JPH06216483A - 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、前記の金属箔
として、該絶縁層に接する側の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バインダーにシリカな
ど無機質充填剤を混合してなる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および低膨張
率金属箔は、熱膨張率が小さく、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たもので、
ＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体装置の実装に最適なもの
である。

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（Celamic Leaded Chip Carrier ）、ＴＳＯＰ（Th
in 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ＣＬＣＣ、Ｔ
ＳＯＰ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基板として用い
られてきた銅張積層板、すなわち、ガラスクロス等の基
材に、エポキシ樹脂等の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うえに、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、熱膨張率が小さく、実装品に
半田クラックの発生かなく、スルーホール信頼性に優
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
ポリイミド系バインダーに無機質充填剤を混合した低膨
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、前記
の金属箔として、該絶縁層に接する側の面を粗面化した
金属箔の粗面に、縮合環化型ポリイミド系バインダーに
無機質充填剤を混合してなる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・乾燥させてプリプ
レグを絶縁層とする。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、そ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バインダーに無機質充
填剤を混合した低膨張率層を設けたものである。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バイン
ダーとしては、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が、このポ
リアミック酸樹脂に無機質充填剤を混合させる。ここで
用いる無機質充填剤としては、低膨張率ののものが使用
され、特に限定されるものではないが、例えばシリカ、
アルミナ等が好ましく、これらは単独又は混合して使用
することができる。

【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
た無機質充填剤を混合し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バインダーに無機質充填剤を
混合した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。すなわち、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30〜40 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 0.10mm の
低膨張率層を設け、低膨張銅箔を製造した。厚さ 0.18m
m 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率金属
箔は、熱膨張率が小さく、半田クラックの発生がなく低
コストで、スルーホール信頼性にも優れたもので、ＣＬ
ＣＣ、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、前記の金属箔とし
   て、該絶縁層に接する側の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バインダーに無機質充填剤
   を混合してなる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バインダーに無機質充填
   剤を混合してなる低膨張率層を設けたことを特徴とする
   低膨張金属箔。