(57)【要約】【課題】本発明は、ヒートサイクル試験後にスルーホールコーナークラックやはんだクラック等のクラックが発生し難い、接続信頼性に優れた（多層）プリント配線板、および該プリント配線板を製造するための（金属張）積層板を提供することをその目的とする。【解決手段】室温での曲げ弾性率が２４．０ＧＰａ以上で、かつ１５０℃以下での熱膨張係数が水平方向で２０ｐｐｍ／℃以下、垂直方向で６０ｐｐｍ／℃以下である絶縁基板、および前記絶縁基板の両面に厚み１０〜２００μｍで形成され、室温での弾性率が３．０ＧＰａ以下で、かつ引張り伸び率が８．０％以上である絶縁樹脂組成物層、を有する、積層板をよびこれを用いたプリント配線板を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
室温での曲げ弾性率が２４．０ＧＰａ以上で、かつ１５０℃以下での熱膨張係数が水平方向で２０ｐｐｍ／℃以下、垂直方向で６０ｐｐｍ／℃以下である絶縁基板、および
前記絶縁基板の両面に厚み１０〜２００μｍで形成され、室温での弾性率が３．０ＧＰａ以下で、かつ引張り伸び率が８．０％以上である絶縁樹脂組成物層、
を有する、積層板。
【請求項２】
前記絶縁基板が内層回路を有する、請求項１に記載の積層板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の積層板の片面または両面に金属層が形成されていることを特徴とする金属張積層板。
【請求項４】
請求項３に記載の金属張積層板における金属層をエッチングして回路を形成してなる、プリント配線板。
【請求項５】
（Ａ）請求項３に記載の金属張積層板の金属層をエッチングして回路を形成する工程、
（Ｂ）前記回路上に、さらに請求項１もしくは２に記載の積層板と金属箔を順次積層した後、または請求項３に記載の金属張積層板を積層した後、加熱加圧する工程、および
（Ｃ）最外層となる金属層をエッチングして回路を形成する工程、
を有し、必要な積層数に応じて、前記（Ｂ）および（Ｃ）工程を繰り返すことを特徴とする多層プリント配線板の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安価で、かつ接続信頼性の高いプリント配線板およびそのための積層板に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンルーム等の高温環境下で使用される配線板には、従来、耐熱性の高いセラミック基板を用いた配線板が主に用いられているが、近年の低価格化の要求により、有機プリント配線板への代替が検討されている。しかし、有機プリント配線板における銅配線や実装部品と有機基板との間の熱膨張率差が大きい場合には、ヒートサイクル試験後、その差に起因してスルーホール内クラック、はんだクラック、有機基板表層クラック等のクラックが発生し易く、結果として接続信頼性が低下してしまう。
【０００３】
そこで、安価でかつヒートサイクル試験後にクラックなどの不具合が発生し難い、高い接続信頼性を有する有機プリント配線板の需要が年々増加している。
【０００４】
有機プリント配線板におけるクラックの発生を予防する方法としては、例えば、有機基板の樹脂組成物中に多量の無機充填材を配合し、有機基板の熱膨張係数を銅配線やＩＣチップ等の実装部品のそれに近づける方法（例えば、特許文献１参照）が挙げられるが、無機充填材を多量に配合した樹脂組成物は、熱膨張係数が小さくなるという利点がある反面、脆くなるという欠点があり、スルーホール内で特にストレスが多くかかる表層コーナー部分において、コーナークラックが発生し易くなってしまう。さらに、無機充填材を多量に配合した樹脂組成物は、その弾性率が高いため、部品と有機基板の熱膨張率差に起因して発生するストレスをより多くはんだ部分にかけることとなり、はんだクラックが発生し易くなってしまう。つまり、有機基板の樹脂組成物中に多量の無機充填材を配合する手法だけでは、年々高まる有機プリント配線板の接続信頼性に対する要求に十分応えることはできない。
【特許文献１】特公平２−４５３４８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記を鑑みて、本発明は、ヒートサイクル試験後にスルーホールコーナークラックやはんだクラック等のクラックが発生し難い、接続信頼性に優れた（多層）有機プリント配線板、および該有機プリント配線板を製造するための（金属張）積層板を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、熱膨張係数が低く、かつ弾性率の高い絶縁基板の両面に、弾性率が低く、かつ引張り伸び率の高い樹脂組成物層が形成された積層板を用いて製造された有機プリント配線板は、ヒートサイクル試験後においてもクラックが発生し難く、優れた接続信頼性を示すことを見出し、本発明を為すに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、下記（１）〜（５）をその特徴とするものである。
【０００８】
（１）室温での曲げ弾性率が２４．０ＧＰａ以上で、かつ１５０℃以下での熱膨張係数が水平方向で２０ｐｐｍ／℃以下、垂直方向で６０ｐｐｍ／℃以下である絶縁基板、および前記絶縁基板の両面に厚み１０〜２００μｍで形成され、室温での弾性率が３．０ＧＰａ以下で、かつ引張り伸び率が８．０％以上である絶縁樹脂組成物層、
を有する、積層板。
【０００９】
（２）前記絶縁基板が内層回路を有する、上記（１）に記載の積層板。
【００１０】
（３）上記（１）または（２）に記載の積層板の片面または両面に金属層が形成されていることを特徴とする金属張積層板。
【００１１】
（４）上記（３）に記載の金属張積層板における金属層をエッチングして回路を形成してなる、プリント配線板。
【００１２】
（５）（Ａ）上記（３）に記載の金属張積層板の金属層をエッチングして回路を形成する工程、（Ｂ）前記回路上に、さらに上記（１）もしくは（２）に記載の積層板と金属箔を順次積層した後、または上記（３）に記載の金属張積層板を積層した後、加熱加圧する工程、および（Ｃ）最外層となる金属層をエッチングして回路を形成する工程、を有し、必要な積層数に応じて、前記（Ｂ）および（Ｃ）工程を繰り返すことを特徴とする多層プリント配線板の製造法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ヒートサイクル試験後にスルーホールコーナークラックやはんだクラック等のクラックが発生し難い、接続信頼性に優れた（多層）有機プリント配線板および該プリント配線板を製造するための（金属張）積層板を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、室温での曲げ弾性率が２４．０ＧＰａ以上で、かつ１５０℃以下での熱膨張係数が水平方向で２０ｐｐｍ／℃以下、垂直方向で６０ｐｐｍ／℃以下である絶縁基板、および該絶縁基板の両面に厚み１０〜２００μｍで形成され、室温での弾性率が３．０ＧＰａ以下で、かつ引張り伸び率が８．０％以上である絶縁樹脂組成物層、を有する積層板をその特徴とするものである。なお、上記水平方向と垂直方向は絶縁基板に対する方向である。
【００１５】
上記絶縁基板としては、上記曲げ弾性率および熱膨張係数を満たすものであれば、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、ガラスエポキシ銅張積層板であるＭＣＬ−Ｅ−６７９やＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ（いずれも日立化成工業株式会社製、商品名）等の銅層をエッチング除去したもの、アラミド不織布等の有機基材にエポキシ樹脂等の絶縁樹脂を含む樹脂組成物を含浸、乾燥して得られるものなどを用いることができる。また、内層回路を有するものであってもよい。また、絶縁基板の厚みは、一般的な厚みでよく、特に限定されないが、０．２〜３．２ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１６】
また、上記絶縁基板の曲げ弾性率が２４．０ＧＰａ未満であると、両面に低弾性性の絶縁樹脂組成物層を設けた際、複合材（積層板）としての水平方向の熱膨張係数が大きくなる傾向にあり好ましくない。また、上記絶縁基板の１５０℃以下での熱膨張係数が水平方向で２０ｐｐｍ／℃を越えるか、もしくは垂直方向で６０ｐｐｍ／℃を越えると、銅配線や電子部品等の実装部品の熱膨張係数との差が大きくなり、クラック発生の要因となるため好ましくない。
【００１７】
上記絶縁樹脂組成物層は、上記の通り、室温での弾性率が３．０ＧＰａ以下で、かつ引張り伸び率が８．０％以上のものである必要がある。この弾性率が３．０ＧＰａを越えると、高温環境下において発生するストレスを十分に緩和することができず、また、引張り伸び率が８．０％未満であるとスルーホールコーナークラック等の発生を十分に防止することが難しくなる。
【００１８】
また、上記絶縁樹脂組成物層は、例えば、絶縁樹脂組成物を支持体上に塗布、乾燥し、これを上記絶縁基板に、絶縁樹脂組成物塗布層が該絶縁基板に接するように積層し、支持体を除去し、加熱加圧して形成しても良く、アラミド不織布等の有機基材、ガラスクロス、ガラス不織布などに絶縁樹脂組成物を含浸、乾燥してなる樹脂含浸基材（プリプレグ）を上記絶縁基板に積層し、加熱加圧して形成しても良く、特に限定されない。なお、上記支持体が銅箔などの金属箔である場合には、これを除去せずに金属層として残すことで、本発明の金属張積層板とすることができる。また、上記加熱加圧は、温度１５０〜１８０℃、圧力９〜２０ＭＰａ程度の条件で行うことが好ましいが、積層板の特性や絶縁樹脂組成物の反応性、プレス機の能力、目的の積層板の厚み等を考慮して適宜決定することができ、特に限定されない。
【００１９】
上記絶縁樹脂組成物としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂、アクリロニトリルブタジエンゴム等のゴム、フェノール樹脂等の硬化剤、２−エチル−４−メチルイミダゾール等の硬化促進剤、難燃剤、可塑剤、充填剤、溶剤等を含むものを用いることができ、各組成の配合量や溶剤の量を適宜調整することで、絶縁樹脂組成物層の弾性率や引張り伸び率を調整することができる。
【００２０】
上記充填剤としては、特に限定されないが、例えば、シリカ、溶融シリカ、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、ガラス繊維、石英繊維等を挙げることができ、これらは単独もしくは併用して用いることができる。
【００２１】
また、上記絶縁樹脂組成物層の厚みは、１０〜２００μｍであることが好ましい。この厚みが１０μｍ未満であると高温環境下において発生するストレスを十分に緩和することができず、２００μｍを越えると、垂直方向の熱膨張係数が大きくなり過ぎる傾向にある。
【００２２】
本発明の金属張積層板は、本発明の積層板の片面または両面に金属層が形成されていることをその特徴とするものであり、該金属層は、例えば、銅箔などの金属箔を積層板の片面または両面に配し、加熱加圧することで形成することができる。また、前述のように、金属箔に絶縁樹脂組成物を塗布、乾燥してなるもの（金属箔付き絶縁樹脂フィルム）を絶縁基板に配し、加熱加圧することで、本発明の金属張積層板とすることもできる。なお、上記加熱加圧は、温度１５０〜１８０℃、圧力９〜２０ＭＰａ程度の条件で行うことが好ましいが、積層板の特性や絶縁樹脂組成物の反応性、プレス機の能力、目的の積層板の厚み等を考慮して適宜決定することができ、特に限定されない。
【００２３】
本発明のプリント配線板は、例えば、本発明の金属張積層板における金属層を公知のエッチング手段によりエッチングして回路を形成することで得ることができる。また、本発明の多層プリント配線板は、例えば、（Ａ）本発明の金属張積層板の金属層をエッチングして回路を形成する工程、（Ｂ）前記回路上に、さらに本発明の積層板と金属箔を順次積層した後、または本発明の金属張積層板を積層した後、加熱加圧する工程、および（Ｃ）最外層となる金属層をエッチングして回路を形成する工程により製造することができ、該（Ｂ）および（Ｃ）工程を繰り返すことで、所望層数の多層プリント配線板を得ることができる。もちろん、上記工程以外にもスルーホール形成工程やめっき工程等、多層プリント配線板を製造する上で公知の加工工程を必要に応じて行うことができる。
【００２４】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
＜銅張積層板の作製＞
下記組成のワニス状の絶縁樹脂組成物を調製し、この樹脂組成物を銅箔（ＧＴＳ−１２：古河サーキットフォイル製、商品名）に乾燥後樹脂膜厚が２５μｍとなるように塗布・乾燥（１５０℃、１０分）して銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムを作製した。なお、当該銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムを１８０℃で２時間乾燥後、銅箔を全てエッチング除去し、所定の長さ（長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ）に切り出して得た樹脂組成物フィルムについて、引張り試験によりその室温における弾性率と破断するまでの引張り伸び率を測定したところ（オートグラフ引っ張り試験機（チャック間距離６０ｍｍ、引っ張り速度５ｍｍ／分））、それぞれ２．１ＧＰａおよび１２％であった。  
・ビフェニル系エポキシ樹脂（商品名：ＮＣ−３０００Ｈ、日本化薬株式会社製）１００重量部
・カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム（商品名：ＰＮＲ−１Ｈ、ＪＳＲ株式会社製）１０重量部
・熱硬化剤：フェノールノボラック型樹脂（商品名：ＨＰ−８５０、日立化成工業株式会社製）５０重量部
・硬化促進剤：２−エチル−４−メチルイミダゾール（商品名：２Ｅ４ＭＺ、四国化成工業株式会社製）０．３重量部
・難燃剤：リン酸エステル（商品名：ＰＸ−２００、大八化学工業製）２５重量部
・溶剤：メチルエチルケトン５５重量部
【００２６】
次に、厚みが１．０ｍｍ、室温での曲げ弾性率が２９ＧＰａで、かつ１５０℃以下の熱膨張係数が水平方向で１３ｐｐｍ／℃、垂直方向で２４ｐｐｍ／℃のガラスエポキシ銅張積層板（日立化成工業株式会社製、商品名：ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ）の銅箔を全てエッチング除去して、乾燥した後、該積層板に上記で得た銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムを、該樹脂組成物フィルム面と該積層板が接するようにして、真空下、製品圧力３．０ＭＰａで１８５℃、７０分加熱加圧して積層し、評価用銅張積層板を作製した。なお、上記曲げ弾性率は、上記ガラスエポキシ銅張積層板の銅箔をエッチングにより除去したものを試料とし、ＪＩＳ−Ｃ−６４８１に準拠して測定した。また、上記熱膨張係数は、曲げ弾性率と同様の試料について、熱機械分析装置（ＴＭＡ）の引張りモードにて３０〜１００℃までの条件下における平均線膨張係数を算出して求めた。
【００２７】
（実施例２）
銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムのフィルム層の厚さ（乾燥後樹脂膜厚）を１６５μｍとした以外は、実施例１と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。
【００２８】
（実施例３）
銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムのフィルム層の厚さ（乾燥後樹脂膜厚）を６５μｍとし、積層板としてＭＣＬ−Ｅ−６７９（日立化成工業株式会社製、商品名、厚み１．０ｍｍ、室温での曲げ弾性率２５ＧＰａ、１５０℃以下の熱膨張係数が水平方向で１６ｐｐｍ／℃、垂直方向で５５ｐｐｍ／℃のガラスエポキシ銅張り積層板）を用いた以外は、実施例１と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。
【００２９】
（実施例４）
実施例１と同様の絶縁樹脂組成物ワニスをガラスクロス（ＩＰＣ規格、品番１０８０タイプ相当）に含浸し、１５０℃の乾燥器中で１０〜１５分間乾燥し、樹脂分６２％のＢ−ステージ状態のプリプレグを作製した。
【００３０】
次に、厚みが１．０ｍｍ、室温での曲げ弾性率が２９ＧＰａで、かつ１５０℃以下の熱
膨張係数が水平方向で１３ｐｐｍ／℃、垂直方向で２４ｐｐｍ／℃のガラスエポキシ銅張積層板（日立化成工業株式会社製、商品名：ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ）の銅箔を全てエッチング除去して、乾燥した後、当該積層板と銅箔（ＧＴＳ−１２：古河サーキットフォイル製商品名）の間に上記プリプレグを挟みこむようにして真空下、製品圧力３．０ＭＰａで１８５℃、７０分加熱加圧して積層し、評価用銅張積層板を作製した。
【００３１】
（比較例１）
銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムのフィルム層の厚さ（乾燥後樹脂膜厚）を８μｍとした以外は、実施例１と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。
【００３２】
（比較例２）
銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムのフィルム層の厚さ（乾燥後樹脂膜厚）を２１５μｍとした以外は、実施例１と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。
【００３３】
（比較例３）
銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムとして、実施例１と同様の絶縁樹脂組成物ワニスにさらに無機充填剤（球状シリカ、アドマテックス社製）を３５ｖｏｌ．％添加したワニスを、銅箔（ＧＴＳ−１２：古河サーキットフォイル製、商品名）に乾燥後樹脂膜厚が６５μｍとなるように塗布・乾燥（１５０℃、１０分）して得た銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムを用いた以外は、実施例１と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。なお、当該銅箔付き絶縁樹脂組成物フィルムを１８０℃で２時間乾燥後、銅箔を全てエッチング除去して得た樹脂組成物フィルムについて、引張り試験によりその室温における弾性率と破断するまでの引張り伸び率を測定したところ、それぞれ３．３ＧＰａおよび５％であった。
【００３４】
（比較例４）
積層板としてＭＣＬ−Ｅ−６７（日立化成工業株式会社製、商品名、厚み１．０ｍｍ、室温での曲げ弾性率２０ＧＰａ、１５０℃以下の熱膨張係数が水平方向で２５ｐｐｍ／℃、垂直方向で６０ｐｐｍ／℃のガラスエポキシ銅張り積層板）を用いた以外は、実施例１と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。
【００３５】
＜銅張積層板の評価＞
（スルーホールコーナークラック）
各評価用銅張積層板に０．５ｍｍの穴をドリルにより空け、穴内及び該銅張積層板表面に厚み約２０μｍの銅めっきを施してスルーホールを形成した後、ランド径１．０ｍｍのスルーホール１００穴を電気的に接続できるように不要部分の表面銅をエッチングしてデイジーチェーンパターンサンプルを作製した。
【００３６】
ついで、上記で得た各サンプルを温度サイクル試験機に投入し、−６５℃、３０分と１２５℃、３０分の繰返しを１サイクルとして、５００サイクル毎にデイジーチェーンパターンの接続抵抗値を測定し、４０００サイクルまでに該接続抵抗値が試験機投入前の初期抵抗値に対し±２０％を越えた場合には、断面観察によりスルーホールコーナークラックの有無を確認した。表１には、接続抵抗値が初期抵抗値に対し±２０％を越えたときのサイクル数と、その場合におけるスルーホールコーナークラックの有無を示す。
【００３７】
（はんだクラック）
各評価用銅張積層板の不要となる部分の銅箔をエッチング除去してチップ搭載用の外部電極を形成し、この外部電極上にはんだペーストを塗布した。ついで、３．２×２．５ｍｍサイズのチップを外部電極上に搭載し、リフロー炉に投入して上記チップを銅張積層板にはんだ付けした。その後、チップが搭載された評価用銅張積層板サンプルを温度サイクル試験機に投入し、−６５℃、３０分と１２５℃、３０分の繰返しを１サイクルとして、５００サイクル毎にサンプルを取り出して、目視によりはんだクラックの有無を確認した（最大４０００サイクル）。表１には、はんだクラックが発生したときのサイクル数を示す。
【表１】
2006315391.tif 000002