(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に、配線パターンと当該配線パターンの一部に形成された凸状のバンプとを備えている第１の絶縁基板と、当該第１の絶縁基板の配線パターンと対向する面に、配線パターンと前記凸状のバンプを受ける受け導体ランドとを備えている第２の絶縁基板とが対向配置され、かつ当該凸状のバンプの少なくとも先端部と受け導体ランドとの間に、金属粒子を含む異方性導電膜が挟持されていると共に、当該凸状のバンプの側方には層間絶縁樹脂層が配置されている多層プリント配線板であって、前記異方性導電膜は、その積層工程時の温度たる７０〜１８０℃で軟化している粘度が、層間絶縁樹脂層の粘度よりも低いものであることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項２】
前記記載の異方性導電膜が、金属粒子、エポキシ樹脂、硬化剤及び溶剤の組成物からなることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
【請求項３】
前記記載の異方性導電膜が、層間絶縁樹脂層に含まれる樹脂と同じ樹脂を含有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層プリント配線板。
【請求項４】
異方性導電膜に含まれる金属粒子が、前記凸状のバンプ又は前記受け導体ランドの銅めっき及び／又は銅箔より硬いことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の多層プリント配線板。
【請求項５】
前記記載の異方性導電膜に含まれる金属粒子が、金コーティングされていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の多層プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層間接続部の一部に異方性導電膜を利用した一括積層法により製造された多層プリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用電子機器によっては、比較的短納期を要求される多層プリント配線板も多くなってきている。顧客要求の短納期に対応すべく、一括積層法による多層プリント配線板も数多く製造されている。
【０００３】
図４は、従来技術を示すもので、絶縁基板７０１の両面に厚い回路７０２ａと７０２ｂ、薄い回路７０３ａ、７０３ｂを形成し、その上下にシート状の異方性導電フィルム７０４ａと７０４ｂを介して最外層の導体回路７０６ａと７０６ｂの間に導電性粒子７０５ａ、７０５ｂが挟まれ、層間の導通が得られたビルドアップ基板７００となっている（特許文献１参照）。
【０００４】
図５に示す従来技術のプリント配線板８００は、銅箔により配線パターン８０１が形成されている。その配線パターン８０１以外の基板表面には、後に接続部を形成すべき部分を除いたほぼ全面に、エポキシ樹脂による絶縁性樹脂８０２が積層されている。後に接続部を形成すべき部分には銅箔露出部より狭く点状または凸状に銅を含む導電体ペーストの凸部８０３が形成されている。この導電体ペーストの凸部８０３は、鉛や銀など他の材料でもよく、導電性を有するものであればよい。この導電体ペーストの印刷は、乾燥後に周囲の絶縁性樹脂８０２の高さよりも突出する形になるように厚く印刷する。当該凸部８０３を完全被覆し、絶縁樹脂８０２と同じ高さまで異方性導電樹脂８０４が形成され、一括積層することによりプリント配線板８００を得ることができる（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２６４６９号公報
【特許文献２】特開平１１−１１２１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４に示した従来技術は、シート状の異方性導電フィルム７０４ａ，７０４ｂを凸状のビアや回路と上層の導体層との間に挟持することにより層間の導通抵抗値を得るものである。しかし、積層工程にて、圧力を基板に掛けた際に異方性導電フィルムの樹脂が層間接続部外に排出されると共に、金属粒子も層間接続部外に相当数の金属粒子が流れてしまうため、必要な金属粒子を凸状のビアや回路と上層の導体層との間で挟持することができず、リフロー後の導通抵抗値の変化率が大きく安定しないという問題点が発生していた。
【０００７】
図５に示した従来技術は、層間接続部のみに異方性導電ペーストを塗布し、他の層間絶縁層部分は、エポキシ樹脂からなるプリント配線板である。しかし、層絶縁層部分と層間接続部に塗布された異方性導電ペーストの厚みに差がないため、凸状に形成された導電ペーストに挟持される際に、異方性導電膜の樹脂分が、積層プレス工程の圧力で層間接続部外に排出されると共に、金属粒子も一緒に流れてしまうため、必要な数の金属粒子を凸状に形成された導電ペーストと銅箔間に挟持することができず、リフロー後の導通抵抗値の変化率が上昇するという問題が発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の如き従来の問題を、一方の面に、配線パターンと当該配線パターンの一部に形成された凸状のバンプとを備えている第１の絶縁基板と、当該第１の絶縁基板の配線パターンと対向する面に、配線パターンと前記凸状のバンプを受ける受け導体ランドとを備えている第２の絶縁基板とが対向配置され、かつ当該凸状のバンプの少なくとも先端部と受け導体ランドとの間に、金属粒子を含む異方性導電膜が挟持されていると共に、当該凸状のバンプの側方には層間絶縁樹脂層が配置されている多層プリント配線板であって、前記異方性導電膜は、その積層工程時の温度たる７０〜１８０℃で軟化している粘度が、層間絶縁樹脂層の粘度よりも低いものであることを特徴とする多層プリント配線板により解決したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、凸状のバンプと受け導体ランドとの間に異方性導電膜が層間絶縁層よりも薄く形成される結果、当該凸状のバンプの先端部分と受け導体ランド間に多くの金属粒子が挟持されると共に、異方性導電膜に含有されている樹脂で凸状のバンプと受け導体ランド間が接合されているため、導通抵抗値の変化率を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明多層プリント配線板の製造例を示す概略断面工程説明図。
【図２】図１に引き続く概略断面工程説明図。
【図３】本発明の多層プリント配線板の概略断面説明図。
【図４】従来の多層プリント配線板の概略断面説明図。
【図５】他の従来の多層プリント配線板の概略断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明多層プリント配線板の製造例を図１（ａ）〜（ｄ）及び図２（ｅ）〜（ｆ）を用いて説明すると共に、本発明多層プリント配線板の構造例を図３を用いて説明する。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、まず表裏両面に導体層を備えた絶縁基板１００を用意し、その一方の面に配線パターン１０１を形成すると共に、前記配線パターン１０１の一部で層間接続部に該当する部分に凸状のバンプ１０２を配置する。当該バンプの高さは配線パターン１０１上で３０〜４０μｍ程度、またバンプ径はφ１００〜２５０μｍ程度が好ましい。
次いで、絶縁基板１００の表裏の導体層に粗化処理を施す。当該粗化処理工程としては、物理研磨や化学研磨が適宜選択されるが、安定した粗化層（図示せず）を形成するために、化学研磨処理を施すことが好ましい（例えば、第二銅錯体と有機酸塩とを配合した液によってエッチングすることが、粗化面が均一な凹凸になり層間絶縁樹脂と導体層の密着性を向上させるためには有効である）。
尚、当該絶縁基板１００の表裏は、ビアフィルによる銅めっきの充填あるいは導電性ペーストにより接続されている。
【００１３】
次いで、図１（ｂ）に示すように、絶縁基板１００の凸状のバンプ１０２の箇所に当該バンプ径よりも５０〜１５０μｍ大きく開口させた状態で絶縁樹脂１０３を塗布する。当該塗布工程で塗布された絶縁樹脂１０３の厚みは、層間絶縁抵抗を確保するため、配線パターン１０１上で７０〜８０μｍ程度が好ましい。絶縁樹脂１０３の塗布方法や樹脂の組成によっては、絶縁樹脂１０３を複数回に分けて形成することも可能である。（例えば、スクリーン印刷法で、凸状のバンプ部分をバンプ径より開口させたスクリーン版を使用し、絶縁樹脂１０３を塗布することで第1絶縁層を形成、仮乾燥後、同じ工程で開口径を絞った状態で第２絶縁層を形成することで層間絶縁樹脂層の厚みを安定的に確保することもできる）。
ここで、層間絶縁樹脂１０３は、主に球形の無機フィラーが５０〜７０ｗｔ％混入されているものが望ましい。層間絶縁樹脂１０３に無機フィラーが混入されることで、次工程の積層工程で異方性導電樹脂１０４と層間絶縁樹脂１０３の樹脂の流動性を制御することが可能となる。また、層間絶縁樹脂１０３に無機フィラーが含有していることで、完成後の多層プリント配線板としての層間絶縁層の温度変化による線膨張係数を小さく押さえることができる。層間接続樹脂の熱による収縮を押さえることで層間接続部に与える影響が少なく、導通抵抗値の変化率の安定化に繋がる。
【００１４】
次いで、塗布した絶縁樹脂１０３を１００℃〜１３０℃で１５分〜８０分間仮乾燥した後、図１（ｃ）に示すように、凸状のバンプ１０２部分に金属粒子１０５を含む異方性導電樹脂１０４を塗布する。当該異方性導電樹脂１０４は、塗布した状態で２０〜３０μｍの厚みで形成されることが好ましい。特に、次工程の積層工程で、異方性導電樹脂１０４に含まれる樹脂分と一緒に金属粒子１０５が層間接続部外に排出されることを防ぐためにも凸状のバンプ１０２の先端部分に異方性導電樹脂１０４を薄く塗布（塗布状態で２０〜３０μｍ）することが、導通抵抗値の変化率を抑える上で有効である。
次いで、異方性導電樹脂１０４を１００℃〜１３０℃で１０分〜５０分間仮乾燥する。
【００１５】
次いで、図１（ｄ）に示すように、絶縁基板１００に設けられた凸状のバンプ１０２に対向する受け導体ランド１０６を備えた絶縁基板２００を用意する。当該絶縁基板２００は、凸状のバンプ１０２と対向する面に、予め配線パターン１０１や受け導体ランド１０６が形成されている。当該絶縁基板２００に設けられた導体層も物理的あるいは化学的研磨により粗化処理を施すが、安定した粗化層（図示せず）を形成するために、化学研磨処理を施すことが好ましい。（例えば、第二銅錯体と有機酸塩とを配合した液によってエッチングすることが、粗化面が均一な凹凸になり層間絶縁樹脂と導体層の密着性を向上させるためには有効である）。
尚、当該絶縁基板２００の表裏は、ビアフィルによる銅めっきの充填あるいは導電性ペーストにより接続さている。
【００１６】
次いで、絶縁基板１００に設けられた凸状のバンプ１０２と絶縁基板２００に設けられた受け導体ランド１０６の位置決めをするが、この位置決め方法としては、例えば光学カメラで位置決めマークを認識する方法やＸ線カメラによる穴位置での位置決め方法が適宜選択される。あるいは、次工程のピンラミネーションによる積層方法などで位置決めしても構わない。
次いで、積層プレスで積層する。積層条件は、使用されるエポキシ樹脂の組成に応じて適宜選択される。例えば、高温時の保持条件（本硬化条件）として、１８０℃４５分以上、保持温度までの昇温速度として３℃／分程度が好ましい。
当該積層工程での加熱・加圧によって、異方性導電樹脂１０４が層間絶縁樹脂１０３より先に溶融粘度が低くなることで、異方性導電樹脂１０４に含まれる余分な樹脂が、層間接続部外に排出されるので、図２（ｅ）に示すように、凸状のバンプ１０２と受け導体ランド１０６間に必要な数の金属粒子１０５が挟持される結果、導通抵抗値の変化率を抑制する効果がある。
【００１７】
次いで、図２（ｆ）に示すように、積層工程後、貫通穴を形成し、全面にパネルめっきを施し、貫通めっきスルーホール３０１を形成し、フォトマスクによるエッチング工程により、外層の配線パターン３０２形成を施し、さらに、外層のソルダーレジスト３０３を形成する工程を経て本発明の４層多層プリント配線板３００を得ることができる。
【００１８】
次に、上記の製造工程で得られた本発明の多層プリント配線板３００の構造について、その概略断面説明図を示す図３を用いて説明する。
【００１９】
１００は第１の絶縁基板で、一方の面に、配線パターン１０１と当該配線パターン１０１の一部に形成された凸状のバンプ１０２とを備えている。
２００は、第２の絶縁基板で、前記第１の絶縁基板１００の配線パターン１０１と対向する面に、配線パターン１０１と当該第１の絶縁基板１００の凸状のバンプ１０２を受ける導体ランド１０６とを備えている。
これら第１の絶縁基板１００と第２の絶縁基板２００の表裏は、それぞれビアフィルによる銅めっきの充填あるいは導電ペーストにより接続されている。
当該第１の絶縁基板１００と第２の絶縁基板２００は対向配置され、凸状のバンプ１０２の少なくとも先端部と受け導体ランド１０６との間に、金属粒子１０５を含む異方性導電膜２０４が挟持されていると共に、当該凸状のバンプ１０２の側方には層間絶縁樹脂層２０３が配置されている。
【００２０】
当該第１の絶縁基板１００と第２の絶縁基板２００は、さらに、表裏の導通接続として、貫通めっきスルーホール３０１と最外層配線パターン３０２とソルダーレジスト３０３を備え、全体として４層の多層プリント配線板３００となっている。
【００２１】
斯かる多層プリント配線板３００の構成により、凸状のバンプ１０２と受け導体ランド１０６間に多くの金属粒子１０５が挟持されると共に、異方性導樹脂１０４に含有されている樹脂で凸状のバンプ１０２と受け導体ランド１０６間が接合されているため、初期の導通抵抗値からリフロー後の導通抵抗値が極端に上昇するのを抑制することが可能となる。
【００２２】
前記異方性導電膜２０４としては、金属粒子１０５、エポキシ樹脂、硬化剤及び溶剤の組成物からなるものが望ましい。すなわち、異方性導電膜２０４に無機フィラーが含まれないことによって、金属粒子１０５と凸状のバンプ１０２と受け導体ランド１０６間の接触の妨げになることを防止する作用がある。このことにより、より多くの金属粒子１０５を凸状のバンプ１０２と受け導体ランド１０６間に挟持することが可能となり、導通抵抗値の安定化に繋がる。
【００２３】
また、当該異方性導電膜２０４としては、層間絶縁樹脂層２０３に含まれる樹脂と同じ樹脂を含有するものが望ましい。すなわち、異方性導電膜２０４に含有されている樹脂と層間絶縁樹脂層２０３に含まれる樹脂とを同一の樹脂にすることによって、積層工程時の圧力で層間接続部外に排出された樹脂が混ざり合っても相溶性もよく、絶縁信頼性に不具合が生じない。
【００２４】
また、当該異方性導電膜２０４としては、積層工程時の温度たる７０℃〜１８０℃で軟化している粘度が、層間絶縁樹脂層２０３よりも低いものが望ましい。すなわち、異方性導電膜２０４の方が、層間絶縁樹脂層２０３よりも上記記載の温度で軟化している粘度が低いため、層間接続部外に異方性導電膜２０４に含まれる余分な樹脂が排出されることで、凸状のバンプ１０２と受け導体ランド１０６間で必要な導電粒子を挟持し、安定した導通抵抗値を確保することが可能となる。
【００２５】
また、当該異方性導電膜２０４に含まれる金属粒子１０５としては、前記凸状のバンプ１０２又は前記受けランド１０６が形成されている銅めっき及び／又は銅箔より硬いものが望ましい。すなわち、凸状のバンプ１０２及び／又は受け導体ランド１０６よりも硬い金属粒子１０５を用いることで、凸状のバンプ１０２又は受け導体ランド１０６に金属粒子１０５が食い込むため、導通抵抗値が安定する。
【００２６】
また、当該異方性導電膜２０４に含まれる金属粒子１０５としては、金コーティングされているものが望ましい。すなわち、金属粒子１０５が金コーティングされていることで、金属の表面酸化を抑制し、初期の導通抵抗値の安定化によりリフロー後の導通変化率が抑制されることが可能となる。
【００２７】
以上のように、両面絶縁基板１００と両面絶縁基板２００の間に異方性導電樹脂１０４と層間絶縁樹脂１０３を設け、一括積層することで本発明の４層のプリント配線板を得ることができる。特に、層間接続部は、凸状のバンプ１０２と受け導体ランド１０６間に異方性導電樹脂１０４を挟持することによって一括積層部分の導通抵抗を得ることができる。
【００２８】
本発明は、この４層基板に限定されることはなく、例えば、４層多層プリント配線板の上下に両面の絶縁基板１００を用意し、層間接続部と層間絶縁層部に各々異方性導電樹脂１０４と層間絶縁樹脂１０３を塗布し、一括積層することで８層の多層プリント配線板を得ることもできる（図示せず）。さらに、両面絶縁基板２００の上に両面絶縁基板１００を３枚用意し、当該絶縁基板１００には、層間接続部と層間絶縁層部に各々異方性導電樹脂１０４と層間絶縁樹脂１０３を塗布し、一括積層することで８層の多層プリント配線板を得ることもできる（図示せず）。すなわち、絶縁基板１００と他の絶縁基板を適宜組み合わせることによって、必要な構成の多層プリント配線板を得ることができることは言うまでもない。
【００２９】
試験例
下記試験基板１〜５（ｎ＝１０）について、初期の導通抵抗値とリフロー後の導通抵抗値の変化率を測定した。尚、リフロー条件として、ピーク温度２６０℃で２回処理を行なった。その結果は表１のとおりであった。
【００３０】
試験基板１：金コーティングした金属粒子、エポキシ樹脂（層間絶縁樹脂層に含まれる樹脂と同一）、硬化剤及び溶剤の組成物からなる異方性導電膜を、第１の絶縁基板の凸状バンプに２５μｍの厚みで形成した図３に示される４層のプリント配線板
試験基板２：異方性導電膜の厚みを７０μｍ（層間絶縁樹脂層の厚さと同一）とした以外は試験基板１と同一
試験基板３：異方性導電膜に使用されるエポキシ樹脂の組成と層間絶縁樹脂層に使われるエポキシ樹脂の組成とを違うものにした以外は試験基板１と同一
試験基板４：異方性導電樹脂に更に無機フィラーを含有させた以外は試験基板１と同一
試験基板５：金コーティングしていない金属粒子を用いた以外は試験基板と同一
【００３１】
【表１】
0005925482.tif 000002
【００３２】
上記表１から、異方性導電膜としては、金コーティングした金属粒子と層間絶縁樹脂層に含まれる樹脂と同一の樹脂を含有し、無機フィラーを含有しない組成物を用い、層間絶縁樹脂層より薄く形成した方が、リフロー後の導通変化率をより抑制できることが明らかである。
【符号の説明】
【００３３】
１００：第１の絶縁基板
１０１：配線パターン
１０２：凸状のバンプ
１０３：層間絶縁樹脂
１０４：異方性導電樹脂
１０５：金属粒子
１０６：受け導体ランド
２０３：層間絶縁樹脂層
２０４：異方性導電膜
３００：多層プリント配線板
３０１：貫通めっきスルーホール
３０２：最外層の配線パターン
３０３：外層のソルダーレジスト
【図１】
0005925482.tif 000003
【図２】
0005925482.tif 000004
【図３】
0005925482.tif 000005
【図４】
0005925482.tif 000006
【図５】
0005925482.tif 000007