電路材料、電路層合體及其製造方法

2023-06-13 21:18:21

專利名稱：電路材料、電路層合體及其製造方法
技術領域：
本發明一般涉及電路材料、電路材料的製造方法和由其製成的製品，包括電路和 電路層合體。
背景技術：
本文使用的電路材料是用於製造電路和多層電路的物品，並且包括電路組件、粘 合層、塗有樹脂的導電層、無覆層的介電層和覆蓋膜。電路層合體是一種電路組件，其具有 導電層，例如銅，固定附著在介電層上。雙覆層電路層合體具有兩個導電層，分別在介電層 的每一側上。使層合體的導電層(例如通過蝕刻)圖案化而提供電路。多層電路包括多個 導電層，其中至少一個包含導電線路圖案。通常，多層電路通過使用粘合層將一個或更多個 電路層層合在一起；通過用隨後被刻蝕的塗有樹脂的導電層構建附加層；或通過加入無覆 層的介電層構建附加層並隨後進行額外的金屬化來製成。在多層電路製成後，可以使用已 知的成孔和鍍覆技術來產生導電層之間的有用電路。礦物和陶瓷顆粒填料被廣泛用於控制介電層中使用的聚合物介電複合材料的介 電和物理性能。特別地，在期望低介電常數的情況下，可以使用中空玻璃或陶瓷微球。例如， 在US專利NO. 4，134，848中(Adicoff等)公開了一種用於帶狀線板材的複合物，其在碳氫 化合物基質中具有中空的充氣玻璃微球。在US專利NO. 4，661，301中，Okada和Fujino教 導了通過將熔融的複合物直接擠入垂直雙壓帶機的開口中來製造填充中空玻璃微球的聚 合物複合材料的方法。在US專利No. 5，126，192中，Chellis等人公開了一種介電常數低於 3. 2的經填充預浸材料，其利用非常小的得自3M的實驗中空微球和得自Grace Syntactic of Canton(麻薩諸塞州)的中空玻璃微球製成。Landi的US專利No. 4，610，495公開了 填充有用於控制阻抗的中空微球的層在用於微電子器件的無焊接頭中的用途。Browne和 Jarvis的US專利4，994，316公開了一種用於含有玻璃中空微球的電路板的粘合層。小的玻璃或陶瓷微球(直徑=1 1000微米)的製造成本昂貴，因此導致電路材 料明顯更昂貴。雖然以上描述的合成微球用於提高介電電路基板的電性能，但是本領域仍 然需要適用於苛刻應用如高頻應用的低介電常數、低損耗的電路材料。

發明內容
以下電路組件減輕了上述缺陷與不足所述電路組件包括設置在介電基板層上的 導電層，其中所述介電層包含佔介電層體積約30 90體積％的聚合物基質，和約10 約 70體積％的填料組分，所述填料組分包括多個空心微球(cenosphere)，所述空心微球的氧 化鐵含量佔空心微球重量的約3wt%或更少；其中電路層合體的介電常數小於約3. 5，損耗 因子小於約0. 006。本發明公開了包含聚合物基質材料和空心微球填料的介電複合材料的製造方法。本發明還公開了包含介電組合物的電路材料、電路組件、電路和多層電路，以及它 們的製造方法。
通過以下附圖、詳細描述和實施例進一步說明本發明。


現在參考示例性附圖，圖中相似的要素在圖中採用相似的附圖標記。圖1為單覆層層合體的示意圖；圖2為雙覆層層合體的示意圖；圖3為具有圖案化導電層的雙覆層層合體的示意圖；和圖4為包括兩個雙覆層電路層合體的示例性電路組件的示意圖。
具體實施例方式本發明人意外地發現在介電複合材料中使用氧化鐵含量小於3wt%的空心微球 作為顆粒填料能夠製造具有較低介電常數和損耗因子的高頻電路基板。基於介電複合材料 的電路和多層電路的性能等同於或優於那些由現有技術中更昂貴的合成玻璃中空微球制 造的電路和多層電路的性能。空心微球是中空的鋁矽酸鹽微球，是煤炭燃燒的一種副產物。中空微球通過浮 選來自發電廠的飛灰進行收集、純化且按粒徑分布進行分級。市售的空心微球包括得 自 Trelleborg Fillite Ltd.的 FILLITE 106 和 FILLIITE 106W ；得自 Sphere Services, Inc.的 BIONIC BUBBLEtmXL-150 和 VEA X-10 ；和得自 Envirospheres Pty. Ltd. of Lindfield(澳大利亞)的E-SPHERES 丨以及其他。這些空心微球的組成列於表1
中，示出各種空心微球產品的主要組分的重量百分比範圍。表 權利要求
1.一種電路組件，包括設置在介電基板層上的導電層，其中所述介電基板層包括佔所述介電基板層體積 約30 約90體積％的聚合物基質材料，和 約10 約70體積％的填料組分，所述填料組分包括多個空心微 球，所述空心微球的氧化鐵含量為所述空心微球重量的約3wt%或更少； 其中所述電路層合體的介電常數小於約3. 5，且損耗因子小於約0. 006。
2.權利要求1所述的電路組件，其中所述空心微球的中值粒徑為20 100微米。
3.權利要求1 2中任一項所述的電路組件，其中所述填料組分包含佔所述填料組分 總體積1 100體積％的空心微球。
4.權利要求1 3中任一項所述的電路組件，其中所述填料組分包含附加填料，所述附 加填料的量為所述填料組分總體積的20 80體積％。
5.權利要求4所述的電路組件，其中所述附加填料為二氧化矽、熔融無定形二氧化矽 或其組合。
6.權利要求4 5中任一項所述的電路組件，其中所述附加填料為三水合氧化鋁、氫氧 化鎂或其組合。
7.權利要求1 6中任一項所述的電路組件，其中所述聚合物基質材料包括1，2_聚丁 二烯、聚異戊二烯、聚醚醯亞胺、含氟聚合物、聚四氟乙烯、聚苯醚、聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚 醯胺醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸環己酯、或包含前 述至少一種的組合。
8.權利要求1 6中任一項所述的電路組件，其中所述聚合物基質材料為聚四氟乙烯。
9.權利要求1 6中任一項所述的電路組件，其中所述聚合物基質材料為1，2_聚丁二 烯、聚異戊二烯或1，2-聚丁二烯和聚異戊二烯的組合。
10.權利要求1 6中任一項所述的電路組件，其中所述聚合物基質材料包括聚(芳醚)。
11.權利要求10所述的電路組件，其中所述聚(芳醚)是羧基官能化的。
12.權利要求10所述的電路組件，還包含聚丁二烯或聚異戊二烯聚合物。
13.權利要求12所述的電路組件，其中所述聚丁二烯或聚異戊二烯聚合物是羧基官能 化的，並且包含丁二烯、異戊二烯、或丁二烯和異戊二烯，以及小於50wt%的可共固化單體。
14.權利要求1 13中任一項所述的電路組件，還包括設置在所述介電基板層的與第 一導電層相反一側上的第二導電層。
15.權利要求1 14中任一項所述的電路組件，其中所述導電層是銅箔。
16.權利要求1 15中任一項所述的電路組件，其中刻蝕所述導電層以提供電路。
17.權利要求1 16中任一項所述的電路組件，其中所述導電層與所述介電基板層接觸。
18.權利要求1 17中任一項所述的電路組件，其中結合層設置在所述導電層和所述 介電基板層之間且與它們接觸。
19.一種包含權利要求1 18中任一項所述的電路組件的電路。
20.一種包含權利要求1 18中任一項所述的電路組件的多層電路。
21.一種製造電路組件的方法，所述方法包括將聚合物基質材料與填料組分結合以形成介電複合材料； 形成所述介電複合材料的層； 在所述介電複合層上設置導電層；和層合所述介電複合層和導電層以形成電路組件，所述電路組件的介電常數小於約3. 5， 且損耗因子小於約0. 006。
22.權利要求22所述的方法，其中所述介電複合材料包含約30 約90體積％的所述 聚合物基質材料，和約10 約70體積％的所述填料組分。
23.權利要求21 22中任一項所述的方法，其中所述填料組分包含多個空心微球，所 述空心微球的氧化鐵含量佔所述空心微球重量的約3wt%或更少。
24.—種由權利要求21 23中任一項所述的方法製造的電路組件。
全文摘要
一種電路基板層合體，其包含傳導金屬層；和介電常數小於約3.5且損耗因子小於約0.006的電介質複合材料，其中所述電介質複合材料包含聚合物樹脂；和約10～70體積％空心微球，所述空心微球的氧化鐵含量小於或等於3wt％。
文檔編號H05K1/03GK102100130SQ200980127653
公開日2011年6月15日 申請日期2009年7月17日 優先權日2008年7月18日
發明者克里斯多福·J·凱斯, 桑卡爾·保羅, 艾倫·F·霍恩, 迪爾克·M·巴爾斯 申請人:環球產權公司