專利名稱：可以減少pcb剝離且具有較高可靠性的多孔電源和地層的制作方法
該申請涉及Japp等人于1999年4月7日申請、系列號為09/288051、題為“LOW CTE POWER AND GROUND PLANES”共同等審專利申請，這里引入作參考。
本發(fā)明一般涉及計算機制造領(lǐng)域，具體涉及減少用于計算機的電路板的剝離和陰極/陽極絲狀生長。
計算機和類似的電子設(shè)備已在人們的日常生活中隨處可見。許多商業(yè)機構(gòu)、銀行、政府機構(gòu)都依賴于計算機從事他們的日?；顒印Ｕ麄€社會中大部分需要計算機能可靠、穩(wěn)定地進行它們的經(jīng)濟、社交和通信活動。與以往任何時候的計算機相比，今天需要計算機運行時間更長，停機時間更短。
由于如此需要計算機，所以計算機設(shè)計者們更著重于其可靠性。今天的許多系統(tǒng)不允許有較長的停機時間更換構(gòu)成計算機系統(tǒng)的失效元件。如果每個元件都設(shè)計成壽命更長且更可靠，那么僅由這些元件構(gòu)成的每臺計算機的壽命將更長且更可靠。
對元件可靠性的重現(xiàn)也適用于印刷電路板(PCBs)。通過在PCB上設(shè)置半導(dǎo)體封裝或芯片設(shè)計計算機系統(tǒng)中的多數(shù)元件。PCBs稱之為“印刷的”是由于電路走線或銅線利用最初與新聞紙印刷工藝類似的技術(shù)布設(shè)于電路板上。這些電路線將各半導(dǎo)體封裝或芯片連接在一起。PCBs可以簡單形成為在其一個或兩個面上印刷有線路且一個或多個元件固定于其一個或兩個面上的絕緣體。然而，PCBs通常變得越來越復(fù)雜，一般由導(dǎo)電的金屬電源和地層及幾個信號層構(gòu)成，信號層含有夾在幾個絕緣層間的電路線，夾層的上下表面上具有金屬線和焊盤。上下導(dǎo)體通過鍍金屬的通孔(PTHs)彼此連接并與內(nèi)部電路層連接。
以此方式制造的PCBs已成為標準電子產(chǎn)品。制造方法的進步已使PCBs相對便宜。而且它們的簡單性使它們更可靠。然而，仍存在與PCBs有關(guān)的問題。這些問題中的一些的原因之一便是水。PCBs中的絕緣體易于透水，自然會吸收較高濃度的水。即使在完成元件組裝工藝時干燥了PCB，不久后它仍會從潮濕的空氣中或通過其它處理步驟吸收水。所以，PCBs含水，這種水自由透過絕緣層。不幸的是，一般由銅金屬構(gòu)成的電源和地層不透水。
不具有透水性影響了PCBs，可能會引起失效。水聚集于電源/地層和夾在電源/地層間的絕緣層之間的界面處。芯片、芯片載體封裝或其它元件焊接于PCB上(一般利用波峰焊或紅外加熱)。這些溫度的升高會引起已聚集于電源/地層和絕緣層之間的界面處的水蒸發(fā)成蒸汽。隨著水變成蒸汽，水的體積顯著增大，這種膨脹的水/蒸汽混合體會引起絕緣體剝離。實際上，絕緣體表面上還會出現(xiàn)“氣泡”，導(dǎo)致絕緣體龜裂、線路斷裂、封裝破裂、PTH孔體龜裂和其它類似的有害影響。
由于水“逸出”絕緣體的范圍，所以水必然通過絕緣體擴散到低水濃度區(qū)。這種低水濃度區(qū)一般只存在于包括上下表面的PCB的外圍處，在那里各疊層遇到空氣。假設(shè)實際上空氣中水濃度較低，水將花很長的時間內(nèi)通過介質(zhì)擴散到大氣。直到從PCB中去除了水，然而這種水會導(dǎo)致氣泡損傷。
另一種PCBs中水失效的機理是陰極-陽極絲狀生長(CAF)，在電路板短路時沿玻璃纖維發(fā)生該生長。這種短路發(fā)生在水從相鄰導(dǎo)體中濾取金屬離子到玻璃纖維和介質(zhì)間的界面時。在加電偏置時，銅離子沉積，這種沉積易于形成導(dǎo)電枝晶。在材料為溶液時，一般會離子化，因而向帶相反電荷的金屬性轉(zhuǎn)變。陰極是帶正電荷區(qū)，而陽極是帶負電荷區(qū)。所以金屬枝晶一般生長在兩相反帶電的局部陰極/陽極區(qū)之間。這些導(dǎo)電金屬枝晶則會引起電短路。
用PCBs作芯片載體某種程度上加重了由水引起的失效機制。芯片載體是芯片連接于電路板上前設(shè)置于其上并與之連接的裝置。過去，這些芯片載體幾乎只由陶瓷構(gòu)成。由于用陶瓷作芯片載體，聯(lián)合電子器件工程委員會(JEDEC)，一個負責(zé)頒布電子制造標準的實體，提出了芯片載體的測試標準，主要是假設(shè)基底的基片材料根本不吸水?，F(xiàn)在PCBs已開始用作芯片載體，由于這些有機材料中容易存在更多水，所以水遷移及與之有關(guān)的問題更普遍。由有機疊層材料構(gòu)成的芯片載體稱為層疊芯片載體(LCCs)。
因此，沒有辦法限制由陰極/陽極枝晶生長和有機LCCs中絕緣體剝離造成的失效，PCBs和LCCs將持續(xù)不斷地存在大量失效和可靠性問題。
因此，本發(fā)明的各實施例提供用于印刷電路板(PCBs)且包括多孔導(dǎo)電材料的電源和地層。多孔電源和地層材料允許水和/其它溶劑穿過電源和地層，這樣便可以減少由于陰極/陽極絲狀生長造成的PCBs(或PCBs用作層疊芯片載體)失效和絕緣體剝離。可利用涂有金屬的布(例如聚酯)或織物(例如由碳/石墨或玻璃纖維構(gòu)成那些)，利用金屬絲網(wǎng)代替金屬片，利用燒結(jié)金屬，或通過在金屬片上形成小孔陣列使金屬片多孔，從而形成多孔導(dǎo)電材料。金屬網(wǎng)或織物可以制成紡織或無規(guī)則的紙結(jié)構(gòu)。如果小孔陣列形成于金屬片上，則與利用常規(guī)方法相比，可以在不用任何附加的處理步驟的情況下形成這種陣列。
從以下對本發(fā)明優(yōu)選實施例的更具體介紹中，可以清楚本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點及特點，如各附圖中所介紹的。
下面將結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的優(yōu)選例示實施例，各附圖中類似的標記表示類似的元件

圖1是按本發(fā)明優(yōu)選實施例構(gòu)圖的電源芯層的剖面透視圖；圖2是按本發(fā)明另一優(yōu)選實施例構(gòu)圖的電源芯層的俯視圖；圖3是用于本發(fā)明幾個實施例的優(yōu)選電源或地層的剖面圖；圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的六層印刷電路板和構(gòu)成六層印刷電路板的各層的剖面圖；圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的制造和使用電源或地層的方法的工藝流程圖；圖6是六層印刷電路板和構(gòu)成六層印刷電路板的各層的剖面圖。
本發(fā)明優(yōu)選的實施例通過提供具有采用導(dǎo)電多孔材料的電源和地層的印刷電路板(PCBs)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的局限。這些材料較好是對水和其它溶劑具有滲透性。本發(fā)明涉及PCBs的制造。下面給出PCBs一般制造技術(shù)的簡短介紹，然后是優(yōu)選實施例。
為了制造印刷電路板，初始材料一般是由玻璃纖維和環(huán)氧樹脂構(gòu)成的薄片。由于該纖維在初始處理期間用樹脂浸漬，所以這一般稱為“半固化片”。樹脂主要用作粘合劑，將纖維粘合到板上。代替玻璃纖維布，可以使用壓縮紙或其它合適材料。因此，基板是一種將制成最終的印刷電路的扁平剛性或輕度韌柔的介質(zhì)材料。該初始材料可以與銅薄層一起利用合適的粘合劑層疊于板的兩面上。這種組合一般叫作敷銅疊片(CCL)。這些CCLs可以變成簡單的雙面板(具有兩面銅線)或可以電路化并以附加介質(zhì)層疊構(gòu)成多層復(fù)合體。
多數(shù)情況下，穿過這些板形成小孔(一般利用鉆孔)，以容納將安裝的各種電子元件的電連接。小孔一般利用高速鉆孔機鉆出，小孔的位置示于附圖中或根據(jù)板的設(shè)計而定。
為了形成從銅疊層一面穿過小孔到另一面的電連接，小孔的塑性壁必須制成導(dǎo)電的。這可以通過本行業(yè)中公知的例如金屬化等化學(xué)工藝完成，該工藝由相對復(fù)雜的一系列化學(xué)試劑槽處理、漂洗和活化步驟構(gòu)成，以便在孔壁上敷著薄銅層。
由于利用金屬化工藝形成的銅層對于在板的兩層間形成合適電橋來說一般太薄，所以要用銅電鍍在小孔中淀積厚銅層，以形成運載電流的合適銅截面。銅鍍敷后可以進行錫-鉛或錫鍍敷以改善可焊性。
金屬化后，對需要電路圖形的那些表面進行電路處理。電路圖形是一種將規(guī)格或設(shè)計需要應(yīng)用到已鉆孔板的金屬表面上的電路設(shè)計。通過涂敷有機光刻膠敷層作干膜可以形成圖像。通過掩模將紫外(UV)光投射到光刻膠上。該掩模含阻擋UV光的圖形。對于負型光刻膠來說，光刻膠的未暴露于UV光的區(qū)域，將在隨后的顯影步驟中被去掉。然后用化學(xué)腐蝕去掉暴露的表面金屬。然后，剝離剩余的光刻膠，只留下金屬圖形。
現(xiàn)參見圖6，該圖示出了六層PCB和構(gòu)成該六層PCB的各層的例子。圖6中，示出了處于不同制造階段的PCB的各部分。六層PCB120包括通過將兩個信號芯層101和130、一個電源芯層111和介質(zhì)層150和152壓在一起(稱作“層壓”)形成的“復(fù)合體”。各芯層各自構(gòu)圖，然后壓在一起形成復(fù)合PCB。這種層壓期間，介質(zhì)將回流到芯層和介質(zhì)層間存在的任何間隙中。層壓后，給復(fù)合體鉆孔，去掉敷在暴露的鉆過孔的銅層上的環(huán)氧，鍍敷通孔，并進行處理。為簡單起見，圖6示出了代替介質(zhì)時含空氣的介質(zhì)回流區(qū)。此外，盡管一般是圓柱形金屬孔，但鍍敷的通孔(PTHs)示出為固態(tài)金屬。最后，未示出將用于對準工件與疊層和各層的加工孔(toolinghole)。
信號芯層100包括夾在兩銅層102和105間的介質(zhì)層104。信號芯層100是沒進行過處理的CCL。銅層102和105為其上將形成銅線的信號運載層。銅層102還可以具有焊盤，各芯片或含有芯片的表面安裝封裝將焊接于其上。信號芯層101表示信號芯層100構(gòu)圖后的信號芯層100。信號芯層101包括銅層102和105，它們已被構(gòu)圖，帶有電路、用于PTHs的間隙及其它間隙/加工孔和介質(zhì)層104。銅層102有兩條線(未計數(shù))和兩個焊盤107和103，而銅層105具有五條線。此外，銅層105有間隙區(qū)域170，在信號芯層101層疊成復(fù)合體，進行了鉆孔和孔鍍敷后，PTH從中穿過。
圖6中的電源芯層110包括夾在兩銅層112和115間的介質(zhì)層114。銅層112和115可以比銅層102和104厚，以便提供額外的電流運載能力。電源芯層110是未進行過處理的CCL。銅層112將變成PCB的電源層，而銅層115將變成PCB的地層(反之亦然)。電源芯層111表示電源芯層110已構(gòu)圖后的電源芯層110。電源芯層111包括已構(gòu)圖的銅層112和115及介質(zhì)層114。銅層112構(gòu)圖為具有兩個間隙區(qū)182和179，而銅層115構(gòu)圖成具有兩個間隙區(qū)184和180。這些間隙區(qū)將防止電源和地層與PTHs接觸，這些PTH是在電源芯層111層壓成復(fù)合體，并鉆出了小孔和進行了鍍敷后，在這些位置鉆出的。
完成的PCB部分圖示為六層PCB部分120。由于具有六個導(dǎo)電層，所以一般稱這種PCB作“六層”板。示出了信號芯層101和130、電源芯層111和介質(zhì)層150和152層壓形成復(fù)合體后的六層PCB部分120。該復(fù)合體已被鉆孔，涂敷的環(huán)氧已從孔中去掉。小孔已被鍍敷。此外，各元件安裝于該完成的PCB上。例如，J引線封裝160可焊接于信號芯層101的銅層102的焊盤170和103上。信號芯層130為與信號芯層101類似構(gòu)圖的信號芯層。信號芯層130包括銅層132和135及介質(zhì)層134。銅層132和135已構(gòu)圖形成線。已在電源芯層111的電源層(銅層)112和信號芯層101的銅層105之間施加了介質(zhì)層150，同時已在電源芯層111的地層(銅層)115和信號芯層130的銅層132之間施加了介質(zhì)層152。每個介質(zhì)層150、152都可以由一層以上的介質(zhì)層構(gòu)成。
PCB 120中示出了幾種PTHs。PTH 109連接電源層112和J引線161、已構(gòu)圖銅層105上的線及已構(gòu)圖銅層135上的線。間隙區(qū)180可以防止PTHl09與地短路。注意，層疊后，間隙區(qū)180中將填充回流介質(zhì)，但為了簡便起見，圖6中未示出。PTH 108連接銅層102、105、132和135上的信號線。間隙區(qū)184和182可以分別防止PTH 108接觸地層115或電源層112。PTH 106連接地層115與銅層135、132和102上的線或焊盤。
應(yīng)注意，盡管電間隙孔允許一定量的局部水通過，但不為濕汽提供防止或消除陰極/陽極絲狀生長效應(yīng)或剝離所必需的充分的滲透性。例如，圖6中，間隙區(qū)180允許該區(qū)附近的某些水通過，但為了清楚起見該區(qū)的尺寸已被放大，實際LCCs中其尺寸很小。為清楚也放大了PTHs間的距離和尺寸，實際上多數(shù)區(qū)域的距離更大，尺寸更小。所以，一般地或電源層與PTH間有些少量濕汽可以通過其擴散位置，但靠近PTHs的這些少量點不足以提供防止或減少陰極/陽極絲狀生長效應(yīng)或剝離所必需的滲透性。
用于PCBs的絕緣或介質(zhì)材料能夠保持相對高的水量。這些材料在處理期間會吸收水。它們也具有允許水通過的適度擴散常數(shù)。相反，電源和地層一般為銅，不允許水通過。在水通過絕緣體擴散時，金屬化的電源和地層是阻止擴散的基本阻擋層。于是，水聚集在電源/地層和介質(zhì)層界面處。
通過提供用于印刷電路板(PCBs)(或用作層疊芯片載體(LCCs)PCBs)、且含有導(dǎo)電多孔材料的電源和地層，發(fā)明的優(yōu)選實施例克服了現(xiàn)有技術(shù)的局限。通過提供高滲透性，這些電源和地層材料允許水或其它溶劑通過電源/地層，從而減少或消除因膨脹的溶劑引起的陰極/陽極絲狀(CAF)生長和氣泡。水是CAF的主要原因，但已知其它溶劑會引起剝離。具體說，會引起剝離或氣泡效應(yīng)的溶劑有三氯乙烯、二氯甲烷、芐醇和碳酸丙烯。
所說優(yōu)選實施例包括可用于PCBs的電源和地層的各種導(dǎo)電多孔材料。滿足多孔電源和地層要求的材料有許多。例如，本發(fā)明的實施例可以被整體金屬化(帶小孔陣列的金屬箔，燒結(jié)的/粉狀的金屬，金屬絲網(wǎng)等)，或可以具有通過金屬化提供增強的導(dǎo)電性的纖維基底材料(涂有金屬的碳纖維，涂有金屬的玻璃纖維，涂有金屬的聚酯等)。根據(jù)所用基底導(dǎo)電材料的類型，可以用不同工藝形成濕汽擴散性小的孔和功能上的電間隙孔。
在討論優(yōu)選實施例之前，有益的是簡短地討論一下術(shù)語。如概述部分所述，術(shù)語“半固化片”一般包括玻璃纖維和環(huán)氧樹脂。由于在處理期間要用樹脂浸漬纖維，所以經(jīng)常稱之為“半固化片”。含樹脂的纖維材料片一般稱為“纖維樹脂復(fù)合體”，纖維材料片可以稱作“纖維復(fù)合體”。不幸的是，在一個或多個信號層與一個或多個電源/地層層疊時，或在半固化片間層疊電源/地層時，稱之為“復(fù)合體”。為避免將這種復(fù)合結(jié)構(gòu)與纖維復(fù)合體或纖維樹脂復(fù)合體混淆，纖維復(fù)合體和纖維樹脂復(fù)合體將稱作“纖維疊片”。術(shù)語‘纖維疊片’意在包括所有類型的半固化片、纖維復(fù)合體、纖維樹脂復(fù)合體、介質(zhì)、絕緣體和在PCB制造中常用的其它材料。此外，本發(fā)明的實施例可以使用導(dǎo)電纖維疊片(例如用銅浸漬的半固化片)。還應(yīng)注意，盡管這里使用了術(shù)語“纖維疊片”，但該術(shù)語意在表示目前用于構(gòu)成PCBs的所有類型的熱固樹脂和熱塑聚合物，包括但不限于環(huán)氧、雙馬來酰亞胺三嗪環(huán)氧、氰化酯、聚酰亞胺、聚三氟乙烯(PTEE)和其它氟聚合物等，無論它們是否含任何纖維或填料。
可以按許多方式制造多孔金屬化電源和地層。制造多孔金屬電源層的最優(yōu)選的方法是在一般用于PCBs制造工藝的金屬箔上形成大量小孔。通過在金屬箔上形成孔陣列，金屬箔將相對透水。這些小孔的尺寸較好是直徑介于0.001和0.010英寸，并且彼此間間隔最大0.050英寸，以便為水或其它溶劑提供合適的滲透性。最優(yōu)選的直徑是0.002英寸，這樣大的直徑可以利用普通的平版印刷術(shù)形成，并允許甚至間隔小于0.050英寸時具有合適的功率分布?？梢酝ㄟ^非標準工藝例如激光鉆孔形成較小的孔。一般說，孔間的最小間距取決于電流運載能力的電設(shè)計要求。在其它尺寸和間距會增加水/溶劑通過電源/地層的傳遞時，給定的間隔和尺寸允許足量的水傳遞，同時不會對金屬層的電流分布能力造成太大損害。所以優(yōu)選這些間距和尺寸。
小孔的尺寸和間距某種程度上也會受在金屬箔上形成小孔的時間和方式的影響。在金屬疊片上形成小孔的優(yōu)選時間是在成像/腐蝕步驟。已進行電源和地層的成像處理，以去除PTH不會與之連接的間隙孔的金屬。此外，相同PCB上既具有數(shù)字也具有模擬元件的設(shè)計一般有分離的電源和地層。數(shù)字電路有一組電源和地層，而模擬元件有另外一組電源和地層。這些分離的層需要電源/地層的某些區(qū)在成像步驟期間被去除。由于這些步驟期間已進行了成像，簡單改變成像工藝能將小孔形成為增大電源/地層的滲透性。
例如，如果采用光刻工藝去除層的各部分，可以在層表面上涂敷光刻膠。如上所述，光刻膠通過掩模暴露于紫外(UV)光，形成抗蝕劑顯影后保留下的未曝光(聚合化的)光刻膠區(qū)。在去除了未曝光的光刻膠后，底層的銅露出。然后在腐蝕期間去掉露出的銅區(qū)，同時被抗蝕劑覆蓋的銅區(qū)受到保護不受腐蝕劑的作用。為了在銅層上形成小孔陣列或多個小孔，可以改變掩模，使之包括將在疊片上形成小孔陣列的多個不透明區(qū)。如何改變形成陣列的掩模取決于所用處理的種類。例如，如果用正型光刻膠，則掩模上的圖像將與用于負型光刻膠的掩模相反。制造利用特定光刻膠形成圖形的掩模是所屬領(lǐng)域眾所周知的。可以使用光刻工藝，這種工藝可以形成相當(dāng)小的孔。
利用絲網(wǎng)印刷的墨在層表面上形成圖形也是所屬領(lǐng)域眾所周知的。從絲網(wǎng)阻擋通過絲網(wǎng)推進并推到層上的墨的意義上講，絲網(wǎng)類似于掩模。所以絲網(wǎng)上的圖像與將形成于層上圖像是相反的(負型)。墨在隨后的腐蝕步驟中保護層不受腐蝕劑作用；層的沒有墨的區(qū)域?qū)⒈桓g，這些區(qū)域中的金屬將被去掉。如果要求在金屬箔中有小孔陣列，則一般在絲網(wǎng)上形成“島”陣列。絲網(wǎng)上的島將阻擋墨，在淀積于層表面上墨中形成小孔。在進行了腐蝕后，墨中的這些孔將隨之變成金屬疊片中的小孔。腐蝕后，另一工藝步驟去掉墨。由于如果可能的話利用該方法形成很小的孔很困難，所以在疊片中掩蔽形成多個小孔必然形成較大孔。
圖1示出了已根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例制造的電源芯層的一部分200。電源芯層200包括電源層202(銅層)、介質(zhì)層204和地層205(第二銅層)。電源芯層200(在鉆孔等之前)是與圖6先前所示電源芯層110類似的CCL。進行光刻和腐蝕，形成滲透孔220陣列和間隙孔210、250。間隙孔210、250用于隔離電源層202或地層205與PTHs(或加工孔)。滲透孔220形成相對平行的行和列陣列。位置260表示陣列中的滲透孔220所在位置，但滲透孔220太靠近間隙孔210，被省略掉。盡管該例子示出了位置260處的滲透孔220被省略掉，但省略的理由是已由間隙孔210提供了一定程度的滲透性。如果需要的話，可以制造處于位置260的滲透孔。間隙孔210、250可以在處理期間通過光刻工藝制造(盡管在加工孔步驟中制造加工孔)。于是，可以在與制造間隙孔210、250相同的光刻步驟中制造滲透孔220。
盡管孔220的陣列表示為平行的行和列，但也可以是其它陣列。例如，列或行可以交錯，如圖2所示。圖2示出了電源芯層280的一部分的上表面(銅層202)?？?20的列沿平行線，孔220的行也沿平行線，然而，沿這些線的孔的位置交錯或交替。
此外，盡管這些例子討論了銅箔，但應(yīng)注意，該技術(shù)也可以應(yīng)用于由其它金屬和例如銅/鎳鐵合金/銅和銅/不銹鋼/銅等金屬的組合等構(gòu)成的電源層導(dǎo)體。
可以使用如圖6所示具有孔220陣列的電源芯層例如電源芯層200，但除對光刻或絲網(wǎng)印刷墨步驟的所述小改變外，處理步驟幾乎沒有改變。
如上所述，除銅箔以外的其它材料可用于提供用于PCBs或LCCs的多孔電源或地層。其中的某些材料在PCB或LCC制造的鉆孔階段會較脆。例如，在鉆孔期間纖維材料會比金屬箔更容易損壞。此外，由于光刻和腐蝕技術(shù)不能構(gòu)圖這些多孔電源和地層中的某些，所以較好是對標準PCB或LCC制造步驟進行一些特殊的改變。在轉(zhuǎn)而討論可用于多孔電源和地層的其它材料前，將討論涉及利用和制造由多孔材料構(gòu)成的多孔電源/地層的一般步驟。
現(xiàn)參見圖3，該圖示出了多孔電源和地層的三個優(yōu)選結(jié)構(gòu)。每種結(jié)構(gòu)制造和利用PCB/LCC的多孔電源或地層的處理步驟稍有不同。多孔電源和地層的最優(yōu)選結(jié)構(gòu)表示為電源/地芯層300。電源/地芯層300包括夾在兩層纖維疊片302、305間的多孔層304。示出了兩個間隙孔310，這些孔已在電源/地芯層300鉆出，以提供電源/地芯層300與另一電源/地芯層及一個或幾個信號芯層層疊后用于PTHs的間隙。層疊形成了隨后被鉆孔和金屬化以形成PCB或LCC的復(fù)合體。通過在兩纖維疊層302和305間層疊多孔層304，纖維疊層為多孔層提供了鉆孔和運輸期間的保護。纖維疊層302、305可以是不導(dǎo)電的，也可以是導(dǎo)電的。在后一實施例情況下，電源/地芯層300將是導(dǎo)電復(fù)合體。然后電源/地芯層300疊置在兩不導(dǎo)電的纖維疊層之間，形成較大的“芯層”，或電源/地芯層300與其它信號層、電源/地芯層、及不導(dǎo)電纖維疊層疊置成PCB復(fù)合體。
圖3還示出了更易受鉆孔和運輸損傷的多孔電源和地層的第二和第三較不優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。電源/地芯層320包括夾在兩多孔層322、325間的纖維疊層324。另外，纖維疊層324可以是導(dǎo)電的，也可以是不導(dǎo)電的。電源/地芯層320已鉆有間隙孔330。電源/地芯層350包括多孔層352。類似地，電源/地芯層350已鉆有間隙孔360。由于多孔層易受鉆孔和運輸損傷，所以這些都是較不優(yōu)選的電源/地芯層的實施例。然而，如果運輸和鉆孔期間很小心的話，也可以對制造電源/地層的多孔材料的損傷最小或沒有損傷。密封纖維疊層中易受運輸或鉆孔損傷的多孔材料，可以減少損傷的可能性，所以較好是這樣做。
這些芯層的每個都可以按稍有不同的方式處理。一般說，電源/地芯層300將在對多孔層304進行了可選的粘附性增強工藝(利用例如硅烷等化學(xué)試劑)后層疊。然后一般在電源/地芯層上鉆出間隙孔310。該階段代替用光刻膠構(gòu)圖和腐蝕，使用鉆孔，是由于一般情況下纖維疊層(它的介質(zhì)或?qū)Р牧?不能腐蝕。此外，該步驟中，間隙孔310中可以填以絕緣體/介質(zhì)。然后，已鉆孔的電源/地芯層300可以與另一電源/地芯層和一個或幾個信號芯層層疊成復(fù)合體。然后在復(fù)合體上鉆孔，并金屬化(為PTHs)，從而形成PCB或LCC?？梢赃x擇的是，電源/地芯層350可被鉆孔，并用粘附性增強工藝處理，然后與兩個纖維疊片層疊成電源/地芯層300。盡管可以機械鉆孔電源/地芯層350，以形成間隙孔和加工孔，但優(yōu)選對易受鉆孔損傷的電源/地芯層材料進行激光或其它不易損傷的鉆孔方法。
一般說，電源/地芯層320可通過用粘附性增強工藝(選的)處理多孔層322、325形成。然后纖維疊片(導(dǎo)電或不導(dǎo)電)疊置于兩多孔層之間。然后通常進行鉆孔，形成間隙(或加工)孔330。對易受鉆孔損傷的電源/地層材料，較好是采用激光或其它不易損傷鉆孔技術(shù)。該實施例中激光鉆孔的附加優(yōu)點是可以用不同間隙孔圖形構(gòu)圖兩個導(dǎo)電的多孔層。然后用絕緣/介質(zhì)材料填充間隙或加工孔。然后，電源/地芯層320與另一電源/地芯層和一個或幾個信號層層疊成復(fù)合體。
一般說，可以在電源/地芯層350中鉆孔，并用可選的粘附性增強材料(例如硅烷或氧化銅處理)處理，然后與兩纖維疊層(導(dǎo)電或不導(dǎo)電)層疊形成芯層300。可以選擇的是，可以在電源/地芯層350中鉆孔，并用粘附性增強步驟處理，然后與另一電源/地芯層、幾層纖維疊層及一個或幾個信號芯層層疊形成復(fù)合體。例如，為形成六層復(fù)合體，從復(fù)合體的“上”層到“底”層的各層如下信號芯層(例如圖6的信號芯層101)、一個或幾個纖維疊層、電源/地芯層352、一個或幾個纖維疊層、電源/地芯層352、一個或幾個纖維疊層和第二信號芯層(例如圖6中的信號芯層130)。然后鉆孔該復(fù)合體并金屬化形成PCB/LCC。
如上所述，較好是導(dǎo)電材料用于將被形成電源/地芯層的易受鉆孔或運輸損傷的多孔電源或地層，其中多孔導(dǎo)電材料夾在或密封在兩纖維疊層之間。以此方式形成的電源或地芯層將在鉆孔步驟中支撐和保護多孔導(dǎo)電材料。這種保護減少了可能因鉆孔工藝破裂的纖維材料量。也可以制造象電源芯層320(類似于圖6的電源芯層110)或電源芯層350那樣的電源芯層，但鉆孔和/或運輸會造成多孔材料某種程度上破裂和龜裂。此外，疏松的纖維材料會污染某些處理步驟。通過密封纖維材料和在鉆出的孔中填入絕緣體/介質(zhì)，纖維材料不易污染隨后的處理步驟。
參見圖4，該圖示出了電源和地芯層的幾個截面以及由這些芯層構(gòu)成的六層PCB/LCC。圖4是一個例子，展示了電源芯層1000，鉆孔的電源芯層1001，地芯層1010，鉆孔的地芯層1011，及六層PCB/LCC 1020。通過對多孔電源層1004進行粘附性增強工藝，然后將該層與兩介質(zhì)層1002和1005層疊，從而形成電源芯層1000。然后，鉆孔電源芯層1000，形成間隙孔1082和1079。涂敷了光刻膠掩模后，腐蝕一個“標準”CCL電源芯層，形成成像的電源芯層(即，圖6的電源芯層111)。由于腐蝕對用于電源/地層或纖維疊層上的一些多孔導(dǎo)電材料是不可能的，所以較好是采用鉆孔法形成間隙孔。該例中的電源芯層1000和1001實質(zhì)是夾在兩不導(dǎo)電纖維疊層間的多孔導(dǎo)電層。通過對多孔地層1012、1015進行粘附性增強工藝，然后在一導(dǎo)電纖維疊層的兩面上層疊這些層，從而形成地芯層1010。然后，鉆孔地芯層1010，形成間隙孔1084和1080。該例中的地芯層1010實質(zhì)是具有三個導(dǎo)電層的一個導(dǎo)電層(一個導(dǎo)電纖維疊層夾在兩個多孔導(dǎo)電材料層之間)。盡管圖4中未示出，但可以在電源芯層1001和地芯層1011中加入介質(zhì)或其它絕緣體，填充這些芯層中的間隙孔。
關(guān)于導(dǎo)電纖維層1014，形成該層的較好方法是在纖維或纖維/樹脂層中加入按體積計40％的銅粉。層疊期間，銅應(yīng)均勻分布于纖維層。也可以采用其它導(dǎo)電填料及其它類型的層材料，但該填料和層材料的優(yōu)點是較便宜且為PCB制造中常用的材料。
芯層鉆孔(如果需要加了絕緣體)后，將電源芯層1001和地芯層101l與已構(gòu)圖的信號芯層101、130及纖維疊層1099壓在一起，形成復(fù)合體。對該復(fù)合體鉆孔并金屬化形成PTHs。將元件固定于PCB/LCC上后，得到例示的六層PCB/LCC部分1020。纖維疊層1099是不導(dǎo)電介質(zhì)層，用于隔離信號層132與地芯層1011特別是地芯層1011的多孔層1015。在電源芯層1001和地芯層1011間有一等同的纖維疊層，以將兩層粘附在一起。
PTH 1008與圖6的PTH 108類似，連接信號芯層101的信號層102和105的線與信號芯層130的信號層132和135的線。間隙區(qū)1082和1084防止各地和電源層接觸PTH。盡管示出了間隙區(qū)1082和1084中填有“空氣”，但實際上，這些區(qū)中一般填以介質(zhì)，或者在將電源或地芯層鉆孔后，這些區(qū)中填以介質(zhì)(其它絕緣體)，或者在層疊期間用介質(zhì)/絕緣體填充這些區(qū)。
PTH 1009與圖6的PTH 109類似，它連接信號芯層130的層135上的焊盤103和線與電源層1001。間隙區(qū)1080防止PTH1009連接地芯層1011。類似地，PTH 1006與圖6的PTH 106類似，它連接信號芯層101的層102上的線和信號芯層130的層135、132上的線與地芯層1011。該例中，地芯層1011包括三個導(dǎo)電層(兩個多孔層1012和1015及一個導(dǎo)電纖維疊層1014)，它們都與PTH 1006連接。間隙區(qū)1079防止PTH 1006連接電源層1004。
在圖4的例子中，示出了隔開各芯層的多數(shù)纖維疊層較薄。例如，纖維疊層1002和1005很薄。這只是為了表示，如所屬領(lǐng)域技術(shù)人員知道的，如果需要可以加更多層、更薄或更厚的纖維疊層。圖4的六層PCB/LCC 1020與圖6的六層PCB/LCC 120相比，除PCB/LCC 1020有分離的電源和地芯層外，沒有什么不同。PCB/LCC1020也具有允許水或其它溶劑自由分散于包括PCB/LCC 1020的各層的多孔電源和地層。多孔電源和地層限制了陰極/陽極絲狀(CAF)生長和絕緣體剝離造成的失效。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的形成包含多孔導(dǎo)電材料的電源或地芯層(例如電源芯層1000)的優(yōu)選方法。圖5中的方法400較好用于形成電源和地芯層，以將電源和地芯層結(jié)合成復(fù)合PCB或LCC。該方法也可用于其中多孔導(dǎo)電材料夾在兩纖維疊層間作為電源層1000的優(yōu)選實施例。該實施例可以更好地保護內(nèi)部多孔導(dǎo)電材料。此外，纖維疊層可幫助“密封”覆蓋以金屬的纖維材料和其它疏松材料，這有助于將內(nèi)部纖維材料保持于疊片上。在可能污染PCB/LCC的各部分和制造工藝的碳材料的情況下這特別有益。方法400開始于在所用多孔材料上形成可選的薄金屬涂層(步驟410)。本發(fā)明的敷金屬的纖維材料一般為足以運載要求電流的金屬；如果要求附加的電流運載能力的話，可以在步驟410在纖維上形成更多金屬。
此外，如果本發(fā)明的優(yōu)選多孔材料沒有金屬化，則這些材料也可以在該步進行金屬化。例如，如果采用未金屬化的碳纖維絲束作多孔材料，則可以在步驟410金屬化絲束，并將之形成為紡織織物。然后，如果需要，在步驟410在該織物上附著附加的金屬。簡言之，步驟410可以用于金屬化未涂有金屬的材料和在已涂有金屬的材料上再添加上附加金屬。在方法400后，將更詳細地討論用于電源和地層的優(yōu)選材料類型。
然后，用粘附性增強化學(xué)工藝或氧化銅處理可選地處理多孔材料(步驟420)。然后，在兩纖維疊層間層疊夾入導(dǎo)體，以形成密封的多孔電源或地芯層(步驟430)。一般來說，用標準的層疊工藝層疊多孔地/電源材料?；蛘?，可利用標準的浸漬工藝用樹脂浸漬纖維多孔材料(步驟433)。該標準浸漬工藝基本上密封了纖維材料。該樹脂浸漬布然后疊靠于釋放片(release sheet)或粗糙的銅箔上。如果使用粗糙銅箔，則可以將之腐蝕掉(步驟437)或通過鉆孔(步驟440)剝離。釋放片一般在鉆孔前被去掉(步驟435)。
由于纖維疊層一般不能腐蝕形成必需的電間隙孔(和其它開口)，所以這些開口形成于電電源/地芯層中(步驟440)。一般來說，在疊層和多孔層內(nèi)并通過其鉆孔間隙孔圖形或加工孔，可以形成這些開口。鉆孔可利用機械鉆孔或利用激光或其它類似的孔形成設(shè)備進行。如果粗糙的銅箔已疊于多孔材料上(步驟435)，并且未被去掉(在步驟437)，則現(xiàn)在可以通過腐蝕去除之(步驟445)。此時，可以用純樹脂再填充開口，樹脂含有不導(dǎo)電填料或其它合適的絕緣體/介質(zhì)(步驟450)。較好是通過再疊層到或壓到一復(fù)合板結(jié)構(gòu)上，將電源/地芯層引入到復(fù)合體中(步驟460)。如果在步驟450未填充各孔，則在層疊周期中，額外的樹脂從纖維疊層流到并填充到鉆孔的電源層孔中。接著可以再鉆孔形成用于PTHs的孔，并金屬化這些孔(步驟470)。步驟470后，將形成與PCB/LCC 1020類似的PCB/LCC。
盡管方法400是用多孔電源/地層制造PCB/LCC的優(yōu)選方法，但方法400的步驟可根據(jù)所用電源/地芯層的結(jié)構(gòu)稍作變化。例如，兩層多孔導(dǎo)電材料可以疊于例如在圖3的電源和地芯層320中先前所示的纖維疊層上。該例中，處理步驟保持與方法400所示的非常類似。例如，可以分別進行方法400的步驟410和420，以在導(dǎo)電材料上加上附加金屬，并加強粘附性。然后纖維疊片(導(dǎo)電或不導(dǎo)電)疊于兩多孔層之間。然后一般進行鉆孔，形成間隙孔或加工孔(步驟440)。對于易受鉆孔損傷的電源/地層材料，較好是可以采用激光或其它不易損傷的鉆孔方法。該例中激光鉆孔的附加優(yōu)點在于，可以用不同的間隙孔圖形構(gòu)圖兩導(dǎo)電多孔層。在該階段(步驟450)可以用絕緣材料填充間隙或加工孔。然后將電源/地芯層320與另一電源/地芯層、一個或幾個信號層和不導(dǎo)電的纖維疊層壓成復(fù)合體(步驟460)。然后鉆孔該復(fù)合體并金屬化，形成PCB/LCC(步驟470)。
此外，也可以用與圖3的電源/地芯層350類似的電源/地芯層形成電源或地層。該例中，用于形成電源和地層的處理步驟某種程度上不同于方法400。例如，可以在步驟410(如果進行的話)前或后進行鉆孔(步驟440)。然后可以用可選地粘附性增強材料處理多孔導(dǎo)電層(步驟420)，并與兩纖維疊層(導(dǎo)電或不導(dǎo)電)疊置，形成圖3的芯層300。該例中，由于層疊工藝可以用纖維疊層填充各孔，所以步驟450一般是不必要的?？蛇x擇的是，可以鉆孔與電源/地芯層350類似的多孔導(dǎo)電層，并用粘附性增強步驟處理(步驟420)，然后與另一電源/地芯層、幾個纖維疊層和一個或幾個信號芯層壓成復(fù)合體(步驟460)。然后鉆孔該復(fù)合體并金屬化，形成PCB/LCC(步驟470)。
最后，方法400可應(yīng)用于除圖4所示六層PCB外的其它結(jié)構(gòu)的PCB。通過將方法400的工藝應(yīng)用于特定數(shù)量的層，可以形成更多或更少層數(shù)的層。例如，(再參見圖4)，如果希望四層PCB，則電源芯層1000可以疊于帶銅疊層的層1002的外表面上。然后鉆孔形成電源芯層1001。類似地，地芯層1010可以疊于帶有纖維疊層和銅疊層的層1015的外表面上。然后鉆孔形成地芯層1011。形成于電源和地芯層中的開口中可以填以絕緣體。然后可構(gòu)圖兩銅疊層，兩電源和地芯層形成復(fù)合體。進行鉆孔并鍍敷PTHs，形成PCB?；蛘?，鉆孔的電源芯層1001和鉆孔的地芯層1011可形成各層按以下順序的復(fù)合體銅層、可選的不導(dǎo)電纖維疊層、電源芯層1001、地芯層1011、不導(dǎo)電纖維疊層、和銅層。然后可將兩銅構(gòu)圖成信號層，并鉆孔和金屬化復(fù)合體，形成四層PCB。
現(xiàn)在已一般意義上討論了用多孔材料制造多孔導(dǎo)電電源和地層的方式。這些方式和材料可用于以下將討論的任何特定多孔導(dǎo)電材料。如果存在較好采用的任何附加處理步驟以便材料可形成為電源或地芯層，那么將結(jié)合電源/地材料討論這些步驟。
適用于金屬化電源和地層的優(yōu)選材料是燒結(jié)金屬。燒結(jié)金屬由在壓力和加熱條件下結(jié)合在一起的金屬顆粒構(gòu)成。通過在加熱和壓力條件下，將涂有低熔點金屬(例如錫)的高熔化溫度、高導(dǎo)電性金屬顆粒(例如銅)壓在一起，可以形成燒結(jié)金屬電源層。該涂錫銅顆粒熔結(jié)在一起形成導(dǎo)電但多孔的片。
這種導(dǎo)電片可用于制造與電源/地芯層300、320或350類似的電源/地芯層。此外，可以進行制造這些芯層和將它們集成為PCB/LCC的上述任何方法。
形成多孔導(dǎo)電電源和地層的附加優(yōu)選材料可以大概稱之為纖維導(dǎo)電材料。這些優(yōu)選附加材料包括形成為片的細金屬絲(或“纖維”)、金屬化的織物(例如聚酯)、金屬化的碳纖維織物、金屬化的玻璃纖維。織物還可分成紡織織物(具有某些規(guī)則結(jié)構(gòu)的織物)和不規(guī)則紙織物。不規(guī)則紙織物一般由不規(guī)則取向的纖維構(gòu)成。
例如，用于形成多孔電源/地層的優(yōu)選“織物”材料是形成為紡織織物片或不規(guī)則紙織物片的金屬絲。構(gòu)成片的絲較好是形成為有小直徑，以便形成薄片。另外，金屬絲直徑較好是大到足以運載應(yīng)用時所希望的電流。無紡細絲的金屬層也可用作多孔電源和地層的材料。此外，紡織織物片或不規(guī)則紙織物片還應(yīng)進行過鍍敷工藝，以在各交點更好地電連接絲。這將確保各“纖維”間的更好導(dǎo)電性。
這些金屬絲構(gòu)成的導(dǎo)電片可用于制造與電源/地芯層300、320或350類似的電源/地芯層。此外，可進行制造這些芯層和將它們集成為PCB/LCC的前述任何方法。
適用于PCBs中的電源或地層的附加金屬化纖維材料為例如液晶聚合物(LCPs)等敷金屬有機纖維(例如由DuPont制造的芳族聚酰胺，由Hoechst-Celanse制造的VECTTAN)和其它象聚酯一樣的織物、SPECTRA(由Allied Signal制造的聚乙烯)和尼龍。優(yōu)選芳族聚酰胺和其它LCP纖維，是因為具有低熱膨脹系數(shù)(以后將討論)和熱穩(wěn)定性。聚酯也是優(yōu)選的纖維，是由于它是單絲(在其紡織態(tài))，不易受運輸損傷。這些材料可以購得其紡織和不規(guī)則紙織物。
盡管可以購得某些有機纖維材料作為涂敷織物，但適用作電源或地層的敷金屬有機纖維材料也可以由以下步驟制造。首先，將有機纖維材料設(shè)于處理室中，并保持在稍微拉伸和/或平坦位置。使材料被拉伸或平坦可以確保金屬均勻地覆蓋暴露表面。然后在有機纖維材料上淀積金屬。這種淀積可以數(shù)種方式進行，包括鍍敷、濺射、蒸發(fā)或化學(xué)汽相淀積。如果工藝需要或必要，有機纖維材料可以翻轉(zhuǎn)，并淀積更多金屬。例如，如果采用濺射，則金屬一般只淀積有織物的一個表面上。在可以按此方式使用織物時，一般要在織物的另一面上施加更多金屬，以增大織物的電流運載能力?；蛘撸梢岳脻L動方式，同時在兩面上濺射織物。濺射或化學(xué)汽相淀積后，可利用常規(guī)的鍍敷施加更多金屬。該附加金屬將增強金屬纖維織物電源/地層的電流運載能力。
一旦形成金屬化纖維片，這些多孔導(dǎo)電片可用于制造與電源/地芯層300、320或350類似的電源/地芯層。此外，可以進行制造這些芯層和將它們集成為PCB/LCC的上述任何方法。
適用于PCBs或LCCs中的電源或地層的另一優(yōu)選金屬化材料是敷金屬的碳纖維。由于碳纖維可作為紡織織物和紗股線，該纖維的金屬化可以在這兩種狀態(tài)下進行。例如，金屬可以淀積于碳纖維織物上?；蛘?，金屬可以淀積于碳纖維紗線上，并將碳纖維紗線紡織成布或織物。碳纖維可以已涂有金屬，和已形成絲束。這種絲束可用于紡織相對平坦的織物。此外碳纖維可引入不規(guī)則紙片。
一旦形成金屬化纖維片，這些多孔導(dǎo)電片可用于制造與電源/地芯層300、320或350類似的電源/地芯層。此外，可以進行制造這些芯層和將它們集成為PCB/LCC的上述任何方法。
作為纖維的另一優(yōu)選實施例是金屬化玻璃纖維。象碳纖維一樣，玻璃可作為單獨的纖維紗線或作用紡織纖維片?？梢越饘倩瘑为毜募喒?，并紡織成織物，或可以金屬化纖維的紡織片。目前買不到這些纖維的涂敷金屬品。為形成敷金屬的纖維或織物，可用先前的方法形成敷金屬纖維或敷金屬紡織織物。此外，可以買到不規(guī)則紙形式的玻璃纖維片?？梢岳孟惹坝懻撨^的金屬淀積法金屬化這些片。
一旦形成金屬化纖維片，這些多孔導(dǎo)電片可用于制造與電源/地芯層300、320或350類似的電源/地芯層。此外，可以進行制造這些芯層和將它們集成為PCB/LCC的上述任何方法。
應(yīng)注意，用作本發(fā)明的電源和地層的某些纖維材料也具有低熱膨脹系數(shù)(CTEs)。電源/地層的低熱膨脹系數(shù)會降低PCBs或?qū)盈B芯片載體(LCC)的“總”CTE。尤其是對于LCCs，這有益于防止固定的芯片龜裂。此外，低CTE電源/地層還有一些其它優(yōu)點，如在共同待審的申請EN9-98-010“LOW CTE POWER AND GROUNDLPANES”中所概括的。
盡管主要討論了銅作為金屬化金屬，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認識到，用于淀積銅的技術(shù)也可用于淀積銀、金、鋁、錫等。此外，即使用銅作金屬化的基底金屬，也可以在某些處理步驟中加入附加量的其它金屬。例如，某些制造商將在處理期間加入少量金，以增強基本連接的導(dǎo)電性。
所以，這些優(yōu)選實施例可形成可用作PCBs的地和電源層的多孔導(dǎo)電材料。這些材料應(yīng)能減少例如由水和/或其它溶劑造成的剝離和陰極/陽極絲狀生長等常見的PCB的問題。這些問題的減少應(yīng)能減少PCB缺陷，增強PCB可靠性。對于必須具有更嚴格的耐濕性的芯片載體來說更是如此。
盡管結(jié)合PCBs的多孔電源和地層的例示實施例展示和介紹了本發(fā)明。但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認識到，這些優(yōu)選實施例可應(yīng)用于要求多孔導(dǎo)電平面材料的其它應(yīng)用，并且在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以在形式上和細節(jié)上做出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種用于印刷電路板的電源/地芯層，該電源/地芯層包括至少一層纖維疊層；及至少一層導(dǎo)電材料，所說導(dǎo)電材料相對于至少一種溶劑具有充分滲透性，以減少剝離和陰極/陽極絲狀生長效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電源/地芯層，其中至少一層導(dǎo)電材料是兩層導(dǎo)電材料，至少一層纖維疊層夾在這兩層導(dǎo)電材料之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電源/地芯層，其中至少一層纖維疊層是兩層纖維疊層，至少一層導(dǎo)電材料夾在這兩層纖維疊層之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電源/地芯層，其中至少一層纖維疊層是不導(dǎo)電的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電源/地芯層，其中至少一層纖維疊層是導(dǎo)電的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電源/地芯層，其中至少一種溶劑是水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電源/地芯層，其中導(dǎo)電材料包括具有多個小孔的金屬，各小孔彼此隔開，其尺寸形成為提供多孔結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電源/地芯層，其中小孔的間隔不大于0.05英寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的電源/地芯層，其中小孔的直徑至少為0.001英寸，但小于0.010英寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電源/地芯層，其中每個小孔的直徑約為0.002英寸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的電源/地芯層，其中導(dǎo)電材料包括燒結(jié)金屬。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電源/地芯層，其中導(dǎo)電材料包括紡織成織物或形成為不規(guī)則紙織物的纖維材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電源/地芯層，其中纖維材料選自基本上由敷金屬碳纖維、敷金屬聚酯、敷金屬液晶聚合物、敷金屬聚乙烯、敷金屬玻璃纖維和金屬絲構(gòu)成的組中。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的電源/地芯層，其中至少一層纖維疊層選自基本上由環(huán)氧、雙馬來酰亞胺三嗪環(huán)氧、氰化酯、聚酰亞胺、聚三氟乙烯(PTEE)和氟聚合物構(gòu)成的組中。
15.一種印刷電路板(PCB)，該PCB包括至少一個信號芯層，每個信號芯層包括至少一個信號層和至少一個纖維疊層；及至少一個電源/地芯層，該芯層包括至少一層纖維疊層；及至少一層導(dǎo)電材料，所說導(dǎo)電材料相對于至少一種溶劑具有充分滲透性，以減少剝離和陰極/陽極絲狀生長效應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的PCB，其中至少一層導(dǎo)電材料是兩層導(dǎo)電材料，其中至少一個電源/地芯層的至少一層纖維疊層夾在這兩層導(dǎo)電材料之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的PCB，其中至少一個電源/地芯層的至少一層纖維疊層是兩層纖維疊層，至少一層導(dǎo)電材料夾在這兩層纖維疊層之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的PCB，其中至少一個電源/地芯層的至少一層纖維疊層是不導(dǎo)電的。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的PCB，其中至少一個電源/地芯層的至少一層纖維疊層是導(dǎo)電的。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的PCB，其中至少一種溶劑是水。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的PCB，其中導(dǎo)電材料包括具有多個小孔的金屬，各小孔彼此隔開，其尺寸形成為提供多孔結(jié)構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的PCB，其中小孔的間隔不大于0.05英寸。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的PCB，其中小孔的直徑至少為0.001英寸，但小于0.010英寸。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的PCB，其中每個小孔的直徑約為0.002英寸。
25.根據(jù)權(quán)利要求15的PCB，其中導(dǎo)電材料包括燒結(jié)金屬。
26.根據(jù)權(quán)利要求15的PCB，其中導(dǎo)電材料包括紡織成織物或形成為不規(guī)則紙織物的纖維材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的PCB，其中纖維材料選自基本上由敷金屬碳纖維、敷金屬聚酯、敷金屬液晶聚合物、敷金屬聚乙烯、敷金屬玻璃纖維和金屬絲構(gòu)成的組中。
28.根據(jù)權(quán)利要求15的PCB，其中至少一層纖維疊層選自基本上由環(huán)氧、雙馬來酰亞胺三嗪環(huán)氧、氰化酯、聚酰亞胺、聚三氟乙烯(PTEE)和氟聚合物構(gòu)成的組中。
29.一種制造印刷電路板(PCB)的方法，該方法包括以下步驟a)至少提供一個包括至少一層多孔導(dǎo)電材料的電源/地層；b)在至少一個電源/地層中形成多個開口；c)用至少一個電源/地層和至少一個信號層形成復(fù)合體；d)在復(fù)合體中形成多個開口；及e)在復(fù)合體中形成多個鍍敷通孔。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中提供至少一個電源/地層的步驟還包括形成至少有一個纖維疊層和至少一層多孔導(dǎo)電材料的電源/地芯層的步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中電源/地芯層的至少一個纖維疊層選自基本上由環(huán)氧、雙馬來酰亞胺三嗪環(huán)氧、氰化酯、聚酰亞胺、聚三氟乙烯(PTEE)和氟聚合物構(gòu)成的組中。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中至少一層多孔導(dǎo)電材料是兩層多孔導(dǎo)電材料，其中形成電源/地芯層的步驟包括在兩層多孔導(dǎo)電材料間夾入至少一個纖維疊層。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中在兩層導(dǎo)電材料間夾入至少一個纖維疊層的步驟包括利用浸漬工藝至少密封一層導(dǎo)電材料，并層疊該密封導(dǎo)電材料與釋放片或粗糙銅箔的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中至少一層纖維疊層是兩層纖維疊層，其中形成源/地芯層的步驟包括在兩纖維疊層間夾入至少一層多孔導(dǎo)電材料。
35.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中至少一層纖維疊層是不導(dǎo)電的。
36.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中至少一層纖維疊層是導(dǎo)電的。
37.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中多孔導(dǎo)電材料相對于溶劑具有充分滲透性，以減少剝離和陰極/陽極生長效應(yīng)。
38.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，還包括用金屬涂敷多孔導(dǎo)電材料的步驟。
39.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，還包括對多孔導(dǎo)電材料進行粘附性增強工藝的步驟。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中粘附加強工藝是氧化銅處理或硅烷處理。
41.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中多孔導(dǎo)電材料包括燒結(jié)金屬。
42.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中導(dǎo)電材料包括紡織成織物或形成為不規(guī)則紙織物的纖維材料。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的方法，其中纖維材料選自基本上由敷金屬碳纖維、敷金屬聚酯、敷金屬液晶聚合物、敷金屬聚乙烯、敷金屬玻璃纖維和金屬絲構(gòu)成的組中。
44.一種制造印刷電路板(PCB)的方法，該方法包括以下步驟a)層疊纖維疊層與至少一個金屬片形成電源/地芯層；b)在至少一個金屬片中形成多個小孔，各小孔彼此間隔，并且其尺寸形成為給至少一種溶劑提供充分的滲透性，以減少剝離和陰極/陽極絲狀生長效應(yīng)充分；c)用至少一個電源/地層和至少一個信號層形成復(fù)合體；d)在復(fù)合體中形成多個開口；及e)在復(fù)合體中形成多個鍍敷通孔。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中至少一種溶劑是水。
46.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中小孔的間隔不大于0.05英寸。
47.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中小孔的直徑至少為0.001英寸，但小于0.010英寸。
48.根據(jù)權(quán)利要求44的PCB，其中每個小孔的直徑約為0.002英寸。
全文摘要
這里公開了用于印刷電路板(PCBs)且包括多孔導(dǎo)電材料的電源和地層。在PCBs中利用多孔電源和地層材料允許液體(例如水和/或其它溶劑)穿過電源和地層,于是減少了由陰極/陽極絲狀生長和絕緣體的剝離造成的PCBs(或用作層疊芯片載體的PCBs)中的失效。適用于PCBs的多孔導(dǎo)電材料可利用敷金屬的有機布或織物、利用金屬絲網(wǎng)代替金屬片、利用燒結(jié)金屬、或通過在金屬片中形成小孔陣列使金屬片多孔形成。
文檔編號H05K3/42GK1272038SQ0010642
公開日2000年11月1日 申請日期2000年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月26日
發(fā)明者羅伯特·M·加普, 馬克·D·波里克斯 申請人:國際商業(yè)機器公司