Products News 201

Products News 202

今月の表紙

CCL with excellent Price/Performance for IC package substrate

Round window type
instrument Current transformer

ICチップの熱膨張率に迫りコストパフォーマンスに優れる

受配電設備になく受配電設備になくてはならないてはならない

半導体パッケージ基板用プリント配線板材料

エポキシ樹脂モールド

丸貫通形計器用変流器■我が国初の絶縁方法

新開▲丸貫通形計器用変流器

CTの内部には、ドーナッツ状のコアに電線を巻

利昌工業では1953（昭和28）年より、コイルいたもの（コイル）が入っています。磁場を受を樹脂に完全に埋没させて絶縁するタイプの計けて、コイルには電線の巻き数に応じた電流が器用変流器や変圧器を製造しております。

流れ、これを継電器やメーターへと伝えます。

発

CS-3305A

利昌工業（株）化学技術研究所
RISHO KOGYO CO.,LTD.
Chemical Science
R&D Laboratory■はじめに「樹脂モールド」と呼ばれるこの絶縁方法は、継電器は異常電流を検出すると、直ちにしゃ断

利昌工業が我が国ではじめて開発したもので、高度情報化に伴い、電子機器の高機能化や薄機と呼ばれるスイッチを動作させ電源を切り、現在では、30キロボルト級までの計器用変流器型化が急速に進んでいます。このような発展の事故を未然に防ぎます。

背景には、CSP(Chip Scale Package)やPoP■正確な変流比と誤差精度を兼ね備える(Package on Package)といった、高集積化・薄型や変圧器の絶縁の主流となり、他社でもこの方式のものが、たくさん製造されています。
本稿では、これまでリショーニュースでとり計器用変流器には、正確な電流変換性能と耐あげる機会がなかった丸貫通形計器用変流器に久性が必要です。たとえば一番右のER-48には、ついてご紹介いたします。

2500アンペアといった大電流を、メーターや継■計器用変流器

電器を動作させるのに必要な5アンペアへと、正工場や大型施設などが電力会社より電気の供確に変換する性能が求められます。さらに2500給を受ける際は、6600ボルトとか22000ボルトとアンペア以上の電流が流れても大きな誤差が生いった大きな電圧で受電します。この際、回路じないような設計がなされています。に流れている大電流を小さな電流に変換し、電流計（アンペアメーター）や継電器（リレー）

一番左のRE-21Zは零相変流器(ZCT)で、200ミへと、その情報を送るのが「計器用変流器」のリアンペアといった微弱な電流を、さらに微弱役目です。

化された半導体パッケージの開発があります。
パッケージの高集積化・薄型化が進むと、ICチップと、それを搭載する基板（サブストレート）が持つ熱膨張係数（CTE）の差により、反りが発生しやすくなるという問題がでてきます。そのため、基板材料には低熱膨張化（以下、Low CTE化）の要求が強まっています。
これを達成するため各社では、樹脂に無機充填材を高充填したり、基材には低熱膨張ガラス■零相変流器な1.5ミリアンペアに変換します。通常、三相交■電流の検出方法▲CS-3305A

窪山典人
安田宜史
Norihito Kuboyama Takashi Yasuda【CS-3305Aの特長】● Eガラスクロスで Low CTE化を達成したため、コストパフォーマンスに優れます。
● 熱膨張係数(CTE)はICチップとほぼ同等の6ppm/Kです。
● 加熱時の曲げ弾性率が非常に高く、リフロー時の反りを低減します。
● 弾性率が高いため、薄物基板加工時のハンドリング性が良好であります。
● 高Tg (Tg300℃以上)でありながら低吸水性を備えますので、実装信頼性や絶縁信頼性に優れております。
● 環境対応(ハロゲンフリー、リンフリー)の基板材料です。

クロスを採用したり、といった対応がなされています。

■利昌工業におけるLow CTE化の手法■低反り性
半導体パッケージは高集積化や薄型化が進む流の電線をまとめ

Low CTE化の手法として一般的なものに、エほど、ICチップ(CTE 3〜5ppm/K)と、サブスト

計器用変流器（以下、CT）が電流を検出する

ると磁場が互いにポキシ樹脂に無機充填材(シリカ：CTEレート(CTE 13〜15ppm/K)との、熱膨張係数のイメージは、下記の通りです。電流（電線）の三相打ち消され、ZCTまとめて には電流が流れま0.5ppm/K)を高充填する方法があります。ただ、差により、反りが発生しやすくなります。

周りには磁場が生じています。また、丸貫通形

磁場が消えて0アンペア

大電流

継電器
メーター

▲零相変流器のイメージ

せんが、このうちも進められ、エポキシ樹脂の骨格に多環芳香族の1線に事故（地構造や液晶構造などを導入することで高機能・絡）が起こると三高性能化を達成しています。

相バランスが崩れ、利昌工業では汎用的なEガラスクロスを基材とZCTの二次側に電し、さらに樹脂構造を見直し、無機充填材の分流が流れることに散技術を駆使することで、ICチップとほぼ同等より、継電器で異常を検知します。

変流比に応じた電流継電器
メーター▲丸貫通型変流器 電流検出のイメージ

6

充填の量にも限界がありますので、樹脂の改良のCTE(6ppm/K)を持ち、かつ比較的安価にご提利昌工業では標準品のほか、お客様のご要望供することができる低熱膨張プリント配線板材に応じた計器用変流器の設計・製造を承ります。

料CS-3305Aを開発しましたので、ご紹介いたしお気軽にご相談ください。

ます。

図1. 基板のLow CTE化による反り解消のイメージ
Fig.1 Image of Warpage solution with Low CTE substrate
封止材 Seal material
サブストレートsubstrate

半田ボール Solder ball

Low CTEHigh Modulus

Products News 202

Products News 202

その抑制方法としては…

※半導体パッケージの実装においては、リフロー工程

We have newly developed Low CTE CCL,

“E glass”, CS-3305A has excellent①サブストレートのCTEをICチップのCTE(250℃前後の熱で、はんだボールを溶融させPKG基板とCS-3305A, for IC package substrate.CS-3305A has

Price/Performance and we expect CS-3305 to be

マザーボードを接続する)で一時的な高温が掛かり、反りexcellent Low CTE property of 6ppm/K (Fig.2)

used not only as IC package substrate but also asが発生して接続不良となりやすい。

not consisting of Low CTE glass but consisting ofAutomotive substrate or Module substrate.

■まとめ“E glass”. This Low CTE property is almost equal toWe also line-up Low CTE CCLs in order to meetthat of IC chips(3〜5ppm/k). CS-3305A also hascustomersʼ requirements (Table1) and areso excellent hot ﬂexural modulus(Fig.3)that it

looking forward to inquiries.に近づける②高温時※の弾性率を高くする…が考えられます(図1)。
CS-3305AはICチップのCTEとほぼ同等のCTE = 6ppm/Kを達成しており(図2)、さらに高温時の弾性率も高いため（図3）、加熱時（リフローはんだ工程など）における反り低減が期待できます。
今後、半導体チップ実装後の反り評価等を進める計画です。

CS-3305Aは、汎用的なEガラスクロスで構成されながらも、CTE=6ppm/Kを達成しました。
低コストでも、リフロー工程での反り不良を低減できる半導体パッケージ基板用プリント配線板

will be able to reduce defective reﬂow soldering
caused by warpage of substrates. Consisting of材料です。半導体パッケージ用途以外にも、車載関係やモジュール基板など、低反り性、高耐熱性、■一般特性

General properties

高信頼性が必要とされる分野への用途展開についCS-3305A

CS-3305

CS-3356Sても開発を進めて参ります。
試験項目

図2. TMAチャート

Test items

図3. DMAチャート Fig.3 DMA chart

Fig.2 TMA chart
1.0E+110.43356S

0.3

0.4

CS-3356S

0.3

1.0E+09

0.2

3305

0.2

3305A

0.1
0.0

CS-3305

1.0E+10Eʼ (Pa)

Length (%)

0.5

050

100150200
Temperature (℃)

250

1.0E+080.10100

200

300

0.0

Temperature (℃)

300

インナップして、様々な用途や設計にお応えしております。お気軽にご相談ください。

ガラス転移温度［Tg］(℃)

利昌工業では、高弾性系プリント配線板材料として、CS-3305Aの他にも、下記アイテムをラ● ハロゲンフリー

曲げ弾性率0246810CTE-XY (ppm/K)

12

熱間曲げ弾性率
1416Hot Flexural modulus

13300<300<1803534313433281919131919100.13

0.13

0.09

4.6

4.4

4.4

0.010

0.007

0.012

Low proﬁle

0.6

0.6

0.9

UL94

V-0相当

V-0相当

V-0℃

DMA

GPa

Warp

常態
RT

ヨコ方向

Warp

GPa

Water absorption40

比誘電率(Dk)

35

Dielectric constant

ヨコ方向％

23℃/24h̶1MHz 常態

誘電正接 (Df)25250℃

Fill

吸水率

曲げ弾性率 Flexural modulus

弾性率(GPa)

13

ヨコ方向

タテ方向

3356S180RT

Dissipation factor

2015

ピール強度

10Peel strength0

高弾性6（50-100℃)

Fill5<CS-3356S>

ppm/K

タテ方向

3305

30

● 高Tg・高温時高弾性

Coeﬃcent of thermal
expansion

Flexural modulus

200● Eガラスクロス● ハロゲンフリー・リンフリー

12Warp220● ハロゲンフリー・リンフリー< CS-3305>

11α1

240

160

+ 高Tg・高温時高弾性

6

タテ方向
熱膨張係数

Glass transition
temperature

260< CS-3305A >● Low CTE3305A

280

高弾性
ハロゲンフリー

Development concept

ガラス転移温度(Tg)

ガラス転移温度（Tg）- 熱膨張係数（CTE）
300

Tg 300℃＜
高温時高弾性
ハロゲンフリー
リンフリー

開発コンセプト

Fill320■ラインナップのご紹介

EガラスLow CTE
Tg 300℃＜
高温時高弾性ハロゲンフリーリンフリー

0.5CS-3305A

tan(δ)

0.6

耐燃性
一般FR-43356S

33053305A

UL ﬂammability

KN/m
̶

12μm ロープロ箔

☆上記の数値は測定値の一例であり、保証値ではありません。
☆The various above mentioned data is measured value and is not guaranteed performance.

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Products News 202

その抑制方法としては…

※半導体パッケージの実装においては、リフロー工程

We have newly developed Low CTE CCL,

“E glass”, CS-3305A has excellent①サブストレートのCTEをICチップのCTE(250℃前後の熱で、はんだボールを溶融させPKG基板とCS-3305A, for IC package substrate.CS-3305A has

Price/Performance and we expect CS-3305 to be

マザーボードを接続する)で一時的な高温が掛かり、反り

excellent Low CTE property of 6ppm/K (Fig.2)

used not only as IC package substrate but also asが発生して接続不良となりやすい。

not consisting of Low CTE glass but consisting ofAutomotive substrate or Module substrate.

■まとめ“E glass”. This Low CTE property is almost equal toWe also line-up Low CTE CCLs in order to meetthat of IC chips(3〜5ppm/k). CS-3305A also hascustomersʼ requirements (Table1) and areso excellent hot ﬂexural modulus(Fig.3)that it

looking forward to inquiries.に近づける②高温時※の弾性率を高くする…が考えられます(図1)。

CS-3305Aは、汎用的なEガラスクロスで構成さCS-3305AはICチップのCTEとほぼ同等のれながらも、CTE=6ppm/Kを達成しました。

CTE = 6ppm/Kを達成しており(図2)、さらに高温低コストでも、リフロー工程での反り不良を低時の弾性率も高いため（図3）、加熱時（リフロ減できる半導体パッケージ基板用プリント配線板ーはんだ工程など）における反り低減が期待できwill be able to reduce defective reﬂow soldering
caused by warpage of substrates. Consisting of材料です。半導体パッケージ用途以外にも、車載ます。

関係やモジュール基板など、低反り性、高耐熱性、今後、半導体チップ実装後の反り評価等を進め■一般特性General properties

高信頼性が必要とされる分野への用途展開についる計画です。

CS-3305A

CS-3305

CS-3356Sても開発を進めて参ります。
試験項目

図2. TMAチャート

Test items

図3. DMAチャート Fig.3 DMA chart

Fig.2 TMA chart
1.0E+110.43356S

0.30.4CS-3356S

0.3

1.0E+09

0.23305

0.23305A

1.0E+080.10.0CS-3305

1.0E+10Eʼ (Pa)

Length (%)

0.5

050

100
150
200
Temperature (℃)

250

0.10100

200

300

0.0

Temperature (℃)

300

ガラス転移温度［Tg］(℃)

利昌工業では、高弾性系プリント配線板材料として、CS-3305Aの他にも、下記アイテムをラインナップして、様々な用途や設計にお応えしております。お気軽にご相談ください。

弾性率(GPa)

61313300<300<1803534313433281919131919100.13

0.13

0.09

4.6

4.44.40.010

0.0070.012

Low proﬁle0.60.60.9

UL94

V-0相当

V-0相当

V-0（50-100℃)

ヨコ方向℃DMAGPa

Warp

常態
RT

ヨコ方向
タテ方向3356S

1800246810
CTE-XY (ppm/K)

12

熱間曲げ弾性率1416

Hot Flexural modulus

吸水率

40

比誘電率(Dk)

35

Dielectric constant

250℃

ヨコ方向％

23℃/24h̶

1MHz 常態

誘電正接 (Df)25

RT

Dissipation factor

2015

ピール強度

10

Peel strength

0Warp

GPa

Fill

Water absorption5

高弾性ppm/K

Fill30<CS-3356S>● ハロゲンフリー

曲げ弾性率
Flexural modulus

200● Eガラスクロス● 高Tg・高温時高弾性

Coeﬃcent of thermal
expansion

タテ方向3305

曲げ弾性率 Flexural modulus● ハロゲンフリー・リンフリー

12Warp220● ハロゲンフリー・リンフリー< CS-3305>

11α1240

160+ 高Tg・高温時高弾性

6

タテ方向
熱膨張係数

Glass transition
temperature

260< CS-3305A >● Low CTE3305A

280

高弾性
ハロゲンフリー

Development concept

ガラス転移温度(Tg)320300Tg 300℃＜
高温時高弾性
ハロゲンフリー
リンフリー

開発コンセプトFill

ガラス転移温度（Tg）- 熱膨張係数（CTE）■ラインナップのご紹介

Eガラス
Low CTE
Tg 300℃＜
高温時高弾性
ハロゲンフリーリンフリー

0.5

CS-3305A

tan(δ)

0.6

耐燃性
一般FR-43356S

3305

3305A

UL ﬂammability

KN/m
̶

12μm ロープロ箔

☆上記の数値は測定値の一例であり、保証値ではありません。
☆The various above mentioned data is measured value and is not guaranteed performance.

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