JP4530414B2 - ガラスクロス - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線基板に好適に用いられるガラスクロスに関するものである。

従来、プリント配線基板の絶縁基材はＥガラスやＤガラス、ＮＥガラスなど特定の一種類のガラスを用いたガラスクロスを使用するのが一般的であり、このガラスクロスに熱硬化性樹脂などを含浸させ、加熱加圧成形した積層板が作られている。

これまで、半導体素子の実装方法は、一般に、ワイヤーボンディング法が使用されてきたが、配線の狭ピッチ化、電極の微細化、情報の高速処理化が進み、ワイヤーボンディング法では対応が困難となってきている。

この方法にかわって、バンプと呼ばれる突起電極を用いて、素子と基板とを接続するフリップチップ法が使用されるようになってきた。フリップチップ法では素子とプリント配線基板との熱膨張率に顕著な差があると配線不良の原因となることが想定されている。

これまで、Ｅガラスと特定の組成のガラス繊維を特定の割合で混織することで熱膨張率を改良したガラスクロス（特許文献１）も提案されているが、フリップチップ法に対応したプリント配線基板に用いるためには十分ではなかった。
特開平１０−３１０９６７号公報

本発明は、熱膨張率が低く、プリント配線基板に好適に用いられるガラスクロスを提供することを目的とし、特に、プリント配線基板に用いられるガラスクロスの熱膨張率を改善することにより、フリップチップに対応した低膨張プリント配線基板用ガラスクロスを提供することを目的とする。

発明者らは、プリント配線基板の熱膨張率に影響を及ぼす因子を検討するため鋭意検討を加えた結果、ガラスクロスに異なる種類のガラス繊維を混織することにより熱膨張率を改善できることを見出した。

すなわち、石英ガラスヤーンと石英ガラスとは異なるガラスヤーンを混織してガラスクロスとし、これに熱硬化性樹脂などを含浸させ、加熱加圧成形した積層板を作製することで、低熱膨張率であるプリント配線基板を得られることを見出した。

本発明のガラスクロスは、プリント配線基板に用いられるガラスクロスであって、複数本の石英ガラスフィラメントからなる石英ガラスヤーンＡと複数本の石英ガラスとは異なるガラスフィラメントからなるガラスヤーンＢとを用いて混織されてなるガラスクロスであって、該ガラスクロス中の前記石英ガラスヤーンＡの重量ｎ_Aと前記ガラスヤーンＢの重量ｎ_Bの比（ｎ_B／ｎ_A）が０．１〜１０であり、前記石英ガラスヤーンＡを構成するフィラメント及び前記ガラスヤーンＢを構成するフィラメントがそれぞれ、直径３μｍ以上１５μｍ以下であり、且つ５０本以上４００本以下であることを特徴とする。なお、本発明において、ガラスヤーンとは、ガラス繊維の単糸、より糸、引きそろえ糸等の総称である。

本発明において、ガラスクロスの織り方は特に限定はないが、前記石英ガラスヤーンＡと前記ガラスヤーンＢの配列が最小単位の繰り返しとなることが好ましい。

前記石英ガラスヤーンＡを構成するフィラメント及び前記ガラスヤーンＢを構成するフィラメントがそれぞれ、直径３μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。また、前記石英ガラスヤーンＡ及び前記ガラスヤーンＢに含まれるフィラメントの本数は特に限定はないが、それぞれ、５０本以上４００本以下であることが好ましい。

本発明によれば、熱膨張率が改善され、プリント配線基板に適したガラスクロスを得ることができる。本発明のガラスクロスを用いることにより、フリップチップに対応した低膨張プリント配線基板を容易に得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。

図１は、本発明のガラスクロスの一例を示す模式図である。図２は、本発明のガラスクロスの他の例を示す模式図である。図１及び図２において、１０ａ，１０ｂはそれぞれ、本発明のガラスクロスであり、石英ガラスフィラメントを含む石英ガラスヤーンＡ（１２）及び石英ガラスとは異なるガラスフィラメントを含むガラスヤーンＢ（１４）より構成されている。

石英ガラス繊維は紡糸温度での粘度が高く、溶融紡糸法でフィラメントを得ることができないため、石英ガラスロッドの端部を溶融し、高速で連続的に引き出すことで石英ガラスをフィラメント化し、巻取り機にてケーキを作製する。得られたケーキからストランドを引き出し、撚りを掛け、又は撚りを掛けずに石英ガラスヤーンＡ（１２）を作製することができる。

石英ガラスとは異なるガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、Ｈガラスなどの連続したガラス繊維を用いることが好ましい。これら石英ガラス以外のガラス繊維は、公知の溶融紡糸法にてケーキを作製し、得られたケーキからストランドを引き出し、撚りを掛け、又は撚りを掛けずにガラスヤーンＢ（１４）を作製することができる。

上記作製した石英ガラスヤーンＡ（１２）及び１種又は２種以上のガラスヤーンＢ（１４）を用いて公知の製織法にてガラスクロス１０ａ，１０ｂを作製することができる。ガラスクロスに用いられる糸の太さ、糸の本数、糸の撚り数等は特に限定されず、必要に応じて適宜選択可能である。ガラスクロスの織密度や、寸法、織り方は特に限定されないが、織り方としては平織、綾織、朱子織、からみ織等が挙げられ、特に平織が好適である。

本発明のガラスクロス中の石英ガラスヤーンＡ（１２）とガラスヤーンＢ（１４）の配列は特に限定されず、たて糸、よこ糸、それぞれ石英ガラスヤーンＡ（１２）とガラスヤーンＢ（１４）を併用してもよく、また、たて糸として前記石英ガラスヤーンＡ（１２）又はガラスヤーンＢ（１４）のいずれか一方を用い、よこ糸として他方のヤーンを用いてもよいが、図１及び図２に示した如く、ガラスクロスのたて糸とよこ糸に石英ガラスヤーンＡ（１２）とガラスヤーンＢ（１４）を最小単位の周期性を持たせて、公知の製織法にてガラスクロスを作製することが好ましい。

得られたガラスクロスは、脱油工程で集束剤などの有機物を取り除き、使用目的に合わせて表面処理剤を付与し、熱硬化性樹脂など、目的に合わせてマトリックス樹脂を含浸することが効果的である。

以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。

（実施例１）
フィラメント径φ７μｍの石英ガラスフィラメント２００本からなる石英ガラスストランドが巻かれたケーキを作製し、撚りを掛け石英ガラスヤーンＡ（１２）を作製した。また、フィラメント径φ７μｍのＥガラスフィラメント２００本からなるガラスストランドが巻かれたケーキを作製し、撚りを掛けＥガラスヤーンＢ（１４）を作製した。

図１に示した如く、石英ガラスヤーンＡ（１２）とＥガラスヤーンＢ（１４）とが交互に配列されるように、製織しガラスクロス（石英ガラスヤーンＡの重量ｎ_AとＥガラスヤーンＢの重量ｎ_Bの比（ｎ_B／ｎ_A）：１．１６）を得た。得られたガラスクロスを高温脱糊し、シランカップリング剤にて処理を行った。そして、エポキシ樹脂に含浸し、Ｂステージのプリプレグとした。プリプレグを加熱硬化させ評価用プリント配線基板を作製し、測定温度を室温〜３００℃、昇温速度１０℃／分、窒素雰囲気、標準試料ＳｉＯ₂、温度測定用熱電対種Ｒ熱電対の条件下で測定機を用いて熱膨張率測定を行った。測定結果を表１に示した。

（実施例２）
図２に示した如く、石英ガラスヤーンＡ（１２）とＥガラスヤーンＢ（１４）とが３：１の最小単位の繰り返しとなるようにたて糸、よこ糸を配列した以外は実施例１と同様の方法でガラスクロスを混織し（ｎ_B／ｎ_A＝０．３９）、評価用プリント配線基板を作製し、熱膨張率測定を行った。測定結果を表１に示した。

（実施例３）
石英ガラスヤーンＡ（１２）とＥガラスヤーンＢ（１４）とが１：３の最小単位の繰り返しとなるようにたて糸、よこ糸を配列した以外は実施例１と同様の方法でガラスクロスを混織し（ｎ_B／ｎ_A＝３．４９）、評価用プリント配線基板を作製し、熱膨張率測定を行った。測定結果を表１に示した。

（比較例１）
繊維径φ７μｍのＥガラスフィラメント２００本を溶融紡糸し、ケーキを作製した。このケーキからストランドを撚糸機にて巻き返し、ＥガラスヤーンＢ（１４）を作製した。このＥガラスヤーンＢ（１４）を縦密度６０本／インチ、横密度５８本／インチで織布し、ガラスクロスを得た。得られたガラスクロスを実施例１と同様にプリント配線基板とし、熱膨張率測定を行った。測定結果を表１に示した。

（比較例２）
繊維径φ７μｍの石英ガラスフィラメント２００本を紡糸し、ケーキを作製した。このケーキからストランドを撚糸機にて巻き返し、石英ガラスヤーンＡ（１２）を作製した。この石英ガラスヤーンＡ（１２）を用いて織布し、ガラスクロスを得た。得られたガラスクロスを実施例１と同様にプリント配線基板とし、熱膨張率測定を行った。測定結果を表１に示した。

表１に示した測定結果から明らかなごとく、実施例１〜３におけるガラスクロスの熱膨張係数の各測定値は比較例１のガラスクロスの測定値に比べて低い値を示し、プリント配線基板として好適に用いられることが確認できた。また、比較例２（石英ガラスヤーンを用いたガラスクロス）は、熱膨張係数の測定値が実施例２と同等の値を示しているが、この比較例２のガラスクロスは石英ガラスヤーンで製織するために作業性が非常に悪い上、コストの上昇を招き、プリント基板の商品化には不適当であることが判明した。

本発明のガラスクロスの一例を示す模式図である。 本発明のガラスクロスの他の例を示す模式図である。

符号の説明

１０ａ，１０ｂ：ガラスクロス、１２：石英ガラスヤーンＡ、１４：ガラスヤーンＢ。

Claims (1)

1. プリント配線基板に用いられるガラスクロスであって、複数本の石英ガラスフィラメントからなる石英ガラスヤーンＡと複数本の石英ガラスとは異なるガラスフィラメントからなるガラスヤーンＢとを用いて混織されてなるガラスクロスであって、該ガラスクロス中の前記石英ガラスヤーンＡの重量ｎ_Aと前記ガラスヤーンＢの重量ｎ_Bの比（ｎ_B／ｎ_A）が０．１〜１０であり、前記石英ガラスヤーンＡを構成するフィラメント及び前記ガラスヤーンＢを構成するフィラメントがそれぞれ、直径３μｍ以上１５μｍ以下であり、且つ５０本以上４００本以下であることを特徴とするガラスクロス。

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