JPS59204295A - 金属回路構造体 - Google Patents

金属回路構造体

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JPS59204295A
JPS59204295A JP144684A JP144684A JPS59204295A JP S59204295 A JPS59204295 A JP S59204295A JP 144684 A JP144684 A JP 144684A JP 144684 A JP144684 A JP 144684A JP S59204295 A JPS59204295 A JP S59204295A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、金属回路と、ポリイミド及び無機充填月を含
む組成物より成る誘電体層とが組合わされた。金属回路
構造体に係る。
〔従来技術〕
ポリイミドの層を含む構造体は周知である。ボリイミ1
り゛は、その誘電体特性並びに化学的及び機械的耐性に
より、多くの適用例に適した材料である。ポリイミド中
に充填材を混和することにより、ポリイミドの13′性
を特別な目的に適合させるにとも知られている。
I  B  M   Technical、  Dis
c]、os+n°e  Bu I IcL、in 、 
 第23巻、第12号、1981年5月、第5281頁
に於ける”5creenable Alpha Par
シ1cle l1jrricr”と題する文献に於て、
ポリアミン酸(polyamicacj、d)及び窒化
硼素の粒子を含む溶液が、アルファ粒子障壁を形成する
ために基板上にスクリーン印刷されることが記載されて
いる。それらの微小な平板状の窒化硼素の粒子は又、熱
の転送を増加させる熱伝導利としても働く。
I B M Technical Disclosur
e 13u月eLjn、第23巻、第1号、1980年
6月、第109頁に於ける”  5creened M
ul、L、1laycr PoJyj、n+i、de”
と題する文献は、低流動特性を有する、スクリーン印刷
可能な、付着性のポリイミド・ベース1への形成及び使
用について開示している。このベース1−に於ては、ポ
リアミン酸が溶解されている溶媒を吸収するスボンドと
して働く充填材として、グラファイトが用いられている
。従って、グラフアイ1−は、ポリイミドの前駆物質の
過度の浸出及び望ましくない流動を防ぐ。使用される際
に、上記ベース1−が清浄な乾燥した基板上にスクリー
ン印刷されて、350℃で硬化される。その様なグラフ
ァイトで充填されたポリイミドは、抵抗又はキャパシタ
の層を形成するために用いられる。所望ならば、その様
にして形成された抵抗層は、表面上に蒸着又はスバツタ
リンタされた金属を有してもよい。
欧州彷シ′1出有i第FP−A−0030641号明細
書はポリイミド及び微/hな平板状の雲母より成る、全
面的又は選択的被膜について記載している。その被膜を
形成するために、微小な平板状の雲母を含むポリアミン
酸の溶液が、基板上に均一に、又は所望のパターンを有
するスクリーンを通して(=J着される。溶媒が除去さ
れ、得られた層が硬化さ汎て、固体の旧著性の被膜が形
成される。その被膜は、望積回路を有するシリコン・チ
ップが表面上に装7nさhるセラミック基板上に露出さ
れている、電流の流Jしる金属パターンを絶縁するため
に用いられることが好ましい。
米国特許第3615913号明細書は、半導体表面のた
めの表面安定化層として用いられるポリイミド及びポリ
アミド−ポリイミドの被膜並びにその様な被膜の形成に
ついて記載している。その被膜は、酸化アルミニウム、
酸化シリコン、ガラス・ファイバ、窒化硼素、6莢、雲
母、酸化マタ′ネシウム、及び再活性化されたボリテ1
〜ラフルオルエチレンより成る群から選択された電気的
絶縁月より成る充填材を含む。
米国特許第42461.47号明細沓は、ろう(Jけ用
マスクの組成物、スクリーン印刷によるその付着、その
使用及びその剥離について記載している。スクリーン印
刷及び剥離が可能な、そのろう付は用マスク組成物は、
ポリエボキシト又はポリイミド/アミド、粘着性低下剤
(dat、ackj−fj、er)、高温に耐える充填
材、及び溶媒を含む。その付着されたろう付は用マスク
は、基板上の所定の領域をろうの付着から保護する。ろ
うイ・」け用マスクは、それが使用された後に容易に剥
離可能であることが重要である。その固体の充填材は、
高温にさらされて耐え得るものでなければならない。高
温に耐える、適当な固体の充填材には、例えば、酸化亜
鉛及びアルミナ等がある。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、小さな許容範囲内で再現可能な÷11
互に近接して配置された小さな貫通孔を有し、45J 
才tたイ・1若特性並びに好ましい物理的及び化学的特
性を右する、ポリイミドを基材とする誘電体層を相互間
に有している相互接続された金属回路の複数の層より成
り、大規模の製造処理に適している、基板−にに設けら
れた金属回路構造体を提供することである。
本発明の」二記1〒1的は、ポリイミドと、酸化アルミ
ニラ13又は酸化亜鉛或はそれらに混合物とを含む組成
物より成る誘電体層を相互間に有している金層回路の複
数の層より成る、基板上に設けられた金属回路構造体に
よって達成される。上記構造体は、次の処理工程を含む
方法によって形成される。
(])金属回路の層を表面上に有する基板上に、ポリア
ミドカルポル酸と、酸化アルミニウム又は酸化亜鉛或は
それらの混合物とを含む組成物を全面的にスクリーン印
刷する。
(2)  その付着された層を約75乃至約120℃の
温度で乾燥させる。
(3)相互に隣接する金属回路の層の間に11通孔が必
要とされる位置に於て、上記の(,1着された層中に貫
通孔を選択的に食刻する。
(4)上記の付着された層を約300乃至400℃の温
度で硬化させる。
(5)金層回路のもう1つの層を形成する。
本発明による構造体に於ける誘電体層は、金層とポリイ
ミIくとの厚さの比が約1:2を超えない限りに於て、
平坦である。A1□03又′は、Z n Oは誘電体層
の機械的及び熱的安定性並びに熱伝導性を増加させる。
それらの特性は、その月料が金属回路の2つの層の間の
誘電体層に用いられるために不可欠であり、それらの層
が超小型化されそして相互に近接して配置された金層路
を有する場合には特に不可欠である。従来技術に於て、
Ai。
03又ZnOを含むポリイミドを本明細書に記載の如く
用いることは何ら提案されておらず、又(J若された後
にフオ[−リソグラフィ食刻工程を施される、ポリイミ
ドの+’+ir駆物質及び充填利を含む、スクリーン印
刷可能な組成物を用いることも何ら提案さAtでいない
。本発明による構造体を形成するための方法に於ては、
金属領域上及び非金属領域」二の各々に必要とさ才しる
均一な層の厚さを得るために、誘電体層はスクリーン印
刷によって付着されねばならない。均・な層の厚さは、
誘電体層中のピン・ホール?!:除くために必要である
。しかしながら、J′1通孔が小さな・j′法を有して
いるので、それらをスクリーン印刷方法に於て形成する
ことは極めてX(、シい、従−)で、貫通孔は食刻方法
により形成されねばならない。しかしながら、ここで問
題が生じる。組成物がスクリーン印刷可能であるために
は、その組成物は、り#z燥されなけれは後の処理が困
ガ(である様な粘稠度を有していなければならないが、
その弓!2ガに工程に於ては、スクリーン印刷可能な、
tii成物生物中まれているポリアミドカルポル酸のイ
ミ1く化が進行しがちであり、そのイミド化が進行しす
ぎた場合には、その組成物の食刻が不可能になる。しか
しながら、本発明に於ては、A」203及びZ【10が
イミド化を抑制するので、その様な問題は生じない。そ
れは、層+!旧の食刻可能性を維持するだけでなく、)
第1・リソグラフィ食刻工程に於て本来的に実現される
周知の小さな11′1容範囲内の再現性とともに2,7
5板全体に亘る均一・な食刻速度を保証する。この均一
な食刻速度は、均一な貫通孔の寸法を得るために必要な
 方のI)θ捉条件である。他方の前提条件は、i)′
lJ述の如く、スクリーン印刷により実現される層の厚
さの均・さである。従って、スクリーン印刷方法と、ポ
リイミドの硬化の程度に本質的な影¥yτをIjえない
・:吃燥方法と、フ牙トリソグラフィ食刻力法とのユニ
ークな組合せのみが、相互に近接しC配置された小さな
貫通孔のパターンの再現可能な形成を保証する。この様
な組合せは、従来技術に於て提案されていない。
〔実施例〕
本発明による構造体は、例えばセラミック又は半導体材
料より成る基板上に設番ブられる。以ドに於ては、セラ
ミック基板上に設けられた構造体に関して説明が行われ
ているが、上記基板材料に限定されることはなく、本発
明による構造体は例えば半導体チップ1−に形成されて
もよい。
J、!、板は、 ・辺の長さが好ましくは24乃至36
III Illてi!Iる。正方形のセラミツタ・プレ
ー1−より成る。このプレー1〜」二に、好ましくは、
例えば厚さ80旧口程度のクロムの1;層と、厚さ4μ
m程度の銅の中間ノ・カと、厚さ80旧+1程度のクロ
ムの上層とより成る金属回路が形成される。金属回路及
び該金層回路の金属路間に露出されている基板の領域が
、誘電体た11で被IKIされる。」二記金属路間の領
域に於ける」二記誘電体層の厚さは、約2.54μm乃
至約25/1μ川であり、好ましくは約12.7μ■で
ある。金属回路と誘電体層との厚さの比が1=2を超え
なげコしは、誘電体層の表面は完全に平坦である。誘電
体層は、硬化されたポリイミドと、A]203又は7.
nO我はそれらの混合物の充填材とを含む組成物より成
る。1つの典型的なポリイミドは次の一般式を有し、 上記式に於て、nは少なくとも5の整数である。
粒子状の上記充填材が上記ポリイミドと均質に混和され
る。上記充填の粒子の寸法は、0.5ノリ至約10μm
の範囲に亘り得るが、好ましくは0゜5μ川である。ポ
リイミドと充填材との比は、4:6乃至6:4であり、
最適には1:1である。充填材の量が増加するとともに
、誘電体特性は劣化し、熱伝導性は増加する。充填月の
量の、栽少は、これと反対の効果を生しる。充埴月とボ
リイミ1−との重量比が1=1であるとき、その層のd
==体の質は未だ極めて良好であり、その熱伝篤・、性
も、本発明による構造体の温度か動作条件のドて低いレ
ベルに維持される様に該構造体から熱が充分に転送され
る程、充分に大きい。上記誘電体層は、貫通孔のパター
ンを含む。それらの貫通孔は、好ましくは、それらの下
方端部に於て、約25乃至50μ口1の直径を有し、そ
れらの上方端部に於て、最大100μ川の直径を有する
。それらの貫通孔の壁の最適な傾斜は約45°である。
それらの貫通孔は均一な・」法を有している。上記誘電
体層上に、りIましくは、上記基板上に付着された上記
金属回路の層と同一の材料より成りそして同一の層の厚
さを有している、金BL回路の第2層が付着される。そ
′Itらの金属回路の2つの層は、上記貫通孔を径で(
2目互接続される。この様にしてtqられだ構造体は、
例えば、スパッタリングされた石英、重合体、又は誘電
体層と同じ材料、即ち充填されたポリイミドより成る、
表面安定化層で被覆されてもよい。しかしながら、各々
隣接する金属回路の層と相互接続される金属回路の第3
M、第4層及びそiシ以上の層、並びにそれらの金属回
路の層の間に必要な、前述の誘電体層と基本的に同一で
ある誘電体層を、上記構造体上に付着することも可能で
ある。多層回路を有する構造体は、知、銘、又は現場に
於て初期故障を生せしめる短絡しかかった部分を生じが
ちである。この問題は、多j・1“+’+’ 41′1
:進体の表面を平坦に維持することが雉がしいことによ
るものであり、金属層の数が増加するとともに益々重大
となる。本発明による構造体に於ては、各誘電体層が、
下の構造体と関係なく、平坦な表面を有するので、上記
問題は生じない。
本発明による構造体は、大きな熱伝導性並びに優れた物
理的及び化学的安定性を有し、例えば)・Nの厚さ及び
貫通孔に関する所定の寸法に小さな許容範囲で対応し、
誘電体層と該誘電体層に隣接する金属回路の層との間に
優れたイ・]着性を有する。
特に本発明による構造体を形成するために用いられるス
クリーン印刷可能な組成物は、液状組成物である層形成
重合体部分、粘着性低1て剤及び固体の充填材を含む。
組成物の層形成重合体部分は、ポリイミド/アミド重合
体を含む。組成物の上記重合体部分は、液状組成物でな
ければならない。従って、上記重合体部分は、非反応性
弄釈剤中に於けるポリイミド/アミドの溶液又は分散液
である。
本発明に於て用いられるポリイミド/アミド重合体は周
り1jであり、一般に入手可能である。そのような重合
体は、文献に於てしばしばポリアミド又はポリアミド酸
として言及されており、重合体の鎖に沿って異なる量の
アミド及びイミドの基を含む、実際には完全には硬化さ
れていない重合体である。イミド基は、重合体の鎖の酸
基とのアミドの形の縮合によって得られる。その様な重
合体は一般的には、少くとも1つのジアミンを、少くと
も1つのポリカルボン酸及び/若しくはその無水物及び
/若しくはそのエステルと反応させることによって形成
される。種々のポリイミド/アミドが、米国特許第27
10853号、第2712543号、第2731/l/
17号、第2880230号、第3037966し、第
3073784号、第3073785号、第3]796
31号、第31、79632号、第31.79633号
、第3179634号、第3179635号、及び第3
190856号の明細書等に於て提案されて5’tと、
1.イ・発明に於いて用いられる好ましいポリイミド/
アミド重合体は、芳香族ジアミンを芳香iMテl−ラカ
ルボン酸ジアンヒドリドと反応させて91iられたもの
である。
上記ポリイミド/アミドを形成するために用u1られる
無水物には、例えば、ビロメリ1−1俊ジン′ンヒドリ
ド;無水メリト酸;無水1〜リメリ1−fl;2.3.
4.6.7、−ナフタリンテ1−ラカルホン1着ジアン
ヒドリド;1.2.5.6−ナフタリンテトラカルボン
酸ジアンヒドリド;3.3’、ll、4′−ジフェニル
テトラカルボン酸ジアンヒドリド;2.2′、3.3′
−ジフェニルテIへ9カルボン酸ジアンヒドリド;3.
3’、4、・ビーンフェニルメタンテトラカルボン酸ジ
アンヒ1−リド;ビス(3,4−カルボキシフェニル)
エーテルジアンビドリド;ビス(2,3−ジカルボ:V
ンノコーニル)スルホンジアンヒドリド;:3.3′ 
11、lビーベンゾフエノンテ1−ラカルポン酸ジアン
ヒ1−リド;3.3′、4.4′−スチルペンテ1〜ラ
カルボン酸ジアンヒドリド;2.3.6.7.−アン1
〜ラセンテ1〜ラカルボン酸ジアンヒドリド;1.2.
7、J3−ンエナントレンチ1−ラカルボン酸ジアンヒ
ドリ罷;2.3,6.7−ナツタセンチ1〜ラカルボン
酸シアンヒドリド;2.3.8.9−クリセンテI・ラ
カルボン酸ジアンヒドリド;2.3.6.7−1〜リフ
エニレンテトラカルボン酸ジアンヒドリド;ピレン−4
,5,9,10−テ1−ラカルポン醋ジアンヒドリド;
ペリレン−3,4,9,10−テ1−ラカルボン酸ジア
ンヒドリド;及びコロネン−1,2,7,8−テl〜ラ
カルボン酸ジアンヒドリド等がある。
脂肪/1′):有機ジアミンには、例えば、エチレンジ
アミン;r〈−メチルエチレンジアミン;1−リメノチ
レンジアミン;テl〜ラメチレンジアミン;1.5−ジ
アミノペンタン;ヘキサメチレンジアミン;1.4−ジ
アミノシクロペンタン;1.3−ジアミノシクロペンタ
ン;1.3−ジアミノ−2−メチルプロパン;1.6−
ジアミツー4−メチルヘキサン;1.4−ジアミノ−2
−メチルブタン;1−(N−プロピルアミノ)−6−ア
ミノヘキサン;及びI、3−ジアミノ−2−フェニルプ
ロパン等がある。
芳香h’A−脂肪ジアミンには、例えは、バつ−)′ミ
ノフェニルメチルアミン及びメターアミノノエニルメチ
ルアミン等がある。芳香h)、有機ジアミンには、例え
ば、2.2−ジー(4−アミノフェニル)プロパン;4
.4′−ジアミノジフェニルメタン;ベンジジン;モノ
−N−メチルベンジジン;3.3−ジクロルベンジジン
;4.4′−ジアミノジノエニルスルフイド;3.3′
−ジアミノノフェニルスルホン;4.4.’−ジアミノ
ジフェニルスルホン;4.4′−ジアミノジフェニルエ
ーテル;1.5−ジアミノナフタリン:メターフ、r−
=レンジアミン;パラ−フェニレンジアミン;3、:3
′−シフ1チル−4,4′−ビンエニルジアミン;3.
 :J′−ヅメ1−キシベンジジン;1−イソプロピル
−2,11フェニレンジアミン;3.5−ジアミノオル
1〜キシレン;3.5−ジアミノジフェニル;1.3−
ノアミノナフタリン;2.6−ジアミツアントシセン;
及び4.4′−ジアミノスチルへン等がある1゜最もり
」′ましい芳香族ジアミンは、4.4′−ジアミノジフ
ェニルエーテル;4.4−′−ジアミノジフェニルメタ
ン、およびバラ−フェニレンジアミンである。
不発明に於て用いられるポリイミド/アミドは、一般的
に約500乃至2500の分子量を有し、希釈剤と組合
わされたとぎ、通常の室温(例えば、約25’C)に於
て約25乃至150センチポアズの粘度を右すること力
徹了ましい。それらのポリイミド/アミドは、固体の重
合体材料であり、従って不活性イ釈剤と混和される。上
記ポリイミド/アミ1−を形成するために用いられるジ
アミン又はジアンヒドリ1くと反応しない又は生成物と
反応しない不活性希釈剤には、例えば、前駆物質(例え
ば、ジアミン又はジアンヒドリド)と反応しない官能基
を有している、双極子モーメン1−を有する有機極性溶
媒等がある。適当な有機極性溶媒には、例えば、r(、
N−ジメチルホルムアミド;N、N−ジメチルアセ1−
アミド;N−メチル−2−ピロリドン;N、N−ジエチ
ルポル11アミド;N、N−ジエチルアセトアミド;N
−N−ジメチルメ(−キシン′セトアミド;ジメトキシ
スルホキシ1−;ジエチルスルホキシド;ピリジン;ジ
メチルスルホン;ジエチルスルホン;ジプロピルスルホ
ン;・\ギリ″メチル燐アミド;テトラメチレンスルボ
ン;ジメチルテトラメチレンスルホン;及びヅメ1−キ
シテトラメチレンスルホン等がある。所望ならは、イ6
釈剤の混合物も用いられる。
本発明を用いたスクリーン印刷及び刺部の1り能なろう
付は用マスク組成物も、ポリイミドの4.1・IJJ。
の幾つか、例えばその熱伝導性、その機械的及び熱的安
定性2、その付着性及び硬化性等を修正する、固体の充
填材を含む。適当な固体の充j芭利には。
例えば、酸化亜鉛及びアルミナ等がある。。
用いられる充填材は、一般的には約0.25乃至約10
μm、好ましくは約0.5111「1の粒度を有する。
本発明に於て用いられる組合物は又、該組成′臣の重合
体部分と適合する、粘着性低1ぐ剤としC動く構成成分
を含む。その粘着性低下剤は、J1!、板の所定部分に
上記組成物をイ・]着するために用いられるスクリーン
印刷方法を容易にし且つ効果的にするために、該組成物
の粘着性を低下させる。スクリーンが益々微細化するに
従って、粘着性及び粘度の制御が更に重要となるので、
上記粘着性の低下は特に重要である。
−1−記の粘着性低下剤は又、スクリーン印刷に適した
粘度を」1記組成物にIy、え、そして金属回路の層の
間に誘電体層を形成する本発明の目的に特に適した、ス
クリーン印刷可能な組成物にするための粘度調整剤とし
ても向く。
上δ己粘着性低下剤は、実際に於て、乾燥及び硬化中に
、分解及び蒸発等により除去される。」二記粘箔性低ド
剤は、望ましくない程度迄炭化すべきでなく、又後の清
浄化及び除去工程に除去され難い残渣を基板上に残すべ
きてはない。
本発明に於て、層形成重合体部分の重合体がボリイミl
’ /ポリアミドであるとき、粘着性低下剤には液状シ
リコーン油、乾燥油、テルペン又はテルピネぢ−ルが用
いられることが解った。所望であれば、それらの特定の
粘着性紙1・剤の11コ合物か、それらが相互に適合す
る限りに於て、用いら4BH;る。
本発明に於ける粘着性紙1て剤は、層形成重合体部分の
重合体がポリイミド/アミドであるとこ、好ましくはテ
ルペンチン(シe、千cnLj旧])の!111きデル
ペンを含む。最も好ましくは、粘着性紙+j”+’i 
iJ、α−テルピネオールの如きテルピネオールの1−
ノである。
スクリーン印刷可能な組合物の形成に於て、ポリイミド
/アミドは、組合物の他の栴成部分どf昆和される前に
、不活性6釈剤とda和さオしる。
本発明に於て用いられる組成物は、 ・般的には、25
°Cに於て約700乃至約50000ぜンチボアズの粘
度を有する。該組成物の好まし、い粘度は、25℃に於
て、約1000乃至約13000センチポアズであり、
最もり了ましくはl、り7000乃牟12500センチ
ポアズである。
スクリーン印刷可能な組合物に於ける’IJJ若、t′
1.低下剤の呈は、約1乃至約5重に一%てあり、好」
、しくは4.1重量%である。
;fl成物に於(プる層形成重合体部分の重合体の量に
対して用いられる充填材の重量は約4二〇名乃至6:・
1てあり、りYましくは約1=1である。
本発明に於て用いられるスクリーン印刷nf能な組成物
を用いる前影的方法は、金属回路の層がイ」着されるセ
ラミック基板の!11+き基板に360乃至400メツ
シユのスクリーンを通して該組成物を伺箔することを含
む。セラミックは、土類の原料に熟を作用させることに
より製造された月料の製品である。りf′fニジいセラ
ミック基板は、珪酸アルミニラl\及び酸化アルミニラ
11の如き、酸化/シリコン及び珪酸塩等である。金属
回路は、例えは、厚さ約8(’、l nmのクロ11の
1へ層と、厚さ約4μIIIの銅の中間層と、厚さ約8
0旧11のクロ11の上層とより成る。
」−記7jff成物の層は、基板上に、一般的には約2
゜5乃至約250μ川の厚さに、最も好ましくは約25
μm11の厚さに(J’ !される。これは、スクリー
ン印刷によって容易に実際され、この方法は種々の所定
の層の厚さを小さな許容範fjjJ、て/14ることを
可能にする。
次に、付着さ4した層組成物を硬(IIさぜるために、
その層で被覆された基板が乾燥さA1.る4、こJしは
、被覆された基板を取扱うために必要である。1そQ″
ノ乾燥、誘電体層の表面が粒子て馬乗がれない::f?
に該表面の粘着性を除く。その・:・2ガ・kは又、ポ
リイミドからの残留溶媒と、フ第1・シラス1〜中に1
11部れる溶媒との間の相互作用を最小限に一4ン、・
。(σノ乾燥は、一般的には約75乃至約120°(゛
で約5乃至約16分間、好ましくは約90°(“て約I
F分間イゴわれる。この工程は又1..”U1成物の枯
1コ性低1・剤成分の分解及び蒸発の全♀′でiJい暢
・ぞ1./)・部を生せしめる。不活性の充放イ」が、
・;・2ハ11匹理中に早くイミド化が生じることを防
く1、 上記の(=J着された層上に、所望のヱ′j通J’Lの
パターンに対応する開孔パターンを有する)第1−シン
スト・マスクが、従来のフ第1〜リソクフノイ42 j
I:’I’を用いて形成される。例えば、W :」y 
cすd(、社製”i’h i nF 」、1.m Re
 s i sL、” (商品名)又はKod;+cJJ
製にT F i<(商品名)の!Ii1きネガティブ型
しジス1−及びShj、plcy社製5hip]ey 
] ] OO(商品名)の如きポジティブ型しンストが
用いられる。上記フ第1−レジス1−・マスクを食刻マ
スクとして、水酸化カリウム/8液を用いて、t′5通
孔が上記の1」着された層中に食刻さ、hる。好ましく
は、0.2モルの水酸化カリウム溶液か用いられる。露
出さAした領域に於ける充填されたポリイミドの材料の
厚さが均一であり、充填層の反応抑止効果によりポリイ
ミドのにjが化;!的にも均質であるので、食刻された
貫通孔は均一であり、全七同じ形状」法を有する。
好ましくは、貫通孔は、ぞれらの下方端部に於て約25
乃至約50μ川の直径を有し、それらの上方端部に於て
)吸入約]、 OOμmnの直径を有する。
貫通孔の壁の傾斜は約45°であることが最も好ましい
フ第1−レジス1〜の右1離中に、充填されたポリイミ
ドの層がその安定性を保つ様に、フ第1・レジス1〜が
子il潴りされる1狛に、k i?t!層が210℃で
糸り10乃至180分間、好ましくは10分間ベーキン
グされる。それから、フ第1〜レジストが一1#’l 
+4fLさJし、充填されたポリイミドの層が約300
乃を約・100℃の温度で15分間乃至5t1、冒7i
jの1111  タrましくは約360℃で30分間硬
化さ九る。
上記の充填されたポリイミドの層は、i′ノ2.5乃至
約250μm、好ましくは約23μil+の厚さにされ
る。貫通孔の外側に於けるその表面は、全Ji二回路の
層と充填されたポリイミ1−の層との厚さの比が本質的
に1=2を超えない限り、木質的に・ド坦である。基板
上及び金属回路の層]−に於てj:I:の厚さが均一で
あることにより、従来の方法を用いた場合により生じた
ビン・ホールの問題が除が、jシる。硬化された充填さ
れたポリイミドの層は、良好な熱伝導性及び良好な誘電
体特性を有する。。
本発明による構造体を形成するための方法がビン・ホー
ルのない誘電体層を形成することを;I< ”’jため
に、1つの試料が、貫通孔を形成さ、I(、ないこと以
外は前述の場合と同様にして処理さ、I+、た3、1・
記基板の1角に於て、充填されたポリイミドのw8゛が
、金属回路の層l−電気接点を形成するために除去ごイ
した。 久に、 」−1,尼iへイ斗力\゛屯)償゛改
甲に授禎ぎわ、該試才」が112極として働く様に直流
電圧が」1記電解液に加えIF+れだ。充填されたポリ
イミドの層がビン・ホールを右している場合には、こオ
シらの条件の下で、ljζX−3の気泡が炎生じ、それ
らは顕微鏡て観ぢ°ミさAしる。ぞの様な気泡は、本発
明に於ける層に於ては光勺、シなかった。
熱体ンj′邦′U遣よ、硬化された充填されたポリイミ
ドの層−1−にリーモ・チップ、即ち熱電対を設けられ
たチ・ノブk ;’iu ii′5.することによって
テストされる。
ボリイミ!−の夙:′C被覆された金属回路の層を径で
電流か流itたf、;合にJ6己熱電対で測定された温
度Q」、昇力゛:、上記層の、’;A伝底性の測定値で
ある。
硬化さ、jシた充填されたポリイミドの層上に、基板−
1−に(4i′:+さ、1シた金属回路の層と同一の月
料より成りそして同 の層のノブさを有することが好ま
しい、金/l’1.’l ijJ 7.’:の第2層か
形成される。マスク又はノオ;ヘリソゾうフィを用いた
蒸着による従来の方法乃て用いられ、全面的金属層が)
第1〜レジス1〜・マスク1−にI:’S 、i:iさ
れてからリフ1〜・オフ上程が施され、又は充填された
ポ′す・rミ1−のノ・ハ・(に直j、・5.・・、。
着されてから)第1−リングラフィjτ刻処几か施ゴれ
る。
多数の金属回路の層を有する4、(5進休を形に(3?
Cにはスクリーン印刷可能な7組成物を基板1−1にイ
・1首する工程で始まる上記処理−1−程か更にもう1
度又は数回反復される。
金属回路の最」二層が形成さオシた後、その構造体は、
スパッタリングされた石英、ブシスチツタ、又は金属回
路の層の間の誘電体層の充填さ2した7」Cリイミドよ
り成る表面安定化層て彼芭さ4しる。
次に、本発明の好ましい例を示すが、4允1す」かそれ
らに限定されることはない。
板上 スクリーン印刷可能な組な組成物が、8/lしのN−メ
チル−2−ピロリドン(1)uPo++L、社製P l
 ::l 、i4〇−商品名)中に溶解された1、〔;
シのポリアミ1〜カルボン酸の溶液中に、予めボール・
ミリンンによりR時間の1711混和されている、0 
’、 5 it m程度の粒度を有する16gのAl、
OJ粒」′〜と5 Lの、χ、テルビネオールとを加え
ることによって形成された。
更(−1,i41成物全体が均一・になる迄数時間ホー
ル・ミリングさ扛だ。
1記組)戊1チクか、金層回k“(1の層を句右さAし
ている、1辺の」kさが2・l、28及び3611団1
である、幾つかの止JJ形のビラミンク、!、(板上に
、/100メツシュのスクリーンを通してスクリーン印
刷された。
」二記金属回銘の層は、80 n+uのクロ11の下層
と、約4μIllのJRの中間層と、行80μIllの
クロムの上層とより成−〕だ。スタリーン印刷された層
の厚さは、約25.・1μIllであった。それから、
90℃で15分子HH: 、:・λL・(1−程が施さ
れた。次に、貫通孔の所望のバター )に苅応する開孔
パターンを有するフ第1〜レジ゛ス1へ・マスクが、従
来のフォトリングラフ−1’ 、J−程により、S++
ipJ、ey 1100のレジス1−から形成された。
テストのために2つの試料を残しておいて、池の試料が
0.2モルの水酸化カリウ11溶液中で」1刻されて、
マスク開孔中の露出領域に於ける充填さ汎だポリイミド
が除去された。
それから、全ての試料が210°Cで10分間処理され
、フ第1〜レジス1〜・マスクか全ての試Aパトから剥
離されてから、最終的に380°(:て、50分間硬化
された。
スクリーン印刷された層の表11′1目」、貫通孔饋戦
の外側に於て平坦であり、全ての貫通孔(J均°て同一
の形状寸法を有した。ぞAしらの1・万端コ11(の直
径は約38μ夏11であり、上方端部の直径は約70μ
Il+であった。上記の貫通孔のパターンを(iしCい
ない2つの試料を用いて、スクリーン印刷された層の熱
伝導性及びビン・ホールのテス1−か行われた。そJし
らのテス1〜は、」二記層が良好な:第1伝Jユ性を有
し、ビン・ホールを何ら有していないことを示した。そ
の構造体」二に、全6屈回バ1の第1層と同様な第2層
が従来の方法を用いて形成さAした。
上記のスクリーン印刷さ汎た層は、粘着デーブによるテ
ストに於て、金属回路の2勺のR1に多・]する優れた
旧著性を示した。更に、最終的(1”’;造休体、その
スクリーン印刷された層が、ポリイミドだ1づから形成
された層と同一・の好ましい物理的及び化学的特性を有
することを示した。
倒」− この例に於て用いられたスクリーン印刷uIjj’Q 
6組成物は、充填材としてAl、03でなく7.+10
を含んだ。構成成分の量、充填月の粒度、及び処理ツク
゛ラメータの勿1き他の全ての要素は、例1の場合と同
一・であった。
この例に於て形成された構造体も、(9J IにM、 
−(形成さ、hた構造体の場合と同様にり」′ましU・
持・;1.を右した。
出願人 インターナショカル・ビン?−人・マシーンズ
・ローボレーノヨン 復代理人 弁理上  合  1.Ii      f第
1頁の続き 0発 明 者 ジョセフ・フユナリ アメリカ合衆国ニューヨーク州 ベスタル・ミーカー・ロード14 9番地

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポリイミドど、酸化アルミニウム又は酸化亜鉛我はそA
    しらの混合物とを含む組成物より成る誘電体層を相互間
    に有している金属回路の複数の層より成る、基板上に設
    けられた金属回路構造体。
JP144684A 1983-04-29 1984-01-10 金属回路構造体 Granted JPS59204295A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US48987883A 1983-04-29 1983-04-29
US489878 1983-04-29

Publications (2)

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JPS59204295A true JPS59204295A (ja) 1984-11-19
JPH032355B2 JPH032355B2 (ja) 1991-01-14

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JP144684A Granted JPS59204295A (ja) 1983-04-29 1984-01-10 金属回路構造体

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