JPH0781001A - 積層板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アラミド繊維不織布基材積層板の吸湿時の耐
熱性を改良し、熱膨張係数が低く、部品を表面実装した
場合の接続信頼性に優れる基板を提供する。 【構成】 ウエッブを繊維の絡み合いによって結合して
得られたアラミド繊維不織布とマトリックス樹脂とから
なるアラミド繊維不織布基材積層板。アラミド繊維のウ
エッブを、繊維の絡み合いによって結合する方法として
は、ニードルパンチ、ステッチボンド、水流絡合などが
ある。マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂が最も
適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気用積層板に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、電子機器の小型化、高密度化が進
むにつれて、プリント配線板に実装される部品は従来の
挿入型から面付け型に移行しており、プリント配線板へ
の実装方式も表面実装方式が主流になりつつある。した
がってプリント配線板として用いられる銅張積層板にも
種々の要求が厳しくなってきている。

【０００３】すなわち、チツプ等の部品をプリント配線
板に表面実装する場合、その接続信頼性の点から熱膨張
係数の整合が問題になる。たとえば最近広く用いられる
ようになってきた薄型の表面実装タイプのＴＳＯＰ（Ｔ
ｈｉｎ Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇ
ｅ）の熱膨張係数は、約５×１０^-6／℃である。ところ
がプリント配線板として一般に広く用いられているガラ
ス布基材エポキシ樹脂銅張積層板などの繊維強化プラス
チック系の基板の熱膨張係数は、約１５〜１７×１０^-6
／℃であり、実装される部品のそれに比べて非常に高
い。

【０００４】そのためにこのように熱膨張係数が低い部
品を熱膨張係数の高いプリント配線板に表面実装した場
合、その大きな熱膨張係数差によって、その接続部のは
んだにクラックが発生しやすく、実用に耐える接続信頼
性を確保することができない。チップ部品との接続信頼
性を向上させるためには、実装される部品に近い熱膨張
係数、すなわち低熱膨張係数を有する基板が必要になっ
てくる。

【０００５】熱膨張係数が低い基板材料としては、上記
の有機系基板とは異なったアルミナや窒化アルミニウム
などのセラミック基板、インバーや４２合金などの低熱
膨張金属をコアとして用いた金属コア基板が利用されて
いる。ところがこれらについてみると、セラミック基板
は非常に硬質であるため、有機系基板と同様なドリル穴
明けや切断などの機械加工ができない、大型の基板がで
きない、有機系基板に比べて重いために軽量化に不利で
ある。

【０００６】靱性が乏しいために割れやすく取り扱いが
悪い、あるいは回路加工や多層化の工程が煩雑でコスト
高になるなどの欠点がある。また、低熱膨張金属を芯に
した金属コア基板は、重量が重く軽量化に対応出来な
い、スルーホール形成時に金属芯の穴内に絶縁被覆を施
す必要があるなどの欠点がある。したがって従来の加工
性に優れた有機系基板で熱膨張係数の低い基板の開発が
望まれている。

【０００７】低熱膨張の有機系基板としては以前から石
英繊維やアラミド繊維などの低熱膨張基材を用いたもの
が提案されている。しかし、石英繊維は、機械加工性が
極めて悪く、しかも高価であるため、実用化には至って
ない。

【０００８】一方、アラミド繊維は、負の熱膨張係数を
持ちこれを用いたアラミド繊維不織布基材積層板の面方
向の熱膨張係数は、アラミド繊維の体積含有率が高いほ
ど低く、アラミド繊維の体積含有率が５０％以上であれ
ば熱膨張係数は１×１０^-5／℃以下になり、通常のガラ
ス繊維を用いた積層板では得られない搭載部品との高い
接続信頼性が得られる。

【０００９】従来のアラミド繊維不織布としては、その
繊維の集合体であるウエッブを水性エマルション接着剤
によって結合したもの、ウエッブ中に熱軟化性の樹脂ま
たは繊維を混入し、加熱してそれらを溶融させて結合し
たもの、これらの組合わせによってウエッブを結合した
ものが知られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、水性エマル
ション接着剤はアラミド繊維との接着力が弱い。そのた
めアラミド繊維不織布基材積層板を吸湿後にはんだ槽に
浸漬するなどの耐熱性試験を行うと接着剤とアラミド繊
維との界面で剥離が生じ、そこが起点となってふくれを
発生しやすいという欠点ががある。熱軟化性の樹脂また
は繊維を混入し、加熱してそれらを溶融させたものも、
耐熱性に劣る。すなわちアラミド繊維不織布基材積層板
の最大の欠点は吸湿時の耐熱性が劣っていることであ
る。

【００１１】本発明は、このアラミド繊維不織布基材積
層板の最大の欠点である吸湿時の耐熱性を改良するもの
であり、それによって熱膨張係数が低く、部品を表面実
装した場合、その接続信頼性に優れる基板を提供するも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ウエッブを繊
維の絡み合いによって結合して得られたアラミド繊維不
織布とマトリックス樹脂とからなるアラミド繊維不織布
基材積層板である。アラミド繊維のウエッブを、繊維の
絡み合いによって結合する方法としては、ニードルパン
チ、ステッチボンド、水流絡合などがある。

【００１３】アラミド繊維不織布に含浸するマトリック
ス樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェ
ノール樹脂、ビニルエステル樹脂、シリコーン樹脂、メ
ラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹
脂やポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエンテ
ルエーテルケトン、ポリフェニレンオキサイドなどの熱
可塑性樹脂を用いることができるが、これらの中では、
エポキシ樹脂がアラミド繊維との接着性やその他の電気
特性の点から最も適している。

【００１４】アラミド繊維不織布基材積層板のアラミド
繊維の体積含有率は熱膨張係数を低く抑えるために４０
％以上が好ましい。さらにアラミド繊維の体積含有率を
５０％以上にすれば、熱膨張係数は１×１０^-5／℃以下
になり、通常のガラス繊維を用いた積層板では得られな
い搭載部品との高い接続信頼性が得られるのでより好ま
しい。

【００１５】

【作用】ウエッブの接合に接着剤を用いず、繊維の絡み
合いによって結合している。すなわち、アラミド繊維と
の接着性が弱く接着剤自身の耐湿耐熱性も悪い水性エマ
ルション接着剤や熱溶融性樹脂等は全く使っていないた
め、アラミド繊維が有する特性を活かすことができる。

【００１６】

【実施例】アラミド繊維（帝人株式会社製のテクノーラ
を使用）ウエッブを水流絡合によって結合し、アラミド
繊維不織布（坪量：７５ｇ／ｍ² ）を得た。このアラミ
ド繊維不織布にエポキシ樹脂を含浸乾燥し、プリプレグ
とした。このプリプレグを４枚重ねてプレス成形し、ア
ラミド繊維不織布基材積層板を得た。この積層板の板厚
は０．４ｍｍであり、アラミド繊維体積含有率は５０％
であり、面方向の熱膨張係数は６×１０^-6／℃であっ
た。この積層板を、煮沸処理後、２６０℃のはんだ槽
に、３０秒浸漬してはんだ耐熱性を調べた。その結果、
煮沸処理５時間でも異常がなかった。

【００１７】比較例 同じアラミド繊維ウエッブをエポキシ樹脂のエマルショ
ン液に浸漬し、乾燥、硬化させアラミド繊維不織布を得
た。接着剤であるエポキシ樹脂の硬化後の重量はアラミ
ド繊維の重量に対して１０％であり、坪量は８２ｇ／ｍ
²であった。

【００１８】以下実施例と同様にして、アラミド繊維不
織布基材積層板を得た。この積層板の板厚は０．４ｍｍ
であり、アラミド繊維体積含有率は５０％であり、面方
向の熱膨張係数は銅はくなしの状態で６×１０^-6／℃で
あった。この積層板を、煮沸処理後、２６０℃のはんだ
槽に、３０秒浸漬してはんだ耐熱性を調べた。その結
果、煮沸処理１時間で、２６０℃はんだ槽に浸漬すると
直ちに膨れを発生した。

【００１９】

【発明の効果】以上述べてきたように本発明によればア
ラミド不織布を基材とする積層板において、これまで最
大の問題点であったはんだ耐熱性等の耐熱衝撃性、特に
吸湿時の特性を改良することができる。それによりアラ
ミド繊維のもつ低熱膨張係数という特徴を十分に生かす
ことができる。したがって、今後さらに進む半導体素子
パッケージの小型化、高密度化あるいはベアチップ化に
より要求される低熱膨張基板およびその製造方法として
本発明の積層板およびその製造方法は非常に有効であ
る。なお、本発明は、アラミド不織布単独の積層板のほ
か、織布と不織布とを併用するコンポジット積層板にも
適用できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエッブを繊維の絡み合いによって結合
   して得られたアラミド繊維不織布とマトリックス樹脂と
   からなるアラミド繊維不織布基材積層板。
2. 【請求項２】 マトリックス樹脂が、エポキシ樹脂であ
   る請求項１記載の積層板。