JPH06188331A - 低膨張金属箔およびプリント回路用積層板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、絶縁層の少なくとも片面に、金属
箔を設けたプリント回路用積層板において、少なくとも
片面を粗面化した金属箔の粗面に、接着剤層を介して無
機微粒子の低膨張率層を設けた低膨張金属箔を用いたこ
とを特徴とするプリント回路用積層板およびそれに用い
る低膨張金属箔である。 【効果】 本発明のプリント回路用積層板および低膨張
率金属箔は、熱膨張率が小さく、実装品に半田クラック
の発生がなくスルーホール信頼性にも優れて、ＣＬＣ
Ｃ、ＴＳＯＰ等の実装に好適であるとともに、特に銅箔
の接着性が高く高密度実装ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パッケージ形態がＣＬ
ＣＣ、ＴＳＯＰ等におけるような、熱膨張率の小さい半
導体装置を実装するに適するとともに、スルーホール信
頼性にも優れたプリント回路用積層板およびそれに用い
る低膨張金属箔に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の技術革新は目覚ましく、電子機器
のダウンサイジングは止まるところを知らない。それ
は、実装の高密度化、半導体の高集積化及び半導体パッ
ケージの小形化の技術によるものであり、半導体チップ
サイズに比してパッケージサイズの小さいＣＬＣＣ、Ｔ
ＳＯＰ等の半導体装置が多用され始めている。ところ
が、従来、産業用機器のプリント回路用積層板として用
いられてきた銅張積層板、すなわち、ガラスクロス等の
基材に熱硬化性樹脂を含浸・乾燥したプリプレグと銅箔
とを加熱加圧一体に成形してなる銅張積層板は、必ずし
もＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体装置の実装に適したも
のとは言えない。

【０００３】ＣＬＣＣは、パッケージ材質がセラミック
であって、実装に用いられるガラス基材エポキシ積層板
と熱膨張率が大きく異なるうえに、熱応力を吸収するリ
ードを持たない。また、ＴＳＯＰは、パッケージ材質が
エポキシ封止材であっても、シリコンチップに対しての
エポキシ封止材の量が少なく、全体の熱膨張率は従来の
パッケージに比べて非常に小さいうえにリードも大変短
い。そのため両者ともガラス基材エポキシ積層板上に実
装した場合、熱膨張率不整合によって半田クラック不良
が多発する欠点がある。

【０００４】そこで面方向（ＸＹ方向）の熱膨張率の小
さい積層板として、アラミド基材エポキシ積層板が使用
されることがある。しかし、アラミド布積層板は機械加
工が非常に難しいうえに高価で実用に適さない。また、
アラミドペーパー布積層板は面方向の熱膨張率が 6〜8p
pm／Ｋと非常に低く抑えられている反面、厚み方向（Ｚ
方向）の熱膨張率が 130〜300ppm／Ｋと非常に大きく、
基板のスルーホール信頼性に問題があった。

【０００５】また、セラミックス複合基板と呼ばれるも
のがある。これには、ガラス・エポキシ積層板の一部に
セラミックス層を設けたもの、セラミックス基板の表面
にガラス・エポキシプリプレグを配したものなどが知ら
れている。その特性は非常に優れたものであるが、前者
は、溶射法でセラミックスを基板或いは銅箔の表面に吹
付け加工して製造されるため、溶射工法上の問題から生
産性に限度がありまたその設備は非常に高価なものであ
る。後者は、セラミックス基板そのものに加工するもの
であるためサイズが限定されて、量産が難しく低コスト
での供給は困難であるという欠点がある。

【０００６】そこで本発明者らは、銅箔の粗面に無機系
低膨張率層を設けた低膨脹銅箔、およびそれを用いた熱
膨脹率の小さい、低コストのプリント回路用積層板を提
案した。しかし、銅箔と無機系低膨張率層との接着性に
劣るという欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、熱膨張率が小さく、実装品に
半田クラックの発生がなく、接着性、スルーホール信頼
性に優れ、しかも低コストであって、ＣＬＣＣ、ＴＳＯ
Ｐ等の半導体装置の実装に好適な、低膨張金属箔および
プリント回路用積層板を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、金属箔に接着
剤層を介して無機系低膨張率層を設けたことによって、
上記の目的が達成できることを見いだし、本発明を完成
したものである。

【０００９】即ち、本発明は、絶縁層の少なくとも片面
に、金属箔を設けたプリント回路用積層板において、少
なくとも片面を粗面化した金属箔の粗面に、接着剤層を
介して無機微粒子の低膨張率層を設けた低膨張金属箔を
用いたことを特徴とするプリント回路用積層板およびそ
れに用いる低膨張金属箔である。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明のプリント回路用積層板の絶縁層と
しては、基材に熱硬化性樹脂を含浸・乾燥させたプリプ
レグを絶縁層とする。ここで用いる基材には、ガラスク
ロス、ガラスペーパー等、熱硬化性樹脂積層板に用いら
れるものが全て使用できる。これらの基材の他に、合成
繊維（アラミド、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂）等から
なる織布や不織布、金属繊維からなる織布やマット類等
も挙げられ、これらは単独または混合して使用すること
ができる。

【００１２】本発明で基材に含浸させるに用いる熱硬化
性樹脂は、溶媒を加えて基材に含浸しやすいように粘度
調整を行ったものを使用する。具体的な熱硬化性樹脂と
しては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびこれらの
変性樹脂等が好ましく使用されるが、特にこれらに限定
されるものではない。溶媒を加えた熱硬化性樹脂ワニス
には、本発明の目的に反しない限度において、高熱伝導
性あるいは低誘電率の充填剤を配合することができる。
高熱伝導性の充填剤としては、水酸化アルミニウム、シ
リカ等が挙げられ、また低誘電率の充填剤としてフッ素
樹脂粉末、中空ガラスビーズ等が挙げられる。また、必
要に応じてタルク、炭酸カルシウム等を適宜配合するこ
とができる。こうして得たワニスを、上述した基材に含
浸・乾燥してプリプレグをつくり、このプリプレグを絶
縁層として使用してプリント回路用積層板を製造するこ
とができる。

【００１３】本発明の低膨張金属箔は、プリント回路用
に用いられている少なくとも片面を粗面化した金属箔の
粗面に、接着剤層を介して無機系低膨張率層を設けたも
のを使用する。ここでの金属箔としては銅箔、アルミニ
ウム箔等が使用される。また、ここで用いる接着剤層と
しては、民生用の紙基材フェノール積層板に主に用いら
れる混合型接着剤付き金属箔を中間原料としてもよい
し、組み合わせて使用するプリプレグのマトリクス樹脂
と同一のものを用いてもよく、特に制限はなく広く使用
することができる。接着剤層を形成する方法としても特
に制限はないが、工業的には接着剤を連続的に金属箔に
滴下、あるいはスプレーにより塗工し、その先に設けた
スキージ或いはナイフコーターで塗工量をコントロール
し、乾燥炉で焼成する方法が適している。

【００１４】低膨張率層を作成する方法は特に制限はな
いが、工業的生産に適した手法として、無機系微粒子と
無機系あるいは有機系のバインダーおよび溶剤からなる
混合物を、連続的に接着剤層上に滴下或いはスプレーに
より塗工し、その先に設けたスキージ或いはナイフコー
ターで塗工量をコントロールし、乾燥炉で焼成する方法
が適している。但し、低膨張率層における有機系バイン
ダーは、一般的に膨張率が大きく、使用量が増大すると
本来の目的である低膨張性を損なうので注意が必要であ
る。また、その前工程の接着剤層を設ける工程に連続し
て低膨脹率層を形成し、乾燥工程を一度に行うと工程数
および乾燥炉にかかるエネルギーコストの低減ができ好
ましい。

【００１５】こうして製造した低膨張金属箔は、プリプ
レグと組み合わせて加熱加圧一体に成形して低膨張性の
プリント回路用積層板を製造することができる。このプ
リント回路用積層板は、ＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体
装置を実装するに好適に使用できる。

【００１６】

【作用】本発明のプリント回路用積層板は、金属箔に接
着剤層を介して無機低膨脹率層を設けた低膨張金属箔を
用いたことによって、低膨張率層が絶縁層部分の膨張を
抑えて、回路基板全体の面方向熱膨張率を小さくするこ
とができる。また厚さ方向でも低膨張率層の部分が加わ
ることにより、全体としての熱膨張率を小さくすること
ができた。低膨張金属箔による低膨張化は、多層板を製
造する場合に、より大きな効果を発揮することができ
る。層数が増加するごとに基板全体に対する低膨張率層
の割合が増加してゆき、面方向と厚さ方向ともに、より
低膨張化が達成される。また接着剤層は導体の引剥がし
強さを向上させ、微細回路形成による基板の高密度実装
を保証するために有効である。

【００１７】本発明のプリント回路用積層板は、25〜12
5 ℃の温度範囲における熱膨張率を面方向で13〜15 ppm
／Ｋ、厚み方向で50〜60 ppm／Ｋと調整したことによっ
て、ＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体装置と面方向の熱膨
張率を整合させ、またスルーホール信頼性を向上させる
ことができた。

【００１８】

【実施例】本発明を実施例によって具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例によって限定されるもので
はない。

【００１９】実施例１ 民生用紙基材フェノール銅張積層板製造用の混合型接着
剤付き厚さ35μm の電解銅箔の粗面に、溶融シリカと酸
化チタンを水ガラスとアルコールで混練し、有機バイン
ダーとして少量のエポキシ樹脂を加えた溶液を塗布乾燥
し、厚さ0.1mmの無機低膨脹率層を設け、低膨脹率銅箔
を製造した。厚さ0.18mmのガラスクロスに耐熱エポキシ
樹脂ワニスを含浸・乾燥し半硬化状態として得たプリプ
レグ3 枚の両面に上記低膨脹率銅箔を重ねてステンレス
板間に挾み、加熱加圧一体に成形して厚さ0.8mm の低膨
脹のプリント回路用積層板を製造した。

【００２０】比較例１ 実施例１において、接着剤層のないガラスエポキシ銅張
積層板製造用厚さ35μm の電解銅箔を用いて、実施例１
と同様にして厚さ 0.8mmの低膨張のプリント回路用積層
板を製造した。

【００２１】比較例２ 厚さ 0.8mm汎用ガラス基材エポキシプリント回路用積層
板（ＦＲ−４グレード）を用意した。

【００２２】実施例１および比較例１〜２で製造したプ
リント回路用積層板について、熱膨張率、ＴＳＯＰの接
続安定性、スルーホール信頼性、引剥がし強さを試験し
たのでその結果を表１に示した。本発明は各特性のバラ
ンスに優れており、本発明の効果が確認された。

【００２３】

【表１】 ＊1 ：熱膨張率測定範囲 ＣＴＥα₁ 25〜125 ℃ ＊2 ：ＴＳＯＰ接続安定性、スルーホール信頼性の試験
サイクル条件は、−40℃・1h〜150 ℃・1hの気中ヒート
サイクルである。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明および表１から明らかなよう
に、本発明のプリント回路用積層板および低膨張率金属
箔は、熱膨張率が小さく、実装品に半田クラックの発生
がなくスルーホール信頼性にも優れて、ＣＬＣＣ、ＴＳ
ＯＰ等の実装に好適であるとともに、特に銅箔の接着性
が高く高密度実装ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｒ 6921−4Ｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁層の少なくとも片面に、金属箔を設
   けたプリント回路用積層板において、少なくとも片面を
   粗面化した金属箔の粗面に、接着剤層を介して無機微粒
   子の低膨張率層を設けた低膨張金属箔を用いたことを特
   徴とするプリント回路用積層板。
2. 【請求項２】 少なくとも片面を粗面化した金属箔の粗
   面に、接着剤層を介して無機微粒子低膨張率層を設けた
   ことを特徴とする低膨張金属箔。