JPS63259907A - 電気的基体材料 - Google Patents
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回路又は配線根基付材料及びそれから形成され
た印刷配線板として、及び集積回路チップ用の改良され
たパッケージ装置として特に有用な電気基体材料に関す
る。特に本発明は、他の印刷配線板基体材料よりも改良
された電気的性能を示し、改良された表面取り付は及び
めっきされた貫通孔信頼性を生ぜしぬる比較的に高いコ
ンプライアンス及び低い熱膨張係数を示スセラミック充
填微細繊維ガラス強化フルオロポリマー複合材料からな
る新規にして改良された印刷配線板基体に関する。かが
る高度に充填された複合体の高度のコンプライアンスは
意外な結果である。セラミック充填材は、セラミック表
面を疎水性にするばかりでなく他の重要にして意外な特
長を与える材料（好ましくはシラン）で被覆される。こ
のセラミック充填微細繊維ガラス強化フルオロポリマー
複合材料はまた集積回路チップ用の改良されたパッケー
ジ装置に使用するのにも好適である。
た印刷配線板として、及び集積回路チップ用の改良され
たパッケージ装置として特に有用な電気基体材料に関す
る。特に本発明は、他の印刷配線板基体材料よりも改良
された電気的性能を示し、改良された表面取り付は及び
めっきされた貫通孔信頼性を生ぜしぬる比較的に高いコ
ンプライアンス及び低い熱膨張係数を示スセラミック充
填微細繊維ガラス強化フルオロポリマー複合材料からな
る新規にして改良された印刷配線板基体に関する。かが
る高度に充填された複合体の高度のコンプライアンスは
意外な結果である。セラミック充填材は、セラミック表
面を疎水性にするばかりでなく他の重要にして意外な特
長を与える材料（好ましくはシラン）で被覆される。こ
のセラミック充填微細繊維ガラス強化フルオロポリマー
複合材料はまた集積回路チップ用の改良されたパッケー
ジ装置に使用するのにも好適である。
高速コンピューターの性能は、印刷配線板（ＰＷＢ ）
のレベルから普通の相互接続法によっては益々制限され
るようになって来ている。ＥＣＬ又はＧａＡｓ 論理
装置が高い動作周波数及び短い立上９時間で開発される
に従っ”Ｃｌｐｗｓ基体、特に基体を含有する材料が回
路設計の重要な素子になって来て、基体材料の迎択が臨
界的である。現在基体選択のための二つの重要な問題に
（１）電気的性能及び（２）表面取り付は信頼性がある
。
のレベルから普通の相互接続法によっては益々制限され
るようになって来ている。ＥＣＬ又はＧａＡｓ 論理
装置が高い動作周波数及び短い立上９時間で開発される
に従っ”Ｃｌｐｗｓ基体、特に基体を含有する材料が回
路設計の重要な素子になって来て、基体材料の迎択が臨
界的である。現在基体選択のための二つの重要な問題に
（１）電気的性能及び（２）表面取り付は信頼性がある
。
改良された電気的性能及び低誘電率に対しては低損失Ｐ
ＷＢ材料が要求され、これらの性質は広い周波数及び温
度範囲にわたって安定である。
ＷＢ材料が要求され、これらの性質は広い周波数及び温
度範囲にわたって安定である。
高速用途のために信頼しうる電気的性能を与える普通に
使用されるＰＷＢ基体材料はフルオロポリマー（ＰＴＦ
Ｅ）ガラス複合材料を含む。
使用されるＰＷＢ基体材料はフルオロポリマー（ＰＴＦ
Ｅ）ガラス複合材料を含む。
信頼性あるよう表面取り付は技術を使用するためには、
電子パッケージ及びＰＷＢ基体の熱膨張係数（ＣＴＥ
）の近似したマツチが、半田接合部での応力を減するた
め要求される。しかしながらパッケージ及び板は通常異
なる速度で加熱されるから、近似ＣＴＥマツチが充分で
ないことがある。しなやか（低モジュラス）基体は、パ
ッケージ及び板の間の差のある応力から生ずる半田接合
部での応力を最小にする。Ｘ−Ｙ面での有利な熱膨張係
数を示すかかる基体材料にはポリイミド／石英及びポリ
イミド／ケプラー（ＫＥＶＬＡＲ）複合材料を含む。
電子パッケージ及びＰＷＢ基体の熱膨張係数（ＣＴＥ
）の近似したマツチが、半田接合部での応力を減するた
め要求される。しかしながらパッケージ及び板は通常異
なる速度で加熱されるから、近似ＣＴＥマツチが充分で
ないことがある。しなやか（低モジュラス）基体は、パ
ッケージ及び板の間の差のある応力から生ずる半田接合
部での応力を最小にする。Ｘ−Ｙ面での有利な熱膨張係
数を示すかかる基体材料にはポリイミド／石英及びポリ
イミド／ケプラー（ＫＥＶＬＡＲ）複合材料を含む。
しかしながら従来技術では有効な電気的性能及び表面取
り付は信頼性を有するＰＷＢ基体を提供するのに成功し
ていない。ＰＴＦＥ／ガラス複合材料はすぐれた電気的
性質を有するが、これらの材料は悪い寸法安定性を有し
、悪い表面取り付は信頼性をもたらす。反対にポリイミ
ド／石英及びポリイミド／ケプラーはすぐれた表面取り
付は信頼性を有するが、これられの材料は比較的高い誘
電率及び高い損失（又は損失係数を有し、悪い電気的性
能をもたらす。更に従来技術では、高い信頼性のめつき
された貫通孔相互接続が達成されるように円のそれに充
分に近似したＺ方向熱膨張係数を有していない。
り付は信頼性を有するＰＷＢ基体を提供するのに成功し
ていない。ＰＴＦＥ／ガラス複合材料はすぐれた電気的
性質を有するが、これらの材料は悪い寸法安定性を有し
、悪い表面取り付は信頼性をもたらす。反対にポリイミ
ド／石英及びポリイミド／ケプラーはすぐれた表面取り
付は信頼性を有するが、これられの材料は比較的高い誘
電率及び高い損失（又は損失係数を有し、悪い電気的性
能をもたらす。更に従来技術では、高い信頼性のめつき
された貫通孔相互接続が達成されるように円のそれに充
分に近似したＺ方向熱膨張係数を有していない。
同様の要件（即ち改良された電気的性能及び表面取り付
は信頼性）が表面取り付けされたＩＣチップパッケージ
のみならずＰＷＢ基体に対しても存在する。現在入手し
うるチップキャリヤーは一般にセラミック材料又は重合
体材料からなる。これらの各材料は電気的性質、耐環境
性、原価及び大きさ限界及び／又は表面取り付は信頼性
によって幾つかの既知の欠点を有する。
は信頼性）が表面取り付けされたＩＣチップパッケージ
のみならずＰＷＢ基体に対しても存在する。現在入手し
うるチップキャリヤーは一般にセラミック材料又は重合
体材料からなる。これらの各材料は電気的性質、耐環境
性、原価及び大きさ限界及び／又は表面取り付は信頼性
によって幾つかの既知の欠点を有する。
米国特許第４３３５１８０号（これの記載は全て引用し
てここに組入れる）には改良された電気的性質及び表面
取り付は信頼性の両方を有する電気的基体材料が記載さ
れている。この材料はセラミックで充填されたガラス強
化フルオロポリマーからなるマイクロ波回路板として記
載されている。その目的のためには好適である。
てここに組入れる）には改良された電気的性質及び表面
取り付は信頼性の両方を有する電気的基体材料が記載さ
れている。この材料はセラミックで充填されたガラス強
化フルオロポリマーからなるマイクロ波回路板として記
載されている。その目的のためには好適である。
が、米国特許第４３３５１８０号のマイクロ波材料は、
材料が高度の水吸収性（即ち材料が親水性である）を示
すことで重大な欠点に悩まされている。その結果として
、水分がマイクロ波回路中に吸収され、回路の電気的及
び他の性質に望ましからぬ変化をもたらす。またこの材
料は低い強度、悪い銅接着及び悪い寸法安定性を含む他
の欠点に悩まされる。
材料が高度の水吸収性（即ち材料が親水性である）を示
すことで重大な欠点に悩まされている。その結果として
、水分がマイクロ波回路中に吸収され、回路の電気的及
び他の性質に望ましからぬ変化をもたらす。またこの材
料は低い強度、悪い銅接着及び悪い寸法安定性を含む他
の欠点に悩まされる。
従来技術の上述した欠点及び他の欠点は本発明の電気基
体材料によって克服もしくは低減される、本発明は前記
基体に基いた改良されたｐｗａ基体及びＰＷＢｉ４造物
を提供するばかりでなく改良された集積回路チップキャ
リヤーパッケージを提供する。
体材料によって克服もしくは低減される、本発明は前記
基体に基いた改良されたｐｗａ基体及びＰＷＢｉ４造物
を提供するばかりでなく改良された集積回路チップキャ
リヤーパッケージを提供する。
本発明によれば改良された電気的性能及びすぐれた熱膨
張及び所望の性質を示すＰＷＢ基体材料は、セラミック
充填フルオロポリマーを含有し、セラミック材料は下記
の性ｇｌ： （１）低誘電率； （２）低損失； （３）低熱膨張、及び （４）化学的不活性 を有する。
張及び所望の性質を示すＰＷＢ基体材料は、セラミック
充填フルオロポリマーを含有し、セラミック材料は下記
の性ｇｌ： （１）低誘電率； （２）低損失； （３）低熱膨張、及び （４）化学的不活性 を有する。
好ましくはセラミック充填材材料は非晶質溶融シリカ（
５ｉｏｅ ）粉末を含有する。また好ましい実施態様に
おいて、セラミック充填フルオロポリマーは少割合のガ
ラス微細電維強化材を含む。
５ｉｏｅ ）粉末を含有する。また好ましい実施態様に
おいて、セラミック充填フルオロポリマーは少割合のガ
ラス微細電維強化材を含む。
本発明の重大な特長は、セラミックの表面を疎水性にＬ
ｌこれによってＰＷＢ基体中への望ましからぬ水吸収を
排除するシラン被覆材料でセラミック充填材を被覆する
ことにある。またシラン被覆は基体／鋼接着、強度及び
寸法安定性に意外な改良を与える。これらの結果は、シ
ラン被覆がフルオロポリマーマトリックスに化学的に結
合しないことから予期できなかった。
ｌこれによってＰＷＢ基体中への望ましからぬ水吸収を
排除するシラン被覆材料でセラミック充填材を被覆する
ことにある。またシラン被覆は基体／鋼接着、強度及び
寸法安定性に意外な改良を与える。これらの結果は、シ
ラン被覆がフルオロポリマーマトリックスに化学的に結
合しないことから予期できなかった。
本発明の被覆セラミック強化フルオロポリマーは低誘電
率、低信号伝播遅れ、低漏話及び減少した板厚、高周波
数での低損失を与え、インピーダンス制御に対して重要
な、誘電率及び厚さのすぐれた制御、立ち上り時間劣化
における著しい低下を与え、良好な熱消散のための改良
された熱伝導率を与える。本発明のフルオロポリマーを
ベースにしたＰＷＢ基体はまたＸ−Ｙ面における低ＣＴ
Ｅ及び材料固有のコンブライ７ンシーも示し、寸法安定
性はそれを表面取り付は用途に好適なものにする、一方
Ｚ方向におけるその低ＣＴＥがすぐれためつき貫通孔信
頼性を生ぜしぬる。これらのすぐれた電気的特性及び熱
膨張特性は、表１面取り付は装置及び／又は多層構造物
を要求する高速ディジタル及びマイクロ波用途にそれを
好適ならしめる。
率、低信号伝播遅れ、低漏話及び減少した板厚、高周波
数での低損失を与え、インピーダンス制御に対して重要
な、誘電率及び厚さのすぐれた制御、立ち上り時間劣化
における著しい低下を与え、良好な熱消散のための改良
された熱伝導率を与える。本発明のフルオロポリマーを
ベースにしたＰＷＢ基体はまたＸ−Ｙ面における低ＣＴ
Ｅ及び材料固有のコンブライ７ンシーも示し、寸法安定
性はそれを表面取り付は用途に好適なものにする、一方
Ｚ方向におけるその低ＣＴＥがすぐれためつき貫通孔信
頼性を生ぜしぬる。これらのすぐれた電気的特性及び熱
膨張特性は、表１面取り付は装置及び／又は多層構造物
を要求する高速ディジタル及びマイクロ波用途にそれを
好適ならしめる。
上述したセラミック充填フルオロポリマー複合材料から
なる表面取り付けできるＩＣＣチップキャリヤーパッケ
ージ、また改良された電気的性質及び表面取り付は性も
示す。本発明のフルオロポリマー複合チップキャリヤー
は事実において、印刷回路板の熱膨張をマツチするよう
に調整でき、これによってチップキャリヤーとＰＷＢの
間の熱的ミスマツチを最小にすることができる。熱膨張
のマツチングは、本発明のチップキャリヤーを本発明の
ＰＷＢ基体と組合せて使用するとき、それらの組成が同
じ又は実質的に同じであるので容易に達成される。また
そのて重要なことに、本発明によるチップキャリヤーは
、その電気的特性に関する限９多くの利点を提供する。
なる表面取り付けできるＩＣＣチップキャリヤーパッケ
ージ、また改良された電気的性質及び表面取り付は性も
示す。本発明のフルオロポリマー複合チップキャリヤー
は事実において、印刷回路板の熱膨張をマツチするよう
に調整でき、これによってチップキャリヤーとＰＷＢの
間の熱的ミスマツチを最小にすることができる。熱膨張
のマツチングは、本発明のチップキャリヤーを本発明の
ＰＷＢ基体と組合せて使用するとき、それらの組成が同
じ又は実質的に同じであるので容易に達成される。また
そのて重要なことに、本発明によるチップキャリヤーは
、その電気的特性に関する限９多くの利点を提供する。
本発明のフルオロポリマー複合チップキャリヤーは、従
来のセラミック、エポキシ又はポリイミドペースチップ
キャリヤーと比較したとき非常に低い誘電率及び損失係
数を特徴としている。
来のセラミック、エポキシ又はポリイミドペースチップ
キャリヤーと比較したとき非常に低い誘電率及び損失係
数を特徴としている。
最後に本発明のシラン被覆セラミック充填フルオロポリ
１−は、多層回路板における回路層を一緒に結合するた
めの結合層又は接着層として利用できる。
１−は、多層回路板における回路層を一緒に結合するた
めの結合層又は接着層として利用できる。
本発明の上述した及びその他の特長及び利点は以下の詳
細な説明及び図面から当業者には明らかとなるであろう
。
細な説明及び図面から当業者には明らかとなるであろう
。
印刷配線板（ＰＷＢ ）基体材料及び集積回路チップキ
ャリヤーを形成するのに非常に好適である本発明の電気
的基体材料は、被覆されたセラミック材料で充填された
フルオロポリマーＩＨ％を含有し、セラミック材料は低
誘電率、低損失、低熱膨張係数を有するばかりでなく化
学的に不活性である。上述した電気的及び物理的性質の
全てを有する好ましいセラミック材料はシリカ（Ｓｌｏ
ｔ）％好ましくは非晶質溶融シリカ粉末である。
ャリヤーを形成するのに非常に好適である本発明の電気
的基体材料は、被覆されたセラミック材料で充填された
フルオロポリマーＩＨ％を含有し、セラミック材料は低
誘電率、低損失、低熱膨張係数を有するばかりでなく化
学的に不活性である。上述した電気的及び物理的性質の
全てを有する好ましいセラミック材料はシリカ（Ｓｌｏ
ｔ）％好ましくは非晶質溶融シリカ粉末である。
本発明の重大な特長は、セラミック表面を疎水性にする
材料でセラミック（即ちシリカ）を被覆することにある
。セラミック材料、特にシリカは通常民水性であること
は認められるであろう。前述した米国特許第４３３５１
８０号で使用されるセラミック充填材は、その従来技術
材料の望ましからぬ水吸収性、低強度、悪い銅接着及び
悪い寸法安定性をもたらす。好ましい実施態様において
この被覆は、スベシアリテイ壷ケミカルス・コムパニー
によって商品名フロシル（ＰＲＵＳＩＬ） ２４６で市
販されているｐ−クロロメチルフェニルトリメトキシシ
ラン；これもスペシアリテイ・ケミカルス・コムパニー
によって製造されているＡ−４０（化学組成は不明）：
ダウ・コーニング・コムバニーよって商品名ＤＣＺ−６
０２０で市販されているアミノエチルアミノトリメトキ
シシラン；及びこれもダウ・コーニング・コムパニーに
よって市販されている商品名ＤＣＸＩ −６１００のフ
ェニルトリメトキシシラン（９０〜９５％）と７ミノエ
チ／Ｌ／７ミノプロピルトリメトキシシラン（５〜１０
％）の混合物の如きシランである。これらのシラン材料
の中ＤＣＸＩ −６１００が最も好ましいことが判った
。水吸収を排除することに加えて、シラン被覆はまた良
好な接着、強度及び寸法安定性（これは後で詳述する）
を含む幾つかの他の意外な改良ももたらす。これらの重
要な特長及び利点に影響を与えるため好ましいシラン被
覆は充填材（セラミック）材料の１重量％であることが
判った。
材料でセラミック（即ちシリカ）を被覆することにある
。セラミック材料、特にシリカは通常民水性であること
は認められるであろう。前述した米国特許第４３３５１
８０号で使用されるセラミック充填材は、その従来技術
材料の望ましからぬ水吸収性、低強度、悪い銅接着及び
悪い寸法安定性をもたらす。好ましい実施態様において
この被覆は、スベシアリテイ壷ケミカルス・コムパニー
によって商品名フロシル（ＰＲＵＳＩＬ） ２４６で市
販されているｐ−クロロメチルフェニルトリメトキシシ
ラン；これもスペシアリテイ・ケミカルス・コムパニー
によって製造されているＡ−４０（化学組成は不明）：
ダウ・コーニング・コムバニーよって商品名ＤＣＺ−６
０２０で市販されているアミノエチルアミノトリメトキ
シシラン；及びこれもダウ・コーニング・コムパニーに
よって市販されている商品名ＤＣＸＩ −６１００のフ
ェニルトリメトキシシラン（９０〜９５％）と７ミノエ
チ／Ｌ／７ミノプロピルトリメトキシシラン（５〜１０
％）の混合物の如きシランである。これらのシラン材料
の中ＤＣＸＩ −６１００が最も好ましいことが判った
。水吸収を排除することに加えて、シラン被覆はまた良
好な接着、強度及び寸法安定性（これは後で詳述する）
を含む幾つかの他の意外な改良ももたらす。これらの重
要な特長及び利点に影響を与えるため好ましいシラン被
覆は充填材（セラミック）材料の１重量％であることが
判った。
好ましくは本発明で使用するフルオロポリマーにはポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ ）がある。他のフ
ルオロポリマーの例には、ヘキサフルオロプロペン（Ｒ
ＦＰ ） 、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ ） 、
及びパーフルオロアル中ルビニルエーテル（ＰＡＶＥ
）の共重合体を含む。少量の微細繊維ガラス（即ち１μ
台の平均直径を有する）はＸ−Ｙ面での改良された寸法
安定性のために好ましい。後述する電気的及び熱的利点
を提供するそれぞれの成分材料の相対的Ｔｉ量百分率は
、フルオロポリマー３３〜４０重量％、少なくとも１重
°量％（セラミック充填材の重１％に基いて）のシラン
被覆を有するセラミック充填材５５〜７１ｉＱ％及び微
細ａ維ガラスＯ〜２重量％であることが見出された。本
発明で使用するための好ましい組成は、フルオロポリマ
ー（ＰＴＦＥ）３４〜３６％、上に１％のシラン被覆を
有するシリカ充填材（Ｓｉｏｔ ） ６２〜６４％、及
び微細繊維ガラス１％である。追加のセラミック（シリ
カ）充填材（ＰＴＦＥをぎせいにして）は低い熱膨張係
数な生ぜしめる、従って改良された表面取り付は信頼性
を生ゼしぬる。しかしながら増大したセラミック充填材
濃度は低い凝着強度及び回路パターンをエツチングした
後の大なる寸法変化を生ぜＬめる。小濃度（１％）の微
細繊維ガラスはエツチング後の寸法安定性を改良すると
思われる、増大した繊維含有率は、厚さ２，５ｍｉｍミ
ノのシートを作るとき加工問題を提供する。
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ ）がある。他のフ
ルオロポリマーの例には、ヘキサフルオロプロペン（Ｒ
ＦＰ ） 、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ ） 、
及びパーフルオロアル中ルビニルエーテル（ＰＡＶＥ
）の共重合体を含む。少量の微細繊維ガラス（即ち１μ
台の平均直径を有する）はＸ−Ｙ面での改良された寸法
安定性のために好ましい。後述する電気的及び熱的利点
を提供するそれぞれの成分材料の相対的Ｔｉ量百分率は
、フルオロポリマー３３〜４０重量％、少なくとも１重
°量％（セラミック充填材の重１％に基いて）のシラン
被覆を有するセラミック充填材５５〜７１ｉＱ％及び微
細ａ維ガラスＯ〜２重量％であることが見出された。本
発明で使用するための好ましい組成は、フルオロポリマ
ー（ＰＴＦＥ）３４〜３６％、上に１％のシラン被覆を
有するシリカ充填材（Ｓｉｏｔ ） ６２〜６４％、及
び微細繊維ガラス１％である。追加のセラミック（シリ
カ）充填材（ＰＴＦＥをぎせいにして）は低い熱膨張係
数な生ぜしめる、従って改良された表面取り付は信頼性
を生ゼしぬる。しかしながら増大したセラミック充填材
濃度は低い凝着強度及び回路パターンをエツチングした
後の大なる寸法変化を生ぜＬめる。小濃度（１％）の微
細繊維ガラスはエツチング後の寸法安定性を改良すると
思われる、増大した繊維含有率は、厚さ２，５ｍｉｍミ
ノのシートを作るとき加工問題を提供する。
第１図及び第２図において、ＰＷＢは１０で示す。ＰＷ
Ｂ １０は、任意の好適な良く知られている方法で基１
２上に形成された多数の導電性トレース１４を有する前
述した如き本発明のセラミック充填フルオロポリマー材
料からなる基体１２を含む。
Ｂ １０は、任意の好適な良く知られている方法で基１
２上に形成された多数の導電性トレース１４を有する前
述した如き本発明のセラミック充填フルオロポリマー材
料からなる基体１２を含む。
第３図において、多層回路板は全体的に１６で示す。多
層板１６は複数の基体の層１８，２０及び２２を有し、
これらの全てが本発明のセラミック充填フルオロポリマ
ー材料からなる。各基体１５１８．．２０及び２２はそ
れぞれその上に導電性パターン２３，２４，２５及び２
６を有する。上に回路パターンを有する基体層は回路基
体を形成する。めっきされた貫通孔２７及び２８は既知
の方法で選択された回路パターンを相互接続する。
層板１６は複数の基体の層１８，２０及び２２を有し、
これらの全てが本発明のセラミック充填フルオロポリマ
ー材料からなる。各基体１５１８．．２０及び２２はそ
れぞれその上に導電性パターン２３，２４，２５及び２
６を有する。上に回路パターンを有する基体層は回路基
体を形成する。めっきされた貫通孔２７及び２８は既知
の方法で選択された回路パターンを相互接続する。
本発明によれば、前述した組成を有する基体材料の分離
シート２９及び３０は、個々の回路基体を積属するため
の接着層又は結合層として使用される。かかる積層体を
形成す好ましい方法において、結合層の一つ以上の農で
交互に回路基体の積重をする。この積重体は次いで高温
で溶融結合し、これによって全多層組合体を、全体を通
じて一貫した電気的及び機械的性質を有する同質構造に
溶融する。重要なことに、接着結合層２９及び３０は本
発明のシラン被覆セラミック充填フルオロポリマー以外
の材料からなる回路基体を積層するために使用してもよ
い。
シート２９及び３０は、個々の回路基体を積属するため
の接着層又は結合層として使用される。かかる積層体を
形成す好ましい方法において、結合層の一つ以上の農で
交互に回路基体の積重をする。この積重体は次いで高温
で溶融結合し、これによって全多層組合体を、全体を通
じて一貫した電気的及び機械的性質を有する同質構造に
溶融する。重要なことに、接着結合層２９及び３０は本
発明のシラン被覆セラミック充填フルオロポリマー以外
の材料からなる回路基体を積層するために使用してもよ
い。
しかし好ましい実施態様において、多層回路板は、全て
が本発明の電気的基体材料からなる間挿結合層及び回路
基を含む。
が本発明の電気的基体材料からなる間挿結合層及び回路
基を含む。
第４図及び第５図はそれぞれ良く知られているストリッ
プライン及び本発明の二重ストリップライン配置に関す
る。例えば第４図において第１図及び第２図の印刷配線
板１０は金属接地シールド３１及び３１′の対の間に挟
まれている。
プライン及び本発明の二重ストリップライン配置に関す
る。例えば第４図において第１図及び第２図の印刷配線
板１０は金属接地シールド３１及び３１′の対の間に挟
まれている。
唯一つの接地シールド３１が利用されるときには、通常
のマイクロストリップ配置を設けることは認められるで
あろう。第５図は第４図のストリップラインの改変を示
す。第５図において、心電体３２及び３４は二重ス）
ＩＪツブライン配置を形成するＸ方向又はＹ方向の何れ
かに配向されている。
のマイクロストリップ配置を設けることは認められるで
あろう。第５図は第４図のストリップラインの改変を示
す。第５図において、心電体３２及び３４は二重ス）
ＩＪツブライン配置を形成するＸ方向又はＹ方向の何れ
かに配向されている。
本発明の電気的基体材料の有利な電気的及び熱的性質は
、それを、良く知られている表面取り付はリード付き及
びリード無しチップキャリヤーの如きチップキャリヤー
パッケージ及びビングリッドアレー（ＰＧＡ ）パッケ
ージとして使用するのに好適にする。例えば第６図にお
いて、リード無しチップキャリヤーパッケージは全体的
に３４で示してあり、その周囲の多数の導電性パッド３
６及び集積回路を収納するためのキャビティ３８を含む
。これも前述した回路基体からなるカバー１０がチップ
キャリヤー３４の上表面４２に設ける。
、それを、良く知られている表面取り付はリード付き及
びリード無しチップキャリヤーの如きチップキャリヤー
パッケージ及びビングリッドアレー（ＰＧＡ ）パッケ
ージとして使用するのに好適にする。例えば第６図にお
いて、リード無しチップキャリヤーパッケージは全体的
に３４で示してあり、その周囲の多数の導電性パッド３
６及び集積回路を収納するためのキャビティ３８を含む
。これも前述した回路基体からなるカバー１０がチップ
キャリヤー３４の上表面４２に設ける。
本発明の電気的基体材料を製造するに当って使用する方
法は本質的に米国特許第４３３５１８０号（これはここ
に引用して組入れる）に詳細に記載されている方法と同
じである。両方法の主たる相違は本発明においてシラン
カップリング剤でセラミック充填材粒子を被覆する追加
工程にある。代表的にはセラミック充填材粒子は下記の
方法を用い゛て被覆する。
法は本質的に米国特許第４３３５１８０号（これはここ
に引用して組入れる）に詳細に記載されている方法と同
じである。両方法の主たる相違は本発明においてシラン
カップリング剤でセラミック充填材粒子を被覆する追加
工程にある。代表的にはセラミック充填材粒子は下記の
方法を用い゛て被覆する。
水のｐＨをぎ酸を加えること番こよって３．０に調整し
、６３部の酸性にした水を１００部のシリカ充填材に加
える。高剪断ミ午す−（ワーりングプレンダーの如き）
中で濃厚スラリーを烈しく撹拌する。充填材の均質分散
が達成されたとき、適切量のシランを滴下し１約１０分
閲混合続ける。次いで混合物を不銹鋼製容器に移し、有
孔カバーで農をし、１２０℃でセットした熱風対流オー
プン中に入れ、混合物から水を除いて乾燥し、シランカ
ップリング剤と充填材の間で共有結合を形成し、縮合反
応によってシラン被覆を重合させる。
、６３部の酸性にした水を１００部のシリカ充填材に加
える。高剪断ミ午す−（ワーりングプレンダーの如き）
中で濃厚スラリーを烈しく撹拌する。充填材の均質分散
が達成されたとき、適切量のシランを滴下し１約１０分
閲混合続ける。次いで混合物を不銹鋼製容器に移し、有
孔カバーで農をし、１２０℃でセットした熱風対流オー
プン中に入れ、混合物から水を除いて乾燥し、シランカ
ップリング剤と充填材の間で共有結合を形成し、縮合反
応によってシラン被覆を重合させる。
本発明の製造方法と前記米国特許第４３３５１８０号に
記載された方法の間の他の重要性は少ないが相違は下記
のものを含む。
記載された方法の間の他の重要性は少ないが相違は下記
のものを含む。
（１）カチオン凝・ の °：
凝集剤の必要量は被覆程度及び充填材濃度で変化する。
６３％５ｈｏｔ、 １％ガラス繊維、３６％ＰＴＦＥ
（被覆はＤＣＸｌ−６１００である）の組成物に対する
ポリエチレンイミン凝集剤の濃度ニ ジラン被覆頭 必要凝集剤濃度 Ｏ％ 充填材１００部について０，２部０．２５
％ 充填材１００部について０．１３部０．５％
充填材１００部について０．１１部２．０％
充填材１００部について０．１０部（２）滑剤濃
度： 代表的なジプロピレングリコール滑剤は全材料重量を基
準にして１９重量％の濃度で使用する。
（被覆はＤＣＸｌ−６１００である）の組成物に対する
ポリエチレンイミン凝集剤の濃度ニ ジラン被覆頭 必要凝集剤濃度 Ｏ％ 充填材１００部について０，２部０．２５
％ 充填材１００部について０．１３部０．５％
充填材１００部について０．１１部２．０％
充填材１００部について０．１０部（２）滑剤濃
度： 代表的なジプロピレングリコール滑剤は全材料重量を基
準にして１９重量％の濃度で使用する。
（３）Ｙ−パス圧延条件：
３届製造のため（約０．００２５ｉｎ）、１９００ｐＳ
ｉのロール曲げ圧力で約０．００１ｉｎのギャップ中に
多段圧延バス（５回まで）を必要とする。
ｉのロール曲げ圧力で約０．００１ｉｎのギャップ中に
多段圧延バス（５回まで）を必要とする。
代表的な条件は、全サイクルにわたって１７００ ｐｓ
ｉの圧力、約３°Ｆ／分で室温から７００’Ｆまでの加
熱、３０分間の保持、約１’Ｆ／分での５００下までの
冷却、最高速度（約２０″Ｆ／分）での室温までの冷却
である。
ｉの圧力、約３°Ｆ／分で室温から７００’Ｆまでの加
熱、３０分間の保持、約１’Ｆ／分での５００下までの
冷却、最高速度（約２０″Ｆ／分）での室温までの冷却
である。
実施例
非限定的な下記実施例１〜８は、充填材濃度、被覆濃度
、繊維の種類及び濃度がどのように印刷回路板に対する
基本性質に影響するかを示す。
、繊維の種類及び濃度がどのように印刷回路板に対する
基本性質に影響するかを示す。
各実施例は前述した方法によって作った。表１に示した
結果は、最良の性質はＤＣＸｉ −６１００シラン被覆
で被覆したシリカ充填材６３％で得られた。この好まし
い濃度は、低い多孔度、非常に低い水吸収、高い銅接着
、改良された強度及び良好な寸法安定性を生ぜしめた。
結果は、最良の性質はＤＣＸｉ −６１００シラン被覆
で被覆したシリカ充填材６３％で得られた。この好まし
い濃度は、低い多孔度、非常に低い水吸収、高い銅接着
、改良された強度及び良好な寸法安定性を生ぜしめた。
表１に明らかに示されるように、シラン被覆の使用は水
吸収を劇的に低下させ、剥離強さ、引張強さ及び寸法安
定性を増大した。これらの重要な特長及び利点は驚くべ
ことで全く意外であった。「天分含有率」はフルオロポ
リマーの燃焼後材料中に残ったセラミック充填材及び繊
維の量である。
吸収を劇的に低下させ、剥離強さ、引張強さ及び寸法安
定性を増大した。これらの重要な特長及び利点は驚くべ
ことで全く意外であった。「天分含有率」はフルオロポ
リマーの燃焼後材料中に残ったセラミック充填材及び繊
維の量である。
実施例９〜１４においては、シランの濃度における変化
がどのように本発明の電気的基体材料の主要な性質に影
響を与えるかを示すため、シラン被覆の皿を０〜４．０
％の間で変化させｔう表２から明らかな如く、非常に低
いシラン濃度（０，２５％）でさえも減少した水吸収及
び改良された剥離強さを有する。１％以上のシラン濃度
は銅箔に対する接合を有利にし、これが更に剥離強さの
改良を生ぜしぬる。しかしながら約１％を越えたシラン
被覆濃度では、フルオロポリマーと充填材の間の接合が
、強度における低下と熱膨張係数における増加で証明さ
れる如く、低下する。シランの好ましい量はセラミック
充填材の全重量の少なくとも１％、そしてより好ましく
は１〜２％の範囲である。
がどのように本発明の電気的基体材料の主要な性質に影
響を与えるかを示すため、シラン被覆の皿を０〜４．０
％の間で変化させｔう表２から明らかな如く、非常に低
いシラン濃度（０，２５％）でさえも減少した水吸収及
び改良された剥離強さを有する。１％以上のシラン濃度
は銅箔に対する接合を有利にし、これが更に剥離強さの
改良を生ぜしぬる。しかしながら約１％を越えたシラン
被覆濃度では、フルオロポリマーと充填材の間の接合が
、強度における低下と熱膨張係数における増加で証明さ
れる如く、低下する。シランの好ましい量はセラミック
充填材の全重量の少なくとも１％、そしてより好ましく
は１〜２％の範囲である。
■刊” Ｆ＋ｌ ｆ＋Ｉ Ｍ Ｆ−Ｔ Ｉ−１実施例１
５〜１９においては、４種の熱的に安定なシラン被覆を
シラン被覆を有しない対照例と比較しである。全ての被
覆は１％濃度で行った。表３に示される如く、全ての被
覆が極度のΩくべき意外な結果を、水吸収の減少、銅接
着の改良及び強度の改良によって与えた。示されている
如く、下掲の有利な結果の熱安定性及び粘稠度によりＤ
ＣＸｉ −６１００が好ましい被覆である。
５〜１９においては、４種の熱的に安定なシラン被覆を
シラン被覆を有しない対照例と比較しである。全ての被
覆は１％濃度で行った。表３に示される如く、全ての被
覆が極度のΩくべき意外な結果を、水吸収の減少、銅接
着の改良及び強度の改良によって与えた。示されている
如く、下掲の有利な結果の熱安定性及び粘稠度によりＤ
ＣＸｉ −６１００が好ましい被覆である。
表 ３（その２）
１５ １２００ ２．８４
０．００１５１６ １２００
２．８３ ０．００１７１７
１３００ ２．８４ ０
．００１５１８ １１５０ ２
．８３ ０．００１６１９ ９００
２．８３ ０．００１
６本発明の電気的基体材料はセラミック、好ましくはシ
リカで高度に充填される。第７図は本発明の材料のＸ−
Ｙ面熱膨張係数についての受填材濃度の効果を示すグラ
フである。測定は０〜１２０℃の温度範囲にわたって熱
−機械分析器で測定して多数の試料（充填材の全を変化
させた）について行った。セラミックの熱膨張をマツチ
させることは困難であるが、１０〜２０ｐｐｍ ／ ’
Ｃ範囲でのＣＴＥは、本発明の材料の高度のコンブライ
アンシーにより応力が最小で保たれるので、高い半田接
合部信頼性を生ぜしめうることを証明した（後述する第
１０図参照）。
０．００１５１６ １２００
２．８３ ０．００１７１７
１３００ ２．８４ ０
．００１５１８ １１５０ ２
．８３ ０．００１６１９ ９００
２．８３ ０．００１
６本発明の電気的基体材料はセラミック、好ましくはシ
リカで高度に充填される。第７図は本発明の材料のＸ−
Ｙ面熱膨張係数についての受填材濃度の効果を示すグラ
フである。測定は０〜１２０℃の温度範囲にわたって熱
−機械分析器で測定して多数の試料（充填材の全を変化
させた）について行った。セラミックの熱膨張をマツチ
させることは困難であるが、１０〜２０ｐｐｍ ／ ’
Ｃ範囲でのＣＴＥは、本発明の材料の高度のコンブライ
アンシーにより応力が最小で保たれるので、高い半田接
合部信頼性を生ぜしめうることを証明した（後述する第
１０図参照）。
例えば第７図に示されるように、セラミック充填材の比
較的高い百分率で、ＣＴＥは低下し、セラミックのそれ
に近づいている。
較的高い百分率で、ＣＴＥは低下し、セラミックのそれ
に近づいている。
第８図は、これも０〜１２０°Ｃの温度範囲にわたって
熱機械分析器で測定したときのＺ方向熱膨張係数につい
ての充填材量の変化の効琴を示す。ここでも高充填材濃
度で、Ｚ方向ＣＴＥは確実に下方に移動している（後述
する第１１図も参照）。第７図及び第８図において証さ
れるように、Ｘ−Ｙ及びＺ方向ＣＴＥは、充填材濃度を
調整することによって簡単に銅、セラミック又は他の材
料を有利なものにすることができる。
熱機械分析器で測定したときのＺ方向熱膨張係数につい
ての充填材量の変化の効琴を示す。ここでも高充填材濃
度で、Ｚ方向ＣＴＥは確実に下方に移動している（後述
する第１１図も参照）。第７図及び第８図において証さ
れるように、Ｘ−Ｙ及びＺ方向ＣＴＥは、充填材濃度を
調整することによって簡単に銅、セラミック又は他の材
料を有利なものにすることができる。
表４は薄い（即ちＯ，０Ｏ１５ｉｎ）シート材料を処理
したときの繊維濃度及び充填材粒度分布の効果を示す（
全試料が約６２％のセラミック充填材含有率を有する）
。試料は（１）標準充填材粒度（平均直径約５〜１０μ
惰）で、（２） ３０μ帽こ等しいか又は３０μ情より
大なる粒子を除いて、（３）１％ガラス繊維で、及び（
４）ガラス線維無しで作った。結果は、非常に薄いシー
ト材料の製造が、ガラス繊維を用いずそしてより大なる
平均粒子寸法を有する充填材粒子を用いない組成物にと
って非常に容易であることを明らかに示している。
したときの繊維濃度及び充填材粒度分布の効果を示す（
全試料が約６２％のセラミック充填材含有率を有する）
。試料は（１）標準充填材粒度（平均直径約５〜１０μ
惰）で、（２） ３０μ帽こ等しいか又は３０μ情より
大なる粒子を除いて、（３）１％ガラス繊維で、及び（
４）ガラス線維無しで作った。結果は、非常に薄いシー
ト材料の製造が、ガラス繊維を用いずそしてより大なる
平均粒子寸法を有する充填材粒子を用いない組成物にと
って非常に容易であることを明らかに示している。
表 ４
既知の従来技術の基体材料に対する本発明の電気的基体
材料の詳飢な評価を下記に示し、これは二つの部分：電
気的性能及び表面取り付は信頼性に分けである。本発明
の性能（ＲＯ−２８００）を、従来技術の基体材料及び
集積回路チップキャリヤー例えばＰＴＦＫ／微細繊維ガ
ラス、エボ午シ／繊製ガラス、ポリイミド／織製ガラス
、ｐｒｙＥ／ａ製ガラス、水ガラスド／織製石英、及び
ポリイミド／ケプラー（イー・アイ・デュポン・ドー′
不モアス争コンパニーの登録商標）に対して比較する。
材料の詳飢な評価を下記に示し、これは二つの部分：電
気的性能及び表面取り付は信頼性に分けである。本発明
の性能（ＲＯ−２８００）を、従来技術の基体材料及び
集積回路チップキャリヤー例えばＰＴＦＫ／微細繊維ガ
ラス、エボ午シ／繊製ガラス、ポリイミド／織製ガラス
、ｐｒｙＥ／ａ製ガラス、水ガラスド／織製石英、及び
ポリイミド／ケプラー（イー・アイ・デュポン・ドー′
不モアス争コンパニーの登録商標）に対して比較する。
■、電気的性能
Ａ、伝播遅れ
本発明によるシラン被覆セラミック充填プルオロボリｆ
ｆ−ＰＷＢ基体材料（ＲＯ−２６００）ｔｉ、後に証明
する如く表面取り付は性能に対するかなりの性能を有す
る最低の誘電率ＰＷＢ材料である。２．８〜２，９の誘
電率で、伝播遅れは織製ガラス繊強化エポキシ及びポリ
イミド材料と比較して３０％という大きさで小さくでき
、石英又はケプラー布帛で強化したポリイミド積層体に
比し′″Ｃ１０％と言う大きさで小さくできる。このデ
ータは表５に集計する。ＰＴＦＥ ／微細繊維ガラス材
料は本発明に対して低い誘電率及び伝播遅れを示すが、
これらの材料の悪い熱機械的性質がそれらを表面取り付
は用に不適切なものにしていることが判るであろう。
ｆ−ＰＷＢ基体材料（ＲＯ−２６００）ｔｉ、後に証明
する如く表面取り付は性能に対するかなりの性能を有す
る最低の誘電率ＰＷＢ材料である。２．８〜２，９の誘
電率で、伝播遅れは織製ガラス繊強化エポキシ及びポリ
イミド材料と比較して３０％という大きさで小さくでき
、石英又はケプラー布帛で強化したポリイミド積層体に
比し′″Ｃ１０％と言う大きさで小さくできる。このデ
ータは表５に集計する。ＰＴＦＥ ／微細繊維ガラス材
料は本発明に対して低い誘電率及び伝播遅れを示すが、
これらの材料の悪い熱機械的性質がそれらを表面取り付
は用に不適切なものにしていることが判るであろう。
表 ５
空 気 １．０ １．０１６７
１００％ＰＴＦＥ／微維帷ガラス ２．２
１．５０８０ ６７％ＲＯ−２８００（本発明）
２．８ １．７０１２ ６０％ポリイミド
／織製石英 ３．３５ １．８６０９ ５５％
ポリイミド／織製ケルバー ３．６ １．９２９
１ ５３％ポリイミド／織製ガラス ４．５
２．１５６７ ４７％エポキシ／織製ガラス
４．８ ２．２２７５ ４６％Ｂ
、漏話 漏話は信号トレース間のエネルギーの望ましからぬカッ
プリングとして規定できる。高性能ディジタルコンピュ
ーターシステム（こおいて、回路密度が非常に大であり
、トレース間の小さい間隔を生ゼしめる。ライン間隔が
減少するに従って、漏話は大きな問題になる。
１００％ＰＴＦＥ／微維帷ガラス ２．２
１．５０８０ ６７％ＲＯ−２８００（本発明）
２．８ １．７０１２ ６０％ポリイミド
／織製石英 ３．３５ １．８６０９ ５５％
ポリイミド／織製ケルバー ３．６ １．９２９
１ ５３％ポリイミド／織製ガラス ４．５
２．１５６７ ４７％エポキシ／織製ガラス
４．８ ２．２２７５ ４６％Ｂ
、漏話 漏話は信号トレース間のエネルギーの望ましからぬカッ
プリングとして規定できる。高性能ディジタルコンピュ
ーターシステム（こおいて、回路密度が非常に大であり
、トレース間の小さい間隔を生ゼしめる。ライン間隔が
減少するに従って、漏話は大きな問題になる。
この比較においては、第５図に示した二重ストリップラ
イン配置を、多層構造の形でそれが広く用いられている
ために使用した。ライン幅は０．００５ｉｎで一定に保
ち、全接地面間隔は、Ｘ及びＹ方向信号層が０．００５
ｉｎの絶縁体で分離されているとき５０ ｏｈｍの公称
特性インピーダンスを保つように選択した。
イン配置を、多層構造の形でそれが広く用いられている
ために使用した。ライン幅は０．００５ｉｎで一定に保
ち、全接地面間隔は、Ｘ及びＹ方向信号層が０．００５
ｉｎの絶縁体で分離されているとき５０ ｏｈｍの公称
特性インピーダンスを保つように選択した。
第９図に示す如く、潜号トレース間の６ ａｌｌの間隔
が、本発明に対しては２％未満の漏話を生ぜしめた、こ
れに対してポリイミド／石英に対しては８ ｍｉＪの間
隔を必要とし、エポキシ／ガラスに対しては１１．５
ｍｉＪの間隔を必要とした。これらの差は高性能用途に
おいては非常に重大であり、本発明による新規なＰＷＢ
基体を用いたとき、回路設計者に相互により近づいたト
レースを決めることを可能にする。
が、本発明に対しては２％未満の漏話を生ぜしめた、こ
れに対してポリイミド／石英に対しては８ ｍｉＪの間
隔を必要とし、エポキシ／ガラスに対しては１１．５
ｍｉＪの間隔を必要とした。これらの差は高性能用途に
おいては非常に重大であり、本発明による新規なＰＷＢ
基体を用いたとき、回路設計者に相互により近づいたト
レースを決めることを可能にする。
Ｃ０立ち上り時間劣化
ＰＷＢ基体による立ち上り時間劣化は、トレース長さが
長く、スイッチ時間が増大するとき重大な問題になる。
長く、スイッチ時間が増大するとき重大な問題になる。
ＲＯ−２８００（本発明）回路に対する立ち上り時間劣
化は幾つかの従来のＰＷＢ材料（エポキシ／織製ガラス
及びポリイミド／織製ガラス）及び高性能マイクロ波材
料（ＰＴＦＥ／微細繊維ガラス）に匹敵した。３，９〜
５．９ ｍｉｌ範囲のライン幅及び４９〜７０ ｏｈｍ
範囲の２．を用い、標準ストリップライン構造を選択し
た。
化は幾つかの従来のＰＷＢ材料（エポキシ／織製ガラス
及びポリイミド／織製ガラス）及び高性能マイクロ波材
料（ＰＴＦＥ／微細繊維ガラス）に匹敵した。３，９〜
５．９ ｍｉｌ範囲のライン幅及び４９〜７０ ｏｈｍ
範囲の２．を用い、標準ストリップライン構造を選択し
た。
全試験に対し、７Ｓ１２ＴＤＲ差し込みモジュールを有
スるチクトロニックスフ８５４オシロスコープを使用し
た。トレース長さは１９．６ｉｎであった、ＴＤＲ立ち
上り時間は代表的には２５ｐｓｅｃで、入力立ち上り時
間は代表的にはｐ８ｅｅであった。
スるチクトロニックスフ８５４オシロスコープを使用し
た。トレース長さは１９．６ｉｎであった、ＴＤＲ立ち
上り時間は代表的には２５ｐｓｅｃで、入力立ち上り時
間は代表的にはｐ８ｅｅであった。
立ち上り時間劣化を表６に示す。このデータから二つの
効果が判る： （１）誘電材料の効果、及び （２）回路構造の効果。
効果が判る： （１）誘電材料の効果、及び （２）回路構造の効果。
第一の効果は、特に高周波数で試験した各材料に対する
損失係数の差に帰因させることができる。信号パルスの
高周波成分の減衰は、小さい鮮鋭に規定されたパルス、
従って立ち上り時間劣化を生ぜＬめる。ＰＴＦＥ ／微
ｍａｔ維ガラス及びＲＯ−２８００積層体はＧＨｚ範囲
に良い低損失係数を示し、それぞれｏ、ｏｏｏｓ及び０
．００２という低い１０ ＧＨｚでの値を有する。高周
波数での損失係数を示すデータは試験した他の材料では
見出すことができなかった。しかしながらＩ ＭＨｚで
さえも、損失係数は０．０１〜０．０２の範囲である。
損失係数の差に帰因させることができる。信号パルスの
高周波成分の減衰は、小さい鮮鋭に規定されたパルス、
従って立ち上り時間劣化を生ぜＬめる。ＰＴＦＥ ／微
ｍａｔ維ガラス及びＲＯ−２８００積層体はＧＨｚ範囲
に良い低損失係数を示し、それぞれｏ、ｏｏｏｓ及び０
．００２という低い１０ ＧＨｚでの値を有する。高周
波数での損失係数を示すデータは試験した他の材料では
見出すことができなかった。しかしながらＩ ＭＨｚで
さえも、損失係数は０．０１〜０．０２の範囲である。
試験ではＲＯ−２８００（本発明）は、ポリイミド／ガ
ラス及びエポキシ／ガラス材と比較して４０〜５５％の
立ち上り時間劣化における減少を生せしめたことを示し
た。期待した如く、最低の損失材料、ＰＴＦＥ ／微細
繊維ガラスは、最低の立ち上り時間劣化を生ぜしめた、
これは本発明（ＲＯ−２８００）より１８％の改良を示
す。
ラス及びエポキシ／ガラス材と比較して４０〜５５％の
立ち上り時間劣化における減少を生せしめたことを示し
た。期待した如く、最低の損失材料、ＰＴＦＥ ／微細
繊維ガラスは、最低の立ち上り時間劣化を生ぜしめた、
これは本発明（ＲＯ−２８００）より１８％の改良を示
す。
表 ６
ＰＴＦＥＡ斂細繊維ガラス ４．８ ６多 １
３９ ８６ＰＴＦＥ／微細繊維ガラス ５．１
７９ １１１ ６８ＲＯ−２８００５，０
４９１６５１０２ＲＯ−２８００４，４５１１６５１０
２ＲＯ−２８００５，１６９１３９８６ ＲＯ−２８００５，２７５１３９８６ エボキシ／織製ガラス ４．９ ５１ ３６
６ ２２５エポキシ／織製ガラス ４．７ ７
５ ３０３ １８７ポリイミド／織製ガラス
５．９ ５６ ２３６ １４５ポリイミド／
織製ガラス ５．９ ７４ ２５９ １５
９ストリップライン回路、トレース長（Ｌ）−１９，６
ｉｎ雪ｓ’／５ Ｔｒ＝（Ｔｒ＠−Ｔｒｌ ）＝立ち上り時間劣化ＴｒＡ
＝一単位トレース長に対する立ち上り時間劣化り、伝送
ライン損失 多くの伝送ラインパラメーター（Ｚ＊、Ｅｒ１損失正接
又は損失係数、導体固有抵抗、表面仕上り、導体の厚さ
及び回路配置を含む）がストリップラインにおけるマイ
クロ波信号の減衰に影響を与える。
３９ ８６ＰＴＦＥ／微細繊維ガラス ５．１
７９ １１１ ６８ＲＯ−２８００５，０
４９１６５１０２ＲＯ−２８００４，４５１１６５１０
２ＲＯ−２８００５，１６９１３９８６ ＲＯ−２８００５，２７５１３９８６ エボキシ／織製ガラス ４．９ ５１ ３６
６ ２２５エポキシ／織製ガラス ４．７ ７
５ ３０３ １８７ポリイミド／織製ガラス
５．９ ５６ ２３６ １４５ポリイミド／
織製ガラス ５．９ ７４ ２５９ １５
９ストリップライン回路、トレース長（Ｌ）−１９，６
ｉｎ雪ｓ’／５ Ｔｒ＝（Ｔｒ＠−Ｔｒｌ ）＝立ち上り時間劣化ＴｒＡ
＝一単位トレース長に対する立ち上り時間劣化り、伝送
ライン損失 多くの伝送ラインパラメーター（Ｚ＊、Ｅｒ１損失正接
又は損失係数、導体固有抵抗、表面仕上り、導体の厚さ
及び回路配置を含む）がストリップラインにおけるマイ
クロ波信号の減衰に影響を与える。
１ｏｚ銅を用い５ ｔｒ；Ｌｌのライン幅で５０ ｏｈ
ｍストリップラインに対するＲＯ−２８００（本発明）
及びＰＴＦＥ／微細繊維ガラス材料について計算した結
果を表７に示す。低損失を要求するマイクロ波用にＰＴ
ＦＥ／微細黴維ガラスを用いた。表から判るように、Ｒ
Ｏ−２８００のみならずプレミアマイクロ波材料につい
てＩ ＭＨｚから１０ ＧＨｚまで行った。この特別の
構造は高速ディジタルパッケージに対する狭いラインに
向う傾向のため選択した。
ｍストリップラインに対するＲＯ−２８００（本発明）
及びＰＴＦＥ／微細繊維ガラス材料について計算した結
果を表７に示す。低損失を要求するマイクロ波用にＰＴ
ＦＥ／微細黴維ガラスを用いた。表から判るように、Ｒ
Ｏ−２８００のみならずプレミアマイクロ波材料につい
てＩ ＭＨｚから１０ ＧＨｚまで行った。この特別の
構造は高速ディジタルパッケージに対する狭いラインに
向う傾向のため選択した。
表 ７
０．００１ ９．６Ｘ１０−ａ ９．５Ｘ１（ｊ’０
．１ ９．６Ｘ１０’ ９．５Ｘ１σ１０．２５ ０
．０２２ ０．０２４ ０．５ ０．０４８ ０．０４８ １．０ ０．０９６ ０．０９５ ５．０ ０．４７９ ０．４７７ １０．０ ０．９５７ ０．９５３ ５０ ｏｈｍストリップライン ５ｍ’ｉＡ！ライン幅、１ ｏｚ ＥＤｉ■０表面取り
付は信頼性 幾つかの材料の幾つかの主要な熱的／機械的性質を表８
に示す。表の下部に示した二つの材料は参考材料であり
、アルミナはチップキャリヤー材料としてしばしば使用
される、銅は通常ＰｗＢ上の金属導体である。他の材料
の全【が次の分類に分けることができるＰＷＢ材料であ
る：フルオロポリマー材料（ＰＴＦＥ／ガラス、ＲＯ−
２８００）、特別強化（ポリイミド／石芙、ポリイミド
／ケルバー）、及び通常材料（ポリイミド／ガラス、エ
ポキシ／ガラス）。
．１ ９．６Ｘ１０’ ９．５Ｘ１σ１０．２５ ０
．０２２ ０．０２４ ０．５ ０．０４８ ０．０４８ １．０ ０．０９６ ０．０９５ ５．０ ０．４７９ ０．４７７ １０．０ ０．９５７ ０．９５３ ５０ ｏｈｍストリップライン ５ｍ’ｉＡ！ライン幅、１ ｏｚ ＥＤｉ■０表面取り
付は信頼性 幾つかの材料の幾つかの主要な熱的／機械的性質を表８
に示す。表の下部に示した二つの材料は参考材料であり
、アルミナはチップキャリヤー材料としてしばしば使用
される、銅は通常ＰｗＢ上の金属導体である。他の材料
の全【が次の分類に分けることができるＰＷＢ材料であ
る：フルオロポリマー材料（ＰＴＦＥ／ガラス、ＲＯ−
２８００）、特別強化（ポリイミド／石芙、ポリイミド
／ケルバー）、及び通常材料（ポリイミド／ガラス、エ
ポキシ／ガラス）。
本発明を、リード無しセラミックチップキャリヤーを用
いた熱サイクル試？板で表面取り付は用に使用するため
に評価した。
いた熱サイクル試？板で表面取り付は用に使用するため
に評価した。
表８における各材料に対して半田接合部対熱サイクル数
の結果を第１０囚に示す。図示する如く、本発明（ＲＯ
−２８０ＯＡ）の性能は標準エポ午シ／ガラス基体及び
ガラス強化フルオロポリマー材料の性能よりすぐれてい
る、そしてポリイミド／ケルバー及びポリイミド／石英
板よりもほんの僅か信頼性が劣る。ＲＯ−２８００に追
加の充填材を加えてＸ −Ｙ ＣＴＥを約１０．ｐｐｍ
７℃に低下させると、そのときには表面取り付は信頼性
はポリイミド／石英板よりも良くすることさえできる。
の結果を第１０囚に示す。図示する如く、本発明（ＲＯ
−２８０ＯＡ）の性能は標準エポ午シ／ガラス基体及び
ガラス強化フルオロポリマー材料の性能よりすぐれてい
る、そしてポリイミド／ケルバー及びポリイミド／石英
板よりもほんの僅か信頼性が劣る。ＲＯ−２８００に追
加の充填材を加えてＸ −Ｙ ＣＴＥを約１０．ｐｐｍ
７℃に低下させると、そのときには表面取り付は信頼性
はポリイミド／石英板よりも良くすることさえできる。
この追加充填材を有する材料を第１０図中にＲＯ−２８
００Ｂで示す。
００Ｂで示す。
ＰＷＢの熱心張係数がセラミックチップキャリヤーのそ
れに近づくに従って、示差型が減じ表面取り付けＬＣＣ
Ｃの生付接合部での減少した応力を生ゼしぬる。本発明
のＣＴＥは幾つかの他の基体と同じ程セラミツレチップ
キャリヤーに近づいてマツチないけれども、そのしなや
かな性質は半田接合部での応力を減するのに主要な役割
を果している。これは２８及び６８ ｌ１０ＬＣＣＣに
対するこれらの他の材料に匹敵する表面取り付は信頼性
を生ぜしぬる。
れに近づくに従って、示差型が減じ表面取り付けＬＣＣ
Ｃの生付接合部での減少した応力を生ゼしぬる。本発明
のＣＴＥは幾つかの他の基体と同じ程セラミツレチップ
キャリヤーに近づいてマツチないけれども、そのしなや
かな性質は半田接合部での応力を減するのに主要な役割
を果している。これは２８及び６８ ｌ１０ＬＣＣＣに
対するこれらの他の材料に匹敵する表面取り付は信頼性
を生ぜしぬる。
第１１図はめつきした貫通孔（ＰＴ）ｌ ）信頼性につ
いての基体ＣＴＫの効果のグラフである。第１１図に、
２方向におけるＰＷＢのＣＴＥに対する示差型のプロッ
トが示されている。２６３℃の△Ｔに対し１殆んどのＰ
ＷＢ材料に対する示差型は２〜１３％の間に入る、ＲＯ
−２８００に対して、これは１％未満である。
いての基体ＣＴＫの効果のグラフである。第１１図に、
２方向におけるＰＷＢのＣＴＥに対する示差型のプロッ
トが示されている。２６３℃の△Ｔに対し１殆んどのＰ
ＷＢ材料に対する示差型は２〜１３％の間に入る、ＲＯ
−２８００に対して、これは１％未満である。
主として、その低誘電率及び低損失係数（特に高周波数
において）により、本発明のＰＷＢ基体材料は、高速デ
ィジタル用として考えられている他の材料よりも改良さ
れた電気的性能を示す。設計者に改良された電気的性能
を提供するＰＷＢ材料及び信頼性あるめっきした貫通孔
を有するＳＭＴに好適な基体は、高速論理装置の性能を
補足する相互接続系を最良にすることに太いに役立つで
あろう。
において）により、本発明のＰＷＢ基体材料は、高速デ
ィジタル用として考えられている他の材料よりも改良さ
れた電気的性能を示す。設計者に改良された電気的性能
を提供するＰＷＢ材料及び信頼性あるめっきした貫通孔
を有するＳＭＴに好適な基体は、高速論理装置の性能を
補足する相互接続系を最良にすることに太いに役立つで
あろう。
本発明の他の特長及び利点を下表９に示す。
表 ９
低誘電率 高伝播速度（２５％大）低
漏話（マグニチュード大で低） 高熱伝導率 良好な電力消費最後に前述し
たデータ及び比較から、幾つかのＰＷＢ基体はＲＯ−２
８００よりも良好な電気的性質を有しく例えばＰＴＦＥ
／ガラス）、ＱつかのＰＷＢ基体はＲＯ−２８００よ
りも良好な熱膨張係数を有する（例えばポリイミド／石
英及びポリイミド／ケプラー）が、これらの従来の電気
的基体材料は、それらを次の高速電子素子及び表面取９
付は技術にとって良く適応させる良好に組合された電気
的及び熱機械的性質を有していない。
漏話（マグニチュード大で低） 高熱伝導率 良好な電力消費最後に前述し
たデータ及び比較から、幾つかのＰＷＢ基体はＲＯ−２
８００よりも良好な電気的性質を有しく例えばＰＴＦＥ
／ガラス）、ＱつかのＰＷＢ基体はＲＯ−２８００よ
りも良好な熱膨張係数を有する（例えばポリイミド／石
英及びポリイミド／ケプラー）が、これらの従来の電気
的基体材料は、それらを次の高速電子素子及び表面取９
付は技術にとって良く適応させる良好に組合された電気
的及び熱機械的性質を有していない。
第１図は本発明による印刷配れ板の平面図、第２図は第
２図の２−２線でとった断面図、第３図は本発明による
多層印刷配線板の断面図、第４図は本発明による印刷配
線板のストリップライン配置の縦断面図、第５図は本発
明による印刷配線板の二重ストリップライン配置の縦断
面図、第６図は本発明によるチップキャリヤーパッケー
ジの等角投影図、第７図はＸ−Ｙ熱膨張対充填材含有率
のグラフ、第８図はＺ軸熱膨張対充填材含有率のグラフ
、第９図は本発明による印刷配線板に対する後方漏話対
ライン間隔のグラス、第１０図は半田付は接合部信頼性
試験を示すグラフ、第１１図は幾つかのＰＷＢ材料に対
するＺ方向での示差歪対ＣＴＥのグラフである。 １０−一−ＰＷＢ、 １２−ｍ−基体、１４−ｍ−導電
性トレース、１６一−−多届回路板、１８，２０゜２２
−一一基体材料勉、２３，２４，２５．２６−−−導電
性パターン、２７．２８−ｍ−メツキ貫通孔、２９．３
０−−一分離シート、３１−ｍ−金属接地シールド、３
２．３４−−一導電体、３４−一一チツブキャリーパッ
ケージ、３６−−−導電性パツド、３８−ｍ−キャビテ
イ、４０−一一カパー、４２−ｍ−表面、 特許出願人 ロジャース・コーボレイション 図面の浄占（内容に変更なし） ＦＩＧ、 １ −ｍｌ ＦＩＧ、 ６ ．５６ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、 ７ 仄分含鳴＄／％ノ ＦＩＧ、 ８ 仄イ）含、ＩＩ半 （シー） 漏 話 ｒシｔノ ＦＩＧ、 １０ 序槓サイクル ＦＩＧ、Ｉｌ
２図の２−２線でとった断面図、第３図は本発明による
多層印刷配線板の断面図、第４図は本発明による印刷配
線板のストリップライン配置の縦断面図、第５図は本発
明による印刷配線板の二重ストリップライン配置の縦断
面図、第６図は本発明によるチップキャリヤーパッケー
ジの等角投影図、第７図はＸ−Ｙ熱膨張対充填材含有率
のグラフ、第８図はＺ軸熱膨張対充填材含有率のグラフ
、第９図は本発明による印刷配線板に対する後方漏話対
ライン間隔のグラス、第１０図は半田付は接合部信頼性
試験を示すグラフ、第１１図は幾つかのＰＷＢ材料に対
するＺ方向での示差歪対ＣＴＥのグラフである。 １０−一−ＰＷＢ、 １２−ｍ−基体、１４−ｍ−導電
性トレース、１６一−−多届回路板、１８，２０゜２２
−一一基体材料勉、２３，２４，２５．２６−−−導電
性パターン、２７．２８−ｍ−メツキ貫通孔、２９．３
０−−一分離シート、３１−ｍ−金属接地シールド、３
２．３４−−一導電体、３４−一一チツブキャリーパッ
ケージ、３６−−−導電性パツド、３８−ｍ−キャビテ
イ、４０−一一カパー、４２−ｍ−表面、 特許出願人 ロジャース・コーボレイション 図面の浄占（内容に変更なし） ＦＩＧ、 １ −ｍｌ ＦＩＧ、 ６ ．５６ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、 ７ 仄分含鳴＄／％ノ ＦＩＧ、 ８ 仄イ）含、ＩＩ半 （シー） 漏 話 ｒシｔノ ＦＩＧ、 １０ 序槓サイクル ＦＩＧ、Ｉｌ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、フルオロポリマー材料、低誘電率、低損失及び低熱
膨張係数を有するセラミック充填材材料を含有し、前記
充填材材料が全基体材料の少なくとも約５５重量％の量
であり、前記セラミック充填材がシラン被覆で被覆され
ていることを特徴とする電気的基体材料。 ２、繊維強化材料を含む請求項１記載の材料。 ３、繊維強化材料が２重量％以下である請求項２記載の
材料。 ４、繊維強化材料がガラス繊維である請求項２記載の材
料。 ５、ガラス繊維が微細ガラス繊維である請求項４記載の
材料 ６、フルオロポリマー材料をポリテトラフルオロエチレ
ン、ヘキサフルオロプロペン、テトラフルオロエチレン
又はパーフルオロアルキルビニルエーテルからなる群か
ら選択する請求項１記載の材料。 ７、セラミック充填材がシリカを含む請求項１記載の材
料。 ８、シリカが非晶質溶融シリカ粉末を含有する請求項７
記載の材料。 ９、シラン被覆を、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エトキレシラン、
フェニルトリメトキシシランとアミノエチルアミノプロ
ピルトリメトキシランの混合物からなる群から選択する
請求項１記載の材料。 １０、シラン被覆がセラミック充填材の重量に対して少
なくとも１重量％の量である請求項１記載の材料。 １１、セラミック充填材が粒子を含み、平均粒度が約１
０〜１５μｍで変化する請求項１記載の材料。 １２、電気的基体材料の少なくとも一部上に配置された
導電性材料の少なくとも一つの層を含む請求項１記載の
材料。 １３、少なくとも第一回路層及び第二回路層を含む多層
回路において、第一及び第二回路層間に挟まれた接着剤
層を含有し、前記接着剤層がフルオロポリマー材料、全
基体材料の少なくとも５５重量％の量で、低誘電率、低
損失及び低熱膨張係数を有するセラミック充填材料を含
有し、前記セラミック充填材がシラン被覆を有する多層
回路。 １４、少なくとも一つのめつきされた貫通孔を含む請求
項１３記載の多層回路。 １５、繊維強化材料を含む請求項１３記載の多層回路。 １６、繊維強化材料が２重量％以下である請求項１５記
載の多層回路。 １７、繊維強化材料がガラス繊維である請求項１５記載
の多層回路。 １８、ガラス繊維が微細ガラス繊維である請求項１７記
載の多層回路。 １９、フルオロポリマー材料をポリテトラフルオロエチ
レン、ヘキサフルオロプロペン、テトラフルオロエチレ
ン又はパーフルオロアルキルビニルエーテルからなる群
から選択する請求項１３記載の多層回路。 ２０、セラミック充填材がシリカを含む請求項１３記載
の多層回路。 ２１、シリカが非晶質溶融シリカ粉末を含む請求項２０
記載の多層回路。 ２２、シラン被覆を、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
、フェニルトリメトキシシランとアミノエチルアミノプ
ロピルトリメトキシシランの混合物からなる群から選択
する請求項１３記載の多層回路。 ２３、シラン被覆がセラミック充填材の重量に対し少な
くとも１重量％の量である請求項１３記載の多層回路。 ２４、セラミック充填材が粒子を含有し、平均粒度が約
１０〜１５μｍで変化する請求項１３記載の多層回路。 ２５、フルオロポリマー材料、低誘電率、低損失及び低
熱膨張係数を有するセラミック充填材材料を含有し、前
記充填材材料が全基体材料の少なくとも約５５重量％の
量であり、前記セラミック充填材がシラン被覆で被覆さ
れていることを特徴とする集積回路チップキャリヤーパ
ッケージ。 ２６、繊維強化材料を含有する請求項２５記載のチップ
キャリヤー。 ２７、繊維強化材料が２％以下の重量％を有する請求項
２６記載のチップキャリヤー。 ２８、繊維強化材料がガラス繊維でガラス繊維である請
求項２７記載のチップキャリヤー。 ２９、ガラス繊維が微細ガラス繊維である請求項２８記
載のチップキャリヤー。 ３０、フロオロポリマーを、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ヘキサフルオロプロペン、テトラフルオロエチレン
またはパーフルオロアルキルビニルエーテルからなる群
から選択する請求項２５記載のチップキャリヤー。 ３１、セラミック充填材がシリカを含有する請求項２５
記載のチップキャリヤー。 ３２、シリカが非晶質溶融シリカ粉末を含有する請求項
３１記載のチップキャリヤー。 ３３、シラン被覆を、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
、フェニルトリメトキシシランとアミノエチルアミノプ
ロピルトリメトキシシランの混合物からなる群から選択
する請求項２５記載のチップキャリヤー。 ３４、シラン被覆がセラミック充填材の重量に対して少
なくとも１重量％の量である請求項２５記載のチップキ
ャリヤー。 ３５、セラミック充填材が粒子を含有し、平均粒度が約
１０〜１５μｍで変化する請求項２５記載のチップキャ
リヤー。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/015,191 US4849284A (en) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Electrical substrate material |
| US15191 | 1987-02-17 | ||
| DE19914102441 DE4102441A1 (de) | 1987-02-17 | 1991-01-28 | Fluorpolymer-verbundmaterial mit keramischem fuellstoff |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63259907A true JPS63259907A (ja) | 1988-10-27 |
| JP2557248B2 JP2557248B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=39534930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3495388A Expired - Lifetime JP2557248B2 (ja) | 1987-02-17 | 1988-02-17 | 電気的基体材料 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4849284A (ja) |
| EP (1) | EP0279769B1 (ja) |
| JP (1) | JP2557248B2 (ja) |
| DE (3) | DE3851553T2 (ja) |
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