combination of vinyl silane and amino silane and is described as having excellent moisture resistance and acceptable wetting dielectric loss performance. Silane resins are said to bind filler particles in the resin matrix and minimize the size of the interfacial area between the resin matrix and the microspheres. The carrier / reinforcing material of this patent may be a known shell type reinforcement such as glass or polytetrafluoroethylene (PTFE). The selected carrier fabric will depend largely on the properties desired for the finished laminate. These include predetermined thickness, dielectric constant, coefficient of thermal expansion, and any product application. Carrier materials include glass fiber woven and glass nonwoven fibers and polymer woven and mats. An organic film such as a polyimide film is also used. Low dielectric constant fabrics such as D-glass, Kevlar and Nomex (both registered trademarks of EI DuPont de Nemours and Company), aramids, poly-p-phenylene, Benzo bis thiazole (poly p-phenylene benzobisthiazole), poly p-phenylene benzo bis oxazole (poly p-phenylene benzobisoxazole), polyether ether ketone (Polyetheretherketone), quartz terro (z) ), S-glass, etc. can be used in the formulation. This stiffener can be in a mixed and woven form or in a mixed form.

回路基板での使用のために設計され、かつ今日の高速製品の上記要件を満たすことを目的とする他の別の公知の材料は、2001年3月27日に発行された特許文献3(米国特許第6,207,595号;「積層およびこの製造方法」)に記載されている。この特許において、絶縁層の織物材料は、粒子の包含量が十分に少なく、樹脂材料が十分であって、この粒子を有する布部材を完全に覆う布材料から作られ、樹脂材料が布部材の最も高く突出した箇所を越える(すなわち、織物材料は、より厚く、特定の試験基準に合格する('595において、公知のHASTレベルAテスト)。よって、製織された布は、粒子の一定量を含み、これは、乾燥したフィルム、過剰な結合剤、損傷したフィラメント、および全表面の破片を含むことを'595では意味する。一処理として、製織処理を改善し、撚り糸の損傷を最小限に抑えるために、製織前にポリビニールアルコール、コーンスターチおよび潤滑油のサイジングが繊維の撚り糸に適用されることが記載される。製織の後に、このサイジングは燃焼行程によって除去され、潤滑剤および他の材料のフィラメントを洗浄する。しかしながら、いくらかのサイジングが粒子としてランダムに残される。粒子を含む製織された布を覆うものは、一定量の硬化した樹脂材料である。この樹脂は、「FR4」複合物のために使用されることが多い、エキポシ樹脂であってもよい。ビスマレイミド・トリアジン(BT)をベースとする樹脂材料も、この特許の構造において使用可能である。より好ましくは、この樹脂は、印刷回路基板業界では公知である、フェノールで硬化可能な樹脂材料である。よって、この特許は、連続繊維を必要とする(最終製品に必要なスルーホールの穿孔によって起こる偶然の割り込み(これらの繊維を「損傷」してしまう)を除き、絶縁層の全幅(または全長)に亘って延伸する)。よって、スルーホールに露出した繊維の撚り糸に係る前記の問題は、この特許の処理工程および結果として製造される構造体において起り得る。   Another known material designed for use on circuit boards and intended to meet the above requirements of today's high speed products is US Pat. Patent No. 6,207,595; “Lamination and manufacturing method thereof”). In this patent, the woven material of the insulating layer is made of a cloth material that has a sufficiently small amount of particles and a sufficient amount of resin material to completely cover the cloth member having the particles. Beyond the highest protruding point (i.e., the woven material is thicker and passes certain test criteria (known as HAST Level A test in '595). This means in 595 to include dry film, excess binder, damaged filaments, and whole surface debris, as one process to improve the weaving process and minimize twist damage. To suppress, it is stated that sizing of polyvinyl alcohol, corn starch and lubricating oil is applied to the fiber strands before weaving. It is removed by the process and cleans the filaments of lubricants and other materials, however, some sizing is left randomly as particles, covering the woven fabric containing the particles with a certain amount of cured resin material. This resin may be an epoxy resin, often used for “FR4” composites, and a resin material based on bismaleimide triazine (BT) is also used in the structure of this patent. More preferably, the resin is a phenolic curable resin material known in the printed circuit board industry, so this patent requires continuous fibers (through-through required for the final product). Over the entire width (or length) of the insulation layer, except for accidental interruptions (which "damage" these fibers) caused by drilling holes Thus, the above-described problems associated with fiber strands exposed in through-holes can occur in the processing steps of this patent and the resulting structures.

特許文献4(米国特許第5,418,689号)において、印刷回路基板が記載されており、そこにおいて、絶縁基板は、熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂またはこれらの両方を含む。この特許において記載される熱硬化性高分子材料は、エキポシ、フェノール基材、ポリイミドおよびポリアミドを含む。フェノール類材料の例としては、フェノール、レゾルシノールおよびクレゾールの共重合体が挙げられる。熱可塑性高分子材料の例としては、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリサルフォン、ポリカーボネート、ニトリルゴム、ABS重合体、ならびにポリテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化エチレンプロピレン重合体、ポリフッ化ビニリデンおよびポリ六フッ化プロピレンといったフルオロカーボン重合体が挙げられる。絶縁材料は、充填材、もしくはガラスを充填した重合体といった補強剤、またはこれらの両方を有する重合体の成形品であってもよい。この特許において使用される「FR4」エキポシ組成物は、ビスフェノールAの臭素化ポリグリシジル・エーテルの70〜90部と、ジシアンジアミドの3〜4部および第3アミンの0.2〜0.4部で硬化するテトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン・テトラグリシジル・エーテルを含む(全ての部分は、樹脂固体の100部あたりの重量部である)。別の「FR4」エキポシ組成物は、約350から約450のエキポシ当量を有するビスフェノールAの臭素化ジグリシジルエーテルの約25から約30重量部と、約600〜約750のエキポシ当量を有するビスフェノールAの臭素化グリシジエーテルの約10〜約15重量パーセントと、少なくとも6つのターミナルエキポシ群を有する少なくとも1つのエキポシ化された非線形ノボラックの約55〜約65重量部と、適切な硬化もしくは硬化剤またはこれらの両方とを含むものをもちいてもよい。更なる「FR4」エキポシ組成物は、ビスフェノールAの臭素化ポリグリシジル・エーテルの70〜90部と、二メチルイミダゾールの0.8〜1phrで硬化するテトラキス(ヒドロキシフェニル)エタン・テトラグリシジル・エーテルの10〜30部とを有する。更に別の「FR4」エキポシ組成物は、溶媒としての二メチルイミダゾールと共に、硬化剤としてのテトラブロモビスフェノールAを使用する。   In US Pat. No. 5,418,689, a printed circuit board is described, wherein the insulating substrate includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or both. The thermosetting polymeric materials described in this patent include epoxy, phenolic substrates, polyimides and polyamides. Examples of phenolic materials include copolymers of phenol, resorcinol and cresol. Examples of thermoplastic polymeric materials include polypropylene, polytetrafluoroethylene, polysulfone, polycarbonate, nitrile rubber, ABS polymer, and polytetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, fluorinated ethylene propylene polymer, polyvinylidene fluoride and Examples thereof include fluorocarbon polymers such as polyhexafluoropropylene. The insulating material may be a filler, or a molded article of a polymer having a reinforcing agent such as a polymer filled with glass, or both. The “FR4” epoxy composition used in this patent consists of 70-90 parts of brominated polyglycidyl ether of bisphenol A, 3-4 parts of dicyandiamide and 0.2-0.4 parts of tertiary amine. Contains tetrakis (hydroxyphenyl) ethane tetraglycidyl ether to cure (all parts are parts by weight per 100 parts of resin solids). Another “FR4” epoxy composition comprises about 25 to about 30 parts by weight of brominated diglycidyl ether of bisphenol A having an equivalent weight of about 350 to about 450 and bisphenol A having an equivalent weight of about 600 to about 750. From about 10 to about 15 weight percent of a brominated glycidyl ether and from about 55 to about 65 parts by weight of at least one exposed non-linear novolak having at least 6 terminal epoxy groups, and a suitable curing or curing agent or You may use what contains both of these. A further “FR4” epoxy composition comprises 70-90 parts of brominated polyglycidyl ether of bisphenol A and tetrakis (hydroxyphenyl) ethane tetraglycidyl ether cured with 0.8-1 phr of dimethylimidazole. 10 to 30 parts. Yet another "FR4" epoxy composition uses tetrabromobisphenol A as the curing agent with dimethylimidazole as the solvent.

特許文献5(米国特許第6,323,436号)において、プリント回路基板は、この特許で製織されたガラス繊維として記載される、電子産業において一般的に使用される補強剤に代わって、不織アラミド細断済み繊維マットまたは熱可塑性液晶性ポリマー(LPC)紙を含浸することによって製造される。アラミド補強材は、ケブラー(ケブラーは、E. I.デュポン・デ・ヌムール社の登録商標である)からなるp−アラミド(ポリp−フェニレン・テレフタルアミド)のランダム(平面方向)な方向性を有するマットからなっており、誘電率4.0を有し、標準Eガラス布の誘電率6.1と比較される。不織アラミド補強材の低誘電率は、より速い信号伝達を達成し、配線密度を増加させ、クロストークを少なくする(高I/Oチップ(high I/O chip)および小型化のために重要性が増している)。p‐アラミド繊維が横断方向に等方性で、熱硬化性樹脂と結合した場合1度につき約−3〜約−6ppmの軸方向の熱膨張率を有しているため、この特許で記載された最終的な組成物は、約3〜約10ppm/℃の範囲でシリコンチップまたは半導体チップの熱膨張率に適合するように制御、調整することができる熱膨張率を有するとされる。熱可塑性液晶重合紙は、ベクラス(Vecrus)(ヘキスト・セラニーズ社の登録商標である)と呼ばれる材料である。熱可塑性液晶重合紙は、同社のベクトラ(Vectra)・ポリマー(ベクトラは、ヘキスト・セラニーズ社の登録商標である)を使用する。この特許によると、誘電率が3.25であって、60Hzで損失係数が0.024である。重合紙は、UL94−V0の格付けであって、10ppm/℃未満の平面方向熱膨張率を有する。アラミドマットと比べてこの材料の有利な点は、低誘電率および極低吸湿性(0.02%未満)である。不織アラミドまたは熱可塑性液晶重合紙は、熱硬化性樹脂と共に使用され、最終的な複合基板を形成する。この特許において有益であると記載される熱硬化性樹脂の例としては、エポキシ、シアン酸エステル、ビスマレイミド、ビスマレイミド・トリアジン、マレイミドまたはこれらの組み合わせが挙げられる。次に、樹脂を含浸させた低熱膨張率の補強材は、部分的に「B」段階まで硬化され、プリプレグを形成し、次に、このプリプレグは切断され、積層され、外部銅板でビルドアップ基板(subcomposite)を形成する。   In US Pat. No. 6,323,436, printed circuit boards are used in place of reinforcing agents commonly used in the electronics industry, described as glass fibers woven in this patent. Manufactured by impregnating woven aramid chopped fiber mat or thermoplastic liquid crystalline polymer (LPC) paper. The aramid reinforcement has a random (planar direction) orientation of p-aramid (poly p-phenylene terephthalamide) composed of Kevlar (Kevlar is a registered trademark of EI DuPont de Nemours). It has a dielectric constant of 4.0, has a dielectric constant of 4.0, and is compared with the dielectric constant of 6.1 for standard E glass cloth. The low dielectric constant of the nonwoven aramid reinforcement achieves faster signal transmission, increases wiring density, reduces crosstalk (important for high I / O chip and miniaturization) Is increasing). As described in this patent, p-aramid fibers are isotropic in the transverse direction and have an axial coefficient of thermal expansion of about -3 to about -6 ppm per degree when combined with a thermosetting resin. The final composition is said to have a coefficient of thermal expansion that can be controlled and adjusted to match the coefficient of thermal expansion of the silicon or semiconductor chip in the range of about 3 to about 10 ppm / ° C. Thermoplastic liquid crystal polymerized paper is a material called Vecrus (registered trademark of Hoechst Celanese). For the thermoplastic liquid crystal polymer paper, Vectra polymer (Vectra is a registered trademark of Hoechst Celanese) is used. According to this patent, the dielectric constant is 3.25, and the loss factor is 0.024 at 60 Hz. The polymerized paper is UL94-V0 rated and has a planar thermal expansion coefficient of less than 10 ppm / ° C. The advantages of this material over an aramid mat are low dielectric constant and very low hygroscopicity (less than 0.02%). Nonwoven aramid or thermoplastic liquid crystal polymerized paper is used with a thermosetting resin to form the final composite substrate. Examples of thermosetting resins described as useful in this patent include epoxies, cyanate esters, bismaleimides, bismaleimide triazines, maleimides or combinations thereof. Next, the low thermal expansion coefficient reinforcement impregnated with resin is partially cured to “B” stage to form a prepreg, which is then cut, laminated, and built-up board with an external copper plate (Subcomposite) is formed.

回路基板で使用される更に別のタイプの公知の絶縁材料は、「膨張させたPTFE (expanded PTFE)」材料として知られるものであって、当然、PTFEはポリテトラフルオロエチレンを指す。係る材料のより一般的な例としては、上記のテフロン(登録商標)(E. I.デュポン・デ・ヌムール社によって販売される)である。例えば、特許文献6(米国特許第5,652,055号)において、様々な接着の用途(回路基板の積層、マルチチップ・モジュール、および他の電気的用途など)で接着層として機能するのに適した、接着シート(または「ボンドフィルム」)材が記載されている。この接着シートは、特許文献7(米国特許第3,953,566号)にあるような膨張したテフロン(登録商標)材から形成されるとして記載される。好ましくは、この材料は、無機充填材で充填されて、以下のように形成される。セラミック充填材は、分散して生成されたPTFEの水性分散液に混入される。小粒子の充填材の大きさは、一般的に40ミクロン未満であって、好ましくは15ミクロン未満である。この充填材は、凝固の前に最終的な樹脂を含浸させた複合物に関してPTFEの10〜60重量パーセント、好ましくは40〜50重量パーセント導入される。次に、充填されたPTFE分散は、一般的に速い撹拌によって共に凝固される。次に、凝固された、充填されたPTFEが加えられる。次に、充填された材料は、一般的なペースト押し出し用滑剤(ミネラルスピリットやグリコールなど)で潤滑され、ペーストが押し出される。この押出品は、通常、カレンダー加工されて、摂氏35度から327度の間で1秒間につき10%以上の伸び率で、この特許によると1.2倍から5000倍、好ましくは2倍から100倍に急速に延ばされる。この滑剤は、引き伸ばしの前に、押出品から除去することができる。次に、引き伸ばされた、多孔性の充填されたPTFEは、溶媒中の約2%〜70%の接着剤のワニス液上で浸漬、カレンダー加工、またはドクターブレーディングによって接着剤に吸収される。次に、湿式の組成物は、幅出機(テンター)に固定され、次に、1〜3分間、摂氏約165度に置かれ、B段階に硬化される。こうして得られたシート接着剤は、(a)9〜65重量パーセントのPTFE 、(b)9〜60重量パーセントの無機充填材(粒子の形態)、および(c)充填されたPTFEウェブの多孔質構造体において吸収された5〜60重量パーセントの接着剤からなる。他のタイプの引き伸ばされたPTFE基板材料は、特許文献9(米国特許第4,187,390号)および特許文献10(米国特許第4,482,516号)他に記載されている。特許文献11(米国特許第4,187,390号)は、特に興味深い。なぜなら、それは、係る基板材料の一部として使用されるノードおよび繊維の両方を実質的に研究し、ノード高、ノード幅、ノード長、および原繊維長の大きさの制約に細分化している。   Yet another type of known insulating material used in circuit boards is what is known as an “expanded PTFE” material, of course PTFE refers to polytetrafluoroethylene. A more common example of such a material is the Teflon® (sold by EI DuPont de Nemours) mentioned above. For example, in Patent Document 6 (US Pat. No. 5,652,055), it functions as an adhesive layer in various adhesive applications (such as circuit board stacking, multichip modules, and other electrical applications). Suitable adhesive sheet (or “bond film”) materials are described. This adhesive sheet is described as being formed from an expanded Teflon (registered trademark) material such as that described in US Pat. No. 3,953,566. Preferably, this material is filled with an inorganic filler and formed as follows. The ceramic filler is mixed in an aqueous dispersion of PTFE produced by dispersion. The size of the small particle filler is generally less than 40 microns, and preferably less than 15 microns. This filler is introduced at 10 to 60 weight percent, preferably 40 to 50 weight percent of PTFE with respect to the composite impregnated with the final resin prior to solidification. The filled PTFE dispersion is then coagulated together, typically by rapid stirring. Next, solidified, filled PTFE is added. Next, the filled material is lubricated with a general paste extrusion lubricant (such as mineral spirit or glycol), and the paste is extruded. The extrudate is usually calendered and has an elongation of more than 10% per second between 35 and 327 degrees Celsius, according to this patent 1.2 to 5000 times, preferably 2 to 100 times. Doubled rapidly. This lubricant can be removed from the extrudate prior to stretching. The stretched, porous, filled PTFE is then absorbed into the adhesive by dipping, calendering, or doctor blading on about 2% to 70% adhesive varnish in solvent. The wet composition is then fixed to a tenter and then placed at about 165 degrees Celsius for 1-3 minutes and cured to stage B. The resulting sheet adhesive comprises (a) 9 to 65 weight percent PTFE, (b) 9 to 60 weight percent inorganic filler (in the form of particles), and (c) a porous PTFE web filled. Consists of 5 to 60 weight percent adhesive absorbed in the structure. Other types of stretched PTFE substrate materials are described in US Pat. No. 4,187,390, US Pat. No. 4,482,516, and others. US Pat. No. 4,187,390 is particularly interesting. Because it substantially studies both the nodes and fibers used as part of such substrate material, it is subdivided into node height, node width, node length, and fibril length size constraints.

特許文献8(米国特許第4,849,284号)において、剛性のプリント配線基板材料および集積回路チップキャリアを形成するためのセラミックを充填されたフルオロポリマーをベースとする電気基板材料が記載されている。著者によると、この材料は、他のプリント配線基板材料および回路チップキャリアに比して電気的性能が改善されており、低熱膨張係数およびこれらの基板材料の対応する性質は、表面実装信頼性およびメッキスルーホール信頼性を改善する結果となる。電気基板材料は、シリカと少量のミクロ・ガラス繊維を充填されたポリテトラフルオロエチレンを含む。セラミック充填材(シリカ)は、シランコーティング材でコーティングされ、このシランコーティング材は、セラミック疎水性の表面を形成し、引張り強さ、剥離強度、寸法安定性を改善させる。   US Pat. No. 4,849,284 describes an electrical substrate material based on a rigid printed wiring board material and a ceramic-filled fluoropolymer to form an integrated circuit chip carrier. Yes. According to the authors, this material has improved electrical performance compared to other printed wiring board materials and circuit chip carriers, and its low thermal expansion coefficient and the corresponding properties of these board materials are related to surface mount reliability and As a result, the plated through hole reliability is improved. The electrical substrate material includes polytetrafluoroethylene filled with silica and a small amount of micro-glass fibers. A ceramic filler (silica) is coated with a silane coating material, which forms a ceramic hydrophobic surface and improves tensile strength, peel strength, and dimensional stability.

いくつかの公知の絶縁性組成物において、上記のように(例えば、「FR4」絶縁材料)、臭素が構成要素の1つとして用いられる。臭素が耐湿性および耐燃性を与えるためと、構造体の高ガラス転移温度を確実にするのを助けるために有益であると考えられる。公知の一組成物において、この材料は、組成物の約30重量パーセントを構成し、エキポシ樹脂(および他の製品)およびクレゾールノボラック型エポキシ樹脂で意図して使用される公知の化成物であるビスフェノールAに加えられる。   In some known insulating compositions, bromine is used as one of the components as described above (eg, “FR4” insulating material). It is believed that bromine is beneficial to provide moisture resistance and flame resistance and to help ensure a high glass transition temperature of the structure. In one known composition, this material constitutes about 30 percent by weight of the composition, and bisphenol, a known chemical that is intended for use in epoxy resins (and other products) and cresol novolac type epoxy resins. Added to A.

2004年3月31日に出願された、米国出願番号10/812,890(発明の名称「回路基板、ならびにこの製造方法、これを使用する電気機器組立体、およびこれを使用する情報処理システム」、発明者「アール・ジャップ 他」)において、本明細書において教示される絶縁性組成物を使用して製造される絶縁層を用いることができる回路基板、電気機器組立体および情報処理システムが記載されている。   US application Ser. No. 10 / 812,890 filed Mar. 31, 2004 (Title of Invention “Circuit Board, and Method for Manufacturing the Same, Electric Device Assembly Using the Same, and Information Processing System Using the Same”) Inventor “R-Jap et al.”) Describes circuit boards, electrical equipment assemblies, and information processing systems that can employ insulating layers manufactured using the insulating compositions taught herein. Has been.

2004年3月31日に出願された、米国出願番号10/812,889(発明の名称「回路基板用の絶縁層を形成するための絶縁性組成物」、発明者「アール・ジャップ 他」)において、回路基板(プリント回路基板、チップキャリア等)において使用することができる絶縁層を形成する絶縁性組成物が記載されている。係る層において、硬化した樹脂材料および所定の重量パーセントの粒状充填材を含み、よって、長繊維、または半長繊維等をその一部として含まない。   U.S. Application No. 10 / 812,889, filed Mar. 31, 2004 (Invention "Insulating Composition for Forming Insulating Layer for Circuit Board", Inventor "R-Jap et al.") Describes an insulating composition that forms an insulating layer that can be used in circuit boards (printed circuit boards, chip carriers, etc.). Such a layer includes a cured resin material and a predetermined weight percent of particulate filler, and thus does not include long fibers, semi-long fibers, or the like as part thereof.

2004年8月18日に出願された、米国出願番号10/920,235(発明の名称「低湿気吸収回路基板、ならびにこの製造方法、これを用いた電気機器組立体、およびこれを用いた情報処理システム」、発明者「アイ・メミス 他」)において、樹脂内に入れられた結節型のフルオロポリマーのウェブと組み合わされた低湿気吸収ポリマー樹脂を含む絶縁材料から成る第1の層を備える回路基板が記載されている。この組合せから形成される絶縁層は、長繊維または半長繊維をその一部として含まない。この回路基板は、第1の絶縁層上に配置された少なくとも一つの回路層を更に備える。電気機器組立体およびこの基板の形成方法、更には本発明の回路基板をその一部として組み込んでいる情報処理システム(例えばコンピュータ)も提供されている。   US application Ser. No. 10 / 920,235 filed Aug. 18, 2004 (Title of Invention “Low Moisture Absorption Circuit Board, and Manufacturing Method, Electrical Equipment Assembly Using the Same, and Information Using the Same” Processing system ", inventor" I Memis et al. ") With a first layer of insulating material comprising a low moisture absorbing polymer resin combined with a knotted fluoropolymer web encased in the resin A substrate is described. The insulating layer formed from this combination does not include long fibers or half-long fibers as a part thereof. The circuit board further includes at least one circuit layer disposed on the first insulating layer. There are also provided an electrical equipment assembly, a method for forming the board, and an information processing system (for example, a computer) incorporating the circuit board of the present invention as part thereof.

2005年3月23日に出願された、米国出願番号11/086,323(発明の名称「低湿気吸収回路基板、ならびにこの製造方法、これを用いた電気機器組立体、およびこれを用いた情報処理システム」、発明者「アイ・メミス 他」)において、低熱膨張率を有する複数の繊維を有する第1の絶縁性副層と低湿気吸収樹脂の第2の絶縁性副層(長繊維または半長繊維等をその一部として含まない)を含む複合材層を含む回路基板が記載されている。この基板は、少なくとも一つの導電層をその一部として更に備える。電気機器組立体およびこの基板の形成方法、更には本発明の回路基板をその一部として組み込んでいる情報処理システム(例えばコンピュータ)も提供されている。   U.S. Application No. 11 / 086,323, filed March 23, 2005 (Title of Invention "Low Moisture Absorption Circuit Board, and Method for Manufacturing the Same, Electrical Equipment Assembly Using the Same, and Information Using the Same" Treatment system ", inventor" I Memis et al. ") A first insulating sublayer having a plurality of fibers having a low coefficient of thermal expansion and a second insulating sublayer of low moisture absorption resin (long fibers or semi-fibers). A circuit board is described that includes a composite material layer that does not include long fibers or the like as part thereof. The substrate further comprises at least one conductive layer as part thereof. There are also provided an electrical equipment assembly, a method for forming the board, and an information processing system (for example, a computer) incorporating the circuit board of the present invention as a part thereof.

本出願は、米国特許出願番号10/812,890の一部係属出願である。上記全ての出願は、本発明出願の譲受人と同じ譲受人に譲渡される。
米国特許第5,055,342号公報 米国特許第5,126,192号公報 米国特許第6,207,595号公報 米国特許第5,418,689号公報 米国特許第6,323,436号公報 米国特許第5,652,055号公報 米国特許第3,953,566号公報 米国特許第4,849,284号公報 米国特許第4,187,390号公報 米国特許第4,482,516号公報
This application is a partially pending application of US patent application Ser. No. 10 / 812,890. All the above applications are assigned to the same assignee as the assignee of the present application.
US Pat. No. 5,055,342 US Pat. No. 5,126,192 US Pat. No. 6,207,595 US Pat. No. 5,418,689 US Pat. No. 6,323,436 US Pat. No. 5,652,055 U.S. Pat. No. 3,953,566 U.S. Pat. No. 4,849,284 U.S. Pat. No. 4,187,390 U.S. Pat. No. 4,482,516

本発明の主な目的は、回路基板技術を高めることにある。   The main objective of the present invention is to enhance circuit board technology.

本発明の別の目的は、回路基板の絶縁層の形成に利用することができ、かつ従来の製造方法を用いて好適に生成することができる、改良された絶縁性組成物を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an improved insulating composition that can be used for forming an insulating layer of a circuit board and can be suitably produced using a conventional manufacturing method. is there.

本発明の更に別の目的は、比較的厳しい環境(例えば多湿)においてや、高速信号伝達用の基板に好適に組み込まれるのに必要な多くの望ましい特性を有する組成物を提供することにある。   Yet another object of the present invention is to provide a composition having many desirable properties necessary to be suitably incorporated into a substrate for high speed signal transmission in relatively harsh environments (eg, humid).

本発明の一実施例によると、回路基板用になされた絶縁性組成物を提供し、この絶縁性組成物は、第1および第2のフルオロポリマーと第1および第2の無機充填材とを含んでおり、前記第1のフルオロポリマーは第1の融解点を有し、前記第2のフルオロポリマーは第1の融解点より低い第2の融解点を有しており、前記第1の充填材は第1の熱伝導率を有しており、前記第2の充填材は第1の熱伝導率より低い熱伝導率を有していることを特徴とする。   According to one embodiment of the present invention, an insulating composition made for a circuit board is provided, the insulating composition comprising first and second fluoropolymers and first and second inorganic fillers. The first fluoropolymer has a first melting point, the second fluoropolymer has a second melting point lower than the first melting point, and the first filling The material has a first thermal conductivity, and the second filler has a thermal conductivity lower than the first thermal conductivity.

本発明の別の実施例によると、少なくとも一つの導電層と、第1および第2のフルオロポリマーを有する絶縁性組成物を含む少なくとも一つの絶縁層と、第1および第2の無機充填材と、から成る回路基板であって、前記第1のフルオロポリマーは、第1の融解点を有しており、第2のフルオロポリマーは、前記第1の融解点より低い第2の融解点を有しており、前記第1の充填材は、第1の熱導電率を有しており、前記第2の充填材は、前記第1の熱伝導率より低い熱伝導率を有していることを特徴とする回路基板を提供する。   According to another embodiment of the present invention, at least one conductive layer, at least one insulating layer comprising an insulating composition having first and second fluoropolymers, and first and second inorganic fillers, The first fluoropolymer has a first melting point, and the second fluoropolymer has a second melting point lower than the first melting point. The first filler has a first thermal conductivity, and the second filler has a thermal conductivity lower than the first thermal conductivity. A circuit board is provided.

すなわち、本発明は、まず、回路基板において使用することができる絶縁性組成物であって、第1の融解点を有する第1のフルオロポリマーおよび、前記第1の融解点より低い第2の融解点を有する第2のフルオロポリマーと、第1の熱伝導率を有する第1の無機充填材および、前記第1の熱伝導率より低い熱伝導率を有する第2の無機充填材と、を含むことを特徴とするものである。   That is, the present invention first provides an insulating composition that can be used in a circuit board, and includes a first fluoropolymer having a first melting point and a second melting lower than the first melting point. A second fluoropolymer having a point, a first inorganic filler having a first thermal conductivity, and a second inorganic filler having a thermal conductivity lower than the first thermal conductivity. It is characterized by this.

そして、本発明に係る絶縁性組成物において、前記第1および第2の無機充填材は、約10ミクロン以下の大きさを有する粒子を含むものであり、これらの粒子は、球状のものである。   In the insulating composition according to the present invention, the first and second inorganic fillers include particles having a size of about 10 microns or less, and these particles are spherical. .

一方、この絶縁性組成物を構成している前記第1および第2の無機充填材は、アルミナ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ダイアモンド・パウダー、酸化チタン、シリカ、セラミックおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されるものである。   On the other hand, the first and second inorganic fillers constituting the insulating composition are alumina, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, diamond powder, titanium oxide, silica, It is selected from the group consisting of ceramics and combinations thereof.

前記第1および第2の無機充填材としてシリカを選択した場合、このシリカは、球状の非晶質シリカ、半球状の非晶質シリカ、中空シリカ微粒子およびそれらの組み合わせから成る群から選択されるものである。   When silica is selected as the first and second inorganic fillers, the silica is selected from the group consisting of spherical amorphous silica, hemispherical amorphous silica, hollow silica fine particles, and combinations thereof. Is.

また、本発明において採用される第1および第2のフルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン系に帰属しており、前記組成物の約50〜90重量パーセントを構成しており、前記第1および第2の充填材は、前記組成物の約10〜50重量パーセントを構成しているものである。   The first and second fluoropolymers employed in the present invention belong to a polytetrafluoroethylene system and constitute about 50 to 90 weight percent of the composition. The second filler comprises about 10-50 weight percent of the composition.

この絶縁性組成物は、支持部材を更に含んでおり、前記絶縁性組成物とこの支持部材は結合されて、前記回路基板において使用することができる絶縁層を形成するものであるが、前記支持部材はガラス繊維布から成るものを代表とする。   The insulating composition further includes a support member, and the insulating composition and the support member are combined to form an insulating layer that can be used in the circuit board. The member is typically made of glass fiber cloth.

この絶縁性組成物の前記第1の融解点は、摂氏約300度〜摂氏約350度の範囲内にあり、前記第2の融解点は、摂氏約200度〜摂氏約280度の範囲内にあり、前記第1の熱伝導率は、約600W/mK〜約2000W/mKの範囲内にあり、前記第2の熱伝導率は、約5W/mK〜約400W/mKの範囲内にある。   The first melting point of the insulating composition is in the range of about 300 degrees Celsius to about 350 degrees Celsius, and the second melting point is in the range of about 200 degrees Celsius to about 280 degrees Celsius. And the first thermal conductivity is in the range of about 600 W / mK to about 2000 W / mK, and the second thermal conductivity is in the range of about 5 W / mK to about 400 W / mK.

そして、本発明に係る絶縁性組成物は、その前記第1のフルオロポリマーの前記第1の融点および前記第2のフルオロポリマーの前記第2の融点より低い融解点を有する第3のフルオロポリマーを更に含むことがある。
を特徴とする請求項1に記載の。
The insulating composition according to the present invention includes a third fluoropolymer having a melting point lower than the first melting point of the first fluoropolymer and the second melting point of the second fluoropolymer. It may also contain.
The method according to claim 1.

そして、本発明に係る回路基板は、第1の融解点を有する第1のフルオロポリマーおよび前記第1の融解点より低い第2の融解点を有する第2のフルオロポリマーならびに第1の熱伝導率を有する第1の無機充填材および前記第1の熱伝導率より低い熱伝導率を有する第2の無機充填材を含む絶縁性組成物を有する少なくとも一つの絶縁層と、前記少なくとも一つの絶縁層上に配置された少なくとも一つの導電層と、を備えるものである。
ことを特徴とする回路基板。
The circuit board according to the present invention includes a first fluoropolymer having a first melting point, a second fluoropolymer having a second melting point lower than the first melting point, and a first thermal conductivity. And at least one insulating layer having an insulating composition including a first inorganic filler having a second thermal conductivity lower than the first thermal conductivity, and the at least one insulating layer And at least one conductive layer disposed thereon.
A circuit board characterized by that.

この回路基板では、前記少なくとも一つの導電層が、銅または銅合金から成るものであり、前記第1および第2の無機充填材は、約10ミクロン以下の大きさを有する粒子を含むものである。そして、この粒子は、球状の形状であり、前記第1および第2の無機充填材は、アルミナ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ダイアモンド・パウダー、酸化チタン、シリカ、セラミックおよびそれらの組み合わせから成る群から選択される。   In this circuit board, the at least one conductive layer is made of copper or a copper alloy, and the first and second inorganic fillers include particles having a size of about 10 microns or less. The particles have a spherical shape, and the first and second inorganic fillers are alumina, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, diamond powder, titanium oxide, silica, Selected from the group consisting of ceramics and combinations thereof.

この回路基板を構成している前記第1および第2の無機充填材としてシリカを採用した場合には、このシリカは、球状の非晶質シリカ、半球状の非晶質シリカ、中空シリカ微粒子およびそれらの組み合わせから成る群から選択される。
ことを特徴とする請求項16に記載の回路基板。
When silica is employed as the first and second inorganic fillers constituting the circuit board, the silica is composed of spherical amorphous silica, hemispherical amorphous silica, hollow silica fine particles and Selected from the group consisting of those combinations.
The circuit board according to claim 16.

また、前記第1および第2のフルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン系に帰属しており、前記組成物の約50〜90重量パーセントを構成しており、前記第1および第2の充填材は、前記組成物の約10〜50重量パーセントを構成している。   Also, the first and second fluoropolymers belong to a polytetrafluoroethylene system and constitute about 50 to 90 weight percent of the composition, and the first and second fillers are About 10 to 50 weight percent of the composition.

また、本発明に係る回路基板は、支持部材を更に含んでおり、前記絶縁性組成物とこの支持部材は結合されて、当該回路基板において使用することができる絶縁層を形成するものである。この支持部材は、ガラス繊維布から成ることもある。   The circuit board according to the present invention further includes a support member, and the insulating composition and the support member are combined to form an insulating layer that can be used in the circuit board. The support member may be made of a glass fiber cloth.

本発明に係る回路基板における前記第1の融解点は、摂氏約300度〜摂氏約350度の範囲内にあり、前記第2の融解点は、摂氏約200度〜摂氏約280度の範囲内にある。また、前記第1の熱伝導率は、約600W/mK〜約2000W/mKの範囲内にあり、前記第2の熱伝導率は、約5W/mK〜約400W/mKの範囲内にある。   The first melting point in the circuit board according to the present invention is in the range of about 300 degrees Celsius to about 350 degrees Celsius, and the second melting point is in the range of about 200 degrees Celsius to about 280 degrees Celsius. It is in. The first thermal conductivity is in the range of about 600 W / mK to about 2000 W / mK, and the second thermal conductivity is in the range of about 5 W / mK to about 400 W / mK.

さらに、本発明の回路基板では、前記第1のフルオロポリマーの前記第1の融点および前記第2のフルオロポリマーの前記第2の融点より低い融解点を有する第3のフルオロポリマーを更に含むことがある。   Furthermore, the circuit board of the present invention further includes a third fluoropolymer having a melting point lower than the first melting point of the first fluoropolymer and the second melting point of the second fluoropolymer. is there.

以上、説明した通り、本発明は、
「回路基板において使用することができる絶縁性組成物であって、
第1の融解点を有する第1のフルオロポリマーおよび、前記第1の融解点より低い第2の融解点を有する第2のフルオロポリマーと、
第1の熱伝導率を有する第1の無機充填材および、前記第1の熱伝導率より低い熱伝導率を有する第2の無機充填材と、
を含むことを特徴とする絶縁性組成物」
にその構成の主たる特徴があり、これにより、回路基板の絶縁層の形成に利用することができ、かつ従来の製造方法を用いて好適に生成することができる絶縁性組成物を提供することができて、回路基板技術を高めることができるのである。
As described above, the present invention
“An insulating composition that can be used in circuit boards,
A first fluoropolymer having a first melting point and a second fluoropolymer having a second melting point lower than the first melting point;
A first inorganic filler having a first thermal conductivity, and a second inorganic filler having a thermal conductivity lower than the first thermal conductivity;
Insulating composition characterized by comprising "
The main feature of the structure is to provide an insulating composition that can be used for forming an insulating layer of a circuit board and can be suitably produced using a conventional manufacturing method. This can improve circuit board technology.

すなわち、本発明は、プリント回路基板、チップキャリア等の回路基板において使用することができる絶縁層を形成するための絶縁性組成物であって、この組成物は、少なくとも2つのフルオロポリマーおよび2つの無機充填材を含有するものであり、比較的厳しい環境(例えば多湿)においてや、高速信号伝達用の基板に好適に組み込まれるのに必要な多くの望ましい特性を有するものである。   That is, the present invention is an insulating composition for forming an insulating layer that can be used in a circuit board such as a printed circuit board and a chip carrier, and the composition comprises at least two fluoropolymers and two It contains an inorganic filler and has many desirable properties necessary to be suitably incorporated into a substrate for high-speed signal transmission in a relatively severe environment (for example, high humidity).

また、本発明は、
「回路基板であって、
第1の融解点を有する第1のフルオロポリマーおよび前記第1の融解点より低い第2の融解点を有する第2のフルオロポリマーならびに第1の熱伝導率を有する第1の無機充填材および前記第1の熱伝導率より低い熱伝導率を有する第2の無機充填材を含む絶縁性組成物を有する少なくとも一つの絶縁層と、
前記少なくとも一つの絶縁層上に配置された少なくとも一つの導電層と、
を備えることを特徴とする回路基板」
をも特徴とするものであり、比較的厳しい環境(例えば多湿)においてや、高速信号伝達用の基板に好適に組み込まれるのに必要な多くの望ましい特性を有する回路基板を提供することができるのである。
The present invention also provides:
"A circuit board,
A first fluoropolymer having a first melting point, a second fluoropolymer having a second melting point lower than the first melting point, and a first inorganic filler having a first thermal conductivity and At least one insulating layer having an insulating composition comprising a second inorganic filler having a thermal conductivity lower than the first thermal conductivity;
At least one conductive layer disposed on the at least one insulating layer;
Circuit board characterized by comprising "
And can provide a circuit board having many desirable characteristics necessary to be suitably incorporated into a board for high-speed signal transmission in a relatively severe environment (for example, high humidity). is there.

プリント回路基板、チップキャリア等の回路基板において使用することができる絶縁層を形成するための絶縁性組成物であって、この組成物は、少なくとも2つのフルオロポリマーおよび2つの無機充填材を含有する。 An insulating composition for forming an insulating layer that can be used in a circuit board such as a printed circuit board and a chip carrier, the composition containing at least two fluoropolymers and two inorganic fillers .

本発明ならびに他の更なる目的、利点および機能の良好な理解のために、下記の記載および添付の請求の範囲を参照にする。   For a better understanding of the present invention and other further objects, advantages and functions, reference is made to the following description and appended claims.

本明細書において使用される用語「回路基板」は、1以上の絶縁層および1以上の導電層を有する基板製品を意味する。本技術分野で知られる係る製品には、プリント回路基板(a/k/aプリント配線板)およびカード、ならびにチップキャリア(半導体チップといった1以上の電子部品を有する基板)が含まれる。   As used herein, the term “circuit board” means a board product having one or more insulating layers and one or more conductive layers. Such products known in the art include printed circuit boards (a / k / a printed wiring boards) and cards, and chip carriers (substrates having one or more electronic components such as semiconductor chips).

本明細書において記載される絶縁性組成物から作られる回路基板は、多くの電気製品(これらのうち、おそらく最も知られるものは「情報処理システム」と呼ばれる)において使用することができる。本明細書において使用されるこの用語は、ビジネス、科学、制御、または他の目的のための任意の形式の情報、知能、またはデータの、計算、分類、処理、送信、受信、検索、発信、切替、保存、表示、明示、測定、検出、記録、再生、処理、または利用を主に実行するように設計された、手段または手段の集合体を意味するものとする。例としては、パソコン、ならびにコンピュータサーバおよびメインフレームといった大型プロセッサがある。こうした製品は、当該産業においてよく知られており、プリント回路基板および他の基板の形態をその一部として含むことも知られており、それらのなかには、その動作要件によって複数の係る部品を含むものもある。   Circuit boards made from the insulative compositions described herein can be used in many electrical products (of which the perhaps best known is called an “information processing system”). As used herein, this term refers to the calculation, classification, processing, transmission, reception, retrieval, transmission of any form of information, intelligence, or data for business, scientific, control, or other purposes. It shall mean a means or collection of means designed primarily to perform switching, storage, display, explicit, measurement, detection, recording, playback, processing, or use. Examples include personal computers and large processors such as computer servers and mainframes. Such products are well known in the industry and are also known to include printed circuit boards and other board forms as part of them, some of which include multiple such components depending on their operating requirements. There is also.

本明細書において記載されているように、本発明の組成物は、誘電率を減少し、誘電損率を減少し、硬化収縮率を減少し、熱膨張率(CTE)を減少し、かつ良熱伝導性を示す回路基板の絶縁層を提供する。   As described herein, the composition of the present invention reduces the dielectric constant, reduces the dielectric loss factor, reduces the cure shrinkage, reduces the coefficient of thermal expansion (CTE), and is good. An insulating layer of a circuit board exhibiting thermal conductivity is provided.

本発明は、上記回路基板用になされた絶縁性組成物から成り、この絶縁性組成物は、2成分のフッ素化高分子基質および少なくとも2つの無機充填材材料(以下、充填材)から成ることを特徴とする。この基質は、2つのフルオロポリマーから成り、それぞれが異なる融解点を有しており、一方は、「高融解点」とされ、他方は、「低融解点」とされる。本明細書中で使用される「高融解点」という用語は、摂氏約300℃〜約350℃の範囲にある融解点を意味し、「低融解点」という用語は、約200℃〜280℃の範囲にある融解点を意味する。後に例が挙げられる。   The present invention comprises an insulating composition made for the circuit board, and the insulating composition comprises a two-component fluorinated polymer substrate and at least two inorganic filler materials (hereinafter referred to as filler). It is characterized by. This substrate consists of two fluoropolymers, each having a different melting point, one being the “high melting point” and the other the “low melting point”. As used herein, the term “high melting point” means a melting point in the range of about 300 ° C. to about 350 ° C., and the term “low melting point” means about 200 ° C. to 280 ° C. Means the melting point in the range of Examples will be given later.

更に注目すべき点としては、この無機充填材は、それぞれ異なる熱伝導率を有しており、一方は、「高熱伝導率」を有するとされ、他方は、「低熱伝導率」を有しているとされる。本明細書中で使用される「高」という用語は、約600W/mK〜約2000W/mKの範囲にある熱伝導率を意味し、「低熱伝導率」という用語は、約5W/mK〜400W/mKの範囲にある熱伝導率を意味する。係る特性を備える係る材料の組合せによって、結果として生じる絶縁層が、確実に低誘電率(例えば、約2.8〜約3.6)かつ低熱膨張率(例えば、約15ppm/℃〜約79ppm/℃)および低熱放散率となる。下記の例から理解されるように、係る組成物は、回路基板用の絶縁材料として比較的加工しやすく、かつ利用しやすい。注目すべきことに、高融解点のフルオロポリマーと低融解点のフルオロポリマーの比率は、最終製品の融解点を比較的著しく変更する場合に調整することができて、階級性の融解点構成をなすことができ、一方、生産量を著しく改善する。更に、この組成物は、従来使用されるフルオロポリマー組成物の多くで知られるよりも比較的低い温度で焼結することができる。この充填材自体は、高密度の回路を要求される場合にレーザー穿孔を助ける良好な単一分散度を有する範囲である約10ミクロン未満、好ましくは3〜5ミクロンの、比較的小さい粒子から成っている。更に、この組成物は、穿孔(機械的に、またはレーザーで)や、打ち抜きが容易にでき、必要な数の導電性スルーホールを形成することができる、これは、複数の絶縁層および導電層を有する、より大きな(より分厚い)多層構造を形成するために、基板を結合する場合に特に好ましい特徴である。係るスルーホールを「穿孔する」ためにレーザーを使用することが、係る孔を比較的高密度でかつ多数形成することができることを考慮すると、特に望まれる。これらの全ての特徴および本明細書から見出される他の特徴は、回路基板技術において非常に所望されているものである。   Furthermore, it should be noted that the inorganic fillers have different thermal conductivities, one being said to have “high thermal conductivity” and the other having “low thermal conductivity”. It is said that As used herein, the term “high” means a thermal conductivity in the range of about 600 W / mK to about 2000 W / mK, and the term “low thermal conductivity” is about 5 W / mK to 400 W. It means a thermal conductivity in the range of / mK. Such material combinations with such properties ensure that the resulting insulating layer has a low dielectric constant (eg, about 2.8 to about 3.6) and a low coefficient of thermal expansion (eg, about 15 ppm / ° C. to about 79 ppm / ° C) and low heat dissipation rate. As will be understood from the following examples, such a composition is relatively easy to process and use as an insulating material for circuit boards. Of note, the ratio of the high melting point fluoropolymer to the low melting point fluoropolymer can be adjusted for relatively significant changes in the melting point of the final product, resulting in a class of melting point configuration. On the other hand, it can significantly improve production. Furthermore, the composition can be sintered at a relatively lower temperature than is known in many of the conventionally used fluoropolymer compositions. The filler itself consists of relatively small particles, less than about 10 microns, preferably 3-5 microns, which have a good monodispersity to aid laser drilling when high density circuits are required. ing. In addition, the composition can be easily drilled (mechanically or with a laser) or punched to form the required number of conductive through holes, including a plurality of insulating and conductive layers. This is a particularly preferred feature when bonding substrates to form larger (thicker) multilayer structures having The use of a laser to “drill” such through holes is particularly desirable in view of the ability to form a large number of such holes at a relatively high density. All these features and other features found herein are highly desirable in circuit board technology.

本明細書において記載される組成物は、単独の層(支持構造なしで)として、または係る支持構造を伴って組合わされた層に形成することができ、係る構造の最もよく知られたものは、従来、プリント回路基板産業において様々な樹脂と使用されるガラス繊維布である。後者の場合、この組成物は、単一物として形成された布支持体およびの層の上にコーティングされる。この組成物単体または支持構造体と組み合わされた組成物を用いて形成された層は、約0.5ミル(1インチの1000分の1)〜約5ミルの範囲内の厚さを有することができる。   The compositions described herein can be formed as a single layer (without a support structure) or in a combined layer with such a support structure, the best known of such structures being Conventionally, a glass fiber cloth used with various resins in the printed circuit board industry. In the latter case, the composition is coated onto a fabric support and layer formed as a single piece. The layer formed using the composition alone or in combination with the support structure has a thickness in the range of about 0.5 mils (thousandths of an inch) to about 5 mils. Can do.

本発明の組成物は、少なくとも上記の2つの無機充填材を含んでおり、それぞれ、シリカ、アルミナ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ダイアモンド・パウダー、酸化チタン、セラミックおよびそれらの組み合わせを含有し、各充填材は当然、他方と関連して規定される熱伝導率となるように選択される。一例において、これらの充填材は、球状の結晶体または非晶質シリカから成っており、最終組成物の約10〜60重量%を構成する。係るシリカの好適な例の1つは、東京都芝公園港区2−9−3に所在する株式会社龍森(ニューヨーク州、ニューヨークのタツモリU.S.A.社が代理する)によって販売される、約5.2ミクロンの平均粒子径を有する「PLV−6」である。別の例は、3.4ミクロンの平均粒子径を有する、龍森の「PLV−4」シリカである。 The composition of the present invention contains at least the above-mentioned two inorganic fillers, each of which includes silica, alumina, alumina, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, diamond powder, titanium oxide, ceramic and the like. Each filler is naturally selected to have a thermal conductivity defined in relation to the other. In one example, these fillers are composed of spherical crystals or amorphous silica and constitute about 10-60% by weight of the final composition. One suitable example of such silica is sold by Tatsumori Co., Ltd. (represented by Tatsumori USA, New York, NY) located in 2-9-3 Shiba Park, Minato-ku, Tokyo. "PLV-6" having an average particle size of about 5.2 microns. Another example is Tatsumori's “PLV-4” silica, which has an average particle size of 3.4 microns.

シリカ充填材の別の供給元は、旭硝子エスアイテック株式会社(福岡県北九州市若松区北湊町13番1号)である。2つのタイプの製品が使用され、3〜20μmの平均粒子径を有する吸油グレードの低いものと、4〜20μm(NP−100、NP−30)の平均粒子径を有する非多孔質グレードのもの(NPシリーズ)である。更に別の球状シリカの供給元は、シーマ電子株式会社(神奈川県横浜市中区花咲町二丁目82番地)および、コセム コーリア・セミコンダクター・マテリアル(KOSEM, Korea Semiconductor Material) (韓国、116 Yangji−Ri, Yeonmu−Eup, Nonsan City, Chungnam)である。   Another supplier of silica filler is Asahi Glass S-Tech Co., Ltd. (No. 13-1, Hokutocho, Wakamatsu-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture). Two types of products are used, one with low oil absorption grade with average particle size of 3-20 μm and one with non-porous grade with average particle size of 4-20 μm (NP-100, NP-30) ( NP series). Further sources of spherical silica are Cima Electronics Co., Ltd. (82-chome Hanasaki-cho, Naka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa) and Cosem Korea Semiconductor Material (Korea, Korea, 116 Yangji-Ri). Yonmu-Eup, Nonsan City, Chungnam).

理解されるように、各充填材は、これらのシリカを2以上組み合わせ、2成分または3成分の組成物としてもよい。龍森のシリカは、球状の粒子構成である。本発明において使用可能な更に別の充填材は、アドマテック・AB(Admatech AB)(スウェーデン、Datavagen 20, SE−436 32 ASKIM)によって販売される、製品シリーズ「AE」(アルミナ)および「SE」(シリカ)である。例としては、アドマテックの「SE2300」(わずか0.4 〜0.6ミクロンの平均粒子径)、「SE5300」(1.3〜2.0ミクロンの平均粒子径)、「SE6300」(1.5〜2.5ミクロンの平均粒子径)、「SE4050」(1.5〜2.5ミクロンの平均粒子径)、「AE2100」(0.7〜1.0ミクロンの平均粒子径)、および「{AE9100」(5.0〜7.0ミクロンの平均粒子径)が含まれる。本発明の一実施例において、熱伝導性の高い充填材に対する熱伝導性の低い充填材の比率が約9:1から約1:9の比率において両方の充填材を含むことが望ましい。例として、下記が含まれる。1)アエロジル200(デグッサAG(ドイツ国、Bennigsenplatz 1, D−40474, Dusseldorf)から入手できるヒュームドシリカ)であって、これは、12ナノメートルの平均粒度もしくは1グラムあたり約175〜約225平方メートルの表面積ならびに99.8%を超える含有量の二酸化ケイ素(シリカ)を有する。2)7μmの平均粒子度を有するSDT−60中空微粒子。3)沈殿シリカであるQuso G135(これもデグッサから入手可能である)。これは、約98%の二酸化ケイ素および1グラムにつき約180平方メートルの表面積ならびに2ミクロンの平均団粒サイズを有する。係る充填材のいくつか(例えば、Quso G135充填材)は、沈降防止剤としても作用する。   As will be appreciated, each filler may be a combination of two or more of these silicas, resulting in a two or three component composition. Tatsumori's silica has a spherical particle structure. Further fillers that can be used in the present invention are the product series “AE” (alumina) and “SE” (Aluminum) sold by Admatech AB (Datavagen 20, SE-436 32 ASKIM), Sweden. Silica). Examples include Admatech's "SE2300" (average particle size of only 0.4 to 0.6 microns), "SE5300" (average particle size of 1.3 to 2.0 microns), "SE6300" (1.5 -2.5 micron average particle size), "SE4050" (1.5-2.5 micron average particle size), "AE2100" (0.7-1.0 micron average particle size), and "{ AE9100 "(5.0-7.0 micron average particle size). In one embodiment of the present invention, it is desirable to include both fillers in a ratio of low thermal conductivity filler to high thermal conductivity filler in a ratio of about 9: 1 to about 1: 9. Examples include the following: 1) Aerosil 200, a fumed silica available from Degussa AG (Bennigsenplatz 1, D-40474, Dusseldorf), which has an average particle size of 12 nanometers or about 175 to about 225 square meters per gram And a silicon dioxide (silica) content greater than 99.8%. 2) SDT-60 hollow fine particles having an average particle size of 7 μm. 3) Quso G135, a precipitated silica (also available from Degussa). It has about 98% silicon dioxide and a surface area of about 180 square meters per gram and an average aggregate size of 2 microns. Some of such fillers (eg, Quso G135 filler) also act as anti-settling agents.

上記の充填材がシリカである場合、球状非晶質シリカであることが好ましく、上記のように記載したパーセンテージにおいては、この充填材は絶縁層用の熱膨張係数(CTE)の決定要因を与える。この充填材の球状の性質は、組成物の融解粘度を高めすぎてしまうことによって一般的な積層工程を妨げることなしに充填材の高容量装填を可能する。具体例の一つにおいて、この特定のシリカが約50重量%使用される。このシリカは、球状もしくは半球状非晶粒子の形態または中空シリカ微粒子の形態、またはそれらの組合せであってもよい。シリカ充填材は、この組成物において重要な要素であり、なぜなら、布(支持材料)を使用しなくて済み、使用したとしてもその含有量が少なくて済み、かつその組成物用のCTE値を低く(かつより等方に)することができる。係る充填材の含有は、本発明の更に別の特徴であるスルーホール(特に銅または銅合金といった従来の冶金によりメッキされたもの)に更なる信頼性を与える、等方性CTEとなる。2つの異なるシリカを含有することによって、その一部として支持ガラス繊維を含む絶縁層のための電気的特性も改善し、なぜなら、高い誘電率(Er)値を有するいくらかの布の排除によって、低誘電率の組成物が形成されるからである。本明細書に記載されるように一以上のシリカといった特定の充填材を付加することによって、絶縁層の脆性を通常は増加させてしまう。しかしながら、2つのフルオロポリマーの組合せによって、最終層の係る脆性が減少されて許容可能なレベルとなることが確実になる。充填材の上記例は、代表的なものであり、本発明を限定するものではない。両方の無機充填材の各粒子のミクロンサイズは、上記のように、好適には10ミクロン以下であって、上記全ての例は、10ミクロン未満である。   Where the filler is silica, it is preferably spherical amorphous silica, and in the percentages described above, this filler provides a determinant of the coefficient of thermal expansion (CTE) for the insulating layer. . This spherical nature of the filler allows for high volume loading of the filler without disturbing the general lamination process by over-extending the melt viscosity of the composition. In one embodiment, about 50% by weight of this particular silica is used. The silica may be in the form of spherical or hemispherical amorphous particles or in the form of hollow silica particulates, or a combination thereof. Silica filler is an important element in this composition because it does not require the use of a fabric (support material), it can be used in low amounts, and has a CTE value for the composition. Can be lower (and more isotropic). The inclusion of such a filler provides an isotropic CTE that gives further reliability to the through hole (particularly plated by conventional metallurgy such as copper or copper alloy), which is another feature of the present invention. The inclusion of two different silicas also improves the electrical properties for the insulating layer that includes supporting glass fibers as part of it, because the elimination of some fabrics with high dielectric constant (Er) values reduces the This is because a composition having a dielectric constant is formed. Adding a particular filler such as one or more silicas as described herein typically increases the brittleness of the insulating layer. However, the combination of the two fluoropolymers ensures that such brittleness of the final layer is reduced to an acceptable level. The above examples of fillers are representative and do not limit the present invention. The micron size of each particle of both inorganic fillers is preferably less than 10 microns as described above, and all the above examples are less than 10 microns.

本発明に従って使用されるフルオロポリマーは、周知であって、市販のポリフルオロアルキレンがこれに含まれ、例えば、ポリテトラフルオロエチレンや、ポリテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンのコポリマーや、ポリテトラフルオロエチレンとペルフルオロ2−2ジメチル1,3二酸化物のコポリマーや、ポリトリフルオロクロロエチレンや、テトラフルオロエチレンと例えばオレフィン(エチレン等)のコポリマーや、トリフルオロモノクロロエチレンと例えばオレフィン(エチレン等)のコポリマーや、ペルフルオロアルキル・ビニルエーテルのポリマーである。本発明によって使用されるいくつかの市販のフルオロポリマーは、TEFLON PTFE(ポリテトラフルオロエチレンのポリマー)、TEFLON FEP(ペル・フッ化のエチレン―プロピレンコポリマー)、TEFLON PFA(ポリテトラフルオロエチレンとペルフルオロ・アルコキシのコポリマー)、TEFZEL(ポリテトラフルオロエチレンとエチレンのコポリマー)、HALAR(クロロトリフルオロエチレンとエチレンのコポリマー)、KEL−F(クロロトリフルオロエチレンのポリマー)、HBF−430(クロロトリフルオロエチレンのポリマー);およびTEFLON AF(ポリテトラフルオロエチレンと少なくとも65モル%のペルフルオロ−2,2−ジメチル−1,3二酸化物のコポリマー)として入手可能なものを含む。テフロン(登録商標)は、イー・アイ・デュポン・デ・ネマウアーズ・アンド・カンパニー(E.I. DuPont deNemours & Company)(デュポン社)の商標であって、Halarは、ソルベイ・ソレキシス社(Solvay Solexis S.p.A.)の商標である。 Fluoropolymers used in accordance with the present invention are well known and include commercially available polyfluoroalkylenes such as polytetrafluoroethylene, copolymers of polytetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, and polytetrafluoroethylene. And copolymers of perfluoro 2-2dimethyl 1,3 dioxide, polytrifluorochloroethylene, copolymers of tetrafluoroethylene and olefins (such as ethylene), copolymers of trifluoromonochloroethylene and olefins (such as ethylene), , A polymer of perfluoroalkyl vinyl ether. Some commercially available fluoropolymers used by the present invention are TEFLON PTFE (polymer of polytetrafluoroethylene), TEFLON FEP (per-fluorinated ethylene-propylene copolymer), TEFLON PFA (polytetrafluoroethylene and perfluoro-ethylene). Copolymer of alkoxy), TEFZEL (copolymer of polytetrafluoroethylene and ethylene), HALAR (copolymer of chlorotrifluoroethylene and ethylene), KEL-F (polymer of chlorotrifluoroethylene), HBF-430 (of chlorotrifluoroethylene) Polymer); and TEFLON AF (a copolymer of polytetrafluoroethylene and at least 65 mol% perfluoro-2,2-dimethyl-1,3 dioxide). Including the ability ones. Teflon is a trademark of EI DuPont de Nemours & Company (DuPont), and Halar is a Solvay Solexis company. S.p.A.).

前述のように、本発明の組成物は、その一部として、少なくとも2つのフルオロポリマー(各々異なる融解点を有する)を含有する。本発明に用いられる上記記載のフルオロポリマーのより具体例は、商品名「テフロン(登録商標)PTFE 30」「304Aテフロン(登録商標)PTFE」「305Aテフロン(登録商標)PTFE」「テフロン(登録商標)PTFE 30B」「テフロン(登録商標)PTFE TE−3823」および「テフロン(登録商標)PTFE K−20」のとしてデュポン社によって販売されるものを含んでおり、これらの各々は約327℃の融点を有する。PTFEはポリ・テトラ・フルオロエチレンを意味すると理解される。デュポン社は1007マーケット・ストリート、ウィルミントン、デラウェア州、米国に所在する。「テフロン(登録商標)PTFE 30」は、水に懸濁されるポリテトラフルオロエチレン樹脂粒子(0.05〜0.5ミクロン)を含む、負に荷電する疎液性のコロイドである。さらに、非イオンの湿潤剤および安定剤を含み、室温にて約20センチポイズの粘度を有し、10pHである。それは、振動および温度変化に曝されるときに、非常に安定していると考えられる突出した誘電性特性を有することが知られている。本発明での使用に好適な他のデュポン社のフルオロポリマーは「Zonyl PTFE TE−3667N」であって、約325℃の融点を有する。Zonylもデュポン社の商標である。このフルオロ添加物も、「テフロン(登録商標)PTFE 30」材料としての類似する大きさの樹脂粒子を有する、負に荷電する疎液性のコロイドであって、同程度の粘度およびpH価を有する。それは低分子量を有する。更に、本発明において有用であるデュポン社のフルオロポリマーは、約305℃の融点を有する「テフロン(登録商標)PFA 335」および260℃の融点を有する「121Aテフロン(登録商標)FEP」を含む。本発明において使用することができる別のフルオロポリマーは、上述したソルベイ・ソレキシス社(イタリア国、Viale Lombardia 20, 1−20021 Bollate (MI)に所在する)によって販売される、商品名「Halar ECTFE」である。この製品は、エチレンとクロロトリフルオロエチレンのコポリマーであって、約240℃の融点を有する。それは、高純度を有する、部分的にフッ化した半結晶性重合体である。好適なフルオロポリマーの更に別の例として、「フルオンLM−ETFE」という商品名で販売される製品が認められる。このフルオロポリマーは、エチレンおよびポリテトラフルオロエチレンの溶融加工可能なコポリマーであって、約225〜260℃の融解点を有する。フルオンは東京都千代田区有楽町一丁目12番1号に所在の旭硝子株式会社(ACG)の商標である。本発明の一実施例において、より高い(「高い」)融解点フルオロポリマーとより低い(「低い」)融解点フルオロポリマーとの比率は、約9:1対約1:9の範囲にある。両方のフルオロポリマーは、組成物の約50重量%対約90重量%から成る。   As mentioned above, the composition of the present invention contains at least two fluoropolymers (each having a different melting point) as part thereof. More specific examples of the above-mentioned fluoropolymers used in the present invention include trade names “Teflon (registered trademark) PTFE 30”, “304A Teflon (registered trademark) PTFE”, “305A Teflon (registered trademark) PTFE”, and “Teflon (registered trademark). ) PTFE 30B "," Teflon PTFE TE-3823 "and" Teflon PTFE K-20 "sold by DuPont, each of which has a melting point of about 327 ° C. Have PTFE is understood to mean polytetrafluoroethylene. DuPont is located at 1007 Market Street, Wilmington, Delaware, USA. “Teflon® PTFE 30” is a negatively charged lyophobic colloid containing polytetrafluoroethylene resin particles (0.05-0.5 microns) suspended in water. In addition, it contains nonionic wetting agents and stabilizers, has a viscosity of about 20 centipoise at room temperature, and 10 pH. It is known to have prominent dielectric properties that are considered very stable when exposed to vibrations and temperature changes. Another DuPont fluoropolymer suitable for use in the present invention is “Zonyl PTFE TE-3667N”, which has a melting point of about 325 ° C. Zonyl is also a trademark of DuPont. This fluoro additive is also a negatively charged lyophobic colloid with resin particles of similar size as “Teflon® PTFE 30” material, with comparable viscosity and pH value . It has a low molecular weight. Further, DuPont fluoropolymers useful in the present invention include “Teflon® PFA 335” having a melting point of about 305 ° C. and “121A Teflon® FEP” having a melting point of 260 ° C. Another fluoropolymer that can be used in the present invention is the trade name “Hala ECTFE” sold by Solvay Solexis, Inc., described above (located in Via Lombardia 20, 1-20021 Bollate, MI, Italy). It is. This product is a copolymer of ethylene and chlorotrifluoroethylene and has a melting point of about 240 ° C. It is a partially fluorinated semicrystalline polymer with high purity. As yet another example of a suitable fluoropolymer, a product sold under the trade name “Fluon LM-ETFE” is permitted. The fluoropolymer is a melt processable copolymer of ethylene and polytetrafluoroethylene having a melting point of about 225-260 ° C. Fullon is a trademark of Asahi Glass Co., Ltd. (ACG) located in 1-12-1, Yurakucho, Chiyoda-ku, Tokyo. In one embodiment of the present invention, the ratio of higher ("high") melting point fluoropolymer to lower ("low") melting point fluoropolymer is in the range of about 9: 1 to about 1: 9. Both fluoropolymers comprise about 50% to about 90% by weight of the composition.

更に必要に応じて、充填材は、より親水性を与えるために、充填材の約0.2〜約2.0重量%(一般的に約1%)のシランでコーティングすることができる。一般的なシランには、p−クロロメチル・フェニル・トリメトキシ・シラン、アミノエチル・アミノ・トリメトキシ・シラン、アミノエチル・アミノ・プロピル・トリメトキシ・シランが含まれる。   Further, if desired, the filler can be coated with about 0.2 to about 2.0% (typically about 1%) silane of the filler to provide more hydrophilic properties. Common silanes include p-chloromethyl phenyl trimethoxy silane, aminoethyl amino trimethoxy silane, aminoethyl amino propyl trimethoxy silane.

本発明の組成物は更に、カップリング剤を含むことが好ましく、好適なものはシランであって、組成物のわずか約0.50重量パーセントを構成する。好適なシランはユナイテッドケミカル・テクノロジー社(Chemical Technologies, Inc.)(米国、2731 Bartram Road, Bristol, PA 19007−6893に所在)によって販売されるトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラハイドロオクチル−1−トリエトキシシランという名称のフルオロ・シランである。本発明において使用することができる更なるシランは、フェニル・トリメトキシ・シランおよびトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラハイドロオクチル−1−トリクロロシランである。本発明で用いられるカップリング剤は、シリカ充填材および樹脂の化学結合を促進し、さらに回路基板で使用される絶縁材料および導電層との間に接着を改良して、更に複合材層に良好な耐アルカリ性を与えるように機能する。シランは、シリカ粒子を組成物中に取り込まれる前に直接処理するために用いる。   The compositions of the present invention preferably further comprise a coupling agent, with silane being preferred, which constitutes only about 0.50 weight percent of the composition. Suitable silanes are tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydro sold by United Technologies, Inc. (2731 Bartram Road, Bristol, PA 19007-6893, USA). It is a fluoro silane named octyl-1-triethoxysilane. Further silanes that can be used in the present invention are phenyl trimethoxy silane and tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-trichlorosilane. The coupling agent used in the present invention promotes the chemical bonding between the silica filler and the resin, and further improves the adhesion between the insulating material and the conductive layer used in the circuit board, and further improves the composite material layer. It functions to give high alkali resistance. Silane is used to treat the silica particles directly before being incorporated into the composition.

使用される二成分のフルオロポリマーシステムの量が複合充填材システムの量と同等またはそれ以上であることは本発明の成功にとって重要であって、好ましくは組成物は約50〜約90重量%を含んでおり、最も好ましくは約50〜約70重量%のフルオロポリマーであって、これに対応して、約10〜約50重量%の充填材、好ましくは約30〜約50重量%を含有する。これらの量は、乾燥状態の組成物中の充填材およびフッ化高分子材料の合計に基づく。   It is important to the success of the present invention that the amount of the two-component fluoropolymer system used is equal to or greater than the amount of the composite filler system, preferably the composition comprises about 50 to about 90% by weight. Most preferably from about 50 to about 70% by weight of fluoropolymer, correspondingly containing from about 10 to about 50% by weight filler, preferably from about 30 to about 50% by weight. . These amounts are based on the sum of filler and fluorinated polymer material in the dry composition.

本発明の組成物が界面活性剤(例えば非イオン性活性剤および沈降防止剤)を含有することが推奨される。係る界面活性剤は、組成物全体の約0.1〜約10重量%、好ましくは約0.5〜約6重量%の量において通常使用される。実際、市販のフッ化ポリマー製剤は、界面活性剤を含有する。組成物のpHが、加工を促進するために約8〜約11、更に最も好ましくは約9〜10となるべきことも推奨される。pHは、適切な基剤(例えば水酸化アンモニウム)を添加することによって制御できる。   It is recommended that the compositions of the present invention contain surfactants (eg, nonionic active agents and anti-settling agents). Such surfactants are typically used in an amount of about 0.1 to about 10%, preferably about 0.5 to about 6% by weight of the total composition. In fact, commercially available fluorinated polymer formulations contain a surfactant. It is also recommended that the pH of the composition should be about 8 to about 11, more preferably about 9 to 10 to facilitate processing. The pH can be controlled by adding a suitable base (eg ammonium hydroxide).

本発明の組成物は、高速撹拌(例えば約3000〜約5000回転数/分で約10〜約15分間での高速分散)でフッ化高分子材料の水分散液を混ぜることによって生成することができる。充填材分散が使用の直前に準備される場合、約100回転数/分の相対的に低速で撹拌することができる。次に、充填材分散は、それから高速撹拌(例えば約3000〜約5000回転数/分で約10〜約15分間の高速分散)となるべきである。高速分散器は、シリカおよび石英の少なくともひとつから成る充填材を分散させて、粒子を非団粒状態にする。   The composition of the present invention can be produced by mixing an aqueous dispersion of a fluoropolymer material with high speed stirring (eg, high speed dispersion at about 3000 to about 5000 revolutions per minute for about 10 to about 15 minutes). it can. If the filler dispersion is prepared just before use, it can be stirred at a relatively low speed of about 100 rpm. The filler dispersion should then be high speed agitation (eg, high speed dispersion at about 3000 to about 5000 rpm for about 10 to about 15 minutes). The high-speed disperser disperses a filler composed of at least one of silica and quartz to make the particles non-aggregated.

この組成物は、それから適切な基材上にコーティングされる。これは、基材上にシングルシートとしてまたはウェブタイプの基材上の連続コーティングとしてなされ得る。このコーティングは、約0.2ミル以上の望ましい厚さ(通常は約0.5ミル、好ましくは約0.5〜約3ミル厚)でなされる。   This composition is then coated onto a suitable substrate. This can be done as a single sheet on the substrate or as a continuous coating on a web-type substrate. The coating is made at a desired thickness of about 0.2 mils or greater (usually about 0.5 mils, preferably about 0.5 to about 3 mils thick).

基板上へ所望の組成物を所望の厚みにコーティングした後、このコーティングは、約240℃〜約320℃(好ましくは約300℃〜約320℃)の温度にあるときに、界面活性剤を除去するために焼きあげられる。それから、この層は、約260℃〜約400℃(好ましくは約260℃〜約380℃)の温度で融解される。界面活性剤の除去の前に、必要に応じて、約110℃で約20〜約60分間加熱することによって、組成物から水を除去することができる。界面活性剤の除去のための加熱は、約0.30時間から約2時間(好ましくは約1.5時間)である。組成物の融解または焼きしまりが生じる加熱は、通常約30〜約120分間であって、約1000〜約3000PSI(好ましくは約1200〜約1800PSIといった圧力の下で一般になされる。   After coating the desired composition to the desired thickness on the substrate, the coating removes the surfactant when it is at a temperature of about 240 ° C to about 320 ° C (preferably about 300 ° C to about 320 ° C). To be baked. The layer is then melted at a temperature of about 260 ° C to about 400 ° C (preferably about 260 ° C to about 380 ° C). Prior to removal of the surfactant, water can be removed from the composition, if desired, by heating at about 110 ° C. for about 20 to about 60 minutes. Heating to remove the surfactant is from about 0.30 hours to about 2 hours (preferably about 1.5 hours). The heating that causes melting or densification of the composition is usually about 30 to about 120 minutes, and is generally done under a pressure of about 1000 to about 3000 PSI (preferably about 1200 to about 1800 PSI).

この時点で、コーティングが必要に応じてなされる基板は、例えばエッチングによって除去され、フッ化高分子材料および充填材の独立型フィルムを形成することができる。その過程において使用される典型的な基板は、銅/インバール/銅(CIC)複合材を含む。 係る基板は、一般的に厚さ約0.7〜約40ミルで好ましくは厚さ約0.7〜約3ミルである。銅または銅複合材が使用される場合に、係る基板は、典型的な銅エッチング剤(例えば塩化第二銅)のエッチングによってフッ化高分子複合材料から除去することができる。   At this point, the substrate, optionally coated, can be removed by etching, for example, to form a stand-alone film of fluorinated polymer material and filler. A typical substrate used in the process includes a copper / invar / copper (CIC) composite. Such substrates are generally about 0.7 to about 40 mils thick and preferably about 0.7 to about 3 mils thick. If copper or a copper composite is used, such a substrate can be removed from the fluoropolymer composite by etching with a typical copper etchant (eg, cupric chloride).

使用可能な界面活性剤の好適なものには、非イオン界面活性剤が含まれる。好適な界面活性剤は、オクチル・フェノキシエタノールであって、ローム&ハース社(米国、100 Independence Mall West, Philadelphia, PA)からトリトンX−100という商品名で入手可能である。   Suitable surfactants that can be used include nonionic surfactants. A suitable surfactant is octyl phenoxyethanol, which is available from Rohm & Haas (USA, 100 Independence Mall West, Philadelphia, PA) under the trade name Triton X-100.

本発明によって生成された組成物は、基板において所望のバイアを形成するために、穿孔または打ち抜きを行うことができる。レーザー穿孔は、コーティングをレーザーに向けて行われ、好ましくは、塩化キセノンといった希ガスハロゲン化物レーザーを用いて、約3〜約30ジュール/cm2(308ナノメートルで)の間、一般的に約10ジュール/cmのフルエンス(流束量)で、308ナノメータのUVからIR波長を伴う様々なレーザーを用いる。レーザー穿孔は、接触タイプまたは投影タイプのどちらかであってよい。所定の領域にバイアを形成するために、銅または銅/インバール/銅といったレーザー耐性コーティングは、基板上の孔が形成されていない領域になされる。   The composition produced according to the present invention can be perforated or stamped to form the desired vias in the substrate. Laser drilling is performed with the coating directed at the laser, preferably between about 3 and about 30 joules / cm 2 (at 308 nanometers), typically using a noble gas halide laser such as xenon chloride. Various lasers with UV to IR wavelengths of 308 nanometers with a fluence of Joules / cm are used. Laser drilling may be either contact type or projection type. In order to form vias in a given area, a laser resistant coating such as copper or copper / invar / copper is applied to the areas where no holes are formed on the substrate.

しかしながら、布が基材として用いられる場合、布に適用される組成物の量は、押圧された(例えば、積層された)絶縁層の所望の最終厚さによる。注目すべきことは、本明細書において開示するようなシリカ充填材を含むことで、より薄く軽いスタイルのガラス織布の使用を可能にする一方、所望の厚みを尚達成し、更に、回路基板のx−y平面および垂直面の両方の寸法変化を維持又は改善する。シリカ充填材と、より薄く軽い織布の組合せにより、物質の有機/無機等質性を増加することによって絶縁層のレーザー穿孔も改善する(上述したスルーホールを提供するために)。積層物の絶縁抵抗信頼性も、導電物質と接触する繊維ガラスの減少により改善される。更に注目すべきことは、先に記載された他の有益な効果に加えて、シリカ充填材の存在により、銅めっきの付着を改善し、亀裂抵抗を改善し、更にめっきスルーホール信頼性を改善する。   However, when a fabric is used as the substrate, the amount of composition applied to the fabric depends on the desired final thickness of the pressed (eg, laminated) insulating layer. It should be noted that the inclusion of silica filler as disclosed herein allows the use of thinner and lighter styles of woven glass fabric while still achieving the desired thickness, and the circuit board. Maintain or improve dimensional changes in both the xy plane and the vertical plane. The combination of silica filler and thinner and lighter woven fabric also improves the laser perforation of the insulating layer by increasing the organic / inorganic homogeneity of the material (to provide the through holes described above). The insulation resistance reliability of the laminate is also improved by reducing the fiberglass in contact with the conductive material. Of further note, in addition to the other beneficial effects described above, the presence of silica filler improves copper plating adhesion, improves crack resistance, and further improves plating through-hole reliability. To do.

ガラス織布は組成材料に浸漬され、乾燥され、焼結されて、次に、完成された回路基板の一部としての使用が望まれる他の層に積層されてもよい。本明細書において記載された、いくつかの非常に有益な特徴を備える回路基板が結果として形成される。添付の実施例の組成物を用いて得られる、鍵となる電気的、熱的、物理的、熱的膨張特性の1例は、下記の表1に示される。一般的に、本発明の教示を用いて製造された絶縁層は、約2.45〜約3.6の範囲の誘電率と、1MHzで約0.0008〜約0.003の範囲の損失係数と、約400℃〜約500℃の範囲の分解温度を有し得る。

Figure 2007266606
The glass woven fabric may be dipped into the composition material, dried, sintered, and then laminated to other layers desired to be used as part of the finished circuit board. As a result, a circuit board with several very beneficial features described herein is formed. One example of key electrical, thermal, physical, and thermal expansion properties obtained using the compositions of the accompanying examples is shown in Table 1 below. In general, insulating layers made using the teachings of the present invention have a dielectric constant in the range of about 2.45 to about 3.6 and a loss factor in the range of about 0.0008 to about 0.003 at 1 MHz. And may have a decomposition temperature in the range of about 400 ° C to about 500 ° C.
Figure 2007266606

(実施例1)
約112グラムのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)水分散液TEFLON PTFE TE−382(0.05〜0.5ミクロンのPTFE樹脂粒子を60%(総重量比)含有しており、従来の界面活性剤よりも約50℃低い温度で燃焼(バーンオフ)する非イオン性湿潤剤が配合されている)と、約224グラムのテフロン(登録商標)PFA 335(水に懸濁された、0.05〜0.5ミクロンのペルフルオロ・アルコキシ(PFA)樹脂粒子を60%(総重量比)含有する)とを含有する組成物は、約5.2ミクロンの平均粒度を有する220グラムのOLV−6シリカ(龍森から入手可)と、高速分散器で高撹拌の下で約15〜25分間約2000〜約5000RPMで混合され、約1〜約2時間の間、平衡化することができた。次に、この組成物は、コーティング分野における周知の技術を用いて、水分散液から銅基板の上に厚さ約2.6ミルの厚にコーティングされた。次に、このコーティングは、約100℃〜約115度の温度で過熱され、水を除去され、続いて、約240℃〜約260℃で一時間加熱され、界面活性剤を除去され、焼結されてこれをベルトまたはこの場合スタンドアロンシートから剥がし、この組成物は、約1600PSI〜約2000PSIの圧力の下で約300℃〜350℃、約65分間押圧された。基板の銅はこの場合、塩化第二銅のエッチングによって除去され、高品質のフリースタンディングフィルムを得る。溶解後の乾燥複合体は、約14ppm/℃〜約28ppm/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)と、約2.68の誘電率と、約2.16g/ccの複合体密度を有する。
(Example 1)
About 112 grams of polytetrafluoroethylene (PTFE) aqueous dispersion TEFLON PTFE TE-382 (containing 60% (total weight ratio) of 0.05 to 0.5 micron PTFE resin particles) With a non-ionic wetting agent that burns off at about 50 ° C. below) and about 224 grams of Teflon PFA 335 (0.05-0 suspended in water). Composition containing 60% (total weight ratio) of 5 micron perfluoroalkoxy (PFA) resin particles), 220 grams of OLV-6 silica (Dragon) having an average particle size of about 5.2 microns. Available from the forest) and mixed at about 2000 to about 5000 RPM for about 15 to 25 minutes under high agitation in a high speed disperser and allowed to equilibrate for about 1 to about 2 hours . This composition was then coated from an aqueous dispersion onto a copper substrate to a thickness of about 2.6 mils using techniques well known in the coating art. The coating is then superheated at a temperature of about 100 ° C. to about 115 ° C. to remove water, followed by heating at about 240 ° C. to about 260 ° C. for 1 hour to remove the surfactant and sintering. It was peeled off from the belt or in this case the stand-alone sheet and the composition was pressed at about 300 ° C. to 350 ° C. for about 65 minutes under a pressure of about 1600 PSI to about 2000 PSI. The copper of the substrate is then removed by etching with cupric chloride to obtain a high quality free standing film. The dried composite after dissolution has a coefficient of thermal expansion (CTE) in the range of about 14 ppm / ° C. to about 28 ppm / ° C., a dielectric constant of about 2.68, and a composite density of about 2.16 g / cc.

(実施例2)
約134.4グラムのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)水分散液TEFLON PTFE 30B(上記実施例1の粒度を有する粒子を60%(総重量に対して)含有する)と、約201.6グラムのテフロン(登録商標)PFA 335(水に懸濁された、0.05〜0.5ミクロンのペルフルオロ・アルコキシ(PFA)樹脂粒子を60%(総重量に対して)含有する)を包含する懸濁液は、約2.8ミクロンの平均粒度を有する187グラムの龍森PLV―3シリカと、高速分散器において高撹拌の下で約15〜25分間約2000〜約5000RPMで混合され、約30分〜約2時間の間、平衡化することができた。この組成物は、次に、水分散液から銅基板の上に厚さ約2.5ミルの厚みにコーティングされた。このコーティングは、次に約100℃〜約115℃の温度で加熱されて水が除去され、続いて約240℃〜260℃で1時間加熱されて界面活性剤を揮発させ、焼結させ、そして次に約1600PSI〜2000PSIの圧力の下で約65分間、約310℃〜約350℃の温度で押圧された。得られたフィルムの厚みは、約1.6〜1.9ミルである。この銅は、塩化第二銅のエッチングによって除去されて乾燥され、約16.2ppm/℃〜約28ppm/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)と、約2.48の誘電率と、約2.15g/ccの複合体密度を有するフィルムが得られる。
(Example 2)
About 134.4 grams of polytetrafluoroethylene (PTFE) aqueous dispersion TEFLON PTFE 30B (containing 60% (based on total weight) of particles having the particle size of Example 1 above), and about 201.6 grams of Suspension containing Teflon PFA 335 (containing 60% (based on total weight) of 0.05-0.5 micron perfluoroalkoxy (PFA) resin particles suspended in water) The liquid is mixed with 187 grams of Tatsumori PLV-3 silica having an average particle size of about 2.8 microns at about 2000 to about 5000 RPM for about 15-25 minutes under high agitation in a high speed disperser and about 30 minutes It was possible to equilibrate for ~ 2 hours. This composition was then coated from an aqueous dispersion onto a copper substrate to a thickness of about 2.5 mils. The coating is then heated at a temperature of about 100 ° C. to about 115 ° C. to remove water, followed by heating at about 240 ° C. to 260 ° C. for 1 hour to volatilize and sinter the surfactant, and It was then pressed at a temperature of about 310 ° C. to about 350 ° C. for about 65 minutes under a pressure of about 1600 PSI to 2000 PSI. The resulting film thickness is about 1.6 to 1.9 mils. The copper is removed by cupric chloride etching and dried to have a coefficient of thermal expansion (CTE) in the range of about 16.2 ppm / ° C. to about 28 ppm / ° C., a dielectric constant of about 2.48, and about 2 A film having a composite density of .15 g / cc is obtained.

(実施例3)
約63.8グラムのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)水分散液TEFLON PTFE TE−3823(0.05〜0.5ミクロンのPTFE樹脂粒子を60%(総重量比)含有しており、従来の表面活性剤よりも約50℃低い温度で燃焼する非イオン湿潤在を配合されている)と、0.1〜0.3ミクロンのフッ化エチレンプロピレン(FEP)樹脂粒子からなる約225グラムのテフロン(登録商標)FEP 121A(54%(総重量比)とを含有する二成分のフルオロポリマー懸濁液は、3.8ミクロンの平均粒度を有する154グラムの龍森PLV−4シリカと混合された。この懸濁液は、次に銅基板上へ約2.2ミルの厚みでコーティングされた。このコーティングは、次に約100℃〜約115℃の温度で加熱されて水が除去され、続いて約240℃〜260℃で1時間加熱されて界面活性剤を揮発させ、焼結させ、そして次に約1600PSI〜2000PSIの圧力の下で約65分間、約265℃〜約350℃の温度で押圧された。得られたフィルムの厚みは、約1.3〜1.6ミルである。この銅が塩化第二銅のエッチングによって除去されてフリースタンディングフィルムが得られる。溶解後のこの乾燥複合体は、約22.5ppm/℃〜約30ppm/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)と、約2.45の誘電率と、約2.15g/ccの複合体密度を有する。
Example 3
About 63.8 grams of polytetrafluoroethylene (PTFE) aqueous dispersion TEFLON PTFE TE-3823 (containing 60% (total weight ratio) of 0.05 to 0.5 micron PTFE resin particles) About 225 grams of Teflon consisting of 0.1 to 0.3 micron fluorinated ethylene propylene (FEP) resin particles (compounded with non-ionic wetting that burns at about 50 ° C. below the active agent) A binary fluoropolymer suspension containing ® FEP 121A (54% total weight ratio) was mixed with 154 grams of Tatsumori PLV-4 silica having an average particle size of 3.8 microns. This suspension was then coated on a copper substrate at a thickness of about 2.2 mils, which was then heated at a temperature of about 100 ° C. to about 115 ° C. to produce water. Removed and subsequently heated at about 240 ° C. to 260 ° C. for 1 hour to volatilize and sinter the surfactant, and then about 265 ° C. to about 350 ° C. for about 65 minutes under a pressure of about 1600 PSI to 2000 PSI. Pressed at a temperature of 0 ° C. The thickness of the obtained film is about 1.3 to 1.6 mil, and this copper is removed by etching with cupric chloride to obtain a free standing film. This dry composite has a coefficient of thermal expansion (CTE) in the range of about 22.5 ppm / ° C. to about 30 ppm / ° C., a dielectric constant of about 2.45, and a composite density of about 2.15 g / cc. .

(実施例4)
約29グラムのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)水分散液TEFLON PTFE TE−3823(0.05〜0.5ミクロンのPTFE樹脂粒子を60%(総重量比)含有しており、従来の表面活性剤よりも約50℃低い温度で燃焼する非イオン湿潤在を配合されている)と、約34.8グラムのTeflon PFA 335(水に懸濁された、0.05〜0.5ミクロンのペルフルオロ・アルコキシ(PFA)樹脂粒子を60%(総重量比)含有している)と、約225グラムのテフロン(登録商標)FEP 121A(水に懸濁された、0.1〜0.3ミクロンのフッ化エチレンプロピレン(FEP)樹脂粒子を54%(総重量比)含有している)とを含有する三成分のフルオロポリマー組成物は、AO−900Hという商品名でアドマテックス社(Admatechs Vo. Ltd.)から入手可能な2〜8ミクロンの平均粒度を有する164グラムの球状のアルミナと、高速分散器で、約2000〜5000RPMで約15〜25分間混合され、約2時間平衡化された。この懸濁液は、次に銅基板上へ約2.2ミルの厚みでコーティングされた。このコーティングは、次に約100℃〜約115℃の温度で加熱されて水が除去され、続いて約240℃〜260℃で1時間加熱されて界面活性剤を揮発させ、焼結させ、そして次に約1600PSI〜2000PSIの圧力の下で約65分間、約265℃〜約350℃の温度で押圧された。得られたフィルムの厚みは、約1.3〜1.6ミルである。溶解後のこの乾燥複合体は、約42ppm/℃〜約53ppm/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)と、約2.97の誘電率と、約2.54g/ccの複合体密度を有する。
Example 4
About 29 grams of polytetrafluoroethylene (PTFE) aqueous dispersion TEFLON PTFE TE-3823 (containing 60% (total weight ratio) of 0.05 to 0.5 micron PTFE resin particles) About 34.8 grams of Teflon PFA 335 (0.05-0.5 micron perfluoro-suspension suspended in water). 60% (total weight ratio) of alkoxy (PFA) resin particles) and about 225 grams of Teflon FEP 121A (0.1-0.3 micron fluorine suspended in water). A three-component fluoropolymer composition containing 54% (total weight ratio) of ethylene propylene (FEP) resin particles) is a trade name of AO-900H 164 grams of spherical alumina with an average particle size of 2-8 microns available from Admatetechs Vo. Ltd., mixed with a high speed disperser at about 2000-5000 RPM for about 15-25 minutes, Equilibrated for 2 hours. This suspension was then coated on a copper substrate at a thickness of about 2.2 mils. The coating is then heated at a temperature of about 100 ° C. to about 115 ° C. to remove water, followed by heating at about 240 ° C. to 260 ° C. for 1 hour to volatilize and sinter the surfactant, and It was then pressed at a temperature of about 265 ° C. to about 350 ° C. for about 65 minutes under a pressure of about 1600 PSI to 2000 PSI. The resulting film thickness is about 1.3-1.6 mils. This dried composite after dissolution has a coefficient of thermal expansion (CTE) in the range of about 42 ppm / ° C. to about 53 ppm / ° C., a dielectric constant of about 2.97, and a composite density of about 2.54 g / cc. .

注目すべきことは、実施例4は第3のフルオロポリマーをこの組成物に追加することが含まれており、これは、本発明が2つのフルオロポリマーのみを使用することに限定されないことを意味する。更に注目すべきことは、これらのフルオロポリマーは、それぞれ異なる融解点を有する。例えば、実施例4のフルオロポリマーは、約327℃〜約335℃(PTFE)、約305℃(PFA)および約260℃(FEP)の融点を有する。係る3つのフルオロポリマー組成物の更なる実施例は、以下の実施例5および7において記載される。   It should be noted that Example 4 includes adding a third fluoropolymer to the composition, which means that the present invention is not limited to using only two fluoropolymers. To do. Of further note, these fluoropolymers have different melting points. For example, the fluoropolymer of Example 4 has a melting point of about 327 ° C. to about 335 ° C. (PTFE), about 305 ° C. (PFA), and about 260 ° C. (FEP). Further examples of such three fluoropolymer compositions are described in Examples 5 and 7 below.

(実施例5)
約48グラムのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)水分散液TEFLON PTFE TE−3823(0.05〜0.5ミクロンのPTFE樹脂粒子を60%(総重量比)含有しており、従来の表面活性剤よりも約50℃低い温度で燃焼する非イオン湿潤在を配合されている)と、約52グラムのTeflon PFA 335(水に懸濁された、0.05〜0.5ミクロンのペルフルオロ・アルコキシ(PFA)樹脂粒子を60%(総重量比)含有している)と、約196グラムのテフロン(登録商標)FEP 121A(水に懸濁された、0.1〜0.3ミクロンのフッ化エチレンプロピレン(FEP)樹脂粒子を54%(総重量比)含有している)とを含有する三成分のフルオロポリマー組成物が、実施例4の条件に基き、SP−4Bという名称で扶桑化学工業株式会社から入手可能な4ミクロンの平均粒度を有する147グラムの球状のシリカと混合された。この組成物は、実施例4と同様の条件で処理され、約1.3〜1.6ミルの厚みを有する乾燥フィルムを形成する。この乾燥フィルムは、約26ppm/℃〜約33ppm/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)と、約2.44の誘電率と、約2.14g/ccの複合体密度を有する。
(Example 5)
About 48 grams of polytetrafluoroethylene (PTFE) aqueous dispersion TEFLON PTFE TE-3823 (containing 60% (total weight ratio) of PTFE resin particles of 0.05 to 0.5 microns) About 52 grams of Teflon PFA 335 (0.05-0.5 micron perfluoroalkoxy (suspended in water)). PFA) resin particles 60% (total weight ratio)) and about 196 grams of Teflon® FEP 121A (0.1-0.3 micron fluorinated ethylene suspended in water) 3 component fluoropolymer composition containing 54% (total weight ratio) of propylene (FEP) resin particles), based on the conditions of Example 4, SP-4 Mixed and 147 grams of spherical silica having an average particle size of 4 microns, available from Fuso Chemical Co., Ltd. under the name. This composition is processed under the same conditions as in Example 4 to form a dry film having a thickness of about 1.3 to 1.6 mils. The dry film has a coefficient of thermal expansion (CTE) in the range of about 26 ppm / ° C. to about 33 ppm / ° C., a dielectric constant of about 2.44, and a composite density of about 2.14 g / cc.

(実施例6)
約56グラムのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)水分散液TEFLON PTFE TE−3823(0.05〜0.5ミクロンのPTFE樹脂粒子を60%(総重量比)含有しており、従来の表面活性剤よりも約50℃低い温度で燃焼する非イオン湿潤在を配合されている)と、約64グラムのテフロン(登録商標)FEP 121A(水に懸濁された、0.1〜0.3ミクロンのフッ化エチレンプロピレン(FEP)樹脂粒子を54%(総重量比)含有している)とを含有する二成分のフルオロポリマー組成物は、PLV−4という名称で龍森から入手可能な3.8ミクロンの平均粒度を有する154グラムの球状のシリカおよびAO−509という商品名でアドマテックス社(Admatechs Vo. Ltd.)から入手可能な46グラムの球状のアルミナと、高速分散器で、約1500〜5000RPMで約15〜25分間混合され、1〜約2時間平衡化された。この組成物は、次に水分散液から銅基板上へ約2.2ミルの厚みでコーティングされた。このコーティングは、次に約100℃〜約115℃の温度で加熱されて水が除去され、続いて約240℃〜260℃で1時間加熱されて界面活性剤を揮発させ、焼結させ、そして次に約1600PSI〜2000PSIの圧力の下で約65分間、約265℃〜約350℃の温度で押圧された。この銅がエッチングによって除去された後に得られたフィルムの厚みは、約1.3〜1.6ミルである。溶解後のこの乾燥複合体は、約52ppm/℃〜約70ppm/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)と、約2.54の誘電率と、約2.30g/ccの複合体密度を有する。
(Example 6)
About 56 grams of polytetrafluoroethylene (PTFE) aqueous dispersion TEFLON PTFE TE-3823 (containing 60% (total weight ratio) of 0.05 to 0.5 micron PTFE resin particles) About 64 grams of Teflon® FEP 121A (0.1 to 0.3 micron suspended in water). A two-component fluoropolymer composition containing 54% (total weight ratio) of fluorinated ethylene propylene (FEP) resin particles) is available from Tatsumori under the name PLV-4. 154 grams of spherical silica with an average particle size of microns and available from Admatechs Vo. Ltd. under the trade name AO-509. And 46 g of spherical alumina, at a high speed disperser, are mixed at about 1500~5000RPM about 15-25 minutes, it is 1 to about 2 hours equilibration. This composition was then coated from an aqueous dispersion onto a copper substrate at a thickness of about 2.2 mils. The coating is then heated at a temperature of about 100 ° C. to about 115 ° C. to remove water, followed by heating at about 240 ° C. to 260 ° C. for 1 hour to volatilize and sinter the surfactant, and It was then pressed at a temperature of about 265 ° C. to about 350 ° C. for about 65 minutes under a pressure of about 1600 PSI to 2000 PSI. The thickness of the film obtained after this copper has been removed by etching is about 1.3 to 1.6 mils. This dried composite after dissolution has a coefficient of thermal expansion (CTE) in the range of about 52 ppm / ° C. to about 70 ppm / ° C., a dielectric constant of about 2.54, and a composite density of about 2.30 g / cc. .

(実施例7)
約35グラムのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)水分散液TEFLON PTFE TE−3823(0.05〜0.5ミクロンのPTFE樹脂粒子を60%(総重量比)含有しており、従来の表面活性剤よりも約50℃低い温度で燃焼する非イオン湿潤在を配合されている)と、約46グラムのTeflon PFA 335(水に懸濁された、0.05〜0.5ミクロンのペルフルオロ・アルコキシ(PFA)樹脂粒子を60%(総重量比)含有している)と、約76グラムのテフロン(登録商標)FEP 121A(水に懸濁された、0.1〜0.3ミクロンのフッ化エチレンプロピレン(FEP)樹脂粒子を54%(総重量比)含有している)とを含有する組成物は、実施例6の条件に基づき、PLV−3という名称で龍森から入手可能な3.8ミクロンの平均粒度を有する58.5グラムの球状のシリカおよびAO−900という名称でアドマテックスから入手可能な29.8グラムの球状のアルミナと混合された。この組成物は、次に銅といった支持基板上にコーティングされ、実施例6で用いられた条件に基づき処理された。得られたフィルムの厚みは、約1.3〜1.6ミルである。銅が塩化第二銅でのエッチングによって除去された後、この乾燥複合フィルムは、約36ppm/℃〜約54ppm/℃の範囲の熱膨張係数(CTE)と、約2.23g/ccの複合体密度を有する。
(Example 7)
About 35 grams of polytetrafluoroethylene (PTFE) aqueous dispersion TEFLON PTFE TE-3823 (containing 60% (total weight ratio) of 0.05 to 0.5 micron PTFE resin particles) About 46 grams of Teflon PFA 335 (0.05-0.5 micron perfluoroalkoxy (suspended in water)). PFA) resin particles (containing 60% (total weight ratio)) and about 76 grams of Teflon FEP 121A (0.1-0.3 micron ethylene fluoride suspended in water) The composition containing 54% (total weight ratio) of propylene (FEP) resin particles) was entered from Tatsumori under the name PLV-3 based on the conditions of Example 6. Mixed 29.8 grams of spherical alumina available from Admatechs under the name 58.5 g of spherical silica and AO-900 having an average particle size of 3.8 microns as possible. This composition was then coated on a support substrate such as copper and processed based on the conditions used in Example 6. The resulting film thickness is about 1.3-1.6 mils. After the copper is removed by etching with cupric chloride, the dry composite film has a coefficient of thermal expansion (CTE) in the range of about 36 ppm / ° C. to about 54 ppm / ° C. and a composite of about 2.23 g / cc. Has a density.

更に本明細書における説明によって理解されるように、本発明おいて形成された回路基板の特定の用途は、チップキャリアもしくはプリント回路基板または本発明の譲受人によって製造販売されるような他の電子部品実装(エレクトロニックパッケージング)製品の一部としてである。特定の例の一つは、Hyper−BGAチップキャリア(Hyper−BGAはエンディコット・インターコネクト・テクノロジーズ社の登録商標である)という商品名で販売されるチップキャリアである。   As will be further understood by the description herein, the particular application of the circuit board formed in the present invention is a chip carrier or printed circuit board or other electronic such as manufactured and sold by the assignee of the present invention. As part of a component mounting (electronic packaging) product. One particular example is a chip carrier sold under the trade name Hyper-BGA chip carrier (Hyper-BGA is a registered trademark of Endicott Interconnect Technologies).

本発明は、当然、チップキャリアまたは高水準プリント回路基板に限定されない。係る回路基板(「コア」とも呼ばれ、その例としては、コアが一以上の電源層を備え、よって主にこの機能を果たす場合、「電源コア」と呼ばれる)は、最終製品に望まれる任意の要件によって、係るキャリアまたはプリント回路基板に組み込まれる。下記に規定されるように、「コア」は容易に他の層(導電層または絶縁層を含む)に「積み重ね(stack up)」られ、互いに接合されて(好ましくは従来のプリント回路基板積層技術を用いる)、多層キャリアまたは多層プリント回路基板を形成することができる。   Of course, the present invention is not limited to chip carriers or high-level printed circuit boards. Such a circuit board (also referred to as a “core”, for example, a core is provided with one or more power layers, and thus is primarily referred to as a “power core” when it performs this function) is optional for the final product. Depending on the requirements of such a carrier or printed circuit board. As defined below, the “core” is easily “stacked up” on other layers (including conductive or insulating layers) and joined together (preferably conventional printed circuit board lamination techniques). A multilayer carrier or a multilayer printed circuit board can be formed.

この様に形成された積層板は、次に、その外側導電層上に回路パターンを形成する従来の写真平板(フォトリソグラフィー)処理を含む、更なる処理がなされる。以下に記載されるように、係る外部のパターンは、導電性パッドを含んでいてもよく、この導電性パッド上には、所望であればこの構造体を他の要素(例えば半導体チップ、プリント回路基板およびチップキャリア)に接続するために、はんだボールといった導電体が配置され得る。従って、本発明のユニークな教示は、様々な電子部品実装製品に適応できる。   The laminate thus formed is then further processed, including a conventional photolithography process that forms a circuit pattern on its outer conductive layer. As will be described below, such external patterns may include conductive pads on which the structure can be placed on other elements (eg, semiconductor chips, printed circuits) if desired. A conductor such as a solder ball may be placed for connection to the substrate and chip carrier. Therefore, the unique teaching of the present invention can be applied to various electronic component mounting products.

本発明の好ましい実施例であると現時点で考えられるものが図と共に記載されてきたが、さまざまな変更及び改造が添付の請求の範囲に記載の本発明の範囲内から逸脱することなくその範囲内においてなされることができることは当業者にとって明らかであろう。   While what has been considered presently the preferred embodiment of the invention has been described with reference to the drawings, various changes and modifications may be practiced without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that it can be done in

Claims (23)

回路基板において使用することができる絶縁性組成物であって、
第1の融解点を有する第1のフルオロポリマーおよび、前記第1の融解点より低い第2の融解点を有する第2のフルオロポリマーと、
第1の熱伝導率を有する第1の無機充填材および、前記第1の熱伝導率より低い熱伝導率を有する第2の無機充填材と、
を含むことを特徴とする絶縁性組成物。
An insulating composition that can be used in a circuit board,
A first fluoropolymer having a first melting point and a second fluoropolymer having a second melting point lower than the first melting point;
A first inorganic filler having a first thermal conductivity, and a second inorganic filler having a thermal conductivity lower than the first thermal conductivity;
Insulating composition characterized by including.
前記第1および第2の無機充填材は、約10ミクロン以下の大きさを有する粒子を含むことを特徴とする請求項1に記載の絶縁性組成物。 The insulating composition of claim 1, wherein the first and second inorganic fillers include particles having a size of about 10 microns or less. 前記粒子は、球状の形状であることを特徴とする請求項2に記載の絶縁性組成物。 The insulating composition according to claim 2, wherein the particles have a spherical shape. 前記第1および第2の無機充填材は、アルミナ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ダイアモンド・パウダー、酸化チタン、シリカ、セラミックおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項2の絶縁性組成物。 The first and second inorganic fillers are selected from the group consisting of alumina, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, diamond powder, titanium oxide, silica, ceramic and combinations thereof. The insulating composition according to claim 2. 前記第1および第2の無機充填材は、シリカであって、このシリカは、球状の非晶質シリカ、半球状の非晶質シリカ、中空シリカ微粒子およびそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項4に記載の絶縁性組成物。 The first and second inorganic fillers are silica, and the silica is selected from the group consisting of spherical amorphous silica, hemispherical amorphous silica, hollow silica fine particles, and combinations thereof. The insulating composition according to claim 4. 前記第1および第2のフルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン系に帰属しており、前記組成物の約50〜90重量パーセントを構成しており、前記第1および第2の充填材は、前記組成物の約10〜50重量パーセントを構成していることを特徴とする請求項1に記載の絶縁性組成物。 The first and second fluoropolymers are attributed to the polytetrafluoroethylene system and comprise about 50 to 90 weight percent of the composition, and the first and second fillers are The insulating composition of claim 1 comprising about 10 to 50 weight percent of the composition. 支持部材を更に含んでおり、前記絶縁性組成物とこの支持部材は結合されて、前記回路基板において使用することができる絶縁層を形成することを特徴とする請求項1に記載の絶縁性組成物。 The insulating composition according to claim 1, further comprising a support member, wherein the insulating composition and the support member are combined to form an insulating layer that can be used in the circuit board. object. 前記支持部材はガラス繊維布から成ることを特徴とする請求項7に記載の絶縁性組成物。 The insulating composition according to claim 7, wherein the support member is made of a glass fiber cloth. 前記第1の融解点は、摂氏約300度〜摂氏約350度の範囲内にあり、前記第2の融解点は、摂氏約200度〜摂氏約280度の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の絶縁性組成物。 The first melting point is in the range of about 300 degrees Celsius to about 350 degrees Celsius, and the second melting point is in the range of about 200 degrees Celsius to about 280 degrees Celsius. The insulating composition according to claim 1. 前記第1の熱伝導率は、約600W/mK〜約2000W/mKの範囲内にあり、前記第2の熱伝導率は、約5W/mK〜約400W/mKの範囲内にあることを特徴とする請求項9に記載の絶縁性組成物。 The first thermal conductivity is in the range of about 600 W / mK to about 2000 W / mK, and the second thermal conductivity is in the range of about 5 W / mK to about 400 W / mK. The insulating composition according to claim 9. 前記第1のフルオロポリマーの前記第1の融点および前記第2のフルオロポリマーの前記第2の融点より低い融解点を有する第3のフルオロポリマーを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の絶縁性組成物。 The third fluoropolymer of claim 1, further comprising a third fluoropolymer having a melting point lower than the first melting point of the first fluoropolymer and the second melting point of the second fluoropolymer. Insulating composition. 回路基板であって、
第1の融解点を有する第1のフルオロポリマーおよび前記第1の融解点より低い第2の融解点を有する第2のフルオロポリマーならびに第1の熱伝導率を有する第1の無機充填材および前記第1の熱伝導率より低い熱伝導率を有する第2の無機充填材を含む絶縁性組成物を有する少なくとも一つの絶縁層と、
前記少なくとも一つの絶縁層上に配置された少なくとも一つの導電層と、
を備えることを特徴とする回路基板。
A circuit board,
A first fluoropolymer having a first melting point, a second fluoropolymer having a second melting point lower than the first melting point, and a first inorganic filler having a first thermal conductivity and At least one insulating layer having an insulating composition comprising a second inorganic filler having a thermal conductivity lower than the first thermal conductivity;
At least one conductive layer disposed on the at least one insulating layer;
A circuit board comprising:
前記少なくとも一つの導電層は、銅または銅合金から成ることを特徴とする請求項12に記載の回路基板。 The circuit board according to claim 12, wherein the at least one conductive layer is made of copper or a copper alloy. 前記第1および第2の無機充填材は、約10ミクロン以下の大きさを有する粒子を含むことを特徴とする請求項12に記載の回路基板。 13. The circuit board according to claim 12, wherein the first and second inorganic fillers include particles having a size of about 10 microns or less. 前記粒子は、球状の形状であることを特徴とする請求項14に記載の回路基板。 The circuit board according to claim 14, wherein the particles have a spherical shape. 前記第1および第2の無機充填材は、アルミナ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ダイアモンド・パウダー、酸化チタン、シリカ、セラミックおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項14に記載の回路基板。 The first and second inorganic fillers are selected from the group consisting of alumina, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, diamond powder, titanium oxide, silica, ceramic and combinations thereof. The circuit board according to claim 14. 前記第1および第2の無機充填材は、シリカであって、このシリカは、球状の非晶質シリカ、半球状の非晶質シリカ、中空シリカ微粒子およびそれらの組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする請求項16に記載の回路基板。 The first and second inorganic fillers are silica, and the silica is selected from the group consisting of spherical amorphous silica, hemispherical amorphous silica, hollow silica fine particles, and combinations thereof. The circuit board according to claim 16. 前記第1および第2のフルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン系に帰属しており、前記組成物の約50〜90重量パーセントを構成しており、前記第1および第2の充填材は、前記組成物の約10〜50重量パーセントを構成していることを特徴とする請求項12に記載の回路基板。 The first and second fluoropolymers are attributed to the polytetrafluoroethylene system and comprise about 50 to 90 weight percent of the composition, and the first and second fillers are The circuit board of claim 12, comprising about 10 to 50 weight percent of the composition. 支持部材を更に含んでおり、前記絶縁性組成物とこの支持部材は結合されて、前記回路基板において使用することができる絶縁層を形成することを特徴とする請求項12に記載の回路基板。 The circuit board according to claim 12, further comprising a support member, wherein the insulating composition and the support member are combined to form an insulating layer that can be used in the circuit board. 前記支持部材はガラス繊維布から成ることを特徴とする請求項19に記載の回路基板。 The circuit board according to claim 19, wherein the support member is made of a glass fiber cloth. 前記第1の融解点は、摂氏約300度〜摂氏約350度の範囲内にあり、前記第2の融解点は、摂氏約200度〜摂氏約280度の範囲内にあることを特徴とする請求項12に記載の回路基板。 The first melting point is in the range of about 300 degrees Celsius to about 350 degrees Celsius, and the second melting point is in the range of about 200 degrees Celsius to about 280 degrees Celsius. The circuit board according to claim 12. 前記第1の熱伝導率は、約600W/mK〜約2000W/mKの範囲内にあり、前記第2の熱伝導率は、約5W/mK〜約400W/mKの範囲内にあることを特徴とする請求項20に記載の回路基板。 The first thermal conductivity is in the range of about 600 W / mK to about 2000 W / mK, and the second thermal conductivity is in the range of about 5 W / mK to about 400 W / mK. The circuit board according to claim 20. 前記第1のフルオロポリマーの前記第1の融点および前記第2のフルオロポリマーの前記第2の融点より低い融解点を有する第3のフルオロポリマーを更に含むことを特徴とする請求項12に記載の回路基板。 The third fluoropolymer of claim 12, further comprising a third fluoropolymer having a melting point lower than the first melting point of the first fluoropolymer and the second melting point of the second fluoropolymer. Circuit board.
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