JP6695046B2 - プリプレグ、金属張積層板、配線板、並びに、配線板材料の熱応力の測定方法 - Google Patents
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Description
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を260℃に加熱した後、260℃から常温までの降温させる間、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに接近する方向に変位させながら、その間の引張応力を熱収縮応力として測定する。
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を常温から260℃までの昇温時に、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに離れる方向に変位させながら、その間の引張応力を熱膨張応力として測定する。
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を常温から260℃までの昇温時に、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに離れる方向に変位させながら、その間の引張応力を熱膨張応力として測定する。
本発明の一つの実施形態において、熱硬化性樹脂組成物を熱硬化させて硬化物としたプリプレグ試験片を用いて以下の熱応力試験により測定される熱収縮応力の最大値は、400kPa以下である。
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を260℃に加熱した後、260℃から常温までの降温させる間、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに接近する方向に変位させながら、その間の引張応力を熱収縮応力として測定する。
応力(kPA)=((30℃mNにおける荷重)−(260℃mNにおける荷重))/試験片の断面積(mm2)
そして、得られた引張応力を熱収縮応力として、その最大値を得る。
本発明の一つの実施形態において、熱硬化性樹脂組成物を熱硬化させて硬化物としたプリプレグ試験片を用いて以下の熱応力試験により測定される熱膨張応力の最大値は、100kPa以下である。
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、常温から260℃まで昇温させる間、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに離れる方向に変位させながら、その間の引張応力を熱膨張応力として測定する。
応力(kPa)=((最大荷重)−(30℃mNにおける荷重))/試験片の断面積(mm2)
なお、式中、最大荷重とは、温度-応力の曲線の極大値を意味する。
本実施形態のプリプレグに使用される熱硬化樹脂組成物は、上記特性を満たすような樹脂組成物であれば、その組成については特に限定はない。好ましくは、本実施形態の樹脂組成物は、少なくとも熱硬化性樹脂およびその硬化剤を含む。さらに、前記熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂以外の樹脂、無機充填材等を含んでいてもよい。
また、これらの中では、エポキシ変性されたアクリル樹脂等が好ましい。
偏平処理加工としては、具体的には、例えば、ガラスクロスを適宜の圧力でプレスロールにて連続的に加圧してヤーンを偏平に圧縮することにより行うことができる。なお、織布基材の厚みとしては、例えば、10〜200μmのものを使用できる。
本実施形態に係る金属張積層板は、前記樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層と、その上下の両面又は片面に金属層とを有することを特徴とする。このような金属張積層板であれば、パッケージの反りの発生を充分に抑制できる配線板を製造できる。
本発明の一つの実施形態である、配線板材料の熱応力の測定方法は、熱応力を測定する必要のある配線板材料の試験片の両端を治具に保持し、前記試験片を260℃に加熱した後、260℃から常温まで降温させる間、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに接近する方向に変位させながら、その間の引張応力を熱収縮応力として測定することを特徴とする。
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を260℃に加熱した後、260℃から常温までの降温させる間、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに接近する方向に変位させながら、その間の引張応力を熱収縮応力として測定する。
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を常温から260℃までの昇温時に、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに離れる方向に変位させながら、その間の引張応力を熱膨張応力として測定する。
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を常温から260℃までの昇温時に、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに離れる方向に変位させながら、その間の引張応力を熱膨張応力として測定する。
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のHP9500)41.67質量部と、ナフタレン型フェノール性硬化剤(DIC株式会社製のHPC9500)28.33質量部と、エポキシ変性アクリル樹脂(ナガセケムテックス株式会社製のPMS−12−82(重量分子量50万))30質量部と、硬化促進剤としてのイミダゾール(四国化成工業株式会社製の2E4MZ:2−エチル−4−メチルイミダゾール)0.04質量部と、イソシアネートシランカップリング剤で表面処理された球状シリカ(株式会社アドマテックス製のSC2500GNO)50質量部とを配合することによって、樹脂組成物が得られた。そして、この樹脂組成物を、溶媒であるメチルエチルケトン(MEK)151質量部で希釈することで、ワニス状の樹脂組成物(樹脂ワニス)にした。
織布基材として、別のガラスクロス、すなわち日東紡製T2013(厚さ71μm・単重80g/m2)を用い厚さが0.1mmになるように樹脂ワニスを含浸したこと以外、実施例1と同様にしてプリプレグを得た。さらに、得られたプリプレグを1枚重ね、その両面に金属箔として銅箔(厚み12μm)を積層して、真空条件下、2.94MPa(30kgf/cm2)で加圧しながら、220℃で60分間加熱して成形することによって、金属張積層板として厚さが0.1mmの銅張積層板(CCL)を製造した。
銅張積層板(CCL)として市販のMCL−E770G(日立化成製)の厚さが0.1mmのものを用いた。
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のHP9500)41.67質量部と、ナフタレン型フェノール性硬化剤(DIC株式会社製のHPC9500)28.33質量部と、コアシェル樹脂(アイカ工業株式会社製のスタフィロイドAC3355)10質量部と、硬化促進剤としてのイミダゾール(四国化成工業株式会社製の2E4MZ:2−エチル−4−メチルイミダゾール)0.04質量部と、イソシアネートシランカップリング剤で表面処理された球状シリカ(株式会社アドマテックス製のSC2500GNO)120質量部とを配合することによって、樹脂組成物が得られた。そして、この樹脂組成物を、溶媒であるメチルエチルケトン(MEK)120質量部で希釈することで、ワニス状の樹脂組成物(樹脂ワニス)にした。
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のHP9500)41.67質量部と、ナフタレン型フェノール性硬化剤(DIC株式会社製のHPC9500)28.33質量部と、硬化促進剤としてのイミダゾール(四国化成工業株式会社製の2E4MZ:2−エチル−4−メチルイミダゾール)0.04質量部と、イソシアネートシランカップリング剤で表面処理された球状シリカ(株式会社アドマテックス製のSC2500GNO)210質量部とを配合することによって、樹脂組成物が得られた。そして、この樹脂組成物を、溶媒であるメチルエチルケトン(MEK)138質量部で希釈することで、ワニス状の樹脂組成物(樹脂ワニス)にした。
実施例、比較例で製造または用意した厚さ0.1mmの銅張積層板の表面の銅箔を全てエッチングにより除去することにより厚さ0.1mmの試験片を得た。この試験片を用いて以下の評価を行った。
各実施例および比較例で得られたプリプレグを220℃で90分間加熱乾燥することによって、プリプレグ中の熱硬化性樹脂組成物を硬化物とした。そして、厚さ0.1mmの試験片(前記硬化物)を幅4mm、長さ25mmに切り出し、日立ハイテクサイエンス製、熱機械分析装置(TMA SS6100)の引張測定用治具にチャック間距離15mmで保持し、この試料に初期荷重20mNを加えた。試料を260℃に加熱した後に、260℃から常温まで20℃/分で降温させるとともに、降温時に治具間距離を3ppm/℃で互いに接近する方向に変位させながら引張応力を測定した。
応力(kPA)=((30℃mNにおける荷重)−(260℃mNにおける荷重))/試験片の断面積(mm2)
各実施例および比較例で得られたプリプレグを220℃で90分間加熱乾燥することによって、プリプレグ中の熱硬化性樹脂組成物を硬化物とした。そして、厚さ0.1mmの試験片(前記硬化物)を幅4mm、長さ25mmに切り出し、日立ハイテクサイエンス製、熱機械分析装置(TMA SS6100)の引張測定用治具にチャック間距離10mmで保持し、この試料に初期荷重20mNを加える。試料を室温で5分保持した後、20℃/minで260℃まで昇温させるとともに、昇温時に治具間距離を3ppm/℃で互いに離れる方向に変位させながら膨張応力を測定する。
応力(kPa)=((最大荷重)−(30℃mNにおける荷重))/試験片の断面積(mm2)
JIS K7161に示される方法で引張試験を行い、引張弾性率(ヤング率)を求めた。なお、試験片はJIS K7127に記載のタイプ2の形状で測定した。
JIS K7161に示される方法で引張試験を行い、破断伸びを測定した。なお、試験片は硬化物を45°方向に幅5mmで切り出したものを用い、チャック間の初期距離は60mmとした。
引張伸び率(%)=破断伸び/チャック間初期距離×100
厚さ0.1mmの試験片(前記硬化物)を幅4mm、長さ25mmに切り出し、日立ハイテクサイエンス製、熱機械分析装置(TMA SS6100)の引張測定用治具にチャック間距離15mmで保持し、荷重50mNをかけ、室温から260℃まで10℃/minで昇温し、その間の膨張量を測定した。得られた膨張曲線の50℃〜100℃の平均線膨張率をCTEとした。
CTE(ppm/℃)=(ΔL/L)/(ΔT)
ΔL:50℃〜100℃の膨張量
L:チャック間距離
ΔT:50℃〜100℃の温度差
まずフリップチップ(FC)を基板に補強材(パナソニック株式会社製「HCV531
3HS」)で接着して実装することによって、パッケージ反り量を測定するための簡易的
なFC実装パッケージ(大きさ16mm×16mm)を製造した。ここで、前記FCとし
ては、15.06mm×15.06mm×0.1mmの大きさのSiチップに4356個
のはんだボール(高さ80μm)を搭載したものを用いた。前記基板としては、各実施例および比較例で得られた金属張積層板の金属箔を除去したものを用いた。次に前記FC実装パッケージについて、反り測定装置(AKROMETRIX社製「THERMOIRE PS200」)を用いてシャドウモアレ測定理論に基づいて反りを測定した。パッケージ反り量は、前記FC実装パッケージを30℃から260℃まで加熱し、その後30℃まで冷却したときの反り量を評価した。なお、評価基準は以下の通りである。
「小」30℃の反り、260℃の反りが200um以下
「中」30℃の反り、260℃の反りが300um以下
「大」30℃の反り、260℃の反りが400um以上
以上の結果を、下記表1にまとめる。
2 治具
Claims (9)
- 熱硬化性樹脂組成物の半硬化物からなる樹脂層と、前記樹脂層内に設けられた繊維質基材とを備えるプリプレグであって、
前記熱硬化性樹脂組成物が、
エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド(PPO)樹脂、ラジカル重合性樹脂およびそれらの変性樹脂からなる群より選択される少なくとも1種又は2種以上の樹脂と、
エポキシ変性されたアクリル樹脂と、
硬化剤とを含み、
前記熱硬化性樹脂組成物を熱硬化させて硬化物とした前記プリプレグ試験片を用いて、以下の熱応力試験により測定される熱収縮応力の最大値が、400kPa以下であることを特徴とする、プリプレグ。
〔熱応力試験〕
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を260℃に加熱した後、260℃から常温までの降温させる間、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに接近する方向に変位させながら、その間の引張応力を熱収縮応力として測定する。 - 熱硬化性樹脂組成物の半硬化物からなる樹脂層と、前記樹脂層内に設けられた繊維質基材とを備えるプリプレグであって、
前記熱硬化性樹脂組成物が、
エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド(PPO)樹脂、ラジカル重合性樹脂およびそれらの変性樹脂からなる群より選択される少なくとも1種又は2種以上の樹脂と、
エポキシ変性されたアクリル樹脂と、
硬化剤とを含み、
前記熱硬化性樹脂組成物を熱硬化させて硬化物とした前記プリプレグ試験片を用いて、以下の熱応力試験により測定される熱膨張応力の最大値が、100kPa以下であることを特徴とする、プリプレグ。
〔熱応力試験〕
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を常温から260℃までの昇温時に、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに離れる方向に変位させながら、その間の引張応力を熱膨張応力として測定する。 - 前記熱硬化性樹脂組成物を熱硬化させて硬化物とした前記プリプレグ試験片を用いて、以下の熱応力試験により測定される熱膨張応力の最大値が、100kPa以下であることを特徴とする、請求項1に記載のプリプレグ。
〔熱応力試験〕
厚み0.1mmの前記試験片の両端を治具で保持し、前記試験片を常温から260℃までの昇温時に、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに離れる方向に変位させながら、その間の引張応力を熱膨張応力として測定する。 - 前記繊維質基材が織布または不織布である、請求項1〜3のいずれかに記載のプリプレグ。
- 前記熱硬化性樹脂組成物がさらに無機充填材を含む、請求項1〜4のいずれかに記載のプリプレグ。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のプリプレグの硬化物と、その上下の両面又は片面に金属箔とを有する、金属張積層板。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のプリプレグの硬化物と、その表面に回路としての導体パターンとを有する、配線板。
- 配線板材料の熱応力の測定方法であって、
前記配線板材料試験片の両端を治具に保持し、
前記試験片を260℃に加熱した後、260℃から常温まで降温させる間、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに接近する方向に変位させながら、その間の引張応力を熱収縮応力として測定することを特徴とする配線板材料の熱応力の測定方法。 - 配線板材料の熱応力の測定方法であって、
前記配線板材料試験片の両端を治具に保持し、
前記試験片を常温から260℃までの昇温させる間、前記治具間距離を0.01〜5ppm/℃で互いに離れる方向に変位させながら、その間の引張応力を熱膨張応力として測定することを特徴とする配線板材料の熱応力の測定方法。
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