JP3071035B2 - 積層基板 - Google Patents
積層基板Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子部品を実装する
積層基板に関し、特に基板の熱膨張率を小さくして実装
される電子部品のハンダ接合部の信頼性を向上できる積
層基板構造に関するものである。
積層基板に関し、特に基板の熱膨張率を小さくして実装
される電子部品のハンダ接合部の信頼性を向上できる積
層基板構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の積層基板の層構成を示す断
面図、図８は図７のより詳細な層構成を示す斜視図であ
る。図において、１ａおよび１ｄは第１の長繊維複合材
料層であるプリプレグ３上に例えば電解銅で形成された
銅箔からなる第１および第４の配線、２は第１および第
４の配線１ａ、１ｄ上に例えば電解銅メッキで形成され
たオーバーメッキである。このプリプレグ３は、レジン
３０をガラス繊維を編んで構成したガラス繊維布３１に
低圧、例えば３０Ｔｏｌｌ以下の真空中で含浸させた
後、Ｂステージまで硬化させて構成している。５はレジ
ン５０をガラス繊維を編んで構成したガラス繊維布５１
に低圧、例えば３０Ｔｏｌｌ以下の真空中で含浸させた
後、硬化させて構成した第２の長繊維複合材料層である
基材であり、この基材５の両面には、例えば銅箔からな
る第２および第３の配線１ｂ、１ｃがそれぞれ形成され
ている。
面図、図８は図７のより詳細な層構成を示す斜視図であ
る。図において、１ａおよび１ｄは第１の長繊維複合材
料層であるプリプレグ３上に例えば電解銅で形成された
銅箔からなる第１および第４の配線、２は第１および第
４の配線１ａ、１ｄ上に例えば電解銅メッキで形成され
たオーバーメッキである。このプリプレグ３は、レジン
３０をガラス繊維を編んで構成したガラス繊維布３１に
低圧、例えば３０Ｔｏｌｌ以下の真空中で含浸させた
後、Ｂステージまで硬化させて構成している。５はレジ
ン５０をガラス繊維を編んで構成したガラス繊維布５１
に低圧、例えば３０Ｔｏｌｌ以下の真空中で含浸させた
後、硬化させて構成した第２の長繊維複合材料層である
基材であり、この基材５の両面には、例えば銅箔からな
る第２および第３の配線１ｂ、１ｃがそれぞれ形成され
ている。
【０００３】このように構成されたプリプレグ３および
基材５を用い、一対のプリプレグ３の間に基材５を挟み
込んでプレスし、Ｂステージまで硬化しているプリプレ
グ３を硬化させて、プリプレグ３と基材５とを３層一体
化した積層基板を形成している。
基材５を用い、一対のプリプレグ３の間に基材５を挟み
込んでプレスし、Ｂステージまで硬化しているプリプレ
グ３を硬化させて、プリプレグ３と基材５とを３層一体
化した積層基板を形成している。
【０００４】このように構成された積層基板において
は、積層基板を長繊維複合材料とみなすことができ、図
８中に示される矢印方向の複合材料としての熱膨張率α
0は、次式で表される。
は、積層基板を長繊維複合材料とみなすことができ、図
８中に示される矢印方向の複合材料としての熱膨張率α
0は、次式で表される。
【０００５】
【数１】
【０００６】ここで、ｋ1、ｋ2、ｋ3、ｋ4はそれぞれ第
１、第２、第３および第４の配線１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄの各板厚寸法で各々の幅寸法Ｗに対する断面での配線
導体金属の占有率を示し、例えばｋ4＝（ｗ1＋ｗ2＋・
・・＋ｗ3）／Ｗとなる。Ｃ30、Ｃ50はそれぞれ断面に
おけるレジン３０、５０の占有率を示し、（１−
Ｃ30）、（１−Ｃ50）はそれぞれ断面におけるガラス繊
維布３１、５１の占有率を示している。（１−ｋ2）、
（１−ｋ3）はそれぞれｔ1a、ｔ1b部における第２およ
び第３の配線１ｂ、１ｃのない部分にプレスで押し込ま
れたプリプレグ３、つまりレジン３０およびガラス繊維
布３１の占有率を示している。
１、第２、第３および第４の配線１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄの各板厚寸法で各々の幅寸法Ｗに対する断面での配線
導体金属の占有率を示し、例えばｋ4＝（ｗ1＋ｗ2＋・
・・＋ｗ3）／Ｗとなる。Ｃ30、Ｃ50はそれぞれ断面に
おけるレジン３０、５０の占有率を示し、（１−
Ｃ30）、（１−Ｃ50）はそれぞれ断面におけるガラス繊
維布３１、５１の占有率を示している。（１−ｋ2）、
（１−ｋ3）はそれぞれｔ1a、ｔ1b部における第２およ
び第３の配線１ｂ、１ｃのない部分にプレスで押し込ま
れたプリプレグ３、つまりレジン３０およびガラス繊維
布３１の占有率を示している。
【０００７】したがって、レジン３０、５０をエポキシ
レジンとすると熱膨張率α30＝α50＝７０〜９０×１０
-6（１／℃）、電解銅箔の熱膨張率α1＝１６．５×１
０-6（１／℃）、ガラス繊維布３１、５１の熱膨張率α
31＝α51＝２．８×１０-6（１／℃）とすると、レジン
３０、５０の占有率Ｃ30、Ｃ50は重量比で５２〜５３
％、面積比で６２％と大きく、従来のガラスエポキシ積
層基板の熱膨張率α0は、１５．５×１０-6（１／℃）
以下とすることが困難であった。
レジンとすると熱膨張率α30＝α50＝７０〜９０×１０
-6（１／℃）、電解銅箔の熱膨張率α1＝１６．５×１
０-6（１／℃）、ガラス繊維布３１、５１の熱膨張率α
31＝α51＝２．８×１０-6（１／℃）とすると、レジン
３０、５０の占有率Ｃ30、Ｃ50は重量比で５２〜５３
％、面積比で６２％と大きく、従来のガラスエポキシ積
層基板の熱膨張率α0は、１５．５×１０-6（１／℃）
以下とすることが困難であった。
【０００８】また、導体配線として電解銅箔を用いてい
るため、弾性係数ＥはＥ＝４６００ｋｇｆ／ｍｍ2と大
きく、特に第２および第３の配線１ｂ、１ｃを電源配線
層やアース配線層とした場合には、その占有率ｋ2、ｋ3
は０．６〜０．８と大きく形成されているため、熱膨張
率を下げるためにはネックとなっていた。
るため、弾性係数ＥはＥ＝４６００ｋｇｆ／ｍｍ2と大
きく、特に第２および第３の配線１ｂ、１ｃを電源配線
層やアース配線層とした場合には、その占有率ｋ2、ｋ3
は０．６〜０．８と大きく形成されているため、熱膨張
率を下げるためにはネックとなっていた。
【０００９】また、基板製造上の理由から、第１〜第４
の配線１ａ〜１ｄの厚みは等しく（ｔ1＝ｔ1a＝ｔ1b＝
ｔ1）構成され、プリプレグ３のレジン３０およびガラ
ス繊維布３１の占有率Ｃ30、（１−Ｃ30）と、基材５の
レジン５０およびガラス繊維布５１の占有率Ｃ50、（１
−Ｃ50）とはほぼ等しく構成されているので、熱膨張率
をコントロールする自由度が非常に少なかった。さら
に、第１〜第４の配線１ａ〜１ｄとして電解銅箔を用い
ているので、各配線の熱膨張率および弾性係数が固定さ
れ、自由度がなかった。さらにまた、電源配線層および
アース配線層は、ベタ面で構成することが一般的で、熱
膨張率に大きな影響を与えるにも拘わらず、銅の占有率
を低下することが困難であった。そのために、従来のガ
ラスエポキシ積層基板の熱膨張率α0は、１５．５×１
０-6（１／℃）以下とすることが困難であった。
の配線１ａ〜１ｄの厚みは等しく（ｔ1＝ｔ1a＝ｔ1b＝
ｔ1）構成され、プリプレグ３のレジン３０およびガラ
ス繊維布３１の占有率Ｃ30、（１−Ｃ30）と、基材５の
レジン５０およびガラス繊維布５１の占有率Ｃ50、（１
−Ｃ50）とはほぼ等しく構成されているので、熱膨張率
をコントロールする自由度が非常に少なかった。さら
に、第１〜第４の配線１ａ〜１ｄとして電解銅箔を用い
ているので、各配線の熱膨張率および弾性係数が固定さ
れ、自由度がなかった。さらにまた、電源配線層および
アース配線層は、ベタ面で構成することが一般的で、熱
膨張率に大きな影響を与えるにも拘わらず、銅の占有率
を低下することが困難であった。そのために、従来のガ
ラスエポキシ積層基板の熱膨張率α0は、１５．５×１
０-6（１／℃）以下とすることが困難であった。
【００１０】このように構成された従来のガラスエポキ
シ積層基板は、熱膨張率が１５．５×１０-6（１／℃）
以下とできず、さらに今後、実装されるメモリＩＣはメ
モリ容量の増大にともなって寸法が大きくなり、かつ大
容量のメモリのパッケージ相当の熱膨張率は８×１０-6
（１／℃）より小さくなる傾向がある。また、実装され
た後のハンダ部にかかる熱応力σは、ＩＣのパッケージ
の全長をＬ、温度差を（Ｔｅ−Ｔｅ0）、積層基板の熱
膨張率をα0、ＩＣのパッケージの熱膨張率をαICとす
ると、σ∝（α0−αIC）・（Ｔｅ−Ｔｅ0）・Ｌと表され
る。
シ積層基板は、熱膨張率が１５．５×１０-6（１／℃）
以下とできず、さらに今後、実装されるメモリＩＣはメ
モリ容量の増大にともなって寸法が大きくなり、かつ大
容量のメモリのパッケージ相当の熱膨張率は８×１０-6
（１／℃）より小さくなる傾向がある。また、実装され
た後のハンダ部にかかる熱応力σは、ＩＣのパッケージ
の全長をＬ、温度差を（Ｔｅ−Ｔｅ0）、積層基板の熱
膨張率をα0、ＩＣのパッケージの熱膨張率をαICとす
ると、σ∝（α0−αIC）・（Ｔｅ−Ｔｅ0）・Ｌと表され
る。
【００１１】したがって、α0が１５．５×１０−6（１
／℃）より小さくすることができず一定とすると、αIC
は小さくなるので、（α0−αIC）は大きくなり、さら
にＬはＩＣの寸法が増大するので大きくなり、今後ＩＣ
を実装した際のハンダ部に発生する応力は（α0−
αIC）・Ｌの比で大きくなり、一方信頼性はその逆数で
低下することになる。
／℃）より小さくすることができず一定とすると、αIC
は小さくなるので、（α0−αIC）は大きくなり、さら
にＬはＩＣの寸法が増大するので大きくなり、今後ＩＣ
を実装した際のハンダ部に発生する応力は（α0−
αIC）・Ｌの比で大きくなり、一方信頼性はその逆数で
低下することになる。
【００１２】つぎに、積層基板が材料物性の異なる３種
類の材料から構成してなるものと模式化して、（式１）
を簡略化して以下に説明する。ここで、添字i〜iiiは各
材料を示すものとする。３種類の材料からなる積層基板
の熱膨張率αeqは、基板の総厚みをＴ、各材料の厚みを
Ｔi、Ｔii、Ｔiii、基板の幅をＷ、各材料の弾性係数お
よび熱膨張率をＥi、Ｅii、Ｅiiiおよびαi、αii、αi
iiとすると、次式で表される。
類の材料から構成してなるものと模式化して、（式１）
を簡略化して以下に説明する。ここで、添字i〜iiiは各
材料を示すものとする。３種類の材料からなる積層基板
の熱膨張率αeqは、基板の総厚みをＴ、各材料の厚みを
Ｔi、Ｔii、Ｔiii、基板の幅をＷ、各材料の弾性係数お
よび熱膨張率をＥi、Ｅii、Ｅiiiおよびαi、αii、αi
iiとすると、次式で表される。
【００１３】
【数２】
【００１４】今、ＴiＥi＋ＴiiＥii＋ＴiiiＥiii＝ＴＥ
eqとすると、（式２）は次式となる。
eqとすると、（式２）は次式となる。
【００１５】
【数３】
【００１６】したがって、積層基板の熱膨張率は、（式
３）から、各材料の厚みＴｎと弾性係数Ｅｎとの積を、
基板の総厚みＴと等価弾性係数Ｅeqとの積で除した値を
重みとする各材料の熱膨張率の重み付け平均として考え
られる。
３）から、各材料の厚みＴｎと弾性係数Ｅｎとの積を、
基板の総厚みＴと等価弾性係数Ｅeqとの積で除した値を
重みとする各材料の熱膨張率の重み付け平均として考え
られる。
【００１７】ここで、添字iの材料をガラス繊維布、添字
iiの材料をレジンとした場合、レジン占有率をＣとし、
Ｔi＋Ｔii＝Ｔiv、Ｔii＝ＣＴivとすると、Ｔi＝Ｔiv−
Ｔii＝Ｔiv−ＣＴiv＝（１−Ｃ）Ｔivとなり、（式３）
は次式となる。
iiの材料をレジンとした場合、レジン占有率をＣとし、
Ｔi＋Ｔii＝Ｔiv、Ｔii＝ＣＴivとすると、Ｔi＝Ｔiv−
Ｔii＝Ｔiv−ＣＴiv＝（１−Ｃ）Ｔivとなり、（式３）
は次式となる。
【００１８】
【数４】
【００１９】したがって、ガラス繊維布とレジンとの熱
膨張率を比較すると、αi＜αiiであることから、（式
４）から積層基板の熱膨張率を低下するには、レジン占
有率Ｃを小さくする必要がある。
膨張率を比較すると、αi＜αiiであることから、（式
４）から積層基板の熱膨張率を低下するには、レジン占
有率Ｃを小さくする必要がある。
【００２０】しかしながら、従来の積層基板では、レジ
ン占有率Ｃはプリプレグ３および基材５のレジン占有率
Ｃ30、Ｃ50（Ｃ30＝Ｃ50）で構成され、かつ、プリプレ
グ３はＢステージまで硬化させ、積層後硬化させるため
に、成形性の関係からＣ30を極端に下げることができ
ず、そのため基材５のレジン占有率も、成形性の関係か
ら決められたプリプレグ３のレジン占有率と等しく作製
されており、レジン占有率を小さくすることができなか
った。
ン占有率Ｃはプリプレグ３および基材５のレジン占有率
Ｃ30、Ｃ50（Ｃ30＝Ｃ50）で構成され、かつ、プリプレ
グ３はＢステージまで硬化させ、積層後硬化させるため
に、成形性の関係からＣ30を極端に下げることができ
ず、そのため基材５のレジン占有率も、成形性の関係か
ら決められたプリプレグ３のレジン占有率と等しく作製
されており、レジン占有率を小さくすることができなか
った。
【００２１】また、添字iの材料を第１の導体、添字iiの
材料を第２の導体とした場合、従来の積層基板では、Ｅi
＝Ｅiiおよびαi＝αiiとして構成されているので、第
１および第２の導体の厚みＴi、Ｔiiを薄くする以外に
熱膨張率を下げることができなかった。
材料を第２の導体とした場合、従来の積層基板では、Ｅi
＝Ｅiiおよびαi＝αiiとして構成されているので、第
１および第２の導体の厚みＴi、Ｔiiを薄くする以外に
熱膨張率を下げることができなかった。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】従来の積層基板は以上
のように構成されているので、積層基板の熱膨張率を低
くするには、ガラス繊維の占有率を上げてレジンの占有
率を下げる必要があるが、そのためにはプリプレグ３の
厚さを厚くする、もしくはプリプレグ３の積層枚数を増
加させて、導体配線の銅の占有率に比較してガラス繊維
の占有率を上げなければならず、前者の場合には、積層
基板の板厚みが厚くなり、後者の場合には、ガラス繊維
とレジンとの占有率の比率が変わらず、薄い板厚で低い
熱膨張率の積層基板を得ることが困難であるという課題
があった。
のように構成されているので、積層基板の熱膨張率を低
くするには、ガラス繊維の占有率を上げてレジンの占有
率を下げる必要があるが、そのためにはプリプレグ３の
厚さを厚くする、もしくはプリプレグ３の積層枚数を増
加させて、導体配線の銅の占有率に比較してガラス繊維
の占有率を上げなければならず、前者の場合には、積層
基板の板厚みが厚くなり、後者の場合には、ガラス繊維
とレジンとの占有率の比率が変わらず、薄い板厚で低い
熱膨張率の積層基板を得ることが困難であるという課題
があった。
【００２３】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、薄い板厚で熱膨張率の小さい積
層基板を得ることを目的とする。
ためになされたもので、薄い板厚で熱膨張率の小さい積
層基板を得ることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係る積層基板は、第２の長繊維複合材料層の断面におけ
る第２のレジンの占有率を、第１の長繊維複合材料層の
断面における第１のレジンの占有率より小さくするもの
である。
係る積層基板は、第２の長繊維複合材料層の断面におけ
る第２のレジンの占有率を、第１の長繊維複合材料層の
断面における第１のレジンの占有率より小さくするもの
である。
【００２５】また、この発明の第２の発明に係る積層基
板は、第１および第４の配線の弾性係数を、第２および
第３の配線の弾性係数より小さくするものである。
板は、第１および第４の配線の弾性係数を、第２および
第３の配線の弾性係数より小さくするものである。
【００２６】また、この発明の第３の発明に係る積層基
板は、第２および第３の配線の熱膨張率を、第１および
第４の配線の熱膨張率より小さくするものである。
板は、第２および第３の配線の熱膨張率を、第１および
第４の配線の熱膨張率より小さくするものである。
【００２７】
【００２８】また、この発明の第４の発明に係る積層基
板は、長繊維とレジンとからなる長繊維複合材料層によ
り、一方の面に第２の配線が設けられ、他方の面に第３
の配線が設けられた絶縁性単一材料層を挟むように、長
繊維複合材料層と絶縁性単一材料層とを交互に積層し、
最外層の長繊維複合材料層の一方の面に第１の配線が設
けられ、他方の面に第４の配線が設けられるものであ
る。
板は、長繊維とレジンとからなる長繊維複合材料層によ
り、一方の面に第２の配線が設けられ、他方の面に第３
の配線が設けられた絶縁性単一材料層を挟むように、長
繊維複合材料層と絶縁性単一材料層とを交互に積層し、
最外層の長繊維複合材料層の一方の面に第１の配線が設
けられ、他方の面に第４の配線が設けられるものであ
る。
【００２９】さらに、この発明の第５の発明に係る積層
基板は、少なくとも第１乃至第４の配線の一部をペアノ
曲線で構成するものである。
基板は、少なくとも第１乃至第４の配線の一部をペアノ
曲線で構成するものである。
【００３０】
【作用】この発明の第１の発明においては、第２の長繊
維複合材料層の断面における第２のレジンの占有率を、
第１の長繊維複合材料層の断面における第１のレジンの
占有率より小さくしているので、積層基板全体の熱膨張
率を小さくすることができる。
維複合材料層の断面における第２のレジンの占有率を、
第１の長繊維複合材料層の断面における第１のレジンの
占有率より小さくしているので、積層基板全体の熱膨張
率を小さくすることができる。
【００３１】また、この発明の第２の発明においては、
第１および第４の配線の弾性係数を第２および第３の配
線の弾性係数より小さくしているので、上記（式３）に
おいてＥii＞Ｅiとなりαiの重み付けが小さくなり、積
層基板全体の熱膨張率を小さくすることができる。
第１および第４の配線の弾性係数を第２および第３の配
線の弾性係数より小さくしているので、上記（式３）に
おいてＥii＞Ｅiとなりαiの重み付けが小さくなり、積
層基板全体の熱膨張率を小さくすることができる。
【００３２】また、この発明の第３の発明においては、
第２および第３の配線の熱膨張率を、第１および第４の
配線の熱膨張率より小さくしているので、上記（式３）
においてαi＞αiiとなり、積層基板全体の熱膨張率を
小さくすることができる。
第２および第３の配線の熱膨張率を、第１および第４の
配線の熱膨張率より小さくしているので、上記（式３）
においてαi＞αiiとなり、積層基板全体の熱膨張率を
小さくすることができる。
【００３３】
【００３４】また、この発明の第４の発明においては、
長繊維とレジンとからなる長繊維複合材料層により、絶
縁性単一材料層を挟むように、長繊維複合材料層と絶縁
性単一材料層とを交互に積層しているので、長繊維複合
材料層の熱膨張率より絶縁性単一材料層の熱膨張率が小
さく、積層基板全体の熱膨張率を小さくすることができ
る。
長繊維とレジンとからなる長繊維複合材料層により、絶
縁性単一材料層を挟むように、長繊維複合材料層と絶縁
性単一材料層とを交互に積層しているので、長繊維複合
材料層の熱膨張率より絶縁性単一材料層の熱膨張率が小
さく、積層基板全体の熱膨張率を小さくすることができ
る。
【００３５】また、この発明の第５の発明においては、
少なくとも第１乃至第４の配線の一部をペアノ曲線で構
成しているので、特に配線に電源ライン等のべタ面を形
成する場合には、配線の占有率を低減でき、積層基板の
熱膨張率を小さくすることができる。
少なくとも第１乃至第４の配線の一部をペアノ曲線で構
成しているので、特に配線に電源ライン等のべタ面を形
成する場合には、配線の占有率を低減でき、積層基板の
熱膨張率を小さくすることができる。
【００３６】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．この実施例１は、この発明の第１の発明に係
る一実施例である。上記実施例１では、ガラス繊維布と
エポキシレジンとからなるプリプレグ３および基材５を
用い、第１乃至第４の配線１ａ〜１ｄを電解銅箔で構成
するとともに第１および第４の配線１ａ、１ｄと第２お
よび第３の配線１ｂ、１ｃとのそれぞれの占有率（ｋ）
を0.4、0.6とし、プリプレグ３および基材５のレジン占
有率をそれぞれ52wt%、43wt%とし、各部の厚みをＴ：0.4
46mm、ｔ1：0.035mm、ｔ2：0.018mm、ｔ3：0.085mm、
ｔ5：0.17mmとして、図７および図８に示した従来の積
層基板と同様にして、図１に示す積層基板を作製した。
る。 実施例１．この実施例１は、この発明の第１の発明に係
る一実施例である。上記実施例１では、ガラス繊維布と
エポキシレジンとからなるプリプレグ３および基材５を
用い、第１乃至第４の配線１ａ〜１ｄを電解銅箔で構成
するとともに第１および第４の配線１ａ、１ｄと第２お
よび第３の配線１ｂ、１ｃとのそれぞれの占有率（ｋ）
を0.4、0.6とし、プリプレグ３および基材５のレジン占
有率をそれぞれ52wt%、43wt%とし、各部の厚みをＴ：0.4
46mm、ｔ1：0.035mm、ｔ2：0.018mm、ｔ3：0.085mm、
ｔ5：0.17mmとして、図７および図８に示した従来の積
層基板と同様にして、図１に示す積層基板を作製した。
【００３７】上記実施例１による積層基板の熱膨張率を
測定したところ、その熱膨張率は１．３５×１０-5（１
／℃）であり、プリプレグ３および基材５のレジン占有
率を52wt%とする従来の構成の積層基板の熱膨張率１．
５５×１０-5（１／℃）に対して、８７、１％に下げる
ことができた。
測定したところ、その熱膨張率は１．３５×１０-5（１
／℃）であり、プリプレグ３および基材５のレジン占有
率を52wt%とする従来の構成の積層基板の熱膨張率１．
５５×１０-5（１／℃）に対して、８７、１％に下げる
ことができた。
【００３８】実施例２．この実施例２は、この発明の第
１の発明に係る他の実施例である。上記実施例１では、
プリプレグ３および基材５のレジン占有率をそれぞれ52
wt%、43wt%としているが、この実施例２では、プリプレ
グ３および基材５のレジン占有率をそれぞれ47.5wt%、3
6.5wt%とし、他の構成を同構成として、図１に示す積層
基板を作製した。
１の発明に係る他の実施例である。上記実施例１では、
プリプレグ３および基材５のレジン占有率をそれぞれ52
wt%、43wt%としているが、この実施例２では、プリプレ
グ３および基材５のレジン占有率をそれぞれ47.5wt%、3
6.5wt%とし、他の構成を同構成として、図１に示す積層
基板を作製した。
【００３９】上記実施例２による積層基板の熱膨張率を
測定したところ、その熱膨張率は１．２３７×１０
-5（１／℃）であり、プリプレグ３および基材５のレジ
ン占有率を52wt%とする従来の構成の積層基板の熱膨張
率１．５５×１０-5（１／℃）に対して、７９．８％に
下げることができた。
測定したところ、その熱膨張率は１．２３７×１０
-5（１／℃）であり、プリプレグ３および基材５のレジ
ン占有率を52wt%とする従来の構成の積層基板の熱膨張
率１．５５×１０-5（１／℃）に対して、７９．８％に
下げることができた。
【００４０】このように、上記実施例１、２によれば、
第１の長繊維複合材料層であるプリプレグ３のレジン占
有率に対して、第２の長繊維複合材料層である基材５の
レジン占有率を小さくすることにより、積層基板全体の
熱膨張率を小さくすることができ、さらにプリプレグ３
および基材５のそれぞれのレジン占有率を小さくするほ
ど、積層基板の熱膨張率を一層小さくすることができ
る。
第１の長繊維複合材料層であるプリプレグ３のレジン占
有率に対して、第２の長繊維複合材料層である基材５の
レジン占有率を小さくすることにより、積層基板全体の
熱膨張率を小さくすることができ、さらにプリプレグ３
および基材５のそれぞれのレジン占有率を小さくするほ
ど、積層基板の熱膨張率を一層小さくすることができ
る。
【００４１】実施例３．この実施例３は、この発明の第
２の発明に係る一実施例である。上記実施例２では、第
１乃至第４の配線１ａ〜１ｄを電解銅箔（弾性係数：４
６００ｋｇｆ／ｍｍ2）としているが、この実施例３で
は、第１および第４の配線１ａ、１ｄを圧延銅箔（弾性
係数：１８００ｋｇｆ／ｍｍ2）とし、他の構成を同構
成として、図１に示す積層基板を作製したところ、積層
基板の熱膨張率は１．１９４×１０-5（１／℃）であっ
た。ここで、圧延銅箔の弾性係数は、７９８０ｋｇｆ／
ｍｍ2であるが、加熱加圧することで、１８００ｋｇｆ
／ｍｍ2と弾性係数が変化する。
２の発明に係る一実施例である。上記実施例２では、第
１乃至第４の配線１ａ〜１ｄを電解銅箔（弾性係数：４
６００ｋｇｆ／ｍｍ2）としているが、この実施例３で
は、第１および第４の配線１ａ、１ｄを圧延銅箔（弾性
係数：１８００ｋｇｆ／ｍｍ2）とし、他の構成を同構
成として、図１に示す積層基板を作製したところ、積層
基板の熱膨張率は１．１９４×１０-5（１／℃）であっ
た。ここで、圧延銅箔の弾性係数は、７９８０ｋｇｆ／
ｍｍ2であるが、加熱加圧することで、１８００ｋｇｆ
／ｍｍ2と弾性係数が変化する。
【００４２】このように、上記実施例３によれば、第１
および第４の配線１ａ、１ｄの弾性係数を、第２および
第３の配線１ｂ、１ｃの弾性係数より小さくすることに
より、積層基板全体の熱膨張率を小さくすることができ
る。
および第４の配線１ａ、１ｄの弾性係数を、第２および
第３の配線１ｂ、１ｃの弾性係数より小さくすることに
より、積層基板全体の熱膨張率を小さくすることができ
る。
【００４３】実施例４．この実施例４は、この発明の第
３の発明に係る一実施例である。上記実施例２では、第
１乃至第４の配線１ａ〜１ｄを電解銅箔（熱膨張率：
１．６５×１０-5（１／℃））としているが、この実施
例４では、第２および第３の配線１ｂ、１ｃを４２アロ
イ（熱膨張率：０．５０×１０-5（１／℃））とし、他
の構成を同構成として、図１に示す積層基板を作製した
ところ、積層基板の熱膨張率は０．９９×１０-5（１／
℃）であった。
３の発明に係る一実施例である。上記実施例２では、第
１乃至第４の配線１ａ〜１ｄを電解銅箔（熱膨張率：
１．６５×１０-5（１／℃））としているが、この実施
例４では、第２および第３の配線１ｂ、１ｃを４２アロ
イ（熱膨張率：０．５０×１０-5（１／℃））とし、他
の構成を同構成として、図１に示す積層基板を作製した
ところ、積層基板の熱膨張率は０．９９×１０-5（１／
℃）であった。
【００４４】このように、上記実施例４によれば、第２
および第３の配線１ｂ、１ｃの熱膨張率を、第１および
第４の配線１ａ、１ｄの熱膨張率より小さくすることに
より、積層基板の熱膨張率を小さくすることができる。
および第３の配線１ｂ、１ｃの熱膨張率を、第１および
第４の配線１ａ、１ｄの熱膨張率より小さくすることに
より、積層基板の熱膨張率を小さくすることができる。
【００４５】実施例５．上記 実施例２では、プリプレグ３および基材５のレジン
としてエポキシレジン（熱膨張率：８×１０-5（１／
℃））を用いているが、この実施例５では、基材５とし
てビイフェニールトリアミン（ＢＴレジン、熱膨張率：
５．４４×１０-5（１／℃））とガラス繊維とからなる
ＢＴ基板とし、他の構成を同構成として、図１に示す積
層基板を作製した。上記実施例２では、積層基板の熱膨
張率が１．２３７×１０-5（１／℃）であったのに対
し、この実施例５では、積層基板の熱膨張率は１×１０
-5（１／℃）と低下することができた。
としてエポキシレジン（熱膨張率：８×１０-5（１／
℃））を用いているが、この実施例５では、基材５とし
てビイフェニールトリアミン（ＢＴレジン、熱膨張率：
５．４４×１０-5（１／℃））とガラス繊維とからなる
ＢＴ基板とし、他の構成を同構成として、図１に示す積
層基板を作製した。上記実施例２では、積層基板の熱膨
張率が１．２３７×１０-5（１／℃）であったのに対
し、この実施例５では、積層基板の熱膨張率は１×１０
-5（１／℃）と低下することができた。
【００４６】このように、上記実施例５によれば、基材
５の熱膨張率をプレプレグ３の熱膨張率より小さくして
いるので、積層基板全体の熱膨張率を小さくすることが
できた。
５の熱膨張率をプレプレグ３の熱膨張率より小さくして
いるので、積層基板全体の熱膨張率を小さくすることが
できた。
【００４７】実施例６． この実施例６は、この発明の第４の発明に係る一実施例
である。上記実施例５では、ガラス繊維布とＢＴレジン
とからなる基材５を用いているが、この実施例６では、
基材５にかえて絶縁性単一材料層であるアルミナ基板
（熱膨張率：７．８〜８．１×１０-6（１／℃））を用
いて、その熱膨張率を一層小さくしているので、積層基
板の熱膨張率をさらに低下できた。
である。上記実施例５では、ガラス繊維布とＢＴレジン
とからなる基材５を用いているが、この実施例６では、
基材５にかえて絶縁性単一材料層であるアルミナ基板
（熱膨張率：７．８〜８．１×１０-6（１／℃））を用
いて、その熱膨張率を一層小さくしているので、積層基
板の熱膨張率をさらに低下できた。
【００４８】なお、上記実施例６では、基材５にかえて
熱膨張率の小さな絶縁性単一材料層としてのアルミナ基
板を用いるものとして説明しているが、絶縁性単一材料
層はアルミナに限定されるものではなく、例えばケイ酸
カルシウム、ムライト、ジルコニア等を用いても、同様
の効果を奏する。
熱膨張率の小さな絶縁性単一材料層としてのアルミナ基
板を用いるものとして説明しているが、絶縁性単一材料
層はアルミナに限定されるものではなく、例えばケイ酸
カルシウム、ムライト、ジルコニア等を用いても、同様
の効果を奏する。
【００４９】実施例７． この実施例７は、この発明の第５の発明に係る一実施例
である。この実施例７では、ガラス繊維布とエポキシレ
ジンとからなるプリプレグ３および基材５を用い、第１
乃至第４の配線１ａ〜１ｄを電解銅箔で構成し、各部の
厚みをＴ：０．４４ｍｍ、ｔ1：０．０３５ｍｍ，ｔ2：
０．０３５ｍｍ，ｔ3：０．１５ｍｍ，ｔ5：０．１５ｍ
ｍとして、プリプレグ３および基材５のレジン占有率と
第１乃至第４の配線１ａ〜１ｄの占有率（ｋ）とを変え
て、図１に示す積層基板を作製し、得られた積層基板の
熱膨張率を測定し、その結果を図２に示す。
である。この実施例７では、ガラス繊維布とエポキシレ
ジンとからなるプリプレグ３および基材５を用い、第１
乃至第４の配線１ａ〜１ｄを電解銅箔で構成し、各部の
厚みをＴ：０．４４ｍｍ、ｔ1：０．０３５ｍｍ，ｔ2：
０．０３５ｍｍ，ｔ3：０．１５ｍｍ，ｔ5：０．１５ｍ
ｍとして、プリプレグ３および基材５のレジン占有率と
第１乃至第４の配線１ａ〜１ｄの占有率（ｋ）とを変え
て、図１に示す積層基板を作製し、得られた積層基板の
熱膨張率を測定し、その結果を図２に示す。
【００５０】図２に示すように、レジンの占有率を小さ
くするほど積層基板の熱膨張率は低下する傾向を示し、
さらに配線の占有率（ｋ）を小さくするほど、積層基板
の熱膨張率が低下する結果が得られた。
くするほど積層基板の熱膨張率は低下する傾向を示し、
さらに配線の占有率（ｋ）を小さくするほど、積層基板
の熱膨張率が低下する結果が得られた。
【００５１】ここでは、第１乃至第４の配線１ａ〜１ｄ
は、図３乃至図５に示すように、２次元面を１次元曲線
で埋め尽し得る曲線、いわゆるペアノ（peano)曲線で構
成し、配線の占有率（ｋ）を任意に選択している。例え
ば、図５に示すように、ペアノ曲線の線幅をＨ／８で描
くと、ベタ面の占有率１００％を１２．５％に低減で
き、ベタ面をＨ／８の線幅のペアノ曲線でエッチングし
て除去すると、８７．５％の配線占有率が得られること
になる。
は、図３乃至図５に示すように、２次元面を１次元曲線
で埋め尽し得る曲線、いわゆるペアノ（peano)曲線で構
成し、配線の占有率（ｋ）を任意に選択している。例え
ば、図５に示すように、ペアノ曲線の線幅をＨ／８で描
くと、ベタ面の占有率１００％を１２．５％に低減で
き、ベタ面をＨ／８の線幅のペアノ曲線でエッチングし
て除去すると、８７．５％の配線占有率が得られること
になる。
【００５２】このように、上記実施例７によれば、第１
乃至第４の配線１ａ〜１ｄをペアノ曲線で構成している
ので、配線の占有率を任意に設定でき、かつ、方向によ
る占有率のバラツキの少ない配線を作製できる。配線の
占有率（ｋ）の低減は、剛性を小さくすることと等価
で、積層基板の等価弾性率を低下させることも同時に可
能であり、例えばＩＣを実装した時ＩＣに与える影響を
小さくできる。特に、ベタ面で形成されるアース配線等
の電源配線の場合には、アース配線等をペアノ曲線で形
成することにより、配線の占有率が大幅に低減でき、積
層基板の熱膨張率を低下できる。この時、配線を４２ア
ロイで構成すると、積層基板の熱膨張率は一層低減され
る。
乃至第４の配線１ａ〜１ｄをペアノ曲線で構成している
ので、配線の占有率を任意に設定でき、かつ、方向によ
る占有率のバラツキの少ない配線を作製できる。配線の
占有率（ｋ）の低減は、剛性を小さくすることと等価
で、積層基板の等価弾性率を低下させることも同時に可
能であり、例えばＩＣを実装した時ＩＣに与える影響を
小さくできる。特に、ベタ面で形成されるアース配線等
の電源配線の場合には、アース配線等をペアノ曲線で形
成することにより、配線の占有率が大幅に低減でき、積
層基板の熱膨張率を低下できる。この時、配線を４２ア
ロイで構成すると、積層基板の熱膨張率は一層低減され
る。
【００５３】なお、上記実施例７では、図３に示すペア
ノ曲線を用いて配線の占有率を変えるものとしている
が、配線パターンはペアノ曲線で構成すればよく、例え
ば図６に示すペアノ曲線を用いても、同様の効果を奏す
る。
ノ曲線を用いて配線の占有率を変えるものとしている
が、配線パターンはペアノ曲線で構成すればよく、例え
ば図６に示すペアノ曲線を用いても、同様の効果を奏す
る。
【００５４】なお、上記各実施例では、基材５をプリプ
レブ３で挟み込んだ３層積層構造について説明している
が、基材５をプリプレグ３で挟み込むように、基材５と
プリプレグ３とを交互に複数枚積層した多層積層基板に
おいても、同様の効果を奏する。
レブ３で挟み込んだ３層積層構造について説明している
が、基材５をプリプレグ３で挟み込むように、基材５と
プリプレグ３とを交互に複数枚積層した多層積層基板に
おいても、同様の効果を奏する。
【００５５】また、上記各実施例では、ガラスエポキシ
基板、ＢＴ基板を用いるものとして説明しているが、ポ
リイミドガラス基板、テフロンガラス基板を用いるもの
としても、同様の効果を奏する。
基板、ＢＴ基板を用いるものとして説明しているが、ポ
リイミドガラス基板、テフロンガラス基板を用いるもの
としても、同様の効果を奏する。
【００５６】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５７】この発明の第１の発明によれば、第２の長
繊維複合材料層の断面における第２のレジンの占有率
を、第１の長繊維複合材料層の断面における第１のレジ
ンの占有率より小さく構成しているので、積層基板全体
の熱膨張率を低下することができる。
繊維複合材料層の断面における第２のレジンの占有率
を、第１の長繊維複合材料層の断面における第１のレジ
ンの占有率より小さく構成しているので、積層基板全体
の熱膨張率を低下することができる。
【００５８】また、この発明の第２の発明によれば、第
１および第４の配線の弾性係数を、前記第２および第３
の配線の弾性係数より小さく構成しているので、積層基
板全体の熱膨張率を低下することができる。
１および第４の配線の弾性係数を、前記第２および第３
の配線の弾性係数より小さく構成しているので、積層基
板全体の熱膨張率を低下することができる。
【００５９】また、この発明の第３の発明によれば、第
２および第３の配線の熱膨張率を、前記第１および第４
の配線の熱膨張率より小さく構成しているので、積層基
板全体の熱膨張率を低下することができる。
２および第３の配線の熱膨張率を、前記第１および第４
の配線の熱膨張率より小さく構成しているので、積層基
板全体の熱膨張率を低下することができる。
【００６０】
【００６１】また、この発明の第４の発明によれば、長
繊維とレジンとからなる長繊維複合材料層により、一方
の面に第２の配線が設けられ、他方の面に第３の配線が
設けられた絶縁性単一材料層を挟むように、前記長繊維
複合材料層と前記絶縁性単一材料層とを交互に積層し、
最外層の前記長繊維複合材料層の一方の面に第１の配線
が設けられ、他方の面に第４の配線が設けられているの
で、積層基板全体の熱膨張率を低下することができる。
繊維とレジンとからなる長繊維複合材料層により、一方
の面に第２の配線が設けられ、他方の面に第３の配線が
設けられた絶縁性単一材料層を挟むように、前記長繊維
複合材料層と前記絶縁性単一材料層とを交互に積層し、
最外層の前記長繊維複合材料層の一方の面に第１の配線
が設けられ、他方の面に第４の配線が設けられているの
で、積層基板全体の熱膨張率を低下することができる。
【００６２】さらに、この発明の第５の発明によれば、
少なくとも前記第１乃至第４の配線の一部をペアノ曲線
で構成したので、配線の占有率をバラツキなく低減で
き、積層基板全体の熱膨張率を低下することができる。
少なくとも前記第１乃至第４の配線の一部をペアノ曲線
で構成したので、配線の占有率をバラツキなく低減で
き、積層基板全体の熱膨張率を低下することができる。
【図１】この発明の積層基板の一実施例を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】この発明の実施例７を示す積層基板におけるレ
ジン占有率と積層基板熱膨張率との関係を表す図であ
る。
ジン占有率と積層基板熱膨張率との関係を表す図であ
る。
【図３】この発明の実施例７の積層基板における配線形
成に用いられるペアノ曲線の一実施例を示す平面図であ
る。
成に用いられるペアノ曲線の一実施例を示す平面図であ
る。
【図４】図３に示すペアノ曲線の相似性を示す平面図で
ある。
ある。
【図５】図３に示すペアノ曲線の相似性を示す平面図で
ある。
ある。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれこの発明の積層基板
における配線形成に用いられるペアノ曲線の他の実施例
を示す平面図および相似性を示す平面図である。
における配線形成に用いられるペアノ曲線の他の実施例
を示す平面図および相似性を示す平面図である。
【図７】従来の積層基板の一例を示す断面図である。
【図８】従来の積層基板の一例を示す斜視図である。
１ａ 第１の配線 １ｂ 第２の配線 １ｃ 第３の配線 １ｄ 第４の配線 ３ プリプレグ（第１の長繊維複合材料層） ３０ レジン（第１のレジン） ３１ ガラス繊維布（第１の長繊維） ５ 基材（第２の長繊維複合材料層） ５０ レジン（第２のレジン） ５１ ガラス繊維布（第２の長繊維）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 3/46 H05K 1/03
Claims (5)
- 【請求項１】 第１の長繊維と第１のレジンとからなる
第１の長繊維複合材料層により、一方の面に第２の配線
が設けられ、他方の面に第３の配線が設けられた第２の
長繊維と第２のレジンとからなる第２の長繊維複合材料
層を挟むように、前記第１の長繊維複合材料層と前記第
２の長繊維複合材料層とを交互に積層し、最外層の前記
第１の長繊維複合材料層の一方の面に第１の配線が設け
られ、他方の面に第４の配線が設けられてなる積層基板
において、前記第２の長繊維複合材料層の断面における
前記第２のレジンの占有率を、前記第１の長繊維複合材
料層の断面における前記第１のレジンの占有率より小さ
くしたことを特徴とする積層基板。 - 【請求項２】 第１の長繊維と第１のレジンとからなる
第１の長繊維複合材料層により、一方の面に第２の配線
が設けられ、他方の面に第３の配線が設けられた第２の
長繊維と第２のレジンとからなる第２の長繊維複合材料
層を挟むように、前記第１の長繊維複合材料層と前記第
２の長繊維複合材料層とを交互に積層し、最外層の前記
第１の長繊維複合材料層の一方の面に第１の配線が設け
られ、他方の面に第４の配線が設けられてなる積層基板
において、前記第１および第４の配線の弾性係数を、前
記第２および第３の配線の弾性係数より小さくしたこと
を特徴とする積層基板。 - 【請求項３】 第１の長繊維と第１のレジンとからなる
第１の長繊維複合材料層により、一方の面に第２の配線
が設けられ、他方の面に第３の配線が設けられた第２の
長繊維と第２のレジンとからなる第２の長繊維複合材料
層を挟むように、前記第１の長繊維複合材料層と前記第
２の長繊維複合材料層とを交互に積層し、最外層の前記
第１の長繊維複合材料層の一方の面に第１の配線が設け
られ、他方の面に第４の配線が設けられてなる積層基板
において、前記第２および第３の配線の熱膨張率を、前
記第１および第４の配線の熱膨張率より小さくしたこと
を特徴とする積層基板。 - 【請求項４】 長繊維とレジンとからなる長繊維複合材
料層により、一方の面に第２の配線が設けられ、他方の
面に第３の配線が設けられた絶縁性単一材料層を挟むよ
うに、前記長繊維複合材料層と前記絶縁性単一材料層と
を交互に積層し、最外層の前記長繊維複合材料層の一方
の面に第１の配線が設けられ、他方の面に第４の配線が
設けられたことを特徴とする積層基板。 - 【請求項５】 第１の長繊維と第１のレジンとからなる
第１の長繊維複合材料層により、一方の面に第２の配線
が設けられ、他方の面に第３の配線が設けられた第２の
長繊維と第２のレジンとからなる第２の長繊維複合材料
層を挟むように、前記第１の長繊維複合材料層と前記第
２の長繊維複合材料層とを交互に積層し、最外層の前記
第１の長繊維複合材料層の一方の面に第１の配線が設け
られ、他方の面に第４の配線が設けられてなる積層基板
において、少なくとも前記第１乃至第４の配線の一部を
ペアノ曲線で構成したことを特徴とする積層基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13511092A JP3071035B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 積層基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13511092A JP3071035B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 積層基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335751A JPH05335751A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3071035B2 true JP3071035B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=15144073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13511092A Expired - Fee Related JP3071035B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 積層基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071035B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000255001A (ja) * | 1999-03-05 | 2000-09-19 | Ibiden Co Ltd | 積層基板およびその絶縁層 |
| JP2003053835A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-02-26 | Nikkiso Co Ltd | 複合材製品の製造方法 |
| JP4924871B2 (ja) * | 2006-05-08 | 2012-04-25 | 日立化成工業株式会社 | 複合基板および配線板 |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP13511092A patent/JP3071035B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335751A (ja) | 1993-12-17 |
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