JP5077661B2 - 複合基板およびそのプリント配線板 - Google Patents
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そのため、電子部品とプリント配線板の熱膨張率差に起因して発生するストレスを低減する手段として、弾性率の低い樹脂組成物をプリント配線板の表面に設ける方法(特許文献1)が提案されている。この方法により、はんだクラックが発生しにくくなる。
本発明は、高温環境下においてスルーホールクラック、はんだクラック、表層回路の断線等の発生が少なく、接続信頼性に優れた複合基板およびそのプリント配線板を目的とする。
また、上記絶縁層の室温での弾性率が、7〜10GPaであることを特徴とする上記複合基板を提供する。
また、上記複合基板を使用した回路を有するプリント配線板を提供する。
絶縁層の樹脂分とは、ガラスクロスを樹脂組成物に含浸し、150℃で10分間乾燥し、樹脂含浸基材(プリプレグ)にした状態での、絶縁層全体積に対する樹脂の体積割合を指す。
また、ガラスクロスを有さない樹脂付き銅箔ではX−Y方向の熱膨張係数が樹脂のそれに依存するため大きくなり、表層回路の断線が発生しやすくなる。
<銅張積層板の作製>
厚み1.0mmのガラスエポキシ銅張積層板MCL−E−679F(日立化成工業株式会社製商品名)をエッチングにて回路形成を行い、コア基板を作製した。
ガラスクロスに1037タイプを使用し、絶縁樹脂組成物Aを含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)の樹脂分を78%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。
ガラスクロスに1027タイプを使用し、絶縁樹脂組成物Aを含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)の樹脂分を85%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。
ガラスクロスに1015タイプを使用し、絶縁樹脂組成物Aを含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)の樹脂分を93%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。
厚みが1.0mm、ガラスエポキシ銅張積層板MCL−BE−67G(J)(日立化成工業株式会社製商品名)の銅箔をエッチングにて回路形成を行い、このコア基板と銅箔の間に1078タイプのガラスクロスを使用し樹脂分65%の絶縁樹脂組成物Aを含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)を挟みこむようにして真空下、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。
ガラスクロスに1037タイプを使用し、絶縁樹脂組成物Aを含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)の樹脂分を78%とした以外は、実施例4と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。
ガラスクロスに1027タイプを使用し、絶縁樹脂組成物Aを含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)の樹脂分を85%とした以外は、実施例4と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。
ガラスクロスに1078タイプを使用し、弾性率が21〜25GPaであるエポキシ樹脂系の絶縁樹脂組成物Bを含浸したプリプレグGEA−67(日立化成工業株式会社製商品名)の樹脂分を65%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。
コア材となるガラスエポキシ銅張積層板にMCL−E−679F(日立化成工業株式会社製商品名)、プリプレグにGEA−679F(日立化成工業株式会社製商品名)を用いて、実施例1と同様の方法で真空下、圧力3.0MPaで185℃、150分加熱加圧して積層し、評価用銅張積層板を作製した。
ガラスクロスに1080タイプを使用し、絶縁樹脂組成物Aを含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)の樹脂分を62%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。
絶縁樹脂組成物Aのワニスを、銅箔に乾燥後樹脂膜厚が60μm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TCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)を絶縁層に用いた以外は、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。
コア板として厚み1.0mmのMCL−E−67(日立化成工業株式会社製商品名)のガラスエポキシ銅張り積層板を用い、絶縁樹脂組成物Aを樹脂分65%で含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)を用い、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。
絶縁樹脂組成物Aを含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)の樹脂分を78%とした以外は、比較例4と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。
絶縁樹脂組成物Aを含浸したプリプレグTCP−300(日立化成工業株式会社製商品名)の樹脂分を85%とした以外は、比較例4と同様の方法により評価用銅張積層板を作製した。
コア材となるガラスエポキシ銅張積層板にMCL−E−67(日立化成工業株式会社製商品名)、プリプレグにGEA−67(日立化成工業株式会社製商品名)を用いて、実施例1と同様の方法で真空下、圧力2.5MPaで180℃、60分加熱加圧して積層し、評価用銅張積層板を作製した。
(貫通穴(TH)及び非貫通穴(IVH)の接続信頼性)
各評価用銅張積層板に0.3mmの貫通穴をドリルによりあけ、非貫通穴をCO2レーザーによりあけ、穴内及び銅張積層板表面に厚み約20μmの銅めっきを施した後、不要部分の表面銅をエッチングして回路形成を行った。その後ソルダーレジスト形成、仕上げ処理としてフラックスを塗布し、サンプルを完成させた。
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、−45℃、30分と125℃、30分の繰返しを1サイクルとして、500サイクル毎に接続抵抗値を測定し、4000サイクルまで接続抵抗値が試験機投入前の初期抵抗値に対し±10%を越えた場合には、断面観察によりクラックの有無を確認した。表1および2には、接続抵抗値が初期抵抗値に対し±10%を越えるまでの合格サイクル数を示す。判定基準は3000サイクル以上で良、3000サイクル未満で不良とした。
各評価用銅張積層板に厚み約20μmの銅めっきを施し、エッチングにて幅100μm、75μm、50μmの回路を作製した。その後ソルダーレジスト形成、仕上げ処理としてフラックスを塗布し、サンプルを完成させた。次に、上記で得た各サンプルを温度サイクル試験機に投入し、−45℃、30分と125℃、30分の繰返しを1サイクルとして、500サイクル毎にパターンの接続抵抗値を測定し、4000サイクルまでに接続抵抗値が試験機投入前の初期抵抗値に対し±10%を越えた場合には、表面観察により回路断線の有無を確認した。表1および2には、接続抵抗値が初期抵抗値に対し±10%を越えるまでの合格サイクル数を示す。判定基準は3000サイクル以上で良、3000サイクル未満で不良とした。
各評価用銅張積層板をエッチングにて回路形成を行い、チップ搭載用の電極を形成した。その後ソルダーレジスト形成、仕上げ処理としてフラックスを塗布した。その後、この電極上にはんだペーストを塗布し、1005、1608、2125、3216の各サイズのチップを電極上に搭載し、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サンプルを完成させた。その後、チップが搭載されたサンプルを温度サイクル試験機に投入し、−45℃、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、断面観察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)。はんだクラックの発生判定基準は、クラックの大きさが部品とはんだの接続長の50%以上のものを不合格としている。表1および2にはんだクラックが発生するまでの合格サイクル数を示す。判定基準は2500サイクル以上で良、2500サイクル未満で不良とした。
Claims (3)
- 板厚方向の熱膨張係数がガラス転移温度以下で45ppm/℃未満で、板面方向の熱膨張係数が20ppm/℃以下のコア基板と、このコア基板の片面又は両面に配置されたガラスクロスを有する絶縁層とを備え、上記絶縁層の弾性率が、上記コア基板の弾性率よりも小さい複合基板にあって、上記絶縁層中の樹脂分の割合が、65%から93%であることを特徴とする複合基板。
- 上記絶縁層の室温での弾性率が、7〜10GPaであることを特徴とする請求項1の複合基板。
- 請求項1、または2の複合基板を使用した回路を有するプリント配線板。
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