(57)【要約】【課題】部品実装のリフロー時の反り・タワミの発生が低減できる多層プリント配線板を得ることのできる樹脂付き金属箔を提供する。【解決手段】金属箔の片面に熱溶融可能であり熱硬化性を有する樹脂層を設けて形成される樹脂付き金属箔であって、樹脂層が織布としてガラスクロスを備えていることを特徴とする樹脂付き金属箔。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔の片面に熱溶融可能であり熱硬化性を有する樹脂層を設けて形成される樹脂付き金属箔であって、樹脂層が織布としてガラスクロスを備えていることを特徴とする樹脂付き金属箔。
【請求項２】
樹脂層の硬化物の誘電率が５以下であることを特徴とする請求項１記載の樹脂付き金属箔。
【請求項３】
樹脂層の厚さが３０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の樹脂付き金属箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層プリント配線板等の製造に用いられる樹脂付き金属箔に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多層プリント配線板等の製造には、樹脂付き金属箔と称される材料が広く利用されている。この樹脂付き金属箔は、銅箔等の金属箔の片側の表面にエポキシ樹脂ワニス（エポキシ樹脂組成物）等の樹脂ワニスを塗布し、これを乾燥することによって、半硬化状態（Ｂステージ）であって、熱溶融可能であり熱硬化性を有する樹脂層を形成して製造されるのが一般的である。なお、ここでいう熱溶融可能であり熱硬化性を有するとは、加熱によって一旦溶融し、その後ゲル化して硬化物となることのできることを表している。
【０００３】
そして、樹脂付き金属箔を用いて製造した多層プリント配線板は、近年の軽薄短小への要求を満たすものであるが、樹脂付き金属箔を用いて製造した多層プリント配線板の場合、多層プリント配線板としての弾性率が低くなる傾向があり、部品実装のリフロー時に反り・タワミが発生し、部品実装が困難となる問題が発生している。特に、樹脂付き金属箔を内層用基板の表裏に配して積層成形して得られる多層プリント配線板の場合にこの傾向が顕著になる。
【０００４】
また、多層プリント配線板の回路の微細化の要求が高まっており、その要求に対しては金属箔の厚さが１２μｍ未満（例えば９μｍ、５μｍ等）である樹脂付き金属箔と内層用基板を重ねて積層成形したものに、回路形成をすることが検討されている。厚さが１２μｍ未満の極薄金属箔（例えば極薄銅箔）の場合には、厚さが非常に薄く、ハンドリング時にシワ等が入るため、厚さが３５μｍ程度の金属箔（銅箔やアルミニウム箔等）を一体化しているキャリア箔付きとしているものが一般的である。しかし、キャリア箔付き極薄金属箔は、積層成形後にキャリア箔を剥がす工程が必要であり、またキャリア箔の回収の問題があり、その使用が広まっていないのが現状である。同様に、キャリア箔付きの極薄金属箔を用いた樹脂付き極薄金属箔も、その使用が広まっていないのが現状であり、ハンドリング時にシワ等が生じにくい新たな樹脂付き極薄金属箔が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、樹脂付き金属箔を用いて製造される多層プリント配線板の弾性率を高くできて、部品実装のリフロー時の反り・タワミの発生を低減できる多層プリント配線板を得ることのできる樹脂付き金属箔を提供することを目的としている。また、キャリア箔付きの極薄金属箔を用いた樹脂付き極薄金属箔ではなくて、ハンドリング時にシワ等が生じにくい新たなタイプの樹脂付き極薄金属箔を提供することを目的としている。なお、ここでいう極薄金属箔とは、金属箔自身の厚さが９μｍ以下のものを指している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の樹脂付き金属箔は、金属箔の片面に熱溶融可能であり熱硬化性を有する樹脂層を設けて形成される樹脂付き金属箔であって、樹脂層が織布としてガラスクロスを備えていることを特徴とする樹脂付き金属箔である。
【０００７】
なお、ここでいう熱溶融可能であり熱硬化性を有するとは、加熱によって一旦溶融し、その後ゲル化して硬化物となることのできることを表している。
【０００８】
請求項２に係る発明の樹脂付き金属箔は、樹脂層の硬化物の誘電率が５以下であることを特徴とする請求項１記載の樹脂付き金属箔である。
【０００９】
請求項３に係る発明の樹脂付き金属箔は、樹脂層の厚さが３０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の樹脂付き金属箔である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜請求項３に係る発明の樹脂付き金属箔は、樹脂層が織布としてガラスクロスを備えているので、請求項１〜請求項３に係る発明の樹脂付き金属箔によれば、これを用いて製造される多層プリント配線板の弾性率を高くできて、部品実装のリフロー時の反り・タワミの発生が低減できる多層プリント配線板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
本発明に係る樹脂付き金属箔の作製に用いる金属箔としては、例えば電解銅箔、アルミニウム箔等を用いることができる。
【００１３】
本発明に係る樹脂付き金属箔は、その片面に熱溶融可能であり熱硬化性を有する樹脂層を設けていて、且つ、この樹脂層には織布を備えるようにしている。この織布としては、ガラスクロスを用いるものであり、これによって多層プリント配線板の弾性率を高くすることができる。また、樹脂層の硬化物の誘電率が高い場合には多層プリント配線板の性能が低下する傾向があるため、樹脂層の硬化物の誘電率を５以下とするように制御することが、多層プリント配線板の性能を確保するには好ましい。ガラス繊維の誘電率は構成材料によって大きく異なるため、加工性等の性能が確保できる範囲で低い誘電率の構成材料を用いたガラス繊維を用いることが好ましい。好ましいガラス繊維としては、ＥガラスやＤガラスを構成材料としたガラス繊維が例示できる。
【００１４】
そして、熱溶融可能であり熱硬化性を有する樹脂層の形成は、エポキシ樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物等の熱硬化性樹脂組成物であってワニス化したものを使用して形成する。エポキシ樹脂組成物を用いる場合、主成分であるエポキシ樹脂として、例えばクレゾール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、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やこれらの臭素化物等を用いることができる。そして、エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えばジシアンジアミドやフェノールノボラック樹脂等を用いることができる。さらに、必要に応じて、硬化促進剤、各種添加剤、溶剤、無機充填材等をエポキシ樹脂組成物中に含有させることができる。硬化促進剤としては、例えば２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類や、ジメチルベンジルアミン等を用いることができる。また、溶剤を配合することにより、エポキシ樹脂組成物の液状化を容易に達成できるが、溶剤としては、例えばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メトキシプロパノール（ＭＰ）、ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）等を用いることができる。そして、これらのエポキシ樹脂、硬化剤等の成分を配合し、ミキサーやブレンダー等で混合して液状化したエポキシ樹脂組成物（エポキシ樹脂ワニス）を作製することができる。
【００１５】
本発明に係る樹脂付き金属箔は、上記の液状化した熱硬化性樹脂組成物を織布に含浸・乾燥して作製したプリプレグの一方の表面に金属箔を、他方の表面にＰＥＴフィルム等のカバーフィルムを配して、それらを例えば真空ラミネーター等を用いて連続的に一体化して作製することができる。このようにして、樹脂付き金属箔の片面に形成する、熱溶融可能であり熱硬化性を有する樹脂層であって、織布を備えている樹脂層の厚さについては、特に限定するものではないが、３０〜２００μｍであることが好ましい。樹脂層の厚さが３０μｍ未満である樹脂付き金属箔を用いて、多層プリント配線板を製造した場合には、導体回路を備えた内層用基板の凹凸を樹脂付き金属箔の樹脂成分で充填することが困難になる傾向が生じ、樹脂層の厚さが２００μｍを越える樹脂付き金属箔を用いて、多層プリント配線板を製造した場合には、絶縁層の厚さが厚くなりすぎる傾向が生じるからである。
【００１６】
本発明に係る樹脂付き金属箔における金属箔自身の厚さは、特に制限するものではないが、９μｍ以下のものであると微細回路を容易に形成することができるので望ましい。なお、厚さの下限については回路形成できる厚さであればよく特に制限はない。そして、本発明に係る樹脂付き金属箔で金属箔自身の厚さを９μｍ以下のものとした場合、樹脂層に織布を備えるために、樹脂付き金属箔としてはハンドリング時にシワ等が生じにくくなり、作業性が改善されたものとなる。すなわち、樹脂付き極薄金属箔であって、キャリア箔を一体化することなしに、ハンドリング時のシワ等の発生を防止することができるものが、本発明の樹脂付き金属箔では得られる。
【００１７】
多層プリント配線板は、上述した本発明の樹脂付き金属箔を用いて製造される。すなわち、上述した樹脂付き金属箔の樹脂層側を、導体回路を形成している内層用基板の片面又は両面に重ね合わせ、重ね合わせたものを加熱加圧して積層成形する工程を経て製造される。
【００１８】
なお、上記の積層成形を行って樹脂付き金属箔と内層用基板を一体化したものに、レーザー等によって穴あけを行い、銅等のめっきを施してバイアホールを形成し、次いで樹脂付き金属箔の金属箔にサブトラクティブ法等の方法で外層回路となる回路パターンを形成する等の加工をさらに施して多層プリント配線板は製造される。
【００１９】
このようにして得られる多層プリント配線板は、樹脂層に織布を備えている樹脂付き金属箔を使用しているので、弾性率が高い多層プリント配線板とすることができる。そのため、多層プリント配線板に部品実装するためのリフロー時に、多層プリント配線板に発生する反り・タワミが低減される。更に、樹脂付き金属箔の金属箔の厚さが９μｍ以下である場合には、微細回路を精度良く、且つ容易に形成することが可能な多層プリント配線板となる。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてさらに具体的に説明する。
実施例１〜実施例５、比較例１〜比較例４
〈エポキシ樹脂組成物（ワニス）の調製〉エポキシ樹脂として、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（東都化成社製「ＹＤＢ−５００」：エポキシ当量５００、臭素含有率約２４質量％）を、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成社製「ＹＤＣＮ−２２０」：エポキシ当量２２０）を用いた。硬化剤として、ジシアンジアミド（分子量８４、理論活性水素当量２１）を用い、硬化促進剤として、２−エチル−４−メチルイミダゾールを用い、溶剤としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メトキシプロパノール（ＭＰ）、ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）を用いた。
【００２１】
実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例４における、上記の各成分の配合割合は、次のとおりである。臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を６０質量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を１０質量部、ジシアンジアミドを２質量部、２−エチル−４−メチルイミダゾールを０．１質量部、メチルエチルケトンを１５質量部、メトキシプロパノールを５質量部、ジメチルフォルムアミドを１５質量部の割合で配合するようにした。比較例３では、球状シリカも添加するようにし、その配合割合は、上記の溶剤を除く成分と球状シリカの全合計量に対し球状シリカが４０体積％となるように配合した。
【００２２】
特殊機化工業社製のホモミキサーを用い、エポキシ樹脂、硬化剤及び溶剤を回転速度１０００ｒｐｍにて９０分間攪拌して混合し（比較例３では球状シリカも添加）、その後硬化促進剤（２−エチル−４−メチルイミダゾール）を添加し、再度回転速度１０００ｒｐｍにて１５分間攪拌し、その後脱気して、エポキシ樹脂組成物のワニスを調製した。
【００２３】
〈プリプレグの作製〉実施例１〜実施例５、比較例４では、表１〜表３に示す樹脂層が備える基材（ガラスクロス又はアラミド繊維の不織布）を、上記のように調製したエポキシ樹脂組成物のワニスに含浸し、含浸したものを非接触タイプの加熱ユニットにより、１６０℃で加熱乾燥して、ワニス中の溶剤を乾燥除去し、エポキシ樹脂組成物を半硬化させて、硬化時間（ゲル化時間）が１７０℃で１５０秒であるプリプレグを、各実施例及び比較例について作製した。
【００２４】
〈樹脂付き銅箔の作製〉実施例１〜実施例５、比較例４では、上記のプリプレグ１枚と、表１〜表３に示す厚さの銅箔と、厚さ３５μｍのＰＥＴフィルムとを、プリプレグを中央位置に配して、名機製作所製の真空加圧式ラミネータ（品番ＭＶＬＰ−５００）内に導き、連続的に接着し、樹脂層を挟んで銅箔とカバーフィルム（ＰＥＴフィルム）が一体化されている樹脂付き銅箔を作製した。ラミネータ条件は、熱盤温度１００℃、吸引時間６０秒、加圧時間６０秒、圧力０．１ＭＰａとして行った。また、比較例１〜比較例３では、表３に示す銅箔に、上記のように調製したエポキシ樹脂組成物のワニスを塗布し、加熱乾燥して、樹脂付き銅箔を作製した。得られた各樹脂付き銅箔の樹脂層の厚さは表１〜表３に示す厚さであった。なお、比較例３ではキャリア箔である厚さ３５μｍのキャリア銅箔と、厚さ５μｍの極薄銅箔とを一体化しているものの極薄銅箔面にエポキシ樹脂組成物のワニスを塗布するようにした。
【００２５】
〈多層プリント配線板の作製〉実施例１〜実施例５、比較例１〜比較例４では、基板厚さ０．２ｍｍのＦＲ−４グレードの両面銅張積層板（銅箔厚さ３５μｍ）の銅箔に表面処理（黒化処理）を施したものを内層用基板として使用した。この内層用基板の両面に上記のようにして作製した樹脂付き銅箔のカバーフィルムを剥離して露出する樹脂層面を重ね、１７０℃、９０分間加熱しながら、２．９４ＭＰａで加圧して内層用基板と２枚の樹脂付き銅箔を一体化した（但し、比較例１〜比較例３ではカバーフィルムなしの樹脂付き銅箔を使用）。その後表面の銅箔にパターンレジストの形成、エッチング、レジスト除去の各工程を行うことにより、外層回路パターンを形成した評価用多層プリント配線板を各実施例毎に作製した。なお、比較例３では表面にあったキャリア銅箔を剥がして露出させた厚さ５μｍの銅箔に外層回路パターンを形成するようにした。
【００２６】
〈評価〉上記で得られた実施例１〜実施例５、比較例１〜比較例４の各樹脂付き銅箔及び各評価用多層プリント配線板について外層回路のパターン精度、硬化させた樹脂層の誘電率、硬化させた樹脂層の弾性率、レーザー加工性の各評価項目について、下記の測定方法で評価し、得られた結果を表１〜表３に示した。リフロー工程による反り量は下記の測定方法で述べるように、さらに別途に反り評価用多層プリント配線板を作製して評価し、得られた結果を表１〜表３に示した。
【００２７】
外層回路のパターン精度の評価方法：評価用多層プリント配線板に形成する外層回路パターンに、ライン幅／ライン間間隔が２０μｍ／２０μｍ、３０μｍ／３０μｍ、４０μｍ／４０μｍ、５０μｍ／５０μｍ、１００μｍ／１００μｍである５種類（５レベル）のテストパターンを備えるようにして評価用多層プリント配線板を作製し、どのレベルの微細回路パターンまでが、断線や短絡等の不具合無く形成できているかを顕微鏡で観察し、不具合無く形成できている限界を評価する。
【００２８】
硬化させた樹脂層の誘電率の評価方法：樹脂付き銅箔の樹脂層のみを硬化させたものの誘電率をＩＰＣ規格のTM-650 2.5.5.9に準拠して測定する（測定周波数１ＭＨｚ）。試験片は、実施例１〜実施例５、比較例４では、樹脂層とするプリプレグを成形後の厚さが約１．０ｍｍとなるように重ねたものの両側に銅箔を配置したものを積層成形（成形条件：温度１７０℃、圧力２．９４ＭＰａ、加熱加圧時間９０分）し、得られた両面銅張積層板の表裏の銅箔を前面エッチングして作製する。比較例１〜比較例３では、樹脂付き銅箔より樹脂部分を剥ぎ取って得た樹脂紛を集めて、測定形状の型に流し込み、プレス成形（成形条件：温度１７０℃、圧力２．９４ＭＰａ、加熱加圧時間９０分）して、約１.０ｍｍの厚さの試験片を作製する。
【００２９】
硬化させた樹脂層の弾性率の評価方法：樹脂付き銅箔の樹脂層のみの弾性率をＪＩＳ規格のＣ６４８１に準拠して測定する。試験片は、実施例１〜実施例５、比較例４では、樹脂層とするプリプレグを成形後の厚さが約１．６ｍｍとなるように重ねたものの両側に銅箔を配置したものを積層成形（成形条件：温度１７０℃、圧力２．９４ＭＰａ、加熱加圧時間９０分）し、得られた両面銅張積層板の表裏の銅箔を前面エッチングして作製する。比較例１〜比較例３では、樹脂付き銅箔より樹脂部分を剥ぎ取って得た樹脂紛を集めて、測定形状の型に流し込み、プレス成形（成形条件：温度１７０℃、圧力２．９４ＭＰａ、加熱加圧時間９０分）して、約１.６ｍｍの厚さの試験片を作製する。
【００３０】
レーザー加工性の評価方法：得られた多層プリント配線板に、バイアホールを形成するための穴加工を、炭酸ガスレーザー（三菱電機社製「ＭＬ６０５ＧＴＸ−５１００Ｕ」）を用いて実施し、樹脂付き銅箔の樹脂層に穴径が１００μｍの穴を、１ショット当たりのエネルギーを２ｍＪとしたときに、何ショットで形成できるかを調べる。なお、穴加工をする位置の表面の銅箔は予めエッチングで除去して、樹脂層を露出させた状態で穴加工は行うようにする。
【００３１】
リフロー工程による反り量の評価方法：基板厚さ０．２ｍｍのＦＲ−４グレードの両面銅張積層板（銅箔厚さ３５μｍ）の銅箔に表面処理（黒化処理）を施したものを内層用基板として使用した。この内層用基板の両面に上記のようにして作製した樹脂付き銅箔のカバーフィルムを剥離して露出する樹脂層面を重ね、１７０℃、９０分間加熱しながら、２．９４ＭＰａで加圧して内層用基板と２枚の樹脂付き銅箔を一体化した。そして、さらに得られた基板の両面に上記のようにして作製した樹脂付き銅箔のカバーフィルムを剥離して露出する樹脂層面を重ね、１７０℃、９０分間加熱しながら、２．９４ＭＰａで加圧して一体化してサイズが１５０ｍｍ×１５０ｍｍの反り評価用の多層プリント配線板を作製した。但し、比較例１〜比較例３ではカバーフィルムなしの樹脂付き銅箔を使用し、比較例３では一体化した後にキャリア銅箔は剥離除去するようにして反り評価用の多層プリント配線板を作製した。この反り評価用の多層プリント配線板について、リフロー処理として２３０℃の雰囲気中に１０秒間曝す処理を行い、反り量を評価する。反り量は、サイズ１５０ｍｍ×１５０ｍｍの反り評価用の多層プリント配線板を水平な板の上に置いたときの最大持ちあがり量を測定した。
【００３２】
【表１】
2008053746.tif 000002
【００３３】
【表２】
2008053746.tif 000003
【００３４】
【表３】
2008053746.tif 000004
【００３５】
得られた表１〜表３の結果から明かなように、本発明の実施例は比較例に比べ硬化させた樹脂層の弾性率が高く、リフロー工程による反り量が小さくなっている。また、外層回路のパターン精度についても、比較例１よりも良好となっている。