JP5849205B2 - 金属張積層板及びプリント配線板 - Google Patents

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Description

本発明は、金属張積層板及び前記金属張積層板を用いて製造されたプリント配線板に関する。
電子機器の小型化及び薄型化に伴い、電子機器に備えられる電子部品として、表面実装型パッケージのものが用いられることが多くなってきている。このような電子部品のパッケージとしては、具体的には、ＢＯＣ（Ｂｏａｒｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）等の、基板の表面上に、半導体素子等の電子部品を実装し、その電子部品を樹脂封止した半導体パッケージが挙げられる。
一般的に半導体パッケージ用の銅張積層板はＩＣチップ搭載のため基板（銅張積層板）の反りの低減が要求されている。ところが、特に、銅張積層板を加工してなる電子回路基板にＩＣチップを搭載した後の封止工程においては、比較的熱収縮が大きい封止材との貼り合わせになるために、封止樹脂と基板との熱膨張率（ＣＴＥ）の相違により、反り等の変形が発生することがあった。この反りは、その後のリフロー工程でのライン詰まりや製品サイズへの切断工程での切断位置合わせの不具合といった問題を引き起こす可能性がある。
このような反り（カール）を抑制するために、従来、樹脂ワニスを薄物ガラスクロスに浸透させ乾燥してなる半硬化状態のプリプレグを複数枚積層して加熱加圧形成された積層板を用いることが知られている。
より具体的には、例えば、特許文献１には、シート状基材に熱硬化性樹脂を含浸乾燥してプリプレグを得、当該プリプレグの層の表面に金属箔を載置して加熱加圧成形する金属箔張り積層板の製造において、アクリルゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及び無機充填剤からなる第１の樹脂組成物を金属箔の粗化面に塗布し、さらに乾燥状態で粘着性がなくなり弾性率が第１の樹脂組成物より高い第２の樹脂組成物を前記塗布面に塗布して乾燥し、当該塗布面をプリプレグの層に重ねて前記加熱加圧成形を行ない、金属箔の直下に厚さ２０μｍ以上で弾性率１０Ｋｇｆ／ｍｍ２以下の第１の樹脂組成物からなる低弾性樹脂層を設ける金属箔張り積層板の製造法が記載されている。
特許文献１によれば、プリプレグを複数枚積層プレスして得られた金属箔張り積層板が、表面実装用プリント配線板材料として適したものであり、表面実装した低熱膨張部品の半田接続信頼性を冷熱サイクルの繰返しにおいても確保できることが開示されている。すなわち、特許文献１においては、半田接続部にかかる応力を緩和するために、金属箔の下に低弾性樹脂層を配置している。
しかしながら、特許文献１に記載の方法により得られた金属張積層板は、プリプレグを複数枚重ねた、厚み１．６ｍｍ程度のコンポジットタイプ銅張り積層板であるが、近年の金属箔張積層板は薄型化が進んでおり、特許文献１記載の方法では、薄型金属張積層板を基板として用いた半導体パッケージに半導体を搭載し、封止材でモールド封止した差異に発生するパッケージ反りを充分に抑制できない場合があった。
特開平８−２４４１６５号公報
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、より信頼性の高い金属張積層板及びプリント配線板を提供することを目的とする。
本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の手段により前記課題を解決できることを見出した。
本発明の一態様に係る金属張積層板は、絶縁層と、前記絶縁層の少なくとも一方の表面側に存在する金属層とを備え、前記絶縁層が、少なくとも、中央層と、前記中央層の両方の表面側に存在する表面樹脂層とを積層したものであり、前記中央層が熱硬化性樹脂を含み、かつ、少なくとも１つ以上の繊維基材を含むコア層と、繊維基材を含まない熱硬化性樹脂層とからなること、並びに前記表面樹脂層の厚みが前記熱硬化性樹脂層の厚みに対して、０．５〜１０の比率になっていることを特徴とする。
また、本発明の他の一態様に係るプリント配線板は、前記金属張積層板の金属層を部分的に除去することにより回路形成して得られたことを特徴とするものである。
本発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面によって、より明白となる。
図１は、本実施形態に係る金属張積層板の一例を示す概略断面図である。
以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
本実施形態に係る金属張積層板は、絶縁層と、前記絶縁層の少なくとも一方の表面側に存在する金属層とを備え、前記絶縁層が、少なくとも、中央層と、前記中央層の両方の表面側に存在する表面樹脂層とを積層したものであり、前記中央層が熱硬化性樹脂を含み、かつ、少なくとも１つ以上の繊維基材を含むコア層と、繊維基材を含まない熱硬化性樹脂層とからなること、並びに前記表面樹脂層の厚みが前記熱硬化性樹脂層の厚みに対して、０．５〜１０の比率になっていることを特徴とする。
このような構成にすることによって、反りの起きにくい、非常に信頼性の高い基板となる金属張積層板を得ることができる。そして、この得られた金属張積層板を基板として用いることで、封止材と貼り合わせた半導体パッケージの反りを低減することができる。
より具体的には、上記構成によれば、中央層に存在する繊維基材の表裏に均一に、かつ充分な厚みで樹脂層を形成することができるため、半導体パッケージ基板（金属張積層板）に必要な高弾性率並びに低反りを保持しながら、封止材のモールド封止時の基板に必要な熱収縮率を増加させ、封止後の半導体パッケージ反りを低減することができると考えられる。
なお、表面樹脂層の厚みが熱硬化性樹脂層の厚みに対して、０．５を超える比率である場合には、表面樹脂層の厚みを確保でき、熱収縮率が大きくなり、封止後の半導体パッケージ反りが抑えられ、１０以下の比率であれば、表面樹脂層が厚くなり過ぎずに金属張積層板の厚みを均一に保つことができ、封止後の半導体パッケージ反りを抑えることができると考えられる。
そして、本実施形態に係る金属張積層板は、上記構成を満たしていれば、その他は特に限定されない。具体的には、図１に示すような層構造を有する金属張積層板が挙げられる。なお、図１は、本実施形態に係る金属張積層板１の一例を示す概略断面図である。
また、本実施形態に係る金属張積層板１としては、図１に示すように、絶縁層６と、前記絶縁層６の表面上に存在する金属層５とを備え、絶縁層６が、中央層７と、中央層７の両方の表面側に存在する２つの表面樹脂層２との３つの層を積層したものが挙げられる。さらに、中央層７は、コア層４とその両方の表面側に存在する熱硬化樹脂層３とからなる。
コア層４は繊維基材を含んでおり、該繊維基材は、通常、横糸８および縦糸９からなる繊維状の基材である。
また、絶縁層６としては、中央層７（熱硬化樹脂層３＋コア層４）と、表面樹脂層２とを備えていればよく、他の層を備えていてもよい。具体的には、表面樹脂層２や熱硬化樹脂層３の表層に、すなわち、表面樹脂層２と金属層５との間等に、金属層５と絶縁層６との密着性を高めること等を目的とする中間層を備えていてもよい。また、表面樹脂層２と中央層７との間にも、他の層（例えば、上述したような中間層）を備えていてもよい。
以下、本実施形態に係る金属張積層板を形成する各層について説明する。
本実施形態における絶縁層は、上述したように、中央層と、中央層の両方の表面側に存在する２つの表面樹脂層との少なくとも３つの層を積層したものであれば、特に限定されない。
また、絶縁層の厚みとしては、特に限定されないが、通常、３０μｍ以上２５０μｍ以下程度であることが好ましい。絶縁層が薄すぎると、金属層を部分的に除去して形成されるプリント配線板が薄すぎ、機械的強度等が不充分になる傾向がある。また、絶縁層が厚すぎると、金属張積層板を製造しにくくなる傾向がある。また、絶縁層が厚すぎると、金属張積層板も厚くなり、金属張積層板から得られる基板や最終的に得られる電子部品等の小型化及び薄型化を阻害することになってしまう。
なお、中央層、表面樹脂層、熱硬化樹脂層、絶縁層、及び金属張積層板の厚みは、金属張積層板の断面を、顕微鏡観察することによって、測定することができる。
また、絶縁層における中央層は熱硬化性樹脂を含んでおり、かつ、少なくとも１つ以上の繊維基材を含むコア層と、繊維基材を含まない熱硬化性樹脂層とからなること、並びに表面樹脂層の厚みが熱硬化性樹脂層の厚みに対して、０．５〜１０の比率になっていることを特徴とする。
実施形態における中央層は、上述した構成を満たすものであれば、特に限定されない。
具体的には、中央層（コア層及び熱硬化性樹脂層）は、樹脂組成物の硬化物を含有し、その樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含み、さらにコア層は繊維基材を含み、かつ、後述する表面樹脂層の厚みが熱硬化性樹脂層の厚みに対して上述の比率になっているようなものであれば、特に限定されない。
本実施形態において、熱硬化性樹脂層とは、中央層のうち、繊維基材を含むコア層の両表面に存在する、繊維基材を含まない領域を指す。なお、通常、コア層と熱硬化性樹脂層との間には界面は存在しない。また、その厚みは、顕微鏡を用いた断面観察において、最外層の繊維基材の表面から表面樹脂層と熱硬化性樹脂層との境界部に観察される直線状の暗部（界面）までの距離を測定した値である。
熱硬化性樹脂層の厚みは、後述する表面樹脂層の厚みが熱硬化性樹脂層の厚みに対して、０．５〜１０の比率になるような厚みであれば特に限定されないが、例えば、１〜１５μｍ、好ましくは、３〜１０μｍである。
次に、中央層におけるコア層は、上述したような、熱硬化性樹脂組成物の硬化物を含むとともに、繊維基材を含む。すなわち、コア層は、繊維基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸させ、その熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる層である。
本実施形態のコア層において用いられる繊維基材としては、特に限定されないが、例えば、横糸および縦糸からなるシート状の繊維基材が挙げられる。また、繊維基材の具体例としては、例えば、ガラスクロス等の、無機質繊維の織布、無機質繊維の不織布、アラミドクロス、ポリエステルクロス、及び紙等が挙げられる。また、繊維基材の厚みは、特に限定されないが、例えば、５〜１５０μｍ程度であることが好ましい。
コア層に含まれる繊維基材は１つ以上であれば特に限定はされないが、金属張積層板の薄型化のためには、好ましくは、２つ以下、より好ましくは１つである。なお、繊維基材は、縦糸及び横糸を一組合わせたシートを１つ（１枚）として数える。例えば、図１を参照すれば、図１のコア層は２つ（２枚）の繊維基材を含んでいる。
なお、中央層は、上述したように、熱硬化性樹脂を含んでおり、かつ、少なくとも１つ以上の繊維基材を含むコア層と、繊維基材を含まない熱硬化性樹脂層とからなる層である。よって、コア層と熱硬化性樹脂層は一体物（すなわち、中央層）として形成される方が好ましく、コア層および熱硬化性樹脂層における熱硬化性樹脂組成物としては、通常、同一の熱硬化性樹脂組成物が用いられる。
この中央層の厚みは、特に限定はされないが、例えば、１０〜１６０μｍ、好ましくは、２０〜１４０μｍである。
また、中央層に含まれる樹脂組成物は熱硬化性樹脂を含むものであれば、特に限定されないが、その硬化物の弾性率は、２５℃において、３〜１０ＧＰａ程度であることが好ましく、５〜８ＧＰａであることがより好ましい。中央層に含まれる樹脂組成物の硬化物の弾性率が低すぎると、金属箔張り積層板が、搬送される際にライン詰まり等の不具合をひき起こす場合がある。また、中央層に含まれる樹脂組成物の硬化物の弾性率が高すぎると、ドリル加工性や打ち抜き加工性が悪くなると考えられる。
中央層に使用可能な樹脂組成物としては、例えば、エポキシ化合物、及び硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物等が挙げられる。
このようなエポキシ化合物としては、特に限定されないが、例えば、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物が挙げられる。より具体的には、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、及び複素環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。
また、用いる硬化剤は、特に限定されない。具体的には、エポキシ化合物を硬化させることができるものであり、例えば、イミダゾール系硬化剤等が挙げられる。
また、中央層における樹脂組成物としては、ラジカル重合型熱硬化性化合物を含むことが好ましい。そうすることによって、信頼性のより高い金属張積層板を提供することができる。このことは、以下のことによると考えられる。
まず、中央層における樹脂組成物として、ラジカル重合型熱硬化性化合物が含まれることによって、中央層における樹脂組成物が、好適に硬化することができ、好適な中央層を形成できると考えられる。また、中央層が、ガラスクロス等の繊維基材を含む場合、その繊維基材に樹脂組成物を含浸させ、その樹脂組成物を硬化させることによって得られる層であると考えられる。この際、中央層における樹脂組成物として、ラジカル重合型熱硬化性化合物が含まれると、その樹脂組成物の、繊維基材への含浸性に優れ、より好適なコア層を形成できると考えられる。これらのことから、信頼性のより高い金属張積層板を提供することができると考えられる。さらに、ラジカル重合型熱硬化性化合物を含ませることにより、中央層における樹脂組成物を、好適に硬化させることができ、金属張積層板の連続生産をしやすくなると考えられる。
このようなラジカル重合型熱硬化性化合物は、特に限定されない。また、ラジカル重合型熱硬化性化合物としては、ラジカル重合型熱硬化性モノマー及びラジカル重合型熱硬化性樹脂等が挙げられる。
また、ラジカル重合型熱硬化性モノマーとしては、１分子中に少なくとも１個のラジカル重合性不飽和基を有するモノマーが挙げられる。具体的には、例えば、スチレン、メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、（メタ）アクリル酸、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。
また、ラジカル重合型熱硬化性樹脂としては、１分子中に少なくとも２個のラジカル重合性不飽和基を有する樹脂が挙げられる。具体的には、例えば、エポキシ樹脂とアクリル酸やメタクリル酸のような不飽和脂肪酸との反応物であるビニルエステル樹脂、プロピレングリコール、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物等と無水マレイン酸やフマル酸等の多塩基不飽和酸との反応物である不飽和ポリエステル、ビスフェノールＡ型メタクリレート等が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。
また、このようなラジカル重合型熱硬化性化合物を用いる場合は、樹脂組成物にラジカル重合剤を含有させることが好ましい。ラジカル重合開始剤の具体例としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド等のケトンパーオキシド類、ベンゾイルパーオキシド、イソブチルパーオキシド等のジアシルパーオキシド類、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキシド等のハイドロパーオキシド類、ジクミルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド等のジアルキルパーオキシド類、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサノン、２，２−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）−ブタン等のパーオキシケタール類、ｔ−ブチルパーベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート等のアルキルパーエステル類、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチルカーボネート等のパーカーボネート類等の有機過酸化物や、過酸化水素等の無機化酸化物が挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、中央層における樹脂組成物には、エラストマーや無機充填材等を含有してもよい。
エラストマーとしては、特に限定されないが、例えば、液状ポリブタジエン、液状ＮＢＲなどの低揮発性の液状ゴム、ＮＢＲゴム、ＳＢＲゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等の架橋または非架橋性のゴム粒子等が挙げられる。
また、無機充填材としては、特に限定されないが、例えば、球状シリカ、アルミナ等が挙げられる。また、無機充填材の含有量としては、中央層に含まれる樹脂組成物の硬化物の弾性率が、上述した関係を満たす量であることが好ましい。
中央層における樹脂組成物は、液状樹脂組成物であることが好ましい。すなわち、樹脂組成物に含有されうるエポキシ化合物やラジカル重合型熱硬化性化合物が液状であることが好ましい。そうすることによって、信頼性のより高い金属張積層板を提供することができる。このことは、以下のことによると考えられる。
まず、中央層における樹脂組成物として、液状樹脂組成物を用いることによって、表面が平滑である等の好適な中央層を形成できると考えられる。また、中央層が、ガラスクロス等の繊維基材を含む場合、その繊維基材に樹脂組成物を含浸させ、含浸された樹脂組成物を硬化させることによって得られる層であると考えられる。この際、中央層における樹脂組成物として、液状樹脂組成物を用いることによって、その樹脂組成物の、繊維基材への含浸性に優れ、より好適な中央層を形成できると考えられる。これらのことから、信頼性のより高い金属張積層板を提供することができると考えられる。また、中央層における樹脂組成物として、液状樹脂組成物を用いることによって、金属張積層板の連続生産をしやすくなると考えられる。
また、中央層における樹脂組成物が、溶媒を含まない、すなわち無溶媒の樹脂組成物であることが好ましい。そうすることによって、金属張積層板を連続生産することができる。
次に、絶縁層における表面樹脂層について説明する。本実施形態における表面樹脂層は、上述した構成を満たすものであれば、特に限定されない。具体的には、樹脂組成物の硬化物を含有し、表面樹脂層の厚みが熱硬化性樹脂層の厚みに対して、０．５〜１０の比率になっていれば、特に限定されない。このような厚みの比率で表面樹脂層が熱硬化性樹脂層の表面上に存在することにより、コア層の繊維基材の表裏に反りを抑制するのに充分な厚みの樹脂層を形成することが可能となり、信頼性の高い金属張積層板を得ることができると考えられる。なお、この厚みの比率は、好ましくは、表面樹脂層の厚みが熱硬化性樹脂層の厚みに対して、０．５〜５であり、さらには、１〜４であることがより好ましい。
表面樹脂層の厚みは、上述の熱硬化性樹脂層の厚みに対して、０．５〜１０の比率になるような厚みであれば特に限定されないが、例えば、３〜６０μｍ、好ましくは５〜４０μｍである。
なお、本実施形態に係る表面樹脂層には、繊維基材は含まれておらず、表面樹脂層は樹脂組成物の硬化物からなる層である。
表面樹脂層に含まれる樹脂組成物は熱硬化性のものであれば、特に限定されないが、その硬化物の弾性率は、２５℃において、３〜２０ＧＰａであることが好ましく、５〜１５ＧＰａであることがより好ましい。表面樹脂層に含まれる樹脂組成物の硬化物の弾性率が低すぎると、金属箔張り積層板が、搬送される際にライン詰まり等の不具合をひき起こす場合がある。また、表面樹脂層に含まれる樹脂組成物の硬化物の弾性率が高すぎると、ドリル加工性や打ち抜き加工性が悪くなると考えられる。
表面樹脂層は、上述した厚みの比率関係を満たすのであれば、中央層（コア層および熱硬化性樹脂層）に含まれる樹脂組成物と同じ組成の層であっても、異なる組成の層であってもよい。
さらに、表面樹脂層の厚みは、金属層を除く金属張積層板全体（すなわち、絶縁層（中央層＋表面樹脂層））の厚みに対して、それぞれ０．０２〜０．５の比率であることが好ましく、さらにはそれぞれ０．０５〜０．２の比率であることがより好ましい。このような厚みの比率を有することにより、より確実に基板および半導体パッケージの反りを低減することができる。
このような表面樹脂層において使用できる樹脂組成物としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、エポキシ化合物、及び硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物等が挙げられる。
好ましくは、表面樹脂層には、熱膨張係数が５０ｐｐｍ／℃以上の樹脂組成物を用いる。熱膨張係数が５０ｐｐｍ／℃以上の樹脂組成物を用いることにより、基板と封止材との熱収縮の差を小さくすることができると考えられるため、反りをより起こしにくい信頼性の非常に高い金属張積層板を得ることができる。なお、熱膨張係数は５０ｐｐｍ／℃以上であれば、特に上限はないが、金属張積層板に必要な高弾性率を維持するという観点から、１００ｐｐｍ／℃以下であることが望ましい。
熱膨張係数はＴＭＡ（熱機械測定）で、加熱時の膨張量を測定することにより、算出できる。
熱膨張係数は、樹脂組成物の組成を適宜調製することによって調整することができ、例えば、無機充填剤の配合量を減らすこと等によって、樹脂組成物の熱膨張係数を高めることができる。
表面樹脂層を構成する樹脂組成物に含まれ得るエポキシ化合物は、特に限定されない。例えば、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物等が好適に使用できる。より具体的には、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、硬化剤は、エポキシ化合物を硬化し得るものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、リン変性フェノール系樹脂等が挙げられる。リン変性フェノール系樹脂は、特に限定されない。具体的には、例えば、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェネントレン−１０−オキシド等のリン化合物が、フェノール系樹脂の脂肪族炭素等に結合したもの等が挙げられる。また、硬化剤としては、市販品として入手することができる。具体的には、例えば、ＤＩＣ株式会社製のＥＸＢ９０００やＤＩＣ株式会社製のＥＸＢ９００５等の市販品等が挙げられる。
また、表面樹脂層における樹脂組成物には、無機充填材等を含有してもよい。無機充填材としては、特に限定されないが、例えば、球状シリカ、アルミナ等が挙げられる。また、無機充填材の含有量としては、樹脂組成物の熱膨張係数が５０ｐｐｍ／℃以上となるような量であることが好ましい。
次に、金属張積層板における金属層について説明する。金属層としては、特に限定されないが、具体的には、金属張積層板の金属層として用いることができる金属箔等が挙げられる。また、金属箔としては、例えば、電解銅箔等の銅箔等が挙げられる。金属箔の厚みとしては、特に限定されないが、例えば、２〜３５μｍであることが好ましい。また、金属層の具体例としては、例えば、電解銅箔（三井金属鉱業株式会社製の３ＥＣ−ＶＬＰ、厚み１２μｍ）等が挙げられる。
また、金属張積層板としては、金属層を、絶縁層の一方の面に配置したものであってもよいし、絶縁層の両面に配置したものであってもよいが、絶縁層の両面に配置したものが好ましい。そうすることによって、表面の金属層を部分的に除去することにより、両面に金属配線を形成した基板を形成することができる。また、このような両面に金属配線を形成可能な金属張積層板であっても、信頼性の高いものが得られる。そして、このような金属張積層板を用いて電子部品を製造することによって、信頼性の高い電子部品を製造することができる。
また、金属張積層板の製造方法は、上述した構成の金属張積層板を製造することができれば、特に限定されない。具体的には、例えば、以下の方法等が挙げられる。
まず、繊維基材に、中央層における樹脂組成物を含浸させる。この含浸としては、例えば、浸漬や塗布等によって行うことができる。そうすることによって、コア層及び熱硬化性樹脂層からなる中央層を形成するためのプリプレグを得ることができる。
そして、金属層となる金属箔に、表面樹脂層の樹脂組成物を塗布する。その樹脂組成物を塗布した金属箔を、樹脂組成物が、中央層を形成するためのプリプレグの一方の面に接触するように、積層する。また、同じく金属層となる金属箔に、表面樹脂層の樹脂組成物を塗布する。その樹脂組成物を塗布した金属箔を、樹脂組成物が、中央層を形成するためのプリプレグの他方の面に接触するように、積層する。
その後、プリプレグを含む積層体を乾燥させて加熱する。そうすることによって、各層に含まれる樹脂組成物が熱硬化され、金属張積層板が得られる。
また、表面樹脂層については、それを構成する樹脂組成物を、金属箔に先に塗布する方法について説明したが、これに限定されず、例えば、中央層を形成するためのプリプレグに先に塗布した後に、金属箔を積層する方法であってもよい。
また、得られた金属張積層板は、その金属層をエッチング加工等により回路形成することによって、プリント配線板とすることができる。すなわち、得られた金属張積層板の金属層をエッチング加工等して回路形成をすることによって、積層板の表面に回路として導体パターンを設けたプリント配線板を得ることができる。このように得られたプリント配線板は、信頼性の高いものである。
本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
本発明の一態様に係る金属張積層板は、絶縁層と、前記絶縁層の少なくとも一方の表面側に存在する金属層とを備え、前記絶縁層が、少なくとも、中央層と、前記中央層の両方の表面側に存在する表面樹脂層とを積層したものであり、前記中央層が熱硬化性樹脂を含み、かつ、少なくとも１つ以上の繊維基材を含むコア層と、繊維基材を含まない熱硬化性樹脂層とからなること、並びに前記表面樹脂層の厚みが前記熱硬化性樹脂層の厚みに対して、０．５〜１０の比率になっていることを特徴とする。
このような構成により、反りの起きにくい、非常に信頼性の高い基板となる金属張積層板を得ることができる。そして、この得られた金属張積層板を基板として用いることで、封止材と貼り合わせた半導体パッケージの反りを低減することができる。
また、前記金属張積層板においては、前記表面樹脂層の厚みが、金属層を除く金属張積層板全体の厚みに対して、０．０２〜０．５の比率になっていることが好ましい。それにより、より信頼性の高い金属張積層板を得ることができる。
さらに、前記表面樹脂層が、熱膨張係数５０ｐｐｍ／℃以上の樹脂組成物からなることが好ましい。そのような樹脂組成物を用いることにより、封止材と基板の熱収縮の差がより小さくなり、半導体パッケージの反りをより低減することができると考えられる。
また、前記金属張積層板においては、前記金属層が、前記絶縁層の両面に配置されることが好ましい。
このような構成によれば、表面の金属層を部分的に除去することにより、両面に金属配線を形成した基板を形成することができる。また、このような両面に金属配線を形成可能な金属張積層板であっても、信頼性の高いものが得られる。そして、このような金属張積層板を用いて電子部品を製造することによって、信頼性の高い電子部品を製造することができる。
また、本発明の他の一態様に係るプリント配線板は、前記金属張積層板の金属層を部分的に除去することにより回路形成して得られたことを特徴とするものである。
このような構成によれば、信頼性の高いプリント配線板を提供することができる。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
［実施例１］
まず、中央層における樹脂組成物として、
（Ａ）スチレンモノマー（新日鐵化学製）１５質量部、
（Ｂ）エポキシ樹脂「エピクロンＨＰ７２００」（大日本インキ化学工業製）３４質量部、
（Ｃ）有機過酸化物クメンハイドロパーオキサイド（ＣＨＰ）：「パークミルＨ‐８０」（日本油脂製）０．５質量部、
（Ｄ）エポキシ樹脂用硬化促進剤 ２−エチル−４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）（四国化成製）０．５質量部、
（Ｅ）無機充填剤：水酸化アルミニウム ＣＬ３０３（住友化学製）２０質量部、及び球状シリカ（ＳｉＯ２）ＳＯ２５Ｒ（アドマテックス製）３０質量部
からなる樹脂組成物を用意した。そして、各材料を容器に量り取り、混合することにより樹脂ワニスを調製した。なお、樹脂ワニスは、はじめに、スチレンモノマーとエポキシ樹脂とを溶解させて液状樹脂成分を形成した後、有機過酸化物（Ｃ）、イミダゾール系硬化促進剤（Ｄ）、及び無機充填材（Ｅ）を添加した後、ビーズミルで無機充填材（Ｅ）を分散させることにより調製した。
また、表面樹脂層における樹脂組成物として、
（Ａ）エポキシ樹脂 ＥＰＰＮ５０２Ｈ（日本化薬製） １０質量部
（Ｂ）フェノール硬化剤 ＴＤ−２０９０（ＤＩＣ製）１０質量部
（Ｃ）エポキシ樹脂用硬化促進剤 ２−エチル−４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）（四国化成製）０．０５質量部
（Ｅ）無機充填剤：水酸化アルミニウム「ＣＬ３０」（住友化学製）４０質量部、及び球状シリカ（ＳｉＯ２）「ＳＯ２５Ｒ」（アドマテックス製）４０質量部
からなる樹脂組成物を用意した。そして、各材料を容器に量り取り、固形分濃度が７０質量％となるように、メチルエチルケトン（溶媒）を添加して混合することにより樹脂ワニスを調製した。
次に、銅箔（ＪＴＣ、日鉱金属製）に、上記表面樹脂層における樹脂組成物の樹脂ワニスを均一に塗工し、１７０℃で３分間乾燥させ、表面樹脂層における厚み４０μｍとなる表面樹脂層付きの銅箔を２枚用意した。
このようにして得られた表面樹脂層の樹脂組成物の熱膨張係数は、銅箔から剥がした樹脂組成物を集めて１７０℃で６０分加熱硬化させた厚み０．８ｍｍの板状の樹脂板を用いて熱機械分析装置（ＴＭＡ）による熱膨張測定によって測定した結果、３０ｐｐｍ／℃であった。
そして、表面樹脂層を塗布して乾燥させた銅箔の表面樹脂層の上に、ガラスクロス（ＩＰＣ規格１０７８タイプ、平織り、厚み４３μｍ）を、２枚を重ねたのち、上記の中央層における樹脂組成物の樹脂ワニスを含浸した。そして、上面に同じく表面樹脂層を塗布して乾燥させた銅箔を配し、オーブンに投入して樹脂成分を１０５℃で１０分間の後２００℃で１５分間の硬化条件で硬化させることにより、銅張積層板を得た。
得られた金属張積層板における、コア層、熱硬化性樹脂層、表面樹脂層、及び金属張積層板（金属層を除く）の厚みは、それぞれ１００μｍ、１０μｍ、４０μｍ、及び２００μｍであった。この各厚みは、得られた金属張積層板の断面を顕微鏡観察することによって、測定した。特に、熱硬化性樹脂層の厚みは、最外層の繊維基材の表面から、表面樹脂層と熱硬化性樹脂層の境界部に観察される直線状の暗部までの距離を測ることによって測定した。
［実施例２］
厚み２０μｍとなる表面樹脂層付きの銅箔２枚とガラスクロス（ＩＰＣ規格１２８０タイプ、平織り、厚み５６μｍ）を２枚用いて、コア層の厚みが１４０μｍ、熱硬化性樹脂層の厚みが１０μｍ、表面樹脂層の厚みが２０μｍとなるようにそれぞれの樹脂組成物の塗布量を調整した以外は、実施例１と同様にして金属張積層板を得た。金属張積層板（金属層を除く）の厚みは２００μｍであった。
［実施例３］
厚み１０μｍとなる表面樹脂層付きの銅箔２枚とガラスクロス（ＩＰＣ規格１５０１タイプ、平織り、厚み１４０μｍ）を１枚用いてコア層の厚みが１６０μｍ、熱硬化性樹脂層の厚みが１０μｍ、表面樹脂層の厚みが１０μｍとなるようにそれぞれの樹脂組成物の塗布量を調整した以外は、実施例１と同様にして金属張積層板を得た。金属張積層板（金属層を除く）の厚みは２００μｍであった。
［実施例４］
表面樹脂層における樹脂組成物として、
（Ａ）エポキシ樹脂 ＥＰＰＮ５０２Ｈ（日本化薬製）３０質量部
（Ｂ）フェノール硬化剤 ＴＤ−２０９０（ＤＩＣ製）２０質量部
（Ｃ）エポキシ樹脂用硬化促進剤 ２−エチル−４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）（四国化成製）０．１質量部
（Ｅ）無機充填剤：水酸化アルミニウム「ＣＬ３０３」（住友化学製）２０質量部、及び球状シリカ（ＳｉＯ２）「ＳＯ２５Ｒ」（アドマテックス製）３０質量部
からなる樹脂組成物を用意した。そして、各材料を容器に量り取り、固形分濃度が７０質量％となるように、メチルエチルケトン（溶媒）を添加して混合することにより樹脂ワニスを調製した。
次に、厚み４０μｍとなる表面樹脂層付きの銅箔２枚とガラスクロス（ＩＰＣ規格１０７８タイプ、平織り、厚み４３μｍ）を２枚用いて、コア層の厚みが１００μｍ、熱硬化性樹脂層の厚みが１０μｍ、表面樹脂層の厚みが４０μｍとなるようにそれぞれの樹脂組成物の塗布量を調整した以外は、実施例１と同様にして金属張積層板を得た。金属張積層板（金属層を除く）の厚みは２００μｍであった。
［実施例５］
厚み１０μｍとなる表面樹脂層付きの銅箔１枚とガラスクロス（ＩＰＣ規格１５０１タイプ、平織り、厚み１４０μｍ）を１枚用いて、コア層の厚みが１６０μｍ、熱硬化性樹脂層の厚みが１０μｍ、表面樹脂層の厚みが１０μｍとなるようにそれぞれの樹脂組成物の塗布量を調整した以外は、実施例４と同様にして金属張積層板を得た。金属張積層板（金属層を除く）の厚みは２００μｍであった。
［比較例１］
銅箔の上に、ガラスクロス（ＩＰＣ規格１０７８タイプ、平織り、厚み４３μｍ）を、４枚を重ねたのち、実施例１と同じ中央層における樹脂組成物の樹脂ワニスを含浸した。そして、上面に同じく銅箔を配し、オーブンに投入して樹脂成分を１０５℃で１０分間の後２００℃で１５分間の硬化条件で硬化させることにより、銅張積層板を得た。
得られた金属張積層板における、コア層、熱硬化性樹脂層、及び金属張積層板（金属層を除く）の厚みは、それぞれ１９０μｍ、５μｍ、及び２００μｍであった。この各厚みは、得られた金属張積層板の断面を顕微鏡観察することによって、測定した。特に、熱硬化性樹脂層の厚みは、最外層の繊維基材の表面から、銅箔までの最小距離を測ることによって測定した。
［比較例２］
厚み１０μｍとなる表面樹脂層付きの銅箔２枚とガラスクロス（ＩＰＣ規格７６２８タイプ、平織り、厚み１７５μｍ）を１枚用いて、コア層の厚みが１７５μｍ、熱硬化性樹脂層の厚みが１０μｍ、表面樹脂層の厚みが３μｍとなるようにそれぞれの樹脂組成物の塗布量を調整した以外は、実施例１と同様にして金属張積層板を得た。金属張積層板（金属層を除く）の厚みは２００μｍであった。
［評価方法］
実施例１〜５および比較例で得られた銅張積層板（金属張積層板）を以下のように評した。
［曲げ弾性率］
曲げ弾性率は、樹脂組成物の硬化物の弾性率と同様の方法により測定した。具体的には、得られた銅張積層板を、株式会社島津製作所製のオートグラフを用いて、２５℃における曲げ弾性率を測定した。また、測定対象物である銅張積層板を、幅２０ｍｍ×長さ４０ｍｍとなるように切断したものを用いた。そして、測定条件としては、支点間距離が２０ｍｍ、試験速度（クロスヘッドスピード）が０．５ｍｍ／分の測定条件で測定した。
［熱膨張係数ＸＹ方向］
熱膨張係数は、ＴＭＡ（熱機械測定）で、加熱時の膨張量を測定することにより算出した。
［基板反り］
基板反り量は、幅５０ｍｍ、長さ１３０ｍｍのサイズの金属張積層板を平板の上に置き、四つ角の平板からの浮き上がり量をテーパーゲージで測定して、最大高さを測定した。
［封止後のパッケージ反り］
硬化した際にガラス転移温度（ＴＭＡ法）が１４０℃、熱膨張係数１２ｐｐｍ／℃（１４０℃未満）、５０ｐｐｍ／℃（１４０℃以上）となる封止材料を、あらかじめ銅箔をエッチングした基板サイズが幅５０ｍｍ長さ１３０ｍｍの金属張積層板に１７０℃でモールド封止し、その後１７０℃で９０分加熱した後に、基板反りと同様の方法で最大高さを測定した。またこの際の封止材の厚みは０．６ｍｍとした。
以上の評価結果を、弾性率や厚み等とともに、表１に示す。なお、表中の（Ａ）表面樹脂層厚みの比率（積層板全体に対して）とは、金属層（金属箔）を除く金属張積層板全体に対する比率という意味である。
Figure 0005849205
表１からわかるように、実施例１〜５に係る金属張積層板は、表面樹脂層を有さない比較例１や表面樹脂層：熱硬化性樹脂層の比率が本発明の範囲外となる比較例２に係る金属張積層板と比較して、基板および封止後のパッケージの反りが低減されていた。
また、実施例１〜３から、表面樹脂層の厚みの比率（熱硬化性樹脂層に対しても、金属張積層板全体に対しても）が大きいほど反りが抑制できることがわかった。
また、実施例４および５のように、表面樹脂層に熱膨張係数の高い樹脂組成物を用いることにより、封止後のパッケージ反りがより低減されることがわかった。
この出願は、２０１１年１１月２２日に出願された日本国特許出願特願２０１１−２５４９６６を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
本発明を表現するために、前述において図面等を参照しながら実施形態を通して本発明を適切かつ十分に説明したが、当業者であれば前述の実施形態を変更及び／又は改良することは容易になし得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
本発明は、金属張積層板及びプリント配線板に関する技術分野において、広範な産業上の利用可能性を有する。

Claims (5)

  1. 絶縁層と、前記絶縁層の少なくとも一方の表面側に存在する金属層とを備え、
    前記絶縁層が、少なくとも、中央層と、前記中央層の両方の表面側に存在する表面樹脂層とを積層したものであり、
    前記中央層が熱硬化性樹脂を含み、かつ、少なくとも１つ以上の繊維基材を含むコア層と、繊維基材を含まない熱硬化性樹脂層とからなること、並びに
    前記表面樹脂層の厚みが前記熱硬化性樹脂層の厚みに対して、１〜４の比率になっていることを特徴とする、金属張積層板。
  2. 前記表面樹脂層の厚みが、金属層を除く金属張積層板全体の厚みに対して、０．０２〜０．５の比率になっている、請求項１に記載の金属張積層板。
  3. 前記表面樹脂層が、熱膨張係数５０ｐｐｍ／℃以上の樹脂組成物からなる、請求項１または２に記載の金属張積層板。
  4. 前記金属層が、前記絶縁層の両面に配置される請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属張積層板。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属張積層板の金属層を部分的に除去することにより回路形成して得られたことを特徴とするプリント配線板。
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