JPH06334333A - 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、上記金属箔と
して、少なくとも片面を粗面化した金属箔の粗面に、縮
合環化型ポリイミド系有機樹脂からなる有機低膨張率層
を設けた低膨張金属箔を用いたプリント回路用積層板で
あり、またそれに用いる上記の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は、25〜12
5 ℃の温度範囲における熱膨張率を面方向で15〜20 ppm
／Ｋ、厚み方向で30〜60 ppm／Ｋと調整できることによ
って、ＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体装置と面方向の熱
膨張率が整合し、またスルーホールについてもその信頼
性を向上させることができた。

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（Ceramic Leadless Chip Carrier ）、ＴＳＯＰ
（Thin Small Outline Package）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、実装技術の高密度化、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ＣＬＣ
Ｃ、ＴＳＯＰ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即ち、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
あり、実装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上に、熱応力を吸収するリード
を持たない。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 6〜8ppm
／Ｋと非常に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】

【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、面方向および厚み方向いずれ
の熱膨張率がバランスがとれて小さく、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、し
かも低コストであって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、金属箔に特定の
ポリイミド系有機樹脂からなる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。

【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、上記
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、縮合環化型ポリイミド系有機樹脂からなる有機低
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上記の低膨
張金属箔である。

【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
レグの硬化したものを絶縁層とする。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、これらは単独又は混合して使用
することができる。

【００１１】本発明で基材に含浸させるのに用いる熱硬
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、着色剤、補
強剤、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。

【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、縮合環化型ポリイミド系樹脂の有機低膨張率層
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
る縮合環化型ポリイミド系樹脂としては、酸成分の酸無
水物とジアミン成分のジアミンを縮合反応させて得られ
るポリイミドを広く使用できる。通常、これらの前駆体
であるポリアミック酸樹脂の状態で処理し、加熱等を行
って環化させる。

【００１３】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、溶媒に溶解され
たポリアミック酸樹脂溶液を、連続的に金属箔に滴下或
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
で焼成イミド化する方法が適している。

【００１４】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等の面方向
の熱膨張率の小さい半導体装置を実装する回路板として
好適に使用できる。

【００１５】

【作用】本発明のプリント回路用積層板は、積層板表面
に縮合環化型ポリイミド系樹脂からなる有機低膨張金属
箔を用いたことによって低膨張率の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。

【００１６】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15〜20 ppm
／Ｋ、厚み方向で30〜60 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、またスルーホールについてもその信頼
性を向上させることができた。

【００１７】

【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。

【００１８】実施例 厚さ18μm の電解銅箔の粗面に、ビフェニルテトラカル
ボン酸無水物とパラフェニレンジアミンから誘導された
ポリアミック酸のＮ−メチル-2−ピロリドン溶液にシリ
カ粉末を混合した溶液を塗布・乾燥し、厚さ0.5 mmの有
機低膨張率層を設け、低膨張銅箔を製造した。厚さ 0.1
8mm 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を 3枚、両面
に上記低膨張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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】

【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試験条
件は、−40℃・1h〜150℃・1hの気中ヒートサイクルで
ある。

【００２３】

【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金属箔
は、面方向、厚み方向いずれの熱膨張率も小さいので、
実装される半導体装置の半田クラックの発生がなく、低
コストであり、スルーホール信頼性にも優れたものであ
って、ＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体装置の実装に最適
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、上記金属箔として、
   少なくとも片面を粗面化した金属箔の粗面に、縮合環化
   型ポリイミド系有機樹脂からなる有機低膨張率層を設け
   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、縮合環化型ポリイミド系有機樹脂からなる有機低
   膨張率層を設けたことを特徴とする低膨張金属箔。