JP3223357B2 - スルーホール充填用ペースト及びそれを用いた多層プリント配線板 - Google Patents
スルーホール充填用ペースト及びそれを用いた多層プリント配線板Info
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Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スルーホール充填用ペ
ースト及びそれを用いた多層プリント配線板に関する。
更に詳しくは、スルーホールにペーストを充填し、硬化
させた後に更に樹脂絶縁層或いは基板を積層した多層プ
リント配線板に関する。
ースト及びそれを用いた多層プリント配線板に関する。
更に詳しくは、スルーホールにペーストを充填し、硬化
させた後に更に樹脂絶縁層或いは基板を積層した多層プ
リント配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高性能化に伴
い、表面実装部品の高実装密度化が要求されている。そ
のため、プリント配線板の多層化技術が必要である。多
層化の例としては、スルーホールを設けた基板をいわゆ
るコア基板とし、基板のスルーホールを穴埋めした後、
ビルドアップ法にて多層化する技術が用いられている。
い、表面実装部品の高実装密度化が要求されている。そ
のため、プリント配線板の多層化技術が必要である。多
層化の例としては、スルーホールを設けた基板をいわゆ
るコア基板とし、基板のスルーホールを穴埋めした後、
ビルドアップ法にて多層化する技術が用いられている。
【０００３】多層プリント配線板を製造するには、絶縁
基板や銅張積層板等にスルーホールとなる貫通孔を開け
た後、その内壁をメッキして導体層を形成し、多層化し
た際の平坦性を確保するために、このスルーホールを充
填用ペーストにて穴埋めする工程が必須となる。スルー
ホールの穴埋めに関する技術としては、以下のようなも
のが知られている。エポキシ系樹脂に無機粒子を添加し
て、硬化収縮時の体積収縮を抑える方法（特開昭６２−
２２４９９６号公報）や熱衝撃性を向上する方法（特開
平８−８３９７１号公報）が開示されている。また、特
定種類のエポキシ樹脂と硬化剤を組み合わせて、イオン
マイグレーションを抑制する方法（特開平６−３３８２
１８号公報）やスルーホール表面の平坦化を図る方法
（特開平６−２６０７５６号公報）が開示されている。
また、揮発成分である溶剤分を極力添加しないことで、
基材の膨れ等の問題を回避する方法（特許第２６０３０
５３号公報）やスルーホール表面の平坦化を図る方法
（特開平７−１８８３９１号公報）が開示されている。
また、誘電体基板と充填樹脂との物性を規定して、熱衝
撃性を向上する方法（特開平３−２２２３９３号公報）
が開示されている。
基板や銅張積層板等にスルーホールとなる貫通孔を開け
た後、その内壁をメッキして導体層を形成し、多層化し
た際の平坦性を確保するために、このスルーホールを充
填用ペーストにて穴埋めする工程が必須となる。スルー
ホールの穴埋めに関する技術としては、以下のようなも
のが知られている。エポキシ系樹脂に無機粒子を添加し
て、硬化収縮時の体積収縮を抑える方法（特開昭６２−
２２４９９６号公報）や熱衝撃性を向上する方法（特開
平８−８３９７１号公報）が開示されている。また、特
定種類のエポキシ樹脂と硬化剤を組み合わせて、イオン
マイグレーションを抑制する方法（特開平６−３３８２
１８号公報）やスルーホール表面の平坦化を図る方法
（特開平６−２６０７５６号公報）が開示されている。
また、揮発成分である溶剤分を極力添加しないことで、
基材の膨れ等の問題を回避する方法（特許第２６０３０
５３号公報）やスルーホール表面の平坦化を図る方法
（特開平７−１８８３９１号公報）が開示されている。
また、誘電体基板と充填樹脂との物性を規定して、熱衝
撃性を向上する方法（特開平３−２２２３９３号公報）
が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】多層プリント配線板に
従来のスルーホール充填用ペーストを用いると、信頼性
評価試験（特には、−５５℃への冷却と１２５℃への加
熱を繰返し与える熱衝撃試験）において、充填樹脂では
なく、スルーホール上に積層形成した絶縁層やソルダー
レジスト層にクラックが発生するという問題があった
（図１を参照）。
従来のスルーホール充填用ペーストを用いると、信頼性
評価試験（特には、−５５℃への冷却と１２５℃への加
熱を繰返し与える熱衝撃試験）において、充填樹脂では
なく、スルーホール上に積層形成した絶縁層やソルダー
レジスト層にクラックが発生するという問題があった
（図１を参照）。
【０００５】熱衝撃試験等で発生する上記クラックは、
多層プリント配線板を構成する材料（樹脂層、銅配線層
等）の熱膨張差によるものと考えられている。通常、い
わゆるコア基板は、銅配線の剥離を防止するために、銅
の熱膨張係数（約１６ｐｐｍ）に合わせるよう設計され
ており、従来のスルーホール充填用ペーストもそれにな
らい、銅の熱膨張係数に合わせるように設計されてい
た。しかし、上記クラックは、いくらスルーホール充填
用ペーストの硬化体の熱膨張係数を銅の熱膨張係数と合
わせても解消することはできなかった。
多層プリント配線板を構成する材料（樹脂層、銅配線層
等）の熱膨張差によるものと考えられている。通常、い
わゆるコア基板は、銅配線の剥離を防止するために、銅
の熱膨張係数（約１６ｐｐｍ）に合わせるよう設計され
ており、従来のスルーホール充填用ペーストもそれにな
らい、銅の熱膨張係数に合わせるように設計されてい
た。しかし、上記クラックは、いくらスルーホール充填
用ペーストの硬化体の熱膨張係数を銅の熱膨張係数と合
わせても解消することはできなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数と、
上記多層プリント配線板を構成する基板の厚み方向（Ｚ
方向）の熱膨張係数との差の絶対値が２０ｐｐｍ／℃以
下であるスルーホール充填用ペーストを要旨とする。ス
ルーホール充填用ペーストの硬化体と基板（いわゆるコ
ア基板等）の厚み方向（Ｚ方向）の熱膨張差を係る範囲
に規定することにより、熱衝撃試験等の信頼性評価試験
においてスルーホール上に積層形成した絶縁層やソルダ
ーレジスト層に発生するクラックの問題を解決すること
ができる。
スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数と、
上記多層プリント配線板を構成する基板の厚み方向（Ｚ
方向）の熱膨張係数との差の絶対値が２０ｐｐｍ／℃以
下であるスルーホール充填用ペーストを要旨とする。ス
ルーホール充填用ペーストの硬化体と基板（いわゆるコ
ア基板等）の厚み方向（Ｚ方向）の熱膨張差を係る範囲
に規定することにより、熱衝撃試験等の信頼性評価試験
においてスルーホール上に積層形成した絶縁層やソルダ
ーレジスト層に発生するクラックの問題を解決すること
ができる。
【０００７】ここにいう「熱膨張係数」とは、プリント
配線板を構成する材料の−５５〜１２５℃の間のＴＭＡ
（熱機械分析装置）にて測定した値をいう。スルーホー
ル充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数は、実際に穴埋
めされ硬化した状態のものを測定するのが好ましいが、
以下のような簡便な方法によって測定した結果でも代用
できる。
配線板を構成する材料の−５５〜１２５℃の間のＴＭＡ
（熱機械分析装置）にて測定した値をいう。スルーホー
ル充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数は、実際に穴埋
めされ硬化した状態のものを測定するのが好ましいが、
以下のような簡便な方法によって測定した結果でも代用
できる。
【０００８】まず、スルーホール充填用ペーストをフィ
ルム状にキャストし、通常用いる工程と同条件で熱硬化
させ、厚さ１００μｍのフィルム状硬化体とする。ここ
から長さ２０ｍｍ×幅５ｍｍの試験片を切り出し、これ
を用いてＴＭＡ法により測定する。ここにいう「ＴＭ
Ａ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ
０１に規定されるものをいう。測定条件は、スパン１５
ｍｍにて試験片の長手方向に５ｇの引張加重を加えた状
態で−５５℃まで冷却し、１０℃／分の昇温速度で１２
５℃以上まで加熱し伸び率ε（以下の数式１を参照）測
定し、熱膨張係数αを計算する（以下の数式２を参
照）。
ルム状にキャストし、通常用いる工程と同条件で熱硬化
させ、厚さ１００μｍのフィルム状硬化体とする。ここ
から長さ２０ｍｍ×幅５ｍｍの試験片を切り出し、これ
を用いてＴＭＡ法により測定する。ここにいう「ＴＭ
Ａ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ
０１に規定されるものをいう。測定条件は、スパン１５
ｍｍにて試験片の長手方向に５ｇの引張加重を加えた状
態で−５５℃まで冷却し、１０℃／分の昇温速度で１２
５℃以上まで加熱し伸び率ε（以下の数式１を参照）測
定し、熱膨張係数αを計算する（以下の数式２を参
照）。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
【００１１】基板（いわゆるコア基板等）のＺ方向の熱
膨張係数αは以下の条件で測定する。まず、銅配線やス
ルーホールを形成する前の基板を用意する。次いで基板
のＺ方向に５ｇの圧縮加重を加えた状態で−５５℃まで
冷却し、１０℃／分の昇温速度で１２５℃以上まで加熱
して伸び率εを測定し、上記の数式１及び数式２を用い
て同様に計算する。
膨張係数αは以下の条件で測定する。まず、銅配線やス
ルーホールを形成する前の基板を用意する。次いで基板
のＺ方向に５ｇの圧縮加重を加えた状態で−５５℃まで
冷却し、１０℃／分の昇温速度で１２５℃以上まで加熱
して伸び率εを測定し、上記の数式１及び数式２を用い
て同様に計算する。
【００１２】スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱
膨張係数は、基板のＺ方向の熱膨張係数と一致している
ことが理論的には望ましいが、実際面では±２０ｐｐｍ
／℃の範囲であれば良く、特にはマイナス方向（基板の
Ｚ方向の熱膨張係数より若干小さい）であることが好ま
しい。この理由の詳細は不明であるが、以下のように推
察される。スルーホール用充填ペーストの硬化体が熱衝
撃試験等にさらされる時、その熱膨張率によって膨張・
収縮を繰り返すわけであるが、該硬化体はスルーホール
内に充填硬化されているために、同時にスルーホール内
壁からも引張・圧縮応力、せん断応力等の複雑な応力を
うけ、複雑な歪を生じると思われる。これらの応力・歪
を考慮したときに、本発明の熱膨張係数の範囲であれば
安定に存在し得るものと推察される。
膨張係数は、基板のＺ方向の熱膨張係数と一致している
ことが理論的には望ましいが、実際面では±２０ｐｐｍ
／℃の範囲であれば良く、特にはマイナス方向（基板の
Ｚ方向の熱膨張係数より若干小さい）であることが好ま
しい。この理由の詳細は不明であるが、以下のように推
察される。スルーホール用充填ペーストの硬化体が熱衝
撃試験等にさらされる時、その熱膨張率によって膨張・
収縮を繰り返すわけであるが、該硬化体はスルーホール
内に充填硬化されているために、同時にスルーホール内
壁からも引張・圧縮応力、せん断応力等の複雑な応力を
うけ、複雑な歪を生じると思われる。これらの応力・歪
を考慮したときに、本発明の熱膨張係数の範囲であれば
安定に存在し得るものと推察される。
【００１３】熱膨張係数の差が±２０ｐｐｍ／℃の範囲
からはずれると、上記のクラック問題が発生しやすくな
り好ましくない。基板のＺ方向の熱膨張係数とスルーホ
ール充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数との差の絶対
値としては好ましくは２０ｐｐｍ／℃以下、更に好まし
くは１５ｐｐｍ／℃以下、最も好ましくは１０ｐｐｍ／
℃以下以下である。熱膨張係数との差は、上記のように
マイナス方向（基板のＺ方向の熱膨張係数より若干小さ
い）であることが好ましい。特には、スルーホール充填
用ペーストの硬化体の熱膨張係数から基板のＺ方向の熱
膨張係数を引いた値が、−１〜−１０ｐｐｍ／℃の範囲
で著しい効果が得られる。
からはずれると、上記のクラック問題が発生しやすくな
り好ましくない。基板のＺ方向の熱膨張係数とスルーホ
ール充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数との差の絶対
値としては好ましくは２０ｐｐｍ／℃以下、更に好まし
くは１５ｐｐｍ／℃以下、最も好ましくは１０ｐｐｍ／
℃以下以下である。熱膨張係数との差は、上記のように
マイナス方向（基板のＺ方向の熱膨張係数より若干小さ
い）であることが好ましい。特には、スルーホール充填
用ペーストの硬化体の熱膨張係数から基板のＺ方向の熱
膨張係数を引いた値が、−１〜−１０ｐｐｍ／℃の範囲
で著しい効果が得られる。
【００１４】本発明で用いる基板としては、ガラス−Ｂ
Ｔ（ビスマレイミド／トリアジン樹脂）複合基板、高Ｔ
gガラス−エポキシ複合基板（ＦＲ−４、ＦＲ−５等）
等の高耐熱性積層板が望ましい。上記高耐熱性積層板の
熱膨張係数は、一般にＸＹ方向が１２〜１７ｐｐｍ、Ｚ
方向が４７〜５２ｐｐｍであり、この場合においては、
スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数は３
３〜５０ｐｐｍ、望ましくは３７〜４５ｐｐｍ、さらに
望ましくは４０〜４５ｐｐｍが良い。これらの値からは
ずれると、スルーホール上に形成した絶縁樹脂層やソル
ダーレジスト層にクラックが発生することがあり好まし
くない。基板の両面或いは片面上には絶縁樹脂層や配線
層が交互に積層され、必要に応じて最表面にソルダーレ
ジスト層が形成される。
Ｔ（ビスマレイミド／トリアジン樹脂）複合基板、高Ｔ
gガラス−エポキシ複合基板（ＦＲ−４、ＦＲ−５等）
等の高耐熱性積層板が望ましい。上記高耐熱性積層板の
熱膨張係数は、一般にＸＹ方向が１２〜１７ｐｐｍ、Ｚ
方向が４７〜５２ｐｐｍであり、この場合においては、
スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数は３
３〜５０ｐｐｍ、望ましくは３７〜４５ｐｐｍ、さらに
望ましくは４０〜４５ｐｐｍが良い。これらの値からは
ずれると、スルーホール上に形成した絶縁樹脂層やソル
ダーレジスト層にクラックが発生することがあり好まし
くない。基板の両面或いは片面上には絶縁樹脂層や配線
層が交互に積層され、必要に応じて最表面にソルダーレ
ジスト層が形成される。
【００１５】基板表面及びスルーホール内壁に形成され
る銅配線層には、樹脂層との密着性を高めるための表面
処理を施すのが好ましい。この表面処理には、黒化処
理、銅エッチング処理等の他、その後のカップリング剤
処理、防錆処理等も含まれる。スルーホールの形状には
特に制約は無いが、応力集中しやすい比較的小径でアス
ペクト比の大きいスルーホール（たとえば直径３００μ
ｍ、長さ８００μｍ）においても、スルーホール上に形
成した絶縁樹脂層やソルダーレジスト層のクラックを抑
制することができる。
る銅配線層には、樹脂層との密着性を高めるための表面
処理を施すのが好ましい。この表面処理には、黒化処
理、銅エッチング処理等の他、その後のカップリング剤
処理、防錆処理等も含まれる。スルーホールの形状には
特に制約は無いが、応力集中しやすい比較的小径でアス
ペクト比の大きいスルーホール（たとえば直径３００μ
ｍ、長さ８００μｍ）においても、スルーホール上に形
成した絶縁樹脂層やソルダーレジスト層のクラックを抑
制することができる。
【００１６】本発明のスルーホール充填用ペーストの樹
脂成分としては、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹
脂は一般に硬化収縮が少なく硬化時の凹みが押さえられ
るためである、特に耐熱性、耐湿性、耐薬品性の点で芳
香族エポキシ樹脂（例えば、ＢＰＡ型エポキシ樹脂、Ｂ
ＰＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ
樹脂等）を用いることが望ましい。エポキシ樹脂の硬化
剤には、耐熱性、耐薬品性の点でイミダゾール系硬化剤
が好ましい。特にはフェニルイミダゾール系の粉末状の
硬化剤が粘度調整の面で好ましい。
脂成分としては、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹
脂は一般に硬化収縮が少なく硬化時の凹みが押さえられ
るためである、特に耐熱性、耐湿性、耐薬品性の点で芳
香族エポキシ樹脂（例えば、ＢＰＡ型エポキシ樹脂、Ｂ
ＰＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ
樹脂等）を用いることが望ましい。エポキシ樹脂の硬化
剤には、耐熱性、耐薬品性の点でイミダゾール系硬化剤
が好ましい。特にはフェニルイミダゾール系の粉末状の
硬化剤が粘度調整の面で好ましい。
【００１７】スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱
膨張率係数は、無機フィラー及び／又は金属フィラーの
含有量を調整することで制御できる。一般に、熱膨張係
数はフィラー含有量を高くすると小さくなり、含有量を
低くすると大きくなる。熱硬化性樹脂として液状芳香族
エポキシ樹脂を、その硬化剤にイミダゾール系硬化剤
を、フィラーにシリカ粒子を用いた場合、シリカ添加量
は樹脂成分（熱硬化性樹脂と硬化剤との和）１００重量
部に対し、６０〜１５０重量部、望ましくは９０〜１３
０重量部が熱膨張係数、硬化収縮率、粘性を適切にする
上で良い。
膨張率係数は、無機フィラー及び／又は金属フィラーの
含有量を調整することで制御できる。一般に、熱膨張係
数はフィラー含有量を高くすると小さくなり、含有量を
低くすると大きくなる。熱硬化性樹脂として液状芳香族
エポキシ樹脂を、その硬化剤にイミダゾール系硬化剤
を、フィラーにシリカ粒子を用いた場合、シリカ添加量
は樹脂成分（熱硬化性樹脂と硬化剤との和）１００重量
部に対し、６０〜１５０重量部、望ましくは９０〜１３
０重量部が熱膨張係数、硬化収縮率、粘性を適切にする
上で良い。
【００１８】本発明では、実質的に影響を及ぼさない範
囲で、上記以外の他の成分を混合してもよい。例えば、
絶縁性及び耐湿性等に実質的に影響を及ぼさない範囲
で、消泡剤、揺変剤、着色剤、レベリング剤、カップリ
ング剤等を添加することもできる。
囲で、上記以外の他の成分を混合してもよい。例えば、
絶縁性及び耐湿性等に実質的に影響を及ぼさない範囲
で、消泡剤、揺変剤、着色剤、レベリング剤、カップリ
ング剤等を添加することもできる。
【００１９】請求項２の発明は、スルーホール充填用ペ
ーストの硬化体の２５℃における弾性率が３．０〜６．
５ＧＰａの範囲であることを要旨とし、請求項１に記載
のスルーホール充填用ペーストのより好ましい構成を例
示したものである。
ーストの硬化体の２５℃における弾性率が３．０〜６．
５ＧＰａの範囲であることを要旨とし、請求項１に記載
のスルーホール充填用ペーストのより好ましい構成を例
示したものである。
【００２０】本発明のスルーホール充填用ペーストは、
その硬化体の熱膨張係数を基板のＺ方向の熱膨張係数に
合わせているため、ＸＹ方向での熱膨張差が大きく、ス
ルーホール内壁より応力を受けやすい。この応力を緩和
するため、スルーホール充填用ペーストを熱硬化した硬
化体の２５℃における弾性率を３．０〜６．５ＧＰａ、
特には３．０〜５．０ＧＰａの範囲に規定することが望
ましい。弾性率が６．５ＧＰａ以上に大きいと、熱膨張
差で発生する応力も大きくなり、スルーホール充填用ペ
ーストの硬化体自体にクラックが発生するからである。
逆に弾性率が３．０ＧＰａよりも小さいと、穴埋め材の
熱膨張が大きくなりすぎたり、耐熱性等の物性が低下し
てしまうからである。
その硬化体の熱膨張係数を基板のＺ方向の熱膨張係数に
合わせているため、ＸＹ方向での熱膨張差が大きく、ス
ルーホール内壁より応力を受けやすい。この応力を緩和
するため、スルーホール充填用ペーストを熱硬化した硬
化体の２５℃における弾性率を３．０〜６．５ＧＰａ、
特には３．０〜５．０ＧＰａの範囲に規定することが望
ましい。弾性率が６．５ＧＰａ以上に大きいと、熱膨張
差で発生する応力も大きくなり、スルーホール充填用ペ
ーストの硬化体自体にクラックが発生するからである。
逆に弾性率が３．０ＧＰａよりも小さいと、穴埋め材の
熱膨張が大きくなりすぎたり、耐熱性等の物性が低下し
てしまうからである。
【００２１】スルーホール充填用ペーストの硬化体の弾
性率は、実際に穴埋めされ硬化した状態のものを測定す
るのが理想的であるが、以下の簡便な方法によって測定
した結果でも代用できる。すなわち、スルーホール充填
用ペーストをフィルム状にキャストし、通常の工程と同
条件で熱硬化させ、厚さ１００μｍのフィルム状硬化体
とする。これから幅４ｍｍの試験片を切り出し、これを
ＤＭＡ法により測定する。ここにいう「ＤＭＡ」とは、
動的粘弾性分析をいい、例えばＪＩＳ Ｃ ６４８１に
規定されるものをいう。測定条件は、スパン４０ｍｍに
て試験片の長手方向に１０ｇの引張加重を加えた状態か
ら，振幅１６μｍ、周波数１１Ｈｚで長手方向に正弦波
をかけ、２５℃における貯蔵弾性率を求め、その値を弾
性率とする。
性率は、実際に穴埋めされ硬化した状態のものを測定す
るのが理想的であるが、以下の簡便な方法によって測定
した結果でも代用できる。すなわち、スルーホール充填
用ペーストをフィルム状にキャストし、通常の工程と同
条件で熱硬化させ、厚さ１００μｍのフィルム状硬化体
とする。これから幅４ｍｍの試験片を切り出し、これを
ＤＭＡ法により測定する。ここにいう「ＤＭＡ」とは、
動的粘弾性分析をいい、例えばＪＩＳ Ｃ ６４８１に
規定されるものをいう。測定条件は、スパン４０ｍｍに
て試験片の長手方向に１０ｇの引張加重を加えた状態か
ら，振幅１６μｍ、周波数１１Ｈｚで長手方向に正弦波
をかけ、２５℃における貯蔵弾性率を求め、その値を弾
性率とする。
【００２２】請求項３の発明は、多層プリント配線板を
構成する基板に設けられたスルーホールの内部は、請求
項１又は請求項２に記載のスルーホール充填用ペースト
の硬化体で構成されている多層プリント配線板を要旨と
する。
構成する基板に設けられたスルーホールの内部は、請求
項１又は請求項２に記載のスルーホール充填用ペースト
の硬化体で構成されている多層プリント配線板を要旨と
する。
【００２３】係る構成の多層プリント配線板は、信頼性
評価試験（特には、−５５℃への冷却と１２５℃への加
熱を繰返し与える熱衝撃試験）において、スルーホール
上に積層形成した絶縁層やソルダーレジスト層へのクラ
ック発生を防止できる。係る多層プリント配線板の製造
方法としては、フォトビアやレーザービアを用いたピル
ドアップ法やラミネート法或いはこれらの組み合わせが
適用可能である。
評価試験（特には、−５５℃への冷却と１２５℃への加
熱を繰返し与える熱衝撃試験）において、スルーホール
上に積層形成した絶縁層やソルダーレジスト層へのクラ
ック発生を防止できる。係る多層プリント配線板の製造
方法としては、フォトビアやレーザービアを用いたピル
ドアップ法やラミネート法或いはこれらの組み合わせが
適用可能である。
【００２４】
【実施例】（１）スルーホール充填用ペーストの作製 表１の組成になるように、エポキシ樹脂、イミダゾール
系硬化剤、シリカフィラーを混合し、３本ロールミルを
用いて混練して、スルーホール充填用ペーストを調製す
る。ここで用いた原材料の詳細は以下のようである。 Ｅ−８２８：ビスフェノールA型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製） Ｅ−８１９：ビスフェノールA型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製） Ｅ−８０７：ビスフェノールF型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製） Ｅ−１５２：フェノールノボラック型エポキシ樹脂（油
化シェル製） ２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ：イミダゾール系硬化剤（四国化成
製） ＳＯＣ２：シリカフィラー（龍森製） ＰＬＶ６：シリカフィラー（龍森製）
系硬化剤、シリカフィラーを混合し、３本ロールミルを
用いて混練して、スルーホール充填用ペーストを調製す
る。ここで用いた原材料の詳細は以下のようである。 Ｅ−８２８：ビスフェノールA型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製） Ｅ−８１９：ビスフェノールA型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製） Ｅ−８０７：ビスフェノールF型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製） Ｅ−１５２：フェノールノボラック型エポキシ樹脂（油
化シェル製） ２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ：イミダゾール系硬化剤（四国化成
製） ＳＯＣ２：シリカフィラー（龍森製） ＰＬＶ６：シリカフィラー（龍森製）
【００２５】（２）多層プリント配線板の作製 直径３００μｍのスルーホール（内壁に２３μｍ厚の銅
メッキ層を施したもの）を１０００個有する、ガラス−
ＢＴ複合基板（三菱瓦斯化学製、品名；ＢＴＣＣＬ Ｈ
Ｌ８３０）を用意し、この銅配線上に黒化処理（７５℃
のＮａＣｌＯ 2水溶液に５分間浸漬）を施す。該基板に
表１のそれぞれのスルーホール充填用ペーストを公知の
スクリーン印刷法を用いて充填し、１５０℃×５時間の
条件下で熱硬化する。熱硬化後、ベルトサンダー研磨に
より基板表面を平坦化した後、ビルドアップ法を用いて
絶縁層１層と銅メッキによる銅配線層１層を形成し、最
上層にソルダーレジスト層を形成（図１の構成と同様）
して多層プリント配線板を完成する。
メッキ層を施したもの）を１０００個有する、ガラス−
ＢＴ複合基板（三菱瓦斯化学製、品名；ＢＴＣＣＬ Ｈ
Ｌ８３０）を用意し、この銅配線上に黒化処理（７５℃
のＮａＣｌＯ 2水溶液に５分間浸漬）を施す。該基板に
表１のそれぞれのスルーホール充填用ペーストを公知の
スクリーン印刷法を用いて充填し、１５０℃×５時間の
条件下で熱硬化する。熱硬化後、ベルトサンダー研磨に
より基板表面を平坦化した後、ビルドアップ法を用いて
絶縁層１層と銅メッキによる銅配線層１層を形成し、最
上層にソルダーレジスト層を形成（図１の構成と同様）
して多層プリント配線板を完成する。
【００２６】（３）熱衝撃試験 （２）において作製した多層プリント配線板を用いて、
熱衝撃試験を行う。条件は、−５５℃×１分〜１２５℃
×１分を１サイクルとして、５００サイクルと１０００
サイクル行ったところで、スルーホール上の絶縁層及び
ソルダーレジスト層に発生したクラックの数を拡大鏡
（倍率２０倍）で調べる。１０００サイクル後のクラッ
ク数が１０個以下のものを合格とする。
熱衝撃試験を行う。条件は、−５５℃×１分〜１２５℃
×１分を１サイクルとして、５００サイクルと１０００
サイクル行ったところで、スルーホール上の絶縁層及び
ソルダーレジスト層に発生したクラックの数を拡大鏡
（倍率２０倍）で調べる。１０００サイクル後のクラッ
ク数が１０個以下のものを合格とする。
【００２７】（４）スルーホール充填用ペーストの硬化
体の熱膨張係数の測定 表１のそれぞれのスルーホール充填用ペーストをフィル
ム状にキャストし、１５０℃×５時間の条件下で熱硬化
させ、厚さ１００μｍのフィルム状硬化体とする。これ
から幅５ｍｍの試験片を切り出し、これをＴＭＡ測定す
る。測定条件は、スパン１５ｍｍにて、試験片の長手方
向に５ｇの引張加重を加えた状態で−５５℃まで冷却
し、１０℃／分の昇温速度で１２５℃以上まで加熱し伸
び率ε（数式１を参照）を測定し、数式２を用いて熱膨
張係数αを計算する。結果を「硬化体の熱膨張係数」と
して表１に示す。また、硬化体の熱膨張係数から基板の
Ｚ方向の熱膨張係数を引いた値を「熱膨張係数の差」と
して表１に示す。
体の熱膨張係数の測定 表１のそれぞれのスルーホール充填用ペーストをフィル
ム状にキャストし、１５０℃×５時間の条件下で熱硬化
させ、厚さ１００μｍのフィルム状硬化体とする。これ
から幅５ｍｍの試験片を切り出し、これをＴＭＡ測定す
る。測定条件は、スパン１５ｍｍにて、試験片の長手方
向に５ｇの引張加重を加えた状態で−５５℃まで冷却
し、１０℃／分の昇温速度で１２５℃以上まで加熱し伸
び率ε（数式１を参照）を測定し、数式２を用いて熱膨
張係数αを計算する。結果を「硬化体の熱膨張係数」と
して表１に示す。また、硬化体の熱膨張係数から基板の
Ｚ方向の熱膨張係数を引いた値を「熱膨張係数の差」と
して表１に示す。
【００２８】（５）基板の熱膨張係数の測定 基板のＸＹ方向の熱膨張は、銅配線やスルーホールを形
成する前の基板を用いて上記（４）と同様の試験片にし
た状態にて測定する。但し試験片厚さは基板厚さと同じ
８００μｍとする。また、基板のＺ方向の熱膨張係数
は、銅配線やスルーホールを形成する前の基板を用いて
基板のＺ方向に５ｇの圧縮加重を加えた状態で−５５℃
まで冷却し、１０℃／分の昇温速度で１２５℃以上まで
加熱し伸び率ε（数式１を参照）を測定し、数式２を用
いて熱膨張係数αを計算する。該基板の熱膨張係数は、
ＸＹ方向で１３．５ｐｐｍ／℃、Ｚ方向で４８．３ｐｐ
ｍ／℃である。
成する前の基板を用いて上記（４）と同様の試験片にし
た状態にて測定する。但し試験片厚さは基板厚さと同じ
８００μｍとする。また、基板のＺ方向の熱膨張係数
は、銅配線やスルーホールを形成する前の基板を用いて
基板のＺ方向に５ｇの圧縮加重を加えた状態で−５５℃
まで冷却し、１０℃／分の昇温速度で１２５℃以上まで
加熱し伸び率ε（数式１を参照）を測定し、数式２を用
いて熱膨張係数αを計算する。該基板の熱膨張係数は、
ＸＹ方向で１３．５ｐｐｍ／℃、Ｚ方向で４８．３ｐｐ
ｍ／℃である。
【００２９】（６）スルーホール充填用ペーストの硬化
体の弾性率の測定 表１のそれぞれのスルーホール充填用ペーストをフィル
ム状にキャストし、通常の工程と同条件で熱硬化させ、
厚さ１００μｍのフィルム状硬化体とする。これから幅
４ｍｍの試験片を切り出し、これをＤＭＡ測定する。測
定条件は、スパン４０ｍｍにて試験片の長手方向に１０
ｇの引張加重を加えた状態から，振幅１６μｍ、周波数
１１Ｈｚで長手方向に正弦波をかけ、２５℃における貯
蔵弾性率を求め、その値を弾性率とする。
体の弾性率の測定 表１のそれぞれのスルーホール充填用ペーストをフィル
ム状にキャストし、通常の工程と同条件で熱硬化させ、
厚さ１００μｍのフィルム状硬化体とする。これから幅
４ｍｍの試験片を切り出し、これをＤＭＡ測定する。測
定条件は、スパン４０ｍｍにて試験片の長手方向に１０
ｇの引張加重を加えた状態から，振幅１６μｍ、周波数
１１Ｈｚで長手方向に正弦波をかけ、２５℃における貯
蔵弾性率を求め、その値を弾性率とする。
【００３０】
【表１】
【００３１】本発明の実施例である試料番号３乃至試料
番号８では、熱衝撃試験１０００サイクル後に発生した
クラック数が１０個以下と良好な結果を示す。特には、
スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数から
基板のＺ方向の熱膨張係数を引いた値である表１の「熱
膨張係数の差」が−１〜−１０ｐｐｍ／℃の範囲、すな
わち、マイナス方向にあり、かつ、弾性率が４．１３〜
４．９８ＧＰａの範囲にある試料番号４乃至試料番号７
では、熱衝撃試験１０００サイクル後に発生したクラッ
ク数が２個以下と極めて良好な結果を示す。
番号８では、熱衝撃試験１０００サイクル後に発生した
クラック数が１０個以下と良好な結果を示す。特には、
スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数から
基板のＺ方向の熱膨張係数を引いた値である表１の「熱
膨張係数の差」が−１〜−１０ｐｐｍ／℃の範囲、すな
わち、マイナス方向にあり、かつ、弾性率が４．１３〜
４．９８ＧＰａの範囲にある試料番号４乃至試料番号７
では、熱衝撃試験１０００サイクル後に発生したクラッ
ク数が２個以下と極めて良好な結果を示す。
【００３２】スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱
膨張係数から基板のＺ方向の熱膨張係数を引いた値であ
る表１の「熱膨張係数の差」が３．８ｐｐｍ／℃、すな
わち、プラス方向にあり、かつ、弾性率が３．０９ＧＰ
ａである試料番号８では、熱衝撃試験１０００サイクル
後に発生したクラック数が７個と良好な結果であるが、
上記の試料番号４乃至試料番号７の結果と比較すると若
干劣る。この結果から、スルーホール充填用ペーストの
硬化体の熱膨張係数から基板のＺ方向の熱膨張係数を引
いた値である「熱膨張係数の差」が負の値、すなわち、
マイナス方向にありる方が信頼性の面でより好ましいこ
とが分かる。
膨張係数から基板のＺ方向の熱膨張係数を引いた値であ
る表１の「熱膨張係数の差」が３．８ｐｐｍ／℃、すな
わち、プラス方向にあり、かつ、弾性率が３．０９ＧＰ
ａである試料番号８では、熱衝撃試験１０００サイクル
後に発生したクラック数が７個と良好な結果であるが、
上記の試料番号４乃至試料番号７の結果と比較すると若
干劣る。この結果から、スルーホール充填用ペーストの
硬化体の熱膨張係数から基板のＺ方向の熱膨張係数を引
いた値である「熱膨張係数の差」が負の値、すなわち、
マイナス方向にありる方が信頼性の面でより好ましいこ
とが分かる。
【００３３】一方、熱膨張係数の差の絶対値が２０ｐｐ
ｍ／℃以上の比較例であり、かつ、弾性率が６．５ＧＰ
ａを越える試料番号１及び試料番号２では、熱衝撃試験
１０００サイクル後のクラック発生数がそれぞれ３８及
び１１と劣る結果である。しかも、熱衝撃試験５００サ
イクル後の時点においてもクラックが発生（クラック発
生数は、それぞれ２１及び５）することがわかる。
ｍ／℃以上の比較例であり、かつ、弾性率が６．５ＧＰ
ａを越える試料番号１及び試料番号２では、熱衝撃試験
１０００サイクル後のクラック発生数がそれぞれ３８及
び１１と劣る結果である。しかも、熱衝撃試験５００サ
イクル後の時点においてもクラックが発生（クラック発
生数は、それぞれ２１及び５）することがわかる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、多層プリント配線板の
信頼性評価試験（特には、−５５℃への冷却と１２５℃
への加熱を繰返し与える熱衝撃試験）において、スルー
ホール上に積層形成した絶縁層やソルダーレジスト層に
発生するクラックの問題を防止した多層プリント配線板
が提供できる。
信頼性評価試験（特には、−５５℃への冷却と１２５℃
への加熱を繰返し与える熱衝撃試験）において、スルー
ホール上に積層形成した絶縁層やソルダーレジスト層に
発生するクラックの問題を防止した多層プリント配線板
が提供できる。
【図１】熱衝撃試験後に多層プリント配線板に発生する
クラックの説明図
クラックの説明図
１ 基板 ２ スルーホール用充填材の硬化体 ３ 樹脂絶縁層 ４ ソルダーレジスト層 ５ スルーホール用銅導体層 ６ 配線用銅導体層 ７ クラック
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−28296（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 3/46
Claims (3)
- 【請求項１】 多層プリント配線板に用いられるスルー
ホール充填用ペーストであって、 上記スルーホール充填用ペーストの硬化体の熱膨張係数
と、上記多層プリント配線板を構成する基板の厚み方向
（Ｚ方向）の熱膨張係数との差の絶対値が２０ｐｐｍ／
℃以下であることを特徴とするスルーホール充填用ペー
スト。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスルーホール充填用ペ
ーストであって、 上記スルーホール充填用ペーストの硬化体の２５℃にお
ける弾性率が３．０〜６．５ＧＰａの範囲であることを
特徴とするスルーホール充填用ペースト。 - 【請求項３】 多層プリント配線板を構成する基板に設
けられたスルーホールの内部は、請求項１又は請求項２
に記載のスルーホール充填用ペーストの硬化体で構成さ
れていることを特徴とする多層プリント配線板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29465399A JP3223357B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-10-18 | スルーホール充填用ペースト及びそれを用いた多層プリント配線板 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6093799 | 1999-03-09 | ||
| JP11-60937 | 1999-03-09 | ||
| JP29465399A JP3223357B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-10-18 | スルーホール充填用ペースト及びそれを用いた多層プリント配線板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323843A JP2000323843A (ja) | 2000-11-24 |
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ID=26401991
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29465399A Expired - Fee Related JP3223357B2 (ja) | 1999-03-09 | 1999-10-18 | スルーホール充填用ペースト及びそれを用いた多層プリント配線板 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3223357B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4203435B2 (ja) | 2003-05-16 | 2009-01-07 | 日本特殊陶業株式会社 | 多層樹脂配線基板 |
| TWI335195B (en) | 2003-12-16 | 2010-12-21 | Ngk Spark Plug Co | Multilayer wiring board |
| JP4891235B2 (ja) * | 2005-06-01 | 2012-03-07 | パナソニック株式会社 | 回路基板とその製造方法及びこれを用いた電子部品 |
-
1999
- 1999-10-18 JP JP29465399A patent/JP3223357B2/ja not_active Expired - Fee Related
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