TWI468450B - A dielectric structure containing a resin composition - Google Patents

Description

含有樹脂組成物之介電結構製法

本發明係有關一種樹脂組成物，尤指一種可應用於高頻傳輸中之介電結構，取代一般電路板材料，並具有優良機械強度、尺寸安定性等優點之介電結構及其製法。

增層式多層電路基板(build-up multi-layer wiring substrate)係具有高密度佈線與微間距接墊之優點，符合先進的積體電路封裝趨勢，以承載晶片，特別是運用在承載高端子數之覆晶晶片。習知增層式多層電路基板係具有一玻纖布強化樹脂(glass fiber reinforced resin)構成之核心層(core layer)，以增強基板結構並有利於基板製程。並且該增層式多層電路基板係配置有複數個貫穿該核心層之鍍通孔(electrical via)，以達到雙面電性導通。故該增層式多層電路基板之上表面係可電性接合一晶片，該增層式多層電路基板之下表面係可接合銲球或銲接劑，以對外電性導接。

上述基板在使用雷射鑽孔機鑽孔時，易造成微孔成型性不佳，且製程繁複、成本較高，且習知之核心層係包含有平面編織之玻璃纖維，故在面外向(out-of-plane direction,即縱向Z軸)的熱膨脹係數係大於其面內向(in-plane direction,即水平向X-Y軸)之熱膨脹係數。當溫度上昇或溫度循環過程，該鍍通孔會承受較大且任意的應力，例如作用於該鍍通孔之不規則軸向應力與扭應力，在長時間的應力下該鍍通孔之電鍍金屬層會有金屬疲勞(metal fatigue)，使得該鍍通孔形成不當裂痕之斷裂處而導致斷路。

所以現今技術先進國家已逐步使用RCC製程技術("Resin Coated Copper"，背膠銅箔)，可降低厚度、減少重量、製作超薄成品及降低因線路不平整造成之訊號干擾，亦可使基板表面平整(無玻璃布紋)，目前已大量使用在筆記型電腦、高階行動電話、PDA等可攜式產品中。

一般超薄的背膠銅箔，係利用鋁箔作為載體，然後在鋁箔上做適當的表面前處理與分離層(或稱為黏合層)處理，之後再電鍍3至6μm厚的銅箔層，經過粗化、抗熱及抗氧化層處理，再塗佈樹脂以形成介電層(dielectric layer)，最後將承載鋁箔撕離。此超薄背膠銅箔可適用於PCB與積體電路板("IC")載板上。不過，目前市售的超薄背膠銅箔，普遍面臨X-Y方向尺寸漲幅太大及操作性不佳等缺點。

銅箔基板需具備高尺寸安定性及耐高溫性之需求，以現有技術而言，若使用含玻纖布之增層式多層電路基板易造成厚度太厚及訊號有雜訊等問題，如去除玻纖布以達到基板輕薄之目的則會導致基板尺寸漲縮不易控制的問題；如何在取捨玻纖布使用與否之同時又得以維持基板的功能，成為業界尋求解決的問題。

有鑑於此，本發明係之主要目的，係可應用於高頻傳輸中之介電結構，或是取代一般電路板材料，並具有優良機械強度、尺寸安定性等優點之介電結構及其製法。

為達上述目的，本發明之樹脂組成物至少包含有：環氧樹脂以及奈米氧化鋁或奈米二氧化矽，由該樹脂組成物設置於一載體上而形成高分子層，以構成一介電結構，該高分子層內設有複數三維奈米骨架，而具有立體網狀結構剖面。

其中，本發明之介電結構可應用於高頻傳輸中，亦可取代一般電路板材料，並具有優良機械強度、尺寸安定性等優點。

本發明之特點，可參閱本案圖式及實施例之詳細說明而獲得清楚地瞭解。

本發明旨在提供一種樹脂組成物，該樹脂組成物係至少包含有：熱固性樹脂10以及金屬氧化物20。於一實施例中，該熱固性樹脂可以為環氧樹脂(Epoxy)、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物(SMA)、苯并噁嗪環樹脂(Benzoxazine Resin，BZ)、醛酚樹脂(Phenolic)、聚苯醚(Polyphenylene oxide/Polyphenylene ether)、壓克力樹脂(Acrylic resin)或聚亞醯胺(Polyimide，PI)。於另一實施例中，金屬氧化物20可以為奈米氧化鋁或奈米二氧化矽。而含有上述樹脂組成物之介電結構製法，將上述之熱固性樹脂10以及金屬氧化物20混合成樹脂組成物30，如第一圖所示，再將混合成之樹脂組成物30塗佈於一載體40至少一表面，如第二圖所示之實施例中，該載體40可以為銅箔、鋁、金或銀等金屬材質，或者可以纖維布為載體互接含浸此熱固性樹脂。該纖維布可以為玻璃纖維布、Kevlar纖維布、及其他有機或無機纖維布。該載體40設有相對之第一、第二表面41、42，樹脂組成物30可塗佈於該載體40之第一表面41，再經過高溫高壓處理(該溫度可以為100~250℃)，使該樹脂組成物形成一附著於該載體40表面之高分子層50，如第三圖所示，而形成一介電結構，該高分子層50內形成有複數三維奈米骨架51，而具有立體網狀結構剖面52。該三維奈米骨架51係由金屬氧化物20經由特定生長條件如高溫及高壓成型烘烤，其分子經過高溫高壓處理後，因其生長反應導致分子與分子彼此之間產生某種程度的連結，形成一具有立體網狀結構52的三維奈米骨架51。

本發明之樹脂組成物，除了添加熱固性樹脂以及金屬氧化物外，亦可添加一填充物，該填充物可以於前述分子生長過程中加速分子與分子之間連結的成長，減少該立體網狀結構成形的時間，並可加強該三維奈米骨架的結構性。於一實施例中，該填充物可以為一粉狀的填充粉料。於另一實施例中，該填充物可以為二氧化矽(SiO₂ )、氫氧化鋁(AlOH₃ )及/或氧化鋁(Al₂ O₃ )。

本發明中由樹脂組成物所形成之介電結構可應用於高頻傳輸中，該介電結構可降低於現有玻璃纖維膠布(prepreg)於Z軸的熱膨脹係數，以達成改善鍍通孔之品質與提升Z軸尺寸的安定性，若應用於RCC製程技術上，該介電結構則可取代玻璃纖維膠布(prepreg)，一可省下使用玻纖布的厚度，達成超薄又平整之絕緣層，二能耐高溫，且韌性強，適用於各種電路設計而取代一般電路板材料，且相較於習有背膠銅箔基板本發明具有優良機械強度、尺寸安定性等優勢。

本發明之技術內容及技術特點巳揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

10．．．熱固性樹脂

20．．．金屬氧化物

30．．．樹脂組成物

40．．．載體

41．．．第一表面

42．．．第二表面

50．．．高分子層

51．．．三維奈米骨架

52．．．立體網狀結構剖面

第一圖係為本發明混合成樹脂組成物之結構示意圖。

第二圖係為本發明中樹脂組成物塗佈於載體之結構示意圖。

第三圖係為本發明中介電結構之結構立體圖。

40．．．載體

50．．．高分子層

51．．．三維奈米骨架

52．．．立體網狀結構剖面

Claims (5)

1. 一種含有樹脂組成物之介電結構製法，其至少包含有下列步驟：A、將熱固性樹脂以及金屬氧化物混合成樹脂組成物；B、將混合成之樹脂組成物塗佈於一載體至少一表面；C、高溫高壓處理，其溫度係為100~250℃，使該樹脂組成物形成一附著於該載體表面之高分子層，且由金屬氧化物經100~250℃之高溫及高壓成型烘烤時，其分子經過高溫高壓處理後，因其生長反應導致分子與分子彼此之間產生連結，而使該高分子層內形成一具有立體網狀結構的三維奈米骨架，並使該高分子層具有立體網狀結構剖面。
2. 如請求項1所述含有樹脂組成物之介電結構製法，其中，該熱固性樹脂可為環氧樹脂(Epoxy)、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物(SMA)、苯并噁嗪環樹脂(Benzoxazine Resin，BZ)、醛酚樹脂(Phenolic)、聚苯醚(Polyphenylene oxide/Polyphenylene ether)、壓克力樹脂(Acrylic resin)或聚亞醯胺(Polyimide，PI)。
3. 如請求項1所述含有樹脂組成物之介電結構製法，其中，該金屬氧化物可為奈米氧化鋁或奈米二氧化矽。
4. 如請求項1所述含有樹脂組成物之介電結構製法，其中，該載體可以為金屬材質如銅箔、鋁、金或銀等材質。
5. 如請求項1所述含有樹脂組成物之介電結構製法，其中，該載體可為玻璃纖維布、Kevlar纖維布、及其他有機或 無機纖維布。