(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸・乾燥させてなるプリプレグ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。
【請求項２】
プリプレグと組合わせてプリント回路用積層板の一体成形に用いる低膨張金属箔において、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。
【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ＣＬＣＣ（Ｃｅｌａｍｉｃ  Ｌｅａｄｅｄ  Ｃｈｉｐ  Ｃａｒｒｉｅｒ  ）、ＴＳＯＰ（Ｔｈｉｎ  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、ＴＳＯＰ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】
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がなく、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、２５〜１２５  ℃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  ０．１８ｍｍ  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】
0003596899.tif 000002
【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、ＣＬＣＣ、ＴＳＯＰ等の半導体装置の実装に最適なものである。