(57)【要約】【課題】  ＩＶＨ構造を有する多層プリント配線板を、導電性ペーストを用いて製造する方法であって、ビアホールへの導電性ペーストの充填性が良好で、歩留まり低下の問題が発生せず、かつ溶剤を含有する導電性ペーストを用いる場合であっても、溶剤の蒸発による粘度上昇や、メタルマスクの開口部の閉塞、それらによる信頼性の低下等の問題がない、多層プリント配線板の製造方法を提供する。【解決手段】  回路基板の積層体に形成されているビアホールに、樹脂、溶媒及び導電性粉末を含有する導電性ペーストを充填する工程を有する多層プリント配線板の製造方法であって、導電性ペーストの充填前に、該ビアホール内に、導電性ペーストに含まれる樹脂に対し可溶性のある溶媒又は該溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を塗布することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の積層体に形成されているビアホールに、樹脂、溶媒及び導電性粉末を含有する導電性ペーストを充填する工程を有する多層プリント配線板の製造方法であって、導電性ペーストの充填前に、該ビアホール内に、導電性ペーストに含まれる樹脂に対し可溶性のある溶媒又は該溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を塗布することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項２】
ビアホールが、非貫通孔であ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の製造方法。
【請求項３】
ビアホール内に、溶媒又は樹脂溶液を塗布した後、導電性ペーストを充填する前に、塗布した溶媒又は樹脂溶液の一部を除去する工程を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペーストを用いた多層プリント配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターステシャルビアホール構造（以下、「ＩＶＨ構造」と言う。）を有する多層プリント配線板は、部品の高密度実装を可能とし、部品間を最短距離で接続できる技術として知られている。このＩＶＨ構造は、複数の回路基板を積層した構造であり、隣接層間に開けた孔（ベリードビアホールあるいはブラインドビアホール。以下単にビアホールと言う。）に導電性材料を充填して、隣接した回路基板（層）上の回路同士を電気的に接続（層間接続）することを特徴とする。
【０００３】
ＩＶＨ構造によれば、必要な部分のみに層間接続を形成することができ、ビアホール上にも部品を搭載できるので、自由度の高い高密度配線を可能にする。その結果、電子機器の小型化、高密度化、信号伝搬の高速化を容易に実現することができる。
【０００４】
このＩＶＨ構造を有する多層プリント配線板は、予め製造された複数の回路基板を、絶縁性基板を介して加熱プレス等により積層するとともに、回路基板及び絶縁性基板の所定の位置に、穴あけ加工により形成されているビアホールに、導電性材料を充填し、回路間を電気的に接続する方法により製造される。
【０００５】
導電性材料としては、金属粉等を樹脂中に分散させた導電性ペーストが使用される。従来は、低分子量の樹脂、例えば低分子量エポキシ樹脂に、金属粉等を分散させた無溶剤型の導電性ペーストが多く使用されていたが、回路の金属面等への密着が充分でない問題があった。そこで、近年は、比較的高分子量の樹脂を含み、溶剤を加えたものに、金属粉等を分散させた導電性ペーストが用いられるようになっている。
【０００６】
導電性ペーストをビアホールに充填する方法としては、メタルマスクを用いたスクリーン印刷による方法や、スクィージやディスペンサーを用いた方法等が知られている。しかし、導電性ペーストは比較的流動性が低く、小径のビアホール、特に非貫通孔への充填が困難な場合が多く、充填部分に気泡が残存し、接続抵抗の増大や歩留まりが低下することが多い。そこで、導電性ペーストを、真空雰囲気下での孔版印刷手段を用いて充填する方法がよく用いられている。この方法は、製造コストの低減や歩留まりの向上に好適であり、望ましい方法と考えられている。
【０００７】
例えば、特開２０００−１８３５１９号公報には、この真空雰囲気下での孔版印刷法が開示されている（段落０００４）。又、特開２００１−２５１０５４号公報には、この方法において、充填された導電性ペーストを加熱してその流動性を高めることにより、気泡排除の時間を短縮できること、等が記載されている（段落００２６）。
【０００８】
しかし、前記の溶剤を含有する導電性ペーストを、真空雰囲気下での孔版印刷法によりビアホールに充填すると、減圧により、含まれる溶剤が蒸発し導電性ペーストの粘度が上昇する。そしてメタルマスク上で導電性ペーストが固化しメタルマスクの開口部が塞がる、等の問題が発生する。その結果、ペースト印刷量が安定せず、信頼性が低下する。
【０００９】
又、ビアホール内に充填された導電性ペーストを加熱してその流動性を高めても、導電性ペーストに含まれる溶剤の蒸発により導電性ペーストの粘度が上昇し、かえって気泡除去がしにくくなるとの問題が生じる。
【特許文献１】特開２０００−１８３５１９号公報
【特許文献２】特開２００１−２５１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ＩＶＨ構造を有する多層プリント配線板を、導電性ペーストを用いて製造する方法であって、ビアホールへ導電性ペーストが確実に充填され（充填性がよい。）、接続抵抗の増大や、歩留まり低下の問題が発生せず、かつ溶剤を含有する導電性ペーストを用いる場合であっても、溶剤の蒸発による粘度上昇や、メタルマスクの開口部の閉塞、それらによる信頼性の低下等の問題がない、多層プリント配線板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、回路基板の積層体に形成されているビアホールに、樹脂、溶媒及び導電性粉末を含有する導電性ペーストを充填する工程を有する多層プリント配線板の製造方法であって、導電性ペーストの充填前に、該ビアホール内に、導電性ペーストに含まれる樹脂に対し可溶性のある溶媒又は該溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を塗布することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法（請求項１）により達成される。
【００１２】
本発明者は、前記の課題を達成するために鋭意検討の結果、導電性ペーストをビアホールへ充填する前に、ビアホール内に予め、該導電性ペーストに含まれる樹脂を溶解する溶媒、又は該溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を塗布することにより、ビアホール内における導電性ペーストの濡れ性が良くなり、導電性ペーストの充填性が向上して、歩留まりも向上することを見出し、本発明を完成した。
【００１３】
本発明の多層プリント配線板の製造方法においては、回路基板の積層体に形成されているビアホールに、導電性ペーストが充填される。回路基板とは、絶縁層の表面に回路（配線）が形成されている絶縁層付き基板、又は回路形成前の該基板であって、導電層が片面又は両面に貼り付けられた絶縁性の基板や、それにエッチング加工を施して回路を形成したものが例示される。より具体的には、銅箔が片面又は両面に貼付けられた銅箔付きポリイミド樹脂基材（ＣＣＬ）から得られるものが例示される。ここで樹脂基材として、フレキシブルな樹脂基材を用いることにより、フレキシブル多層プリント配線板を得ることができる。
【００１４】
このような回路基板を複数、絶縁性接着剤等を用いて積層した積層体の所定の位置、すなわち回路間の電気的接続が所望される位置に、レーザ等により穴あけ加工を行い、ビアホールを形成する。同位置に穴が形成された複数の回路基板及び絶縁性接着剤層等を、穴が重なるように積層して、ビアホールを形成してもよい。
【００１５】
ここで、ビアホールは、必ずしも非貫通孔に限定されず、貫通孔も含まれるが、本発明の効果は特に非貫通孔の場合に発揮される。請求項２は、ビアホールが非貫通孔である態様に該当する。
【００１６】
ビアホールに充填される導電性ペーストは、樹脂、溶媒及び導電性粉末を含有し、これらを混合してなるものである。導電性粉末は、通常金属粉末であり、銀、銅、ニッケル、錫、金、白金、インジウム、亜鉛又はクロムの粒子、これらの金属の任意の組み合わせである合金の粒子、または導電性もしくは非導電性粒子を核として、前記金属もしくは合金により被覆された粒子が例示される。中でも経済性や導電性の点で、銀、銀コート銅、銅の粉末が好ましい。導電性ペーストに含まれる樹脂は、導電性粉末のバインダーであり、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル等が挙げられる。
【００１７】
基板や回路の導体との密着性の向上のためには、樹脂としては分子量が高い方が好ましい。しかし、分子量が高いとペーストの流動性が低下するので、流動性向上のために溶媒が添加される。
【００１８】
溶媒としては、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、トリグライム、イソホロン、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、γブチロラクトンが例示される。導電性ペーストには、上記の他に、例えば、バインダーの樹脂が熱硬化性樹脂である場合にはその硬化剤が配合される。
【００１９】
各成分の配合割合は特に限定されないが、導電性粉末が金属粉末であるとき、金属粉末の割合は、固形分の総量、すなわち金属粉末及び樹脂の合計量、当該樹脂が熱硬化性樹脂である場合はさらにその硬化剤との合計量に対し、４０〜７５体積％が好ましく、５０〜６５体積％がさらに好ましい。金属粉末の割合がこの範囲の下限未満であると、十分な導電性を有するものが形成できない可能性があり、この範囲の上限を超える場合には、相対的に樹脂の割合が少なくなるため、密着性が低下し、信頼性が低下する可能性がある。
【００２０】
溶剤は、導電性ペーストの流動性（粘度）を調整するために加えられるものであり、樹脂の種類や導電性ペーストの所望の粘度により、溶剤の適当な割合は変動し、特に限定されない。導電性ペーストの粘度も、特に限定されないが、通常、１〜５００Ｐａ・ｓ（１回転粘度：東機産業、ＴＶＥ−２０Ｈ  コーンロータＣｏｒｄ−７（３°×Ｒ７．７）で測定）の範囲が好ましく、１０〜１００Ｐａ・ｓがより好ましい。この範囲の下限未満の粘度の場合、充填の際のにじみが大きく、隣接するビアと導電性ペーストが接触する可能性があり、またこの範囲の上限を越える粘度の場合、導電性ペーストの流動性が低下し、ビアへの充填が困難となる可能性がある。
【００２１】
レーザ加工により形成されたビアホール内には、樹脂残滓が残り易いので、接続信頼性確保の観点から、導電性ペーストの充填前に、通常、ビアホール内をクリーニングするためのデスミア処理が施される。デスミア処理方法としては、過マンガン酸カリウムやクロム酸を使用する方法（ウェットプロセス）や、プラズマやＵＶオゾン等を使用する方法（ドライデスミア）が知られている。
【００２２】
導電性ペーストのビアホールへの充填は、メタルマスクを用いたスクリーン印刷による方法や、スクィージやディスペンサーを用いた方法等のいずれの方法でも可能である。導電性ペーストのビアホールへの充填により、異なった層に形成されている複数の回路間が電気的に接続される。
【００２３】
本発明の多層プリント配線板の製造方法は、導電性ペーストの充填前に、該ビアホール内に、導電性ペーストに含まれる樹脂に対し可溶性のある溶媒、又は該溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を塗布することを特徴とする。該溶媒又は該樹脂溶液をビアホール内に塗布することにより、ビアホール内の濡れ性が改善されるため、導電性ペーストの充填性が良好となり、気泡の少ない充填が可能となる。その結果、充填の不良による接続抵抗の増大を防ぎ、多層プリント配線板の歩留まりも向上する。
【００２４】
本発明の方法によれば、真空雰囲気下での孔版印刷法によらなくてもよく、又導電性ペーストを加熱してその流動性を高めなくても、良好な充填性を達成することができる。従って、真空雰囲気下で印刷したり、高温にしたりする必要がないため、導電性ペーストに含まれる溶媒が蒸発し粘度が上昇する問題の発生も防ぐことができる。
【００２５】
導電性ペーストに含まれる樹脂に対し可溶性のある溶媒としては、前記の導電性ペーストに含有される溶媒として例示された溶媒と、同じ溶媒を例示することができる。ビアホール内に塗布される樹脂溶液を形成する溶媒としても、同じ溶媒が例示される。
【００２６】
該樹脂溶液に用いられる樹脂としては、該溶媒に相溶する樹脂であれば限定されないが、具体的には、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、脂環式エポキシ樹脂、キレート変性エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等が用いられる。ビアホール内への均一な塗布を行うためには、樹脂を含まない溶媒よりも、粘度（１回転粘度）が１０Ｐａ・ｓ程度以下の樹脂溶液を塗布する方が好ましい。
【００２７】
前記の溶媒や樹脂溶液をビアホール内へ塗布する方法としては、メタル版及び乳剤版によるスクリーン印刷、ディスペンサー、スプレー等による塗布、また、溶媒にディップし、圧縮エアーにより一部を取り除く方法等が例示される。又、溶媒や樹脂溶液を染みこませた織布、不織布やその他の多孔質を、ビアホール内に接触させて塗布する方法も好ましく例示される。
【００２８】
塗布量は、特に限定されないが、通常は、塗布する部分について、０．００１μｌ／ｃｍ２〜１０μｌ／ｃｍ２が採用され、０．０１μｌ／ｃｍ２〜１μｌ／ｃｍ２であるとより好ましい。この範囲の下限未満の量であると、導電性ペースト充填するまでに溶媒が蒸発してしまい、塗れ性改善の効果が現れない可能性があり、又、この範囲の上限を越える量塗布すると、導電性ペースト等が流れ出す可能性がある。
【００２９】
本発明の多層プリント配線板の製造方法においては、ビアホール内に溶媒や樹脂溶液を塗布した後、導電性ペーストを充填する前に、塗布した溶媒又は樹脂溶液の一部を除去する工程を有することが好ましい。前記のような方法で、溶媒や樹脂溶液を塗布した場合、溶媒や樹脂溶液の塗布量が過剰となる場合があり、その場合、ビアホールから、溶媒、樹脂溶液と導電性ペーストの混合物が流れ出し、にじみが生じ、又充填性が不十分になる場合がある。
【００３０】
そこで、塗布した溶媒又は樹脂溶液の一部を除去することにより、ビアホールから、溶媒と導電性ペーストの混合物が流れ出すことを防ぐことができ、にじみが少なく、良好な充填性が達成される。請求項３は、この好ましい態様に該当する。
【００３１】
溶媒又は樹脂溶液の一部を除去する方法としては、吸液性のあるスポンジ、織布、不織布等からなるローラーを用いて、吸い取っても良く、また、エアブロワーにより、溶媒を吹き飛ばす方法により除去しても良い。
【００３２】
導電性ペーストをビアホールに充填することにより、異なった層の回路が電気的に接続され、多層プリント配線板が形成されるが、必要により、さらに絶縁性基板、回路基板が積層され、ここで積層された部分についても、前記と同様に、ビアホールの形成、導電性ペーストの充填がされる。このようにして、多数の回路基板の回路間が電気的に接続された多層プリント配線板が形成される。
【００３３】
なお、本発明は、ＩＶＨ構造の多層プリント配線板の製造に特に好適に用いられるが、この構造に限定されるものではなく、貫通スルーホール等へ導電性ペーストの充填を行う場合にも適用される。すなわち、前記のように、本発明におけるビアホールとは、ブラインドビアホール（Blind Via Hole）、ベリードビアホール(Buried Via hole)及び、インターステシャルビアホール(Interstitial Via Hole)、スルーホール(Through Hole)等の貫通孔を含む意味である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の多層プリント配線板の製造方法によれば、ビアホール内への導電性ペーストの充填性が良好となり、気泡の少ない充填が可能となる。その結果、充填性の不良による抵抗の増大を防ぎ、又多層プリント配線板の歩留まりが向上する。本発明の方法によれば、充填の際に、減圧にしたり、加熱したりする必要がないため、導電性ペーストに含まれる溶媒の蒸発による粘度の上昇やメタルマスクの開口部の閉塞、これらによる信頼性の低下等、従来の真空印刷法で見られた問題の発生も防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に発明を実施するための最良の形態を実施例により説明する。実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００３６】
実施例１
片面銅貼り基板（ポリイミド厚２５μｍ、銅箔厚１８μｍ）の銅貼り層をエッチングして回路基板を形成した。この回路基板の銅貼り層が設けられている面とは反対の面に、ポリエステルフィルムからなる厚み５０μｍの離型層を貼付け、その後、ＵＶ−ＹＡＧレーザを照射して、径１００μｍのビアホール（有底穴、ブラインドビア）を、所定位置に１０箇所形成した。
【００３７】
なお、この実施例のレーザ加工には、ＵＶ−ＹＡＧレーザを用いられているがこれに限定されるものではなく、ビアホールの形成には他のレーザを用いることもできるし、又レーザ加工以外の方法によりビアホールを形成することも可能である。
【００３８】
次に、ビアホール内に残存している穿孔による樹脂や銅箔の酸化物等のスミアを除去するデスミア処理を施してビアホール内を清掃後、ブチルカルビトールアセテートを含浸した不織布にて、上記ビアホール内にブチルカルビトールアセテートを０．３μｌ／ｃｍ２塗布した。
【００３９】
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（分子量５５０００）とナフタレン型エポキシ樹脂のブチルカルビトールアセテートの溶液（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：ナフタレン型エポキシ樹脂：ブチルカルビトールアセテート＝２１：９：７０（重量比））の２０重量部と、鱗片状の銀粉末の８０重量部を、３本ローラーにより３回混合し、さらにイミダゾール系の潜在性硬化剤を加え導電性ペーストとしたものを用意した。これを、メタル版を用いて、前記のビアホールが形成されブチルカルビトールアセテートが塗布された片面銅貼り基板上に、スクリーン印刷し、ビアホール内に穴埋め充填し、導電物充填部を形成した。
【００４０】
その後、離型層を除去し、真空乾燥器により乾燥処理を実施することにより、４０μｍの突起部を有する導電物のバンプを有する配線板基材Ａが得られた。図１は、配線板基材Ａを示す概略断面図である。なお、この例では離型層によりバンプを形成したが、離型層を用いずに、導電性ペーストを複数回印刷することにより、図１のようなバンプを形成することもできる。
【００４１】
厚み２５μｍの接着剤のシートの配線板基材Ａのバンプに対応する位置に、径２５０〜４００μｍの貫通孔を、ドリルを用いて開け、ボンディングシートＢを得た。図２は、ボンディングシートＢを示す概略断面図である。
【００４２】
前記のようにして得られた配線板基材Ａ、接着剤層Ｂ、及び両面銅貼り基板（ポリイミド厚２５μｍ、銅箔厚１８μｍ）の銅貼り層をエッチングして回路を形成した回路基板Ｃを、配線板基材Ａのバンプ、接着剤層Ｂの貫通孔が、各位置で直列となるよう積層し、２００℃、４０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力にて積層プレスを実施し、本発明の多層プリント配線板を製造した。図３は、この工程を示す工程図である。
【００４３】
比較例
ビアホール内にブチルカルビトールを塗布しない以外は、実施例１と同様な操作を実施し、多層プリント配線板を製造した。
【００４４】
実施例２
ブチルカルビトールアセテートを含浸した不織布にて、ブチルカルビトールアセテートをビアホール内に塗布する代りに、ナフタレン型エポキシ樹脂（エポキシ当量１５２ｇ／ｅｑ）の１％のブチルカルビトールアセテート溶液を、スプレーによりビアホールが存在する面に、０．５μｌ／ｃｍ２塗布し、絞りローラーにより、一部（０．４μｌ／ｃｍ２）の樹脂溶液を除去した以外は、実施例１と同様な操作を実施し、多層プリント配線板を製造した。
【００４５】
［評価］
前記の実施例、比較例で得られた多層プリント配線板について、鉛フリーリフローの条件、すなわち、ピーク時は温度２６０℃で１０秒間以上、全加熱時間３００秒で加熱し、層間接続部の抵抗変化率を測定した。その結果、実施例１および実施例２では、ビアホール形成箇所の１０箇所の全部について、接続抵抗の増大は１０％以内であった。一方、比較例では、１０箇所中の３箇所について、接続抵抗の増大が１０％を越えた。接続抵抗の増大が１０％を越えたものの断面を分析すると、気泡が確認され充填性が不良であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例で製造された配線板基材を示す概略断面図である。
【図２】実施例で製造されたボンディングシートを示す概略断面図である。
【図３】実施例の１工程を示す工程図である。
【図１】
2006086315.tif 000002
【図２】
2006086315.tif 000003
【図３】
2006086315.tif 000004