生產中間層通道及對其有用的層壓制體前體的方法
2023-12-11 01:42:17 2
專利名稱：生產中間層通道及對其有用的層壓制體前體的方法
背景技術：
1、發明領域本發明包括一種與底物相關聯的金屬包蓋(metal-clad)的層壓製件，其中該金屬包蓋的層壓製件包括一層半透明金屬層，該半透明金屬層很薄，足以讓光化光穿透到達其下的光致介電層。本發明也包括一種利用包括半透明金屬層的金屬包蓋層壓製件生產具有中間層通道的電路板的方法。
2、相關技術說明為滿足顧客對高功能及低成本計算機及電子設備的需求，電子工業還在不斷尋求高產品性能。其中，電子工業正用來增強性能的方法是設計其電路線路及間隔空間更小、更精細的電路板。增加線路密度會使電路層更少，電子器件更小。另外，電子工業也正轉向利用微通道的組合技術。利用非常微細的網眼(通道)來連接介電質電路層的多層電路板，使每網眼板面積縮小，而電路顯著緻密。
現行電路板面設計要求底物材料上可高精度地形成極為精細的線路及間隔空間。金屬箔一般是電路板上形成電路線路的一種優選底物。這種金屬薄膜最通常是通過電沉積方法來形成的。電沉積銅薄膜一般必須有一最小限定厚度，＞1微米，以避免破洞或間斷性。目前工業使用的金屬箔一般至少5微米厚。印刷電路板中採用較薄金屬箔，可形成更密集的壓縮線路，並可降低生產成本。因此，發展製取薄銅箔的方法有著重要的意義。現行方法在層壓製品上製取和放置非常薄的金屬箔是受到限制的。U.S.09/075,732披露了一個利用生產薄金屬片製件的方法，來製備印刷電路板層的實施例，在此引以參考。
用可光致成像介電材料製造合成多層印刷電路板的光通道方法(photovia processes)已得到發展。在這些方法中，將光致介電質塗在構圖芯上，並使之光致成像，界定其通道孔。然後對通道孔與介電層表面一起鍍銅。US5,354,593將兩種光致介電質順序層壓及光致成像在導電芯上，界定其通道孔，然後對通道孔鍍銅。US5,451,721生產了一種多層印刷電路板，採用的是在其表面有金屬線路的芯上塗敷一層光敏樹脂層的方法。成像形成通道後，用非電(化學)塗鍍技術在該樹脂層上沉積一層銅。US5,334,487在底物上製取了一層構圖層，採用的是在銅箔反面上塗敷不同光敏組合物並使其曝光的方法。對一側面進行顯影及刻蝕銅，然後顯影另一面，並使整個孔眼金屬化。對US5,354,593、5451,721及5,334,487在此均引以參考。
現行高密度合成技術主要依賴於通過濺射金屬沉積或無電接種方法使之金屬化的通道孔及介電層。可採用活性離子刻蝕、在有光活性介電質時的光刻蝕、溼刻蝕，或投影燒蝕方法來形成通道。由於與現行印刷接線板的設備相符，光致介電質正成為最引人注意的辦法。隨後的金屬層，屬於濺射或無電沉積上的金屬層，是作為對成型電路中的構圖電鍍或面板電鍍的種子層而加以塗鍍的。濺射沉積是優選的，因為它屬於幹法處理，但現行印刷接線板的基礎設施不包括濺射技術，所以這種技術僅限於小的印刷接線板。美國專利申請US09/054,264及09/054,263披露了可用於製備包括中間層通道的電路板的方法及其製品的實施例，在此引以參考。無電接種對許多電路板工藝都是可能的，但其步驟要求電路板曝露於惡劣的pH溼法下，並使種子層均勻性變差，導電性低、蝕刻後在介電質內殘留金屬。因而需要一種能構成高密度電路通道，符合許多現行接線板方法的技術。
發明綜述本發明目的在於提供一種金屬包蓋的層壓製品，用於生產包括中間層通道的印刷電路板。
本發明另一個目的在於提供一種其中包括至少一層利用單光成象步驟的中間層通道的prepeg及/或電路板的生產方法。
本發明涉及一種金屬包蓋的層壓製品，包括一層有第一及第二表面的載片、一層覆蓋於該載片第一表面的脫模劑層、一層包括至少一層沉積於脫模劑層上其厚約50-3000埃的導電金屬層、一層光致介電層、及一層沉積在該導電金屬層上的任選粘結劑層。
本發明也涉及生產中間層通道的方法。該中間層通道是用製備電路板中間體的方法來製造的，該中間體包括(1)一層底物；(2)一層沉積在該底物上的光致介電層；(3)一層半透明金屬層；及(4)至少一層嵌入電路。該中間層通道的形成，採用了對該電路板中間體至少一部分進行曝光的方法，使光透過該半透明金屬層一段充足的時間，形成已曝光及未曝光的光致介電質部分。在對光源一次曝光後，除去曝光或未曝光的光致介電層部分及覆蓋該光致介電層的曝光或未曝光部分的相應半透明金屬層部分，以形成通道。
附圖簡述
圖1A、1B、1C、1D、及1E描繪用已有技術方法生產包括中間層通道的電路步驟中電路板中間製品的橫斷面圖；圖2及3是在兩層合併前，包括至少一層嵌入電路的金屬包蓋層壓製品及電路板前體底物的斷面圖；圖4是按圖2表示的兩層合併得到的電路板中間製品的橫斷面圖；及圖5A、5B及5C表明在生產電路板中間層通道方法的各步驟中電路板中間製品的橫斷面圖。
發明詳述圖1表明已有技術方法生產包括至少一層嵌入電路的印刷電路板的各步驟。該方法已詳細敘述於美國專利申請09/054,263及09/054,264中，在此引以參考，從分層的層壓製品開始，如圖1A所示，其中包括一層導電金屬層110、一層光致介電層112、一層底層114及至少一層嵌入電路116。如圖1B所示，將保護層130塗於該導電金屬層上。使保護層130曝露於光化光下，對保護層130顯影，露出導電金屬層110部分。刻蝕底物上曝光的導電金屬層110，得到部分通道132′，如圖1C所示。對於正像作用的光致介電材料，使該層壓製品第二次曝光於光化光，以軟化位於部分通道132′的光致介電層部分，此後除去曝光的光致介電層部分，形成通道132，使至少一部分嵌入電路116外露，如圖1C所示。最後，採用本領域已知的面板或圖案鍍敷方法，將互連接件140貼敷於通道132和導電金屬層110上，使嵌入電路116與導電金屬層110電路合在一起。
圖4表明可用於生產中間層通道的一種電路板中間製品。該電路板中間製品包括一層與光致介電層12相關連的半透明金屬層10，光致介電層又貼於基底14上。該中間製品包括至少一層由導電材料如金屬組成的積分電路16。
圖2是一種用於生產圖4所示中間製品的金屬包蓋的層壓製品的橫截面圖。金屬包蓋的層壓製品50被固定在底物60之上，該底物60包括底層14及至少一層嵌入電路16。金屬包蓋的層壓製品50包括一層聚合物或金屬箔的載片層21、一層在該載片層上形成的聚合物脫模劑層22及一層在脫模劑層22上形成的半透明金屬層10。金屬包蓋的層壓製品50可以任選包括一層粘結劑層24，以有利於該金屬包蓋的層壓製品50對光致介電層12的粘著性。另外、光致介電層12可預塗於底物60的底層14上，從而使光致介電層12覆蓋至少一層嵌入電路16。此另一種實施方案描繪於圖3中。
載片層21優選包括一種柔性、外型尺寸穩定、耐撕破及耐化學侵蝕性好的材料。載片層21應能承受高於環境的溫度。優選地是，載片層21由一種對水及殘餘溶劑吸收少的材料組成，因為水和溶劑對金屬化步驟均有幹擾。適宜材料包括聚合物薄膜或金屬箔。金屬箔是優選的，因為金屬箔在高溫下拉伸強度高，吸水性低及殘留溶劑少。
載片層21優選是電鍍銅箔或聚醯亞胺薄膜。可製造適宜載片的其它金屬箔包括軋制或電沉積的包括鋼、鋁(AllFoil，由阿爾科俄(Alcoa)公司提供)及銅(由古爾德(Gould)公司及橡樹三井財團有限公司提供)的金屬及合金。預計某些聚合物薄膜也應適合於本發明的實施。適宜聚合物薄膜的實例包括聚酯，諸如聚對苯二酸亞乙酯、聚對苯二酸亞丁酯及聚萘酸亞乙酯(Kaladex，由帝國化學亞美尼卡(ICI America)公司提供)、聚丙烯、聚氟乙烯(Tedlar，由杜邦公司提供)、聚醯亞胺(Kapton，由杜邦公司提供；Upilex，由UBE工業公司提供)、及尼龍(Capran，由聯合信號(Alliedsignal)公司提供)。
採用脫模劑層22來促進載片層21與半透明金屬層10的分離。為避免起毛致使層壓時半透明金屬層10不能完全轉移至底物上的問題，脫模劑層22被設計成能在脫模劑層22及載片層21間分界面上進行剝離。隨後藉助於等離子體、氧化環境、強光或適當溶劑，脫除半透明金屬層10上的脫模劑層22。優選地是，用溶劑洗滌，最優選用水溶液洗滌，除去脫模劑層22。對於沒有脫模劑層的方法及對於在分隔層及半透明金屬層間的界面處剝離脫模劑層的方法，通常都會出現半透明金屬層的金屬不能完全轉移至底物上的現象。
脫模劑層22由一種聚合材料製成。優選地是，脫模劑是一種水可溶性材料，以利於方便與半透明金屬層10中脫離。因為光致抗蝕劑是在鹼性環境下顯影的，最優選應採用可溶於鹼性水溶液的脫模劑。適用的聚合物應是一種成膜良好的材料。可藉助於揮發性鹼類諸如氫氧化銨來增進溶解，用水來塗鍍聚合物。任選該脫模劑包括一種水溶性的表面活性劑，以提高溶液的溼潤性，抑制乾燥損害。
優選的脫模劑可採用包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)聚合物、表面活性劑及水作為配方。預計適合於實施本發明的是含聚乙烯吡咯烷酮約1-50％及表面活性劑約0-5％的配方。用於本發明優選的聚乙烯吡咯烷酮的分子量在約10,000-5,000,000範圍。有理由指望，包括聚合物諸如酸改性丙烯酸系聚合物、丙烯酸系共聚物、聚氨酯及聚酯、羧酸功能苯乙烯丙烯酸樹脂(Joncryl，S.C.詹森石蠟(Johnson Wax)公司提供)，聚乙烯醇(Airvol，空氣產品及化學試劑公司提供)、及纖維素基聚合物的脫模劑層可成功地用於實施本發明。其它適宜的水溶性表面活性劑，可適用於本發明作為脫模劑層的包括烷基芳基聚醚醇類(，TritonX100，羅姆及哈斯(RohmHaas)公司)、甘油、乙氧基化蓖麻油(Surfactol，365蓖麻油化學公司(CasChem Inc.，))及氟代脂肪族聚酯類(Fluorad430，三姆(3M)公司)。脫模劑配方用量要足以達到乾重約10-1000毫克/平方英尺，約0.1-10微米。優選地是，脫模劑配方用量要足以達到層厚約1-4微米，乾重約100-400毫克/平方英尺。
將脫模劑層22塗敷於載片層21上。將半透明金屬層10沉積在曝光脫模劑層22上。可在單層導電金屬之外或多層導電金屬或合金之外加工半透明金屬層10。無論所用層數多少，重要的是半透明金屬層10要薄得足以半透明，即薄得使至少一些光線可穿透半透明金屬層10並觸及光致介電層12。我們測定表明，厚度為10-3000埃的半透明金屬層10就薄得足以使光穿透半透明金屬層10及進入光致介電層12的接觸。但為保證光透射通過半透明金屬層10，強度足以使之與光致介電層12快速反應，優選地是，該半透明金屬層10厚度約50-1000埃，最優選厚度約100-750埃。
半透明金屬層10可全由薄主導電層組成，薄主導電層是利用Desk III濺射裝置濺射沉積在脫模劑層22上的。預計本領域已知的所有濺射或汽相沉積方法均可成功用於本發明。半透明金屬層10優選由金、鉻、銅或其合金製成。其它適宜金屬包括，但不限於，錫、鎳、鋁、鈦、鋅、鉻-鋅合金、黃銅、銅，及其合金。半透明金屬層10可任選由適宜金屬或非金屬導電及非導電材料的混合物製成。
任選地是，半透明金屬層10可包括主金屬層及第二金屬層，第二金屬層10是用於防止主金屬層氧化，增加層壓過程中的粘著力，或起到對金屬遷移屏障的作用。可在第一金屬層上沉積一層鋅、銦、錫、鈷、鋁、鉻、鎳、鎳鉻、黃銅，或是其銅合金，以形成任選的第二金屬層。其它適宜金屬包括，但不限於，鎂、鈦，錳、鉍、鉬、銀、金、鎢、鋯、銻、及鉻-鋅合金。從鍍金屬室取出後，該第二金屬層就阻止了第一金屬層中金屬的氧化，並增加了對熱固性樹脂系統的粘著力。該半透明金屬層的主金屬層及第二金屬層總厚度不得超過3000埃，而且優選不大於約1000埃，最優選不超過750埃。
可將任選一種粘結劑層24塗敷於半透明金屬層10上。粘結劑層24用於增強層壓過程後金屬層與底物層間的結合。任選的粘結劑層24可以是有機的、有機金屬的、或無機的化合物，並可將其塗至厚度0.0005微米(5埃)-10微米(100,000埃)。可採用多層，諸如一層有機金屬層，接著一層有機層。一般採用有機金屬層時，諸如矽烷，則該塗層應當厚0.0005微米(5埃)-0.005微米(500埃)。在利用有機粘結劑層時，諸如用熱塑性塑料、熱固性聚合物或混合物時，該塗層應當厚0.1微米(1000埃)-10微米(100,000埃)。應該選擇可溶於顯影光致介電層的溶劑的有機粘結劑層。
按照圖2，底物60包括底層14，其上有至少一層曝光嵌入電路16。底層14可以是任一可用於生產印刷電路板的材料。一般、該底物基底由介電材料諸如熱塑或熱固性薄膜；與玻璃、陶瓷或有機增強劑的複合物；或陶瓷或金屬組成。
光致介電層12可以是任一在光化光源下曝光時起負象作用或正象作用的樹脂體系。適用於光致介電材料的實例包括環氧樹脂、聚醯亞胺及丙烯酸脂基樹脂。US5,672,760中披露的組合物是可用的，在此引以參考。市場供應的介電質化學品包括ProbelecTM91(液態，由奇巴加基(Ciba Geigy)公司提供)及ViaLuxTM81(薄膜，由杜邦公司提供)、XP-9500(由舍普列(Shipley)公司提供)，ProbelecXB-7081(由奇巴專用化學品公司提供)及AE-15(由摩爾頓電子材料(Morton Electronic Materials)公司提供)。
適宜負象操作的光致介電組合物包括一些可光致聚合的組合物，其內包括至少一種有至少二個烯不飽合雙鍵的可光致聚合化合物，諸如丙烯酸酯，加上一種自由基光引發劑。其它負象操作的可光致成像的組合物，可通過使一種曝露於光化輻射後能產生酸的光致產酸劑與一種聚合物前體如環氧前體進行混合的方法來生產，該聚合物前體在與所生成的酸連同任選但優選一種有機酸酐單體或聚合物及任選但優選一種含酚單體或聚合物一起接觸後會形成聚合物。兩類操作的光敏介電組合物的組合也在本發明範圍內。
這種含至少二個烯不飽合雙鍵的可光致聚合的化合物，在本領域是眾所周知的。適用作為可聚合的化合物是醚類，丙烯酸及甲基丙烯酸與芳族及脂肪族或環脂族多元醇的酯及偏酯類，其中芳族及脂肪族多元醇優選為含2-30個碳原子的，或環脂族多元醇優選為含5或6個環碳原子的。這些多元醇也可用環氧化物諸如環氧乙烷或環氧丙烷加以改性。聚亞氧烷基乙二醇的偏酯及酯類也適用。實例有二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、平均分子量在200-2000的二甲基丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、平均分子量200-2000的二丙烯酸多甘醇酯、三羥甲基丙烷乙氧基化三甲基丙烯酸酯、平均分子量500-1500的三羥甲基丙烷多乙氧基化三甲基丙烯酸酯、平均分子量500-1500的三羥甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、二丙烯酸季戊四醇酯、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸二季戊四醇酯、五丙烯酸二季戊四醇酯、六丙烯酸二季戊四醇酯、八丙烯酸三季戊四醇、二甲基丙烯酸季戊四醇酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、二甲基丙烯酸二季戊四醇酯、四甲基丙烯酸二季戊四醇酯、八甲基丙烯酸三季戊四醇酯、二甲基丙烯酸1，3-丁二酯、三丙烯酸山梨糖醇酯、四丙烯酸山梨糖醇酯、四甲基丙烯酸山梨糖醇酯、五丙烯酸山梨糖醇酯、六丙烯酸山梨糖酯醇、丙烯酸低聚酯(oligoester acrylates)、甲基丙烯酸低聚酯(oligoester methaerylates)、雙-及三-丙烯酸丙三醇酯、1，4-環己烷二丙烯酸酯、平均分子量100-155的雙丙烯酸酯(bisacrylates)及雙甲基丙烯酸酯(bismethacrylates)或聚乙二醇、乙二醇二烯丙基醚、1，1，1-三羥甲基丙烷三烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚、二烯丙基琥珀酸酯及二烯丙基己二酸酯、或上述化合物的混合物。優選多官能丙烯酸脂低聚物包括，但不局限於，丙烯酸脂化環氧樹脂類、丙烯酸酯化聚氨基甲酸酯，及丙烯酸酯化聚酯。可光致聚合化合物含量要在曝露於足夠光化輻射後足以成為可光致聚合的。在優選實施方案中，按總輻射敏感組合物的非溶劑部分計，總組合物中該多官能可光致聚合化合物含量為1-80重量％，優選約20-70重量％。
在使用可光致聚合組合物時，這些組合物含至少一種可光解產生自由基的產自由基組分。產自由基組分的實例包括本身通過碎裂或諾尼席(Norrish)-1型機理光解產生自由基的光引發劑。這些光引發劑具有能分裂形成二個根的碳-羰基鍵，其中至少一個是能光致引發的。適宜的引發劑包括芳香酮類，諸如二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、2-乙基蒽醌、菲醌、2-叔-丁基蒽醌、1，2-苯並蒽醌(1，2-benzanthraquinone)、2，3-苯並蒽醌、2，3-二氯代萘醌、苄基二甲基縮酮及其它芳族酮類，如安息香、安息香醚類如安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丁基醚及安息香苯醚、甲基安息香、乙基安息香及其他安息香；二苯基-2，4，6-三甲基苯甲醯基膦氧化物(diephenyl-2，4，6-trimethyl benzoylphosphine oxide)；及雙(戊氟苯基)鈦茂(bis(pentafluorophenyl)titanocene)。該產自由基組分可包括一種通過諾尼席-1型機理與一種光譜增感劑產生自由基的產自由基引發劑的組合。這種組合包括2-甲基-1-4』-(甲硫基)-2-嗎啉苯基乙基甲酮(由奇巴加基化學藥品公司提供)與乙基米蚩酮(EMK)(ethyl Michler′s ketone)組合的Irgacure 907，其中乙基米蚩酮(EMK)為4，4-雙二乙氨基二苯甲酮；EMK與2-異丙基噻噸酮(isopropylthioxanthanone)(ITX)組合的Irgacure 907；與EMK組合的二苯甲酮；與ITX組合的二苯甲酮；由奇巴-加基化學藥品提供的作為Irgacure 369的2-苄基-2-N，N-二甲基氨基-1-(4-嗎啉苯基)-1-丁酮與EMK的組合；Irgacure 369與ITX的組合。在這些情況下，優選為產自由基的光引發劑對光譜增感劑的重量比在約5∶1至約1∶5範圍。其它可用於本發明的自由基發生劑不限於包括三嗪，諸如氯自由基發生劑如2-取代-4，6-雙(三滷代甲基)-1，3，5-三嗪。前述取代物有一個發色基團，可使三嗪光譜靈敏度達到部分電磁輻射光譜。這些自由基發生劑非限制性實例包括f2-(4-甲氧萘-1-基)-4，6-雙(三氯甲基)-1，3，5-三嗪；2-(4-甲硫基苯基)-4，6-雙(三氯甲基)-1，3，5-三嗪；2-(4-甲氧苯乙烯基)-4，6-雙(三氯甲基)-1，3，5-三嗪；2-(4-二乙氨基苯基-1，3-丁二烯基)-4，6-雙(三氯甲基)-1，3，5-三嗪；2-(4-二乙氨基苯基-1，3-丁二烯基)-4，6-雙(三氯甲基)-1，3，5-三嗪等。諾尼席(Norrish)II型機理化合物也是可用於本發明的，如噻噸酮如ITX與可攝取氫源如三乙醇胺的組合。該產自由基組分的含量要在該光致聚合化合物充分曝露於光化輻射後足以使之能進行光致聚合的作用。該光引發劑可包括約佔總組合物非溶劑部分的1-50％，更優選約2-40％，最優選約5％-25％。
將曝露於光化輻射後能產生酸的光致產酸劑與能同其產生的酸接觸後形成聚合物的聚合物前體如環氧前體進行混合，也可生產負象操作的光致成像組合物。此處可採用的光致產酸劑是一種曝露於光化輻射如紫外輻射後能產生酸的光致產酸劑。在光致成像技術中光致產酸劑是已知的，它可包括，但不局限於鎓類化合物，諸如鋶、碘鎓及重氮鹽的芳基衍生物，及具有對光不穩的滷素原子的有機化合物。優選光致產酸劑包括三芳基鋶及二芳基碘鎓鹽與六氟磷酸酯、六氟銻酸酯、六氟砷酸酯及四氟硼酸陰離子。非限制的適宜碘鎓鹽類有二苯基碘鎓(diephenyliodonium)、二萘基碘鎓、二(4-氯代苯基)碘鎓、甲苯基(十二烷基苯基)碘鎓、萘基苯基碘鎓、4-(三氟代甲基苯基)苯基碘鎓、4-乙基苯基-苯基碘鎓、二(4-乙醯基苯基)碘鎓、甲苯基苯基碘鎓、4-丁氧苯基苯基碘鎓、二(4-苯基苯基)碘鎓等的鹽類。二苯基碘鎓鹽類是優選的。非限制性適宜鋶鹽的實例有三苯基鋶、二甲基苯基鋶、4-丁氧苯基二苯基鋶及4-乙醯氧基-苯基二苯基鋶的鹽類。三苯鋶的鹽類是優選的。帶有對光不穩定的滷素原子的有機化合物包括α-滷代-p-硝基甲苯、α-滷甲基-s-三嗪、四溴化碳等等。對這些產酸劑，可用單一的或兩個或多個產酸劑的組合。光致產酸劑組分優選含量約佔總組合物中非溶劑部分總重的0.05-20％，更優選按該組合物非溶劑部分重量計約0.2-10％，最優選約0.5-5％。
適宜的聚合物前體包括環氧前體，例如如下物質的二環氧甘油醚類間苯二酚、兒茶酚、氫醌、雙酚、雙酚A、雙酚F、雙酚K、四溴雙酚A、酚-甲醛酚醛清漆樹脂、烷基取代酚-甲醛樹脂、酚-羥基苯甲醛樹脂、甲酚-羥基苯甲醛樹脂，雙環戊二烯-酚樹脂，雙環戊二烯-取代酚樹脂、四甲基雙酚、四甲基四溴雙酚，及其任一結合等。每分子上有一個以上芳族羥基的化合物的烯化氧加成物也是適宜的，比如二羥基酚類、二酚類(biphenols)、雙酚類、滷化雙酚類、烷基化雙酚，三苯酚、酚-醛酚醛清漆樹脂、滷化酚-醛酚醛清漆樹脂、烷基化酚醛清漆樹脂，酚-羥基苯甲醛樹脂、甲酚-羥基苯甲醛樹脂及其任一組合等與環氧乙烷、環氧丙烷或氧化丁烯的加成物。平均每分子有一個以上的脂肪族羥基的化合物的縮水甘油醚也是適宜的，諸如脂肪族多元醇及聚醚多元醇。非限制性實例包括聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、多甘油(polyglyercerols)、三羥甲基丙烷、丁二醇、山梨糖醇、季戊四醇及其組合的多環甘油基醚類。環氧前體組分優選含量，按該組合物非溶劑部分的重量計，約10-90％，更優選約20-80％，最優選約35-65％。任選負象操作光敏性介電組合物可包括如上所述丙烯酸脂與環氧型組合物兩者的混合物。則該組合物優選含一種任選有機酸酐單體或聚合物固化劑組分。非限制性適宜酐類的實例包括苯乙烯-馬來酐、苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯-衣康酐、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-衣康酐、丙烯酸丁酯-苯乙烯-馬來酐等等。優選的是苯乙烯-馬來酐聚合物，其苯乙烯對馬來酐摩爾比約1∶1-3∶1。十二碳烯基丁二酸酐、偏苯三酸酐、chloroendic anhydride、鄰苯二甲酸酐、甲基六氫化鄰苯二甲酸酐、1-甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、六氫化鄰苯二甲酸酐、methylnadic anhydride、甲基丁烯基四氫化鄰苯二甲酸酐、二苯甲酮四羧二酐、甲基環己烯二酸酐(methylcyclohexendiacrboxylic anhydride)也是適宜的。對這些酸酐可採用單一的或兩個或更多個酸酐組合的。酸酐組分在該組合物中優選含量約0.5-90％，更優選約1-80％，最優選約2-6％，按組合物非溶劑部分重量計。此外，該組合物含一種任選包含芳族羥基的化合物，比如酚單體或其聚合物或混合物。此處可採用的適宜含芳族羥基的化合物包括例如平均每分子有一個以上酚羥基的化合物。適宜的這些化合物包括，例如，二羥基酚類、二酚類、雙酚類、滷化雙酚類、烷基化雙酚、三酚類、酚醛樹脂、滷化的酚-醛酚醛清漆樹脂、烷基化苯酚-醛酚醛清漆樹脂、酚-羥基苯甲醛樹脂、烷基化苯酚-羥基苯甲醛樹脂、及二羥酚類、二酚類、雙酚類、滷化雙酚類、烷基化雙酚、三酚類、酚-醛酚醛清漆樹脂、滷化的酚--醛酚醛清漆樹脂、烷基化苯酚-醛酚醛清漆樹脂、甲酚-醛酚醛清漆樹脂、酚-羥基苯甲醛樹脂、甲酚羥基苯甲醛樹脂、乙烯基酚聚合物、其任一結合等的環氧乙烷、環氧丙烷、或氧化丁烯加成物等。在採用含酚化合物或聚合物時，優選含量為約0.5-90％，更優選約1-80％，最優選約2-60％，按該組合物非溶劑部分的重量計。
任選地是，該光敏介電組合物可包括一種固化促進劑，如熱固化促進劑，例如叔胺、咪唑膦。熱固化促進劑含量，按該光敏介電組合物的非溶劑部分重量計，可為約0.01-10％，更優選為約0.02-5％，最優選為約0.5-2％。
光致介電組合物的組分可在任一適宜介質溶劑中進行混合，並可用任一便利手段將其塗至導電箔上。可用於製備本發明光致介電組合物的溶劑包括醇類，比如甲醇、乙醇、丙醇及丁醇；酮類，比如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、二異丁基甲酮等；酯類，比如乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、甲酸甲酯、丙酸乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯、苯甲酸乙酯及甲基纖維素醋酸酯；芳香族烴，比如甲苯、二甲苯、苯、乙苯；滷代烴，比如四氯化碳、三氯乙烯、氯仿、1，1，1-三氯乙烷、1，2-二氯乙烷、一氯代苯、氯萘；醚類，比如四氫呋喃、二乙醚、乙二醇單乙醚醋酸酯、乙二醇單甲醚等等，二甲基甲醯胺、二甲基亞碸等，及其混合物。最優選溶劑是溶解感光膜其它組分的乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚及二甲基甲醯胺。可用於本發明可光致聚合組合物的溶劑的適宜數量，按該組合物非溶劑部分總重量計，在約200-1,000％，優選50-500％的範圍。然後，用眾所周知的方法，但不限於，諸如旋塗、縫口模頭塗、擠壓、邁耶棒材拉絲(Meyer roddrawing)、針杆拉絲(blade drawing)、篩塗、淋塗、浸塗或噴塗法，將所製備的光致介電組合物塗敷在半透明金屬層上或基底上。塗敷光致介電組合物後，立即蒸發溶劑，得到幹塗層重量約20-200克/平方米，更優選約4-150克/平方米，最優選約50-100克/平方米。在該光致介電組合物上可任選貼附一層保護膜待用。
現參考圖4，中間製品70包括至少一層嵌入電路16。嵌入電路16一般應形成在基底14上。嵌入電路16可用任何導電金屬、合金或任一其它可用於印刷電路板電路中的材料來製作。
圖5A-5C描繪了在製造金屬光通道現場工藝中各階段印刷電路板橫截面。儘管圖5A-5C披露了全過程，但本發明仍然包括用圖5描繪通過一步或多步方法製作中間製品。在採用優選層壓製品時，所得起始結構，如圖5所示，包括載片層21、脫模劑層22、半透明金屬層10、光致介電層12、底層14、及至少一層嵌入電路16。
在圖5A中，從底物取出載片21，露出覆蓋超薄金屬層10的脫模劑層22。藉助於一種等離子體、氧化環境、強光，或優選一種溶劑溶劑，最優選利用一種水溶劑體系可除去脫模劑層22。與後一步顯影該通道所用的顯影劑有關，可用曝光方法使脫模劑層22留在金屬層上。將照相用具放置於與超薄金屬層10接觸(或如若脫模層保留在金屬層上，就與脫模層接觸)並結合用光化光光源曝光，使光穿過照相用具並穿過該半透明金屬層10，進入光致介電層12。在負象作用光致介電質的情況下，該照相用具有效地阻斷了對通道區的光路，同時使鄰近區域曝光。在正象作用光致介電質的情況下，則選擇該用具阻斷達到周圍區域的光路，而只使光線通到通道形成點上。將光化光照在底物上經歷一段足夠的時間，使光線穿過半透明金屬層，在負象作用化學品情況下，使一部分光致介電層12固化，或在正象作用系統情況下，則使光致介電質的溶解度增加。受光源結合的時間取決於幾個變量，包括厚度、超薄金屬層中所用金屬的類型，光化光強度及光的波長等。預計應該使底物在在波長約200-450納米的紫外區光源下曝光幾秒至幾分鐘的時間。選擇光源的波長應與光致介電質的光化特徵相匹配。
用適當溶劑溶解通道方法，顯影曝光後的光致介電質與超薄金屬層。溶劑滲透通過對溶劑是多孔的半透明金屬層，使在下的光致介電層部分脫離至溶脹。已經發現溶劑化環境的一般湍流，更優選地是，加入對環境衝撞的射流，會使金屬層下的光致介電質溶劑化，有助於顯影及同時脫除軟化了的光致介電質部分及相應覆蓋的半透明金屬層。對於未脫出脫模劑層22的地方，在顯影過程中可脫出該脫模層。優選地是，優選的通道露出了一部分與底物相關的嵌入電路16，如圖5B所示。在通道周圍仍保留超薄金屬層，以便進行接種圖象鍍敷或面板鍍敷的電路形成。
如圖5C所示，然後在嵌入電路16與超薄金屬層10間形成導電互聯接40，使底物內二層電路層導電連接一起，形成電路交線。可採用圖象鍍敷或面板鍍敷的電路形成技術由圖5B形成圖5C。
本發明方法及製品可用於製造處於印刷電路板中多層面上的通道及聯接線路。生產多分層印刷電路板的實例在US5,451,721中可以找到，在此引以參考。
下述非限制性實施例是用來說明本發明幾實施方案的。
實施例1此實施例確定了波長355納米光穿過濺射金箔的光透射百分率。採用紫外線分光光度計(HPA452A)測定光穿過利用不同金濺射時間製作的金膜光透射百分率。光透射測試的結果列於下表1。
表1
制表結果表明，有一些光被透射穿過非常薄的金膜層。但是，該透射光強度隨濺射時間(即金薄膜厚度)增加而迅速減低。
實施例2按照本發明方法製備一種中間層通道。製備了一種其成分示於表2中的脫模塗層。
表2
2密耳UpilexTM聚醯亞胺薄膜的樣品由UBE工業公司提供。在薄膜上塗敷上述脫模層，並在160℃下乾燥2分鐘。經測定所得塗層為250毫克/平方英尺。塗層透明。利用一種Desk III濺射器，將金濺射在該透明塗層上。在脫模層上沉積金60秒，厚度達約1000埃。從Morton電子材料公司獲得一種光致介電負象操作薄膜，被稱為AE-15。將該介電薄膜溶於甲乙酮及環己酮的混合物中。將所得溶液塗敷在該金屬層上，並加以乾燥。利用一種輾滾層壓機在95℃下層壓該層結構為FR-4層壓電路板。該聚醯亞胺薄膜易於撕下，在金屬表面上留下脫模層。將照相用具置於脫模層上方，並使該疊層曝露於紫外光源下240秒。取去照相用具後，通過噴射操作將pH10-11的顯示劑水液塗於其表面上8分鐘。在顯影過程中，露出通道，並脫出層壓製品上的脫模層。再運用本領域已知的標準面板及圖象鍍敷技術，進行進一步電路形成。
實施例3按照本發明方法製備一種中間層通道。製備了一種其成分顯示於表3的脫模塗層。
表3
2密耳UpilexTM聚醯亞胺薄膜的樣品由UBE工業公司獲得。上述脫模層是塗在該薄膜上的，並在160℃下乾燥2分鐘。所得塗層測定為250毫克/平方英尺。塗層透明。在該透明塗層上濺射一層銅層，使厚度達到55％的紫外光源光可透射穿過銅層。從Morton電子材料公司獲得一種光致介電負象操作的薄膜，被稱為AE-15。首先將該膜材料層壓為FR-4層壓電路板。然後，運用輾滾層壓機在95℃下層壓該疊層結構。容易地撕下該聚醯亞胺薄膜，在金屬表面上留下脫模層。將照相用具放置於脫模層上方，並使該疊層曝露於紫外光源下240秒。拿去照相用具後，用噴射操作將pH10-11的顯示劑水液塗於其表面上8分鐘。在顯影過程中，露出通道，脫出層壓製品上的脫模層。運用本領域已知的標準面板及圖象鍍敷技術完成進一步地電路構成。
權利要求
1.一種金屬包蓋的層壓製品，包括(a)具有第一表面和第二表面的載片；(b)一層覆蓋在載片第一表面上的脫膜劑層；(c)一層半透明金屬層，包括沉積在該脫膜劑層上厚約50-3000埃的至少一層導電金屬層；及(d)一層沉積於該導電金屬層上的光致介電層。
2.按照權利要求1的金屬包蓋的層壓製品，其中該導電金屬層包括一層金屬。
3.按照權利要求1的金屬包蓋的層壓製品，其中該導電金屬層厚度約200-1000埃。
4.按照權利要求1的金屬包蓋的層壓製品，其中該光致介電層是與包括曝光電路層的底物相關聯的。
5.一種電路板中間製品，包括(a)具有第一面和第二面的載片；(b)一層覆蓋在載片第一面上的脫膜劑層；(c)一層半透明金屬層，包括沉積在該脫膜劑層上厚約50-1000埃的至少一層導電金屬層；及(d)一層沉積於該導電金屬層上的光致介電層；(e)一層包括與光致介電層相關聯的曝光電路層的底物。
6.一種生產中間層通道的方法，包括步驟(a)製備一種還包括如下部分的電路板中間體(1)一層底物；(2)一層沉積在該底物上的光致介電層；(3)一層沉積在該光致介電層上的半透明金屬層；及(4)至少一層嵌入電路；(b)使該電路板中間體的至少一部分曝光，使光穿透該半透明金屬層一段足夠的時間，以形成曝光後的光致介質部分；(c)脫除光致介電層曝光部分及覆蓋該光致介電層曝光部分的相應半透明金屬層部分，以形成通道。
7.按照權利要求6的方法，其中該嵌入電路是通過該通道曝光的。
8.按照權利要求7的方法，還包括塗敷導電聯接部分的步驟，使嵌入電路與半透明金屬層合成一導電體。
9.按照權利要求8的方法，還包括在至少一部分半透明金屬層上蝕刻及鍍敷的步驟，以形成一種多層印刷電路板。
10.一種生產中間層通道的方法，包括步驟(a)製備一種還包括如下部分的電路板中間體(1)一層底物；(2)一層沉積在該底物上的光致介電層；(3)一層沉積在該光致介電層上的半透明金屬層；及(4)至少一層嵌入電路；(b)使該電路板中間體的至少一部分曝光，使光穿透過該半透明金屬層一段足夠時間，形成曝光後的光致介質部分；(c)脫除光致介電層未曝光部分及覆蓋該光致介電層未曝光部分的相應半透明金屬層部分，以形成通道。
11.按照權利要求10的方法，其中該嵌入電路是通過該通道曝光的。
12.按照權利要求11的方法，還包括塗敷導電聯接部分的步驟，使嵌入電路與半透明金屬層合成一導電體。
13.按照權利要求12的方法，還包括在至少一部分半透明金屬層上蝕刻及鍍敷的步驟，以形成一種多層印刷電路板。
全文摘要
一種金屬包蓋的層壓製品,包括一層載片(21)、一層脫模劑層(22)、一層半透明的金屬層(10)和一層沉積在該導電的金屬層(10)上的光致介電層(12)及一種利用金屬包蓋的層壓製件形成一種中間層通道(interlayer via)(32)的方法,該方法是使由該金屬包蓋的層壓製件製成的電路板中間體至少一部分曝光,通過光照透該半透明金屬層(10)一段充足的時間,使之形成曝光或未曝光的光致介電質部分,然後脫除該光致介電層(12)的曝光或未曝光部分及脫除覆蓋在光致介電層(12)曝光或未曝光部分上相應的半透明金屬層(10)部分,形成中間層通道(32)。
文檔編號B32B15/08GK1333999SQ99815464
公開日2002年1月30日 申請日期1999年11月5日 優先權日1998年11月6日
發明者G·C·史密斯, M·佩蒂 申請人:聯合訊號公司