(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅箔またはキャリアフィルムと絶縁樹脂層からなり、絶縁樹脂層が形状の異なる２種類以上のホウ酸アルミニウムをフィラーとして含むことを特徴とする接着剤シート。
【請求項２】
熱硬化性樹脂中に、形状の異なる２種類以上のホウ酸アルミニウムをフィラーとして分散させた樹脂ワニスを、銅箔またはキャリアフィルムの片面に塗布し、加熱・半硬化することを特徴とする接着剤シートの製造法。
【請求項３】
内層回路と、外層回路と、その内層回路と外層回路を接続するバイアホールと、内層回路と外層回路を絶縁する絶縁層に形状の異なる２種類以上のホウ酸アルミニウムをフィラーとして含むことを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項４】
熱硬化性樹脂中に、形状の異なる２種類以上のホウ酸アルミニウムをフィラーとして分散させた樹脂ワニスを、銅箔またはキャリアフィルムの片面に塗布し、加熱・半硬化した接着剤シートを、内層回路板に、樹脂が接するように重ね、加熱・加圧して積層一体化し、バイアホールを形成し、外層回路を形成する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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント配線板に用いる接着剤シートとその製造法およびその接着剤シートを用いた多層プリント配線板とその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップ等の電子部品は、その回路の集積密度が非常に高くなっており、このような電子部品が搭載されるプリント配線板にも、配線の高密度化のために多層化や配線精度の向上が行われている。
多層プリント配線板は、通常、予め複数の基板に導体回路を形成し、その複数の基板の間にプリプレグを挟み、互いに位置合わせをして重ね、加熱・加圧して積層一体化されて製造されているが、プリプレグに、今まで使用されていたようなガラスクロスプリプレグを用いると、厚さの調整が困難になるという問題があった。
【０００３】
そこで、ガラスクロスのような補強材を用いないで、樹脂だけを用いて絶縁層を形成することが提案されている。
このような絶縁層を樹脂だけで構成して、多層プリント配線板を製造するには、キャリアフィルムや銅箔の表面に未硬化の絶縁樹脂ワニスを、塗布し、加熱・乾燥して半硬化させた接着剤シートを用いるのが効率的である。
このような接着剤シートを用いて、たとえば、内層回路を形成した基板上に重ね、加熱・加圧して積層一体化し、バイアホールとなる箇所を炭酸ガスレーザー等のレーザ光で穴あけした後に、必要な箇所にのみめっきすることにより、外層回路を形成すると共に内層回路と外層回路とを電気的に接続することによって、多層プリント配線板を製造できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような接着剤シートは、ガラスクロスのような補強材を有さないため折れ曲がりやすく取り扱いが難しいという課題があった。また、絶縁層が樹脂のみで構成されているため、熱膨張率が大きく、配線板を製造する途中での寸法変化が大きく、各絶縁層の穴や導体層の接続端子の位置合わせが困難になるという課題があった。
【０００５】
その絶縁層の熱膨張率を低下させ、寸法変化を小さくする解決手段として、樹脂に高分子化した樹脂を用いたり、樹脂に繊維状のフィラーを混入する方法が提案されているが、高分子化した樹脂を用いた場合には、内層回路の回路導体間を空隙がなく埋まるようにするほどの流動性を付与することが困難で、その空隙が後の工程ではんだリフローなどの電子部品を搭載するときに膨張して剥離してしまうという課題があり、また、繊維状のフィラーを充填させた樹脂を用いた場合には、繊維の長さ方向を常に同じ方向に揃えることができず、縦横の熱膨張率が製造するたびに異なるため、製品ごとあるいは製造ロットごとに熱膨張率を測定しながら各絶縁層の穴や導体層の接続端子の位置合わせのための治工具を作ることが困難なため実用的でないという課題があった。
【０００６】
本発明は、内層回路の回路導体間を空隙なく埋めることができる程度に流動性を有し、熱膨張率が一様に低く、かつ適当な剛性があって多層プリント配線板を製造するときの作業性に優れた接着剤シートとその製造法およびその接着剤シートを用いた多層プリント配線板とその製造法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の接着剤シートは、銅箔またはキャリアフィルムと絶縁樹脂層からなり、絶縁樹脂層が形状の異なる２種類以上のホウ酸アルミニウムをフィラーとして含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の接着剤シートの製造法は、熱硬化性樹脂中に、形状の異なる２種類以上のホウ酸アルミニウムをフィラーとして分散させた樹脂ワニスを、銅箔またはキャリアフィルムの片面に塗布し、加熱・半硬化することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の多層プリント配線板は、内層回路と、外層回路と、その内層回路と外層回路を接続するバイアホールと、内層回路と外層回路を絶縁する絶縁層に形状の異なる２種類以上のホウ酸アルミニウムをフィラーとして含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の多層プリント配線板の製造法は、熱硬化性樹脂中に、形状の異なる２種類以上のホウ酸アルミニウムをフィラーとして分散させた樹脂ワニスを、銅箔またはキャリアフィルムの片面に塗布し、加熱・半硬化した接着剤シートを、内層回路板に、樹脂が接するように重ね、加熱・加圧して積層一体化し、バイアホールを形成し、外層回路を形成することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
フィラーには、繊維状、球状、鱗片状、不定形等の形状のフィラーが使用でき、しかも、異なる形状の２種類以上のフィラーを用いる。たとえば、一方のフィラーに、フィルム形成能を持たせるために、鱗片状フィラーや、繊維状フィラーを用い、それに組み合わせるフィラーには、繊維長が短いフィラーを用いることが好ましく、さらに、球状のフィラーを用いることがより好ましい。
【００１２】
また、フィラーの直径は、１〜１００μｍの範囲であることが好ましく、１μｍ未満では、剛性が得られず、作業性が低下し、１００μｍを越えると、導体回路と接触したフィラーが他の導体回路と接触する確率が高くなり、フィラーに沿って発生する銅イオンのマイグレーションによる回路間短絡事故を起こす可能性がある。
また、組み合わせるフィラーは、一方のフィラーの直径の１／２以下のものが好ましく、１／３以下のものがより好ましい。下限は、上記フィラーの直径と同じである。この組み合わせるフィラーが、一方のフィラーの直径の１／２を越えると、樹脂中に占めるフィラーの割合を大きくできず、フィラーの混合による特性の改善の効果に乏しくなる。
【００１３】
フィラーの平均粒子径は、予め目的とする大きさのものを用いても良いし、破砕等の一般的な方法、例えばボールミルやビーズミル、ナノメーカやナノマイザー等のせん断力がかかる一般的な装置を用いて、調整することができる。
【００１４】
ウィスカーの種類としては、ホウ酸アルミニウム、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、塩基性硫酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化けい素、水酸化アルミニウム、α−アルミナ、タルク等から選ばれた１種類以上のものを用いることができる。その中でも、ホウ酸アルミニウムは熱膨張係数が小さく、しかも比較的安価であるため、ホウ酸アルミニウムを用いることが好ましい。
【００１５】
用いるフィラーの配合比はどのように設定してもよく、繊維状、鱗片状等フィルム形成能を持たせるためのフィラーが少なくとも、加えるフィラーの４０重量％〜９０重量％の範囲であることが好ましい。フィルム形成能を持たせるためのフィラーが４０重量％未満であると、作製した樹脂ワニスをフィルム状に形成するのが困難となり、取り扱い性が低くなる可能性があり、６０重量％以上であればより好ましい。
【００１６】
また、プリント配線板の剛性及び耐熱性をさらに高めるのに、シランカップリング剤で表面処理したフィラーを使用することも有効である。カップリング剤で表面処理したフィラーは、樹脂との濡れ性、結合性が優れ剛性及び耐熱性を向上させることができる。このとき使用するカップリング剤は、シリコン系、チタン系、アルミニウム系、ジルコニウム系、ジルコアルミニウム系、クロム系、ボロン系、リン系、アミノ酸系等の公知のものを使用できる。
【００１７】
樹脂には、従来のガラスクロスを基材としたプリプレグに使用されている樹脂及びガラスクロス基材を含まない接着フィルムあるいは銅箔付き接着フィルムに使用されている熱硬化性樹脂を使用することができる。ここでいう樹脂とは、樹脂、硬化剤、硬化促進剤、カップリング剤（必要に応じて）、希釈剤（必要に応じて）を含むものを意味する。
【００１８】
樹脂の種類としては、例えばエポキシ樹脂、ビストリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、けい素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、イソシアネート樹脂、ポリイミド樹脂またはこれらの種々の変性樹脂類が好適である。この中で、プリント配線板特性上、特にビストリアジン樹脂、エポキシ樹脂が好適である。そのエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒドノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、脂肪族環状エポキシ樹脂及びそれらのハロゲン化物、水素添加物、及び前記樹脂の混合物が好適である。中でもビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂またはサルチルアルデヒドノボラック型エポキシ樹脂は耐熱性に優れ好ましい。
【００１９】
このような樹脂の硬化剤としては、従来使用しているものが使用でき、樹脂がエポキシ樹脂の場合、例えばジシアンジアミド、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ポリビニルフェノール、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂及びこれらのフェノール樹脂のハロゲン化物、水素化物等を使用できる。中でも、ビスフェノールＡノボラック樹脂は耐熱性に優れ好ましい。この硬化剤の前記樹脂に対する割合は、樹脂１００重量部に対して、２〜８０重量部の範囲が好ましく、さらには、ジシアンジアミドでは、２〜５重量部、それ以外の硬化剤では、２０〜７０重量部の範囲が好ましい。
【００２０】
硬化促進剤としては、樹脂がエポキシ樹脂の場合、イミダゾール化合物、有機リン化合物、第３級アミン、第４級アルモニウム塩等を使用する。この硬化促進剤の前記樹脂に対する割合は、樹脂１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部の範囲が好ましく、０．１〜１．０重量部の範囲がより好ましい。
【００２１】
本発明の熱硬化性樹脂は、溶剤にて希釈して樹脂ワニスとして使用することもできる。溶剤には、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、メタノール、エタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等を使用できる。
この希釈剤の前記に対する割合は、樹脂使用している割合でよく、樹脂１００重量部に対して１〜２００重量部の範囲が好ましく、３０〜１００重量部の範囲がさらに好ましい。
【００２２】
さらに本発明においては、樹脂中に上記した各成分の他に、必要に応じて従来より公知のカップリング剤、充填材等を適宜配合してもよい。
【００２３】
樹脂への電気絶縁性フィラーの配合量は、樹脂固形分１００重量部に対し５重量部未満であると、切断時に樹脂が細かく砕けて飛散しやすくなる等の取り扱い性が悪くなるとともに、配線板にしたときに十分な放熱性が得られない。一方フィラーの配合量が３５０重量部以上であると、熱圧成形時の内層回路の穴埋め性や回路間への樹脂充填性が損なわれ、熱圧成形後のフィラー複合樹脂層中にボイドやかすれが発生しやすくなり、配線板特性を損なう恐れがある。したがって、フィラーの配合量は、樹脂固形分１００重量部に対し５０〜３５０重量部が好ましい。さらに、内層回路の穴埋め性や回路間への樹脂充填性に優れ、なおかつ、製造した配線板が従来のガラスクロス使用のプリプレグを用いて製造した配線板と比較し、同等以上の剛性と寸法安定性とワイヤボンディング性を持つことが出来る理由から、フィラーの配合量は、樹脂固形分１００重量部に対し１００〜２３０重量部であることがより好ましい。
【００２４】
電気絶縁性ウィスカーを含む熱硬化性樹脂組成物の樹脂厚さは特に規定しないが、内層回路の内層銅厚さよりも厚いことが望ましい。内層銅厚さよりも薄い場合は、内層回路の充填性が不十分になるばかりでなく、かすれ等が発生しやすくなる。
【００２５】
【実施例】
実施例１
（電気絶縁性ウィスカーを含む熱硬化性樹脂組成物の作製）
ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１０）１００重量部とビスフェノールＡノボラック樹脂（エポキシ当量１２３）１００重量部、硬化促進剤としてジシアンジアミド１重量部をＭＥＫ８０重量部で希釈したワニスに主成分とする熱硬化性樹脂に平均直径０．８μｍ、平均繊維長２０μｍ、最大長さ３０μｍのホウ酸アルミニウムウィスカーと、平均粒径５μｍのホウ酸アルミニウム球状粒子（商品名アルボライト）を６：４で混合したものを、樹脂固形分１００重量部に対し１１０部になるように配合し、フィラーがワニス中に均一に分散するまで攪拌した。
このワニスを、厚さ１８μｍの銅箔にナイフコータにて塗工し、温度１５０℃で１０分間加熱乾燥して、溶剤を除去するとともに、熱硬化性樹脂を半硬化させた、ウィスカー体積分率が３０％の厚さが５０μｍの銅箔付き接着剤を作製した。この接着フィルムの樹脂流れは、ＭＩＬ法で２５％であった。
次に、厚さが２００μｍの銅箔に、銅箔付き接着剤をのせ、１７５℃、３ＭＰａで６０分間加熱、加圧して一体化した。その後、電食試験用の電極となるパターンをエッチングにより作製した。なお、実装部品の搭載部の絶縁層厚さは、測定の結果３０μｍであった。
【００２６】
実施例２
銅箔付き接着剤の作製時にサリチルアルデヒドノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２５０）１００重量部とビスフェノールＡノボラック樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂（エポキシ当量１２３）２００重量部と使用した他は、実施例１と全く同様にして多層プリント配線板を作製した。
【００２７】
参考例１
フィラーの種類のうち、繊維状粒子を平均繊維長３０μｍのガラスフィラーに変更した他は、実施例１と同様の配合で多層プリント配線板を作製した。
【００２８】
参考例２
フィラーの組み合わせを、鱗片状の合成雲母と平均粒径が８μｍのアルミノシリケートに変更した他は、実施例１と同様の配合で多層プリント配線板を作製した。
【００２９】
比較例１
銅箔付き接着剤の作製時に用いるフィラーを針状のアルミナフィラーとした他は、実施例１と同様の配合で多層プリント配線板を作製した。なお、実装部品の搭載部の絶縁層厚さは、測定の結果３５μｍであった。
【００３０】
比較例２
銅箔付き接着剤の代わりに、６０μｍのプリプレグを使用した他は、実施例１と同様の配合で多層プリント配線板を作製した。なお、実装部品の搭載部の絶縁層厚さは、測定の結果４５μｍであった。
【００３１】
これらの方法で得られた多層プリント配線板は、表１のような特性を示した。
【００３２】
【表１】
0004366785.tif 000002
【００３３】
試験方法を以下に示す。
・線膨張係数：ＪＩＳ Ｃ ６４８１のＴＭＡ法で、線膨張係数を測定。昇温速度は１０℃／分とした。
・半田耐熱性：２６０℃のフロートで、８０秒以上膨れないものを○とした。
・寸法変化率：１８μｍの銅箔に塗工して半硬化させたものと、０．６ｍｍの厚さのＦＲ−４基材とを１７５℃、３ＭＰａで６０分間加熱、加圧して一体化したものに、３００ｍｍ間隔の基準穴を四角形になるように４箇所穴をあけ、穴間距離を測定した。その後外層銅箔を全面エッチング後、１３０℃の乾燥機内で１時間乾燥し、再び基準点間の穴間距離を測定し、その寸法の変化率を算出した。
【００３４】
本発明は、内層回路板に、熱硬化性樹脂中に２種類の電気絶縁性フィラーを分散させた樹脂を配合した熱硬化性樹脂組成物を、キャリアフィルムの片面に塗布し、加熱により前記樹脂を半硬化状態にし、キャリアフィルムを除去することにより得られる接着剤シートを積層して得られる多層プリント配線板の製造方法を提供するものである。樹脂中に２種類の形状の異なるフィラーを分散させることにより、低熱膨張率を付与することができる。
本発明はしたがって、製造した絶縁ワニスを用いて得られた多層プリント配線板は、回路充填性に優れ、表面が平坦で回路加工性が良く、絶縁層が保持されるため絶縁信頼性が高く、低熱膨張性に優れるため、寸法安定性が高い。既存の設備で製造可能であり、環境にも今まで以上に大きな負荷を与えることはない。したがって、多層プリント配線板の高密度化、薄型化、高信頼性化、低コスト化に多大の貢献をする。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明によって、内層回路の回路導体間を空隙なく埋めることができる程度に流動性を有し、熱膨張率が一様に低く、かつ適当な剛性があって多層プリント配線板を製造するときの作業性に優れた接着剤シートとその製造法およびその接着剤シートを用いた多層プリント配線板とその製造法を提供することができる。