[发明专利]含有电压可切换介电材料的衬底

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是部分继续申请，要求2010年1月27日提交的题为“Substrates Having Voltage Switchable Dielectric Materials(含有电压可切换介电材料的衬底)”的美国专利申请No.12/694702的优先权，该申请要求2009年1月27日提交的题为“Techniques for Reducing Warpage in the Application of VSD Material to Core and Substrate(用于降低在将VSD材料应用于芯和衬底时的翘曲的技术)”的美国临时专利申请No.61/147730。所有上述申请的公开都通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及设计和制造结合电压可切换介电材料的对象。

背景技术

印刷电路板、印刷布线板、集成电路(IC)封装或者类似衬底(在下文中为PCB)可以用于装配和连接电子元件。PCB典型地包括介电材料和在各种附连元件、芯片等等之间提供电传导的一个或更多导线。在一些情形中，可以包括金属导线(例如，随后被蚀刻的Cu层)以提供电传导。

典型的PCB可由已经预浸渍了基质(例如，聚合树脂)的强化物(例如，玻璃纤维)制备。在基本上液态时，基质可以与强化物结合(例如渗透进入)。通过使得基质部分固化(例如，B阶段固化)成为至少使得基质部分地凝固，可以增强预浸渍材料的处理，基质在稍后的阶段可以被充分固化为C阶段。PCB可以由一个或更多预浸渍材料层制备。

预浸渍材料通常被称为“预浸料(prepreg)”。预浸料典型地作为材料片或材料卷，并且可以由例如纹理(grain)(与卷方向的“长度”相关联)和填充(fill)(与卷方向的“宽度”相关联)的规格来表征。预浸料可以由各种其他规格来表征，例如尺寸(例如，未固化厚度、固化厚度等等)、强化物材料(例如，具有直径的玻璃纤维)、编织图案(例如，纤维所具有的)、基质成分(例如，树脂成分、基质百分比、填充物等等)、固化协议等等。预浸料的类型可以由“样式(style)”来表征，其可以概括描述该预浸料的一个或多个参数。样式可以包括对强化物类型(例如，玻璃织物)、线尺寸、编织结构、密度等的描述。示例性标准样式包括106、1080、2313、2116、7628等等。

PCB的制备可以包括选择一个或更多预浸料层、堆叠这些层、以及固化堆叠层(通常是利用压力)以形成固态衬底。可以在PCB之上和/或之内加入通孔和/或导线。在固化期间，预浸料常常以可预测方式收缩，并且预期收缩可以加入到PCB的规格中。许多预浸料材料是各向异性的，特别是关于尺寸变化(例如，在固化期间)。在纹理方向与在另外方向(例如，填充方向)上的尺寸变化可能是不同的。

许多预浸料材料以关于“原图(artwork)补偿”的一个或更多规格来表征，其可以描述固化期间的预期收缩。关于原图补偿的规格通常是可以充分地控制和可预测的，从而它们可以结合到PCB的设计中。关于由预浸料叠层所制备的PCB的原图补偿规格通常可以从独立预浸料规格、取向以及预浸料层的堆叠顺序计算。

由于各种工艺，衬底、尤其是薄衬底可能会翘曲、弯曲或者以其它方式变形。在一些情形中，在处理期间(例如，在PCB的固化期间)衬底可能非有意地变形。衬底可能由于外力翘曲。衬底可能由于内部弹力(例如，材料之间热膨胀的不匹配)翘曲。

在横截面图(即，平行于PCB的平面观察)中看到，PCB可以由中线来表征。典型的PCB叠层设计为关于中线机械地“平衡”，从而使得中线之上的力(例如，在固化和/或从高温冷却期间所诱发的)由中线之下的等效力抵消或者以其它方式抵抗掉。例如，在中线之上具有第一纹理取向以及第一距离的预浸料层可以由在中线之下位于相同距离之处具有相同纹理取向的等效层来平衡。通常通过创建关于中线对称的预浸料叠层而实现平衡。在一些情形中，中线可以代表镜像对称线(至少是关于机械和/或热特性)，使得中线之上的层由中线之下的相应“镜像”层来平衡。

各种电子和电学元件可以受益于过电压保护，例如防止静电放电(ESD)和其他电事件的保护。ESD保护可以包括加入电压可切换介电材料(VSDM)。VSDM在低压下表现为绝缘体，而在高压下为导体。VSDM可以由在高、低导电率状态之间的所谓“电压切换”来表征。通过允许电流在高于切换电压的电压下通过VSDM而非受保护装置而到达接地，VSDM可以提供接地的分路以保护电路和/或元件免于承受这些电压。