介电材料、由其形成子组件的方法以及由此形成的子组件技术

一种电路子组件，包括由介电组合物形成的介电层，在以该组合物的总体积计的情况下，该介电组合物包括：约15至约65体积百分比的介电填料；以及约35至约85体积百分比的热固性组合物，该热固性组合物包括：聚芳醚，以及羧基官能化的聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物。

【技术实现步骤摘要】
介电材料、由其形成子组件的方法以及由此形成的子组件 本申请是申请日为2010年6月11日、申请号为201080025702. 5 (PCT/ US2010/038303)、专利技术名称为介电材料、由其形成子组件的方法以及由此形成的子组件 的专利申请的分案申请。
本专利技术总体上涉及聚合物介电材料、形成包括该聚合物介电材料的电路和电路子 组件的方法，以及由此形成的电路和子组件。
技术介绍
聚合物介电材料广泛用于电子电路的制造中。经常将聚合物介电材料以电路子组 件的形式作为层来提供给电路或设备制造商。这些子组件用于许多诸如集成电路（1C)基 板、射频（RF)系统以及高速数字系统的半导体封装应用中。例如，1C芯片（例如，微处理 器、随机存取存储器、微控制器以及专用集成电路等）的电路通常通过诸如中介层、基板和 /或板的互连结构来与电路的另一个元件相连接。为了使得电子装备较小、较快、较轻以及 较便宜，制作高密度的互连结构来容纳每单位面积的大量导体通路。高密度互连结构不仅 使得1C封装的覆盖区域小型化，而且可以改善信号完整性，诸如噪声降低以及低衰减。制 造高密度互连结构的一个方法是使用顺次累积（SBU，sequential buildup)法来制造电路 子组件，特别是SBU电路子组件。 常规的SBU电路子组件具有两个不同的元件：芯和累积层。芯可以包括介电基板 层（例如，如在印刷电路板（PCB)中使用的玻璃增强环氧树脂）、传导性金属层（例如，铜或 铝）、陶瓷层、芯粘合层或者PCB，该PCB包括介电层和至少一个（特别是两个）传导性电路 层，该至少一个（特别是两个）传导性电路层被布置在介电层或具有多于1个介电层和多 于两个传导性层的多层PCB的相反侧上。SBU处理通常开始于芯，芯用作用于制作累积层的 载体并提供机械支持。累积层包括介电层和布线层，并且累积层被交替地在芯基板的一个 或两个表面上顺次地堆叠。布线层包括提供各种布线功能的多个电路图案。通过激光成形 的或光限定的（photo defined)传导性过孔来提供层间连接。为使芯的一侧上的累积层与另 一侧上的累积层互连，芯基板中的通孔是机械地和/或激光钻孔或穿孔的，并且这些孔是 利用标准PCB技术来用导体填充或镀覆的。 本文所使用的电路子组件还包括其他类型的子组件，例如连接层（bond ply)、 树脂涂覆传导性层、无覆层的介电基板层、覆盖膜和电路层压板。电路层压板具有传导性 层，例如铜，该传导性层固定附着在固化后的聚合物介电层上。双覆层电路层压板具有两个 传导性层，分别在聚合物介电层的每一侧上。使层压板的传导性层（例如通过蚀刻）图案 化而提供电路。多层电路包括多个传导性层，其中至少一个传导性层包含传导性布线图案。 通常，多层电路是通过利用连接层将一个或多个电路层层压在一起，通过利用随后被蚀刻 的树脂涂覆传导性层来累积附加层，或者通过加入无覆层介电层来累积附加层并随后进行 额外的金属化来形成的。在层压过程中，未固化的或B-阶段（部分固化的）的连接层、树 脂涂覆传导性层和累积层被固化。在多层电路形成后，可以使用已知的成孔和镀覆技术来 产生传导性层之间的有用电通路。 常规的垂直集成的互连电路子组件包括称作子组合体的不同电路子组件。通常有 两种类型的子组合体：接合芯子组合体和信号芯子组合体。两种类型的子组合体都包括布 置于两个介电层之间的传导性功率层。可以在子组合体中形成多个通孔。对于信号芯子组 合体来说，然后利用半加成处理（semi-additive process)来将布线层布置在介电层上。在 接合芯子组合体中，然后用传导性金属来镀覆通孔，和/或用电传导性胶来填充通孔。使子 组合体在彼此之上相对齐，并且将子组合体粘附或层压在一起来形成子组件。被镀金属和/ 或电传导性胶然后在接合芯子组合体和信号芯子组合体之间形成传导性接合部，从而提供 了通过垂直集成互连的子组件的多个电通路。由于子组件中的z轴的电互连性质，该子组 件可以提供比SBU子组件能够使用的布线密度更高的布线密度。 适合在上述电路子组件和电路材料中使用的介电材料必须满足各种严格的要求。 尤其是对多频带中的较小的、且花费较少的电子操作的需求一直在增长。在一些情况下，1C 封装已变为对实现进一步减小半导体尺寸以及增加频率的障碍。较高的频率需要具有非常 低的损耗（Df，也称作损耗正切和耗散因子）的介电材料。低损耗材料在其传输特性期间对 电信号的衰减的贡献很小，着反过来可以降低对1C功率和峰值结温的要求。然而，常规的 介电材料在较高频率（例如，千兆赫兹）具有相对高的损耗。例如，常用的累积介电膜（来 自Ajinomoto的GX13型）在5. 8GHz具有0· 019的损耗（日期为2007年六月的ABF材料 上的Ajinomoto数据表），该水平可能对许多高频/高速应用来说是有问题的。此外，累积 电介质中的吸收水可能对电性能具有不利影响，尤其是使得损耗增加，并从而造成了电气 可靠性问题。因此，现在和将来的累积应用需要一种具有非常低的吸水率的介电材料。上 述GX13累积介电膜具有大于1%的吸水率，而这对于许多高频/高速应用来说是无法接受 的。这种高吸水率还可能导致热可靠性问题。此外，常规介电材料的电容密度可能根据频 率和温度而变化，这可能影响封装的性能。 而且，介电层部分地用于吸收作为封装与芯之间、或芯中的层之间的热膨胀系数 (CTE)失配的结果而出现的任何热或机械应力。因此，用于较高性能应用的理想介电材料通 常具有与低模量和高延伸率相结合的低CTE，以提供不太可能受到可能与CTE失配有关的 扭曲和操作问题的影响的子组件。对于高性能累积层来说，其他所需特性包括良好的高温 稳定性、良好的导热性（散热）、低的z轴CTE以及可控的熔融流。最后一个特性在累积介 电层的处理和使用中是关键性的。 当前使用中的介电材料，诸如上述的GX13,具有累积应用所寻找的许多所需特性， 但它不满足用于增加高频/高速的应用的所有期望的需要。特别是，这些材料承受了具有 大大高于期望的介电损耗和吸水率以及低于期望的高温热性能。 在本领域中仍然需要用于电路和电路子组件的制造中的、具有良好的机械特性、 良好的高温稳定性、低吸水率以及在高频处的低损耗的组合。如果材料具有高导热性，并且 在不含卤化阻燃剂的情况下具有卓越的阻燃性，这将是另外一个益处。
技术实现思路
在一个实施例中，一种电路子组件，包括：芯，其中，芯包括： 具有第一表面和相反的第二表面的芯介电基板层，其中芯介电基板层的组合物基 于1，2_聚丁二烯、聚四氟乙烯或液晶聚合物，和 布置在芯介电基板层的第一表面上的第一芯布线层；以及介电层，介电层布置在 第一芯布线层上，其中，介电层由介电组合物形成，在以介电组合物的总体积计的情况下， 介电组合物包括： 30至65体积百分比的介电填料，其占介电组合物的至少15重量百分比wt%，其 中介电填料具有〇. 1到15微米的平均颗粒尺寸；和 35至85体积百分比的热固性组合物，热固性组合物包括： 30至50重量百分比的未改性聚芳醚， 20至40重量百分比的羧基官能化的聚丁二烯或聚异本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路子组件，包括：芯，其中，所述芯包括：具有第一表面和相反的第二表面的芯介电基板层，其中所述芯介电基板层的组合物基于1,2‑聚丁二烯、聚四氟乙烯或液晶聚合物，和布置在所述芯介电基板层的所述第一表面上的第一芯布线层；以及介电层，所述介电层布置在所述第一芯布线层上，其中，所述介电层由介电组合物形成，在以所述介电组合物的总体积计的情况下，所述介电组合物包括：30至65体积百分比的介电填料，其占所述介电组合物的至少15重量百分比wt％，其中所述介电填料具有0.1到15微米的平均颗粒尺寸；和35至85体积百分比的热固性组合物，所述热固性组合物包括：30至50重量百分比的未改性聚芳醚，20至40重量百分比的羧基官能化的聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物，和20至40重量百分比的弹性体嵌段共聚物。

【技术特征摘要】
2009.06.11 US 61/186,2211. 一种电路子组件，包括： 芯，其中，所述芯包括： 具有第一表面和相反的第二表面的芯介电基板层，其中所述芯介电基板层的组合物基 于1,2-聚丁二烯、聚四氟乙烯或液晶聚合物，和 布置在所述芯介电基板层的所述第一表面上的第一芯布线层；以及 介电层，所述介电层布置在所述第一芯布线层上，其中，所述介电层由介电组合物形 成，在以所述介电组合物的总体积计的情况下，所述介电组合物包括： 30至65体积百分比的介电填料，其占所述介电组合物的至少15重量百分比wt %，其 中所述介电填料具有〇. 1到15微米的平均颗粒尺寸；和 35至85体积百分比的热固性组合物，所述热固性组合物包括： 30至50重量百分比的未改性聚芳醚， 20至40重量百分比的羧基官能化的聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物，和 20至40重量百分比的弹性体嵌段共聚物。2. 根据权利要求1所述的电路子组件，其中，所述芯还包括布置在所述芯介电基板层 的所述第二表面上的第二芯布线层，并且附加介电层布置在所述第二芯布线层上，其中，所 述附加介电层由所述介电组合物形成。3. 根据权利要求1-2中任意一项所述的电路子组件，其中，所述芯为多层芯。4. 根据权利要求1所述的电路子组件，其中所述介电基板层的组合物基于聚四氟乙 烯。5. 根据权利要求1所述的电路子组件，其中所述介电基板层的组合物基于液晶聚合 物。6. 根据权利要求1所述的电路子组件，其中所述介电基板层的组合物基于1，2-聚丁二 烯。7. 根据权利要求1所述的电路子组件，所存在的所述介电填料的量为介电组合物的30 至60体积百分比。8. 根据权利要求1所述的电路子组件，其中，所述介电组合物在不含卤化阻燃剂的情 况下通过UL94V0测试。9. 根据权利要求1所述的电路子组件，其中，所述介电填料包括至少以下之一：二氧化 娃、二氧化钛、氢氧化镁、钛酸银、钛酸钡、Ba 2Ti902(l、氮化硼、氮化错和氧化错。10. 根据权利要求1所述的电路子组件，其中，所述热固性组合物还包括额外的羧基官 能化的聚芳醚。11. 根据权利要求10所述的电路子组件，其中，所述额外的羧基官能化的聚芳醚是聚 芳醚和环酐的反应产物。12. 根据权利要求11所述的电路子组件，其中，所述额外的羧基官能化的聚芳醚是聚 芳醚和马来酸酐的反应产物。13. 根据权利要求1所述的电路子组件，其中，所述羧基官能化的聚丁二烯或聚异戊二 烯聚合物是聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物和环酐的反应产物。14. 根据权利要求13所述的电路子组件，其中，所述羧基官能化的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑卡尔·K·保罗，斯科特·D·肯尼迪，迪尔克·M·巴尔斯，
申请(专利权)人：罗杰斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US