JPH06188531A - 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、前記金属箔と
して、少なくとも片面を粗面化した金属箔の粗面に、シ
リカ微粒子などを含むシリカ系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率金属箔である。 【効果】 本発明の低膨張金属箔の使用により、熱膨張
率が小さく、半田クラックの発生がなく、スルーホール
信頼性にも優れた、低コストのプリント回路用積層板が
得られ、それはＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体装置の実
装に極めて好適なものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等
の熱膨張率の小さいパッケージ形態の半導体装置の実装
に適し、スルーホール信頼性に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、実装一般に用いられるガラス基材エポキシ積
層板とは熱膨張率が大きく異なるうえに、パッケージに
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
く、またリードも大変短い。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
よる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 6〜8ppm
／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
のがあり、これらはガラス・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
セラミックスを溶射法で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したものであ
るためサイズが限定され、また量産が難しく低コストで
の供給は困難である。

【０００６】

【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、熱膨張率が小さくて、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、低コ
ストのＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体装置の実装に最適
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。

【０００７】

【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、金属箔にシリ
カ系低膨張率層を設けたことによって、上記の目的を達
成できることを見いだし、本発明を完成したものであ
る。

【０００８】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、前記
金属箔として、少なくとも片面を粗面化した金属箔の粗
面に、シリカ系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
用いる低膨張率金属箔である。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１０】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。ここで用いる基材としては、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
いられるものは全て使用することができる。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
やマット類等が挙げられ、これらは単独または混合して
使用することができる。

【００１１】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。熱硬化性樹脂に溶媒を加えてワニス
とするが、ワニスには本発明の目的に反しない範囲にお
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
剤としては、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プリント回路
用積層板を製造することができる。

【００１２】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、シリカ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。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、シリカ微粒子と無
機系或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。但し、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。こうして製造した低膨
張率金属箔は、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。

【００１３】こうして製造した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
適な、面方向の熱膨張率の小さい回路板として使用でき
る。

【００１４】

【作用】本発明のプリント回路用積層板は、積層板表面
に低膨張金属箔を用いたことによって、その低膨張率層
が積層板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
膨張率層が加わることにより、全体としての厚さ方向の
熱膨張率も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。本発明
のプリント回路用積層板は、25〜125 ℃の温度範囲にお
ける熱膨張率が面方向で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、ＴＳ
ＯＰ等の半導体装置と面方向の熱膨張率を整合させ、ス
ルーホール信頼性を向上させることができた。

【００１５】

【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。

【００１６】実施例 厚さ18μm 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の無機低膨張率層を設け、低膨張率銅箔を製造
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張率銅箔を重ねてステンレス板
間に挟み、加熱加圧一体に成形して厚さ 0.8mmの低膨張
のプリント回路用積層板を製造した。

【００１７】比較例１ 繊維平面配向の 0.1mm厚のパラ系芳香族ポリアミドペー
パー基材、テクノーラ（帝人社製、商品名）に、耐熱エ
ポキシ樹脂ワニスを含浸・乾燥してプリプレグをつく
り、このプリプレグ 8枚を重ね、その両面に厚さ18μm
の電解銅箔を配置してステンレス板間に挟み、加熱プレ
スによって一体に積層成形し、厚さ 0.8mmのアラミドペ
ーパーエポキシプリント回路用積層板を製造した。

【００１８】比較例２ 厚さ 0.8mmの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。

【００１９】実施例および比較例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を試験したので、その結果
を表１に示した。本発明はいずれの特性においても優れ
ており、本発明の効果が確認された。

【００２０】

【表１】 ＊1 ：熱膨張率測定範囲 ＣＴＥα₁ 25〜125 ℃、＊
2 ：ＴＳＯＰ接続安定性と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。

【００２１】

【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よび低膨張金属箔
は、熱膨張率が小さく、半田クラックの発生がなく、低
コストで、スルーホール信頼性にも優れたもので、ＣＬ
ＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体装置の実装に好適なものであ
る。

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、前記金属箔として、
   少なくとも片面を粗面化した金属箔の粗面に、シリカ系
   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、シリカ系低膨張率層を設けたことを特徴とする低
   膨張金属箔。