(57)【要約】【課題】信頼性の高い層間接続強度をもって高歩留まりで高密度配線を行える多層基板用基材を得ること。【解決手段】ビアホール１６の導電性ペースト１７、１９において、積層相手の導体ランド部に接触する側の導電性ペースト硬度を、それより導電層側の導電性ペースト硬度より硬くする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面に導電層を有する絶縁性基材にビアホールが形成され、前記ビアホールに層間導通を得るための導電性ペーストが充填された多層基板用基材において、
前記積層相手の導体ランド部に接触する側の導電性ペーストの硬度が、それより前記導電層側の導電性ペーストの硬度より高い多層基板用基材。
【請求項２】
導電性ペーストは前記絶縁性基材の前記導電層とは反対の側の層間接着面より外方に突出した突起部を有し、当該突起部の導電性ペーストがそれより前記導電層側の導電性ペーストより硬い請求項１記載の多層基板用基材。
【請求項３】
前記導電性ペーストは、硬化温度が異なる２種類の熱硬化性の導電性ペーストによって構成されている請求項１または２記載の多層基板用基材。
【請求項４】
前記導電性ペーストが紫外線硬化型の導電性ペーストである請求項１または２記載の多層基板用基材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の多層基板用基材を含む多層配線板。
【請求項６】
片面に導電層を有する絶縁性基材にビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールに第１の熱硬化性導電性ペーストを充填する工程と、
前記ビアホールに充填された前記第１の熱硬化性導電性ペースト上に当該前記第１の熱硬化性導電性ペーストより硬化温度が低い第２の熱硬化性導電性ペーストの層を形成する工程と、
前記第２の熱硬化性導電性ペーストを硬化させる工程と、を有する多層基板用基材の製造方法。
【請求項７】
前記第２の熱硬化性導電性ペーストの層を、前記絶縁性基材の前記導電層とは反対の側の層間接着面より外方に突出した突起部として形成する請求項６記載の多層基板用基材の製造方法。
【請求項８】
片面に導電層を有する絶縁性基材にビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールに紫外線硬化型の導電性ペーストを充填する工程と、
前記ビアホールに充填された導電性ペーストの積層相手の導体ランド部に接触する側から紫外線を照射し、前記導電性ペーストが積層相手の導体ランド部に接触する側を他の部分より硬く硬化させる工程と、を有する多層基板用基材の製造方法。
【請求項９】
前記導電性ペーストは、前記絶縁性基材の前記導電層とは反対の側の層間接着面より外方に突出した突起部を含み、当該突起部の側から紫外線を照射する請求項８記載の多層基板用基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線板、多層基板用基材およびその製造方法に関し、特に、導電性ペーストによるＩＶＨ多層配線板、多層基板用基材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多層配線板として、片面に導電層を有する絶縁性基材毎に形成されたビアホールに導電性ペーストが充填され、導電性ペーストによって層間導通を得るＩＶＨ方式の多層配線板がある（例えば、特許文献１）。ＩＶＨを有する多層配線板は、スルーホール型多層配線板に比べて、配線自由度が高く、配線の高密度化が可能であり、更に、導電性ペーストによってＩＶＨを形成した多層配線板は、めっきによつてＩＶＨを形成するものと比較して工程が簡単であり、多層配線板を高い歩留まりで、効率よく製造できる。
【０００３】
また、ビアホールの導電性ペーストを、絶縁性基材の多層化のための層間接着面より外方に突出させて突起部を形成し、この突起部を積層相手の導電層（導体ランド部）に押し付けることにより、導電性ペーストによる層間導通の接続抵抗を低減するものがある（例えば、特許文献２）。
【０００４】
また、ビアホールに、低粘度の導電性ペーストと高粘度の導電性ペーストとを順次充填して２層構造にし、気泡の混入を阻止すると共に表面へこみの減少を図ったものがある（特許文献３）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−８２８３５号公報
【特許文献２】
特開２００２−３５３６２１号公報
【特許文献３】
特開２００１−２４２９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性ペーストによるＩＶＨでは、導電性ペーストと導電性パターンの安定した接触状態を得ることが難しいと云う問題は残っている。導電性ペーストが軟らかいと、積層・キュア時に圧力がかかる際、基板面方向にずれるためにＩＶＨ形状が変形してしまう。
【０００７】
図５に示されているように、絶縁性基材１０１が、絶縁基材層１０２と熱可塑性の接着層１０３との２層構造のものの場合、ビアホール１０４に充填された導電性ペースト１０５が軟らかいと、積層のための加熱プレス時（キュア時）に、導電性ペースト１０５が圧縮され、導電性パターン部１０６の変形を生じないで、導電性ペースト１０５が流動性を持った接着層１０３を押し退けて外側に広がり、接着層１０３部分のビアホール径が広がってしまい、配線の高密度化を損ねることになる。
【０００８】
これに対し、導電性ペースト１０５が硬い場合には、図６に示されているように、横滑りの際にＩＶＨが変形することや、接着層１０３部分のビアホール径が広がってしまうことはないが、ＩＶＨ（導電性ペースト１０５）がその周りの接着層１０３より硬いため、積層プレス時に圧力がＩＶＨに集中的に加わり、ＩＶＨを挟んで対面する導電性パターン部１０６が反り変形し、基板の平滑性が失われる。また、反り変形は、導電性パターン部１０６の剥離等を招き、層間接続信頼性を低下する原因になる。
【０００９】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、ビアホール径の拡大変形、導電性パターン部の反り変形を生じることがなく、信頼性の高い層間接続強度をもって高歩留まりで高密度配線を行える多層配線板、多層基板用基材およびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による多層基板用基材は、片面に導電層を有する絶縁性基材にビアホールが形成され、前記ビアホールに層間導通を得るための導電性ペーストが充填された多層基板用基材において、前記導電性ペーストが積層相手の導体ランド部に接触する側の導電性ペースト硬度が、それより前記導電層側の導電性ペースト硬度より高い。
【００１１】
この発明による多層基板用基材によれば、導電性ペーストが積層相手の導体ランド部に接触する側が硬いから、キュア時のずれで変形することと、導電性ペーストが潰れてビアホール径が広がることを防ぐことができる。また、キュア時に高硬度の導電性ペーストが対向する導体ランド部に接触することにより、アンカー効果（投錨効果）が働き、キュア時のずれ自体を防ぐこともできる。また、このアンカー効果によって、より信頼性の高い層間接続強度を得ることができる。
ビアホール部で導電層と高硬度の導電性ペーストに挟まれた軟らかい導電性ペーストは、キュア時にクッションの役割を果たし、対面する導電性パターン（導電層と積層相手の導体ランド部）の変形を防ぐことができる。
【００１２】
この発明による多層基板用基材は、導電性ペーストが前記絶縁性基材の前記導電層とは反対の側の層間接着面より外方に突出した突起部を有し、当該突起部の導電性ペーストがそれより前記導電層側の導電性ペーストより硬い。
【００１３】
この発明による多層基板用基材では、前記導電性ペーストを、硬化温度が異なる２種類の熱硬化性の導電性ペーストによって構成することができる。
【００１４】
また、この発明による多層基板用基材では、前記導電性ペーストを紫外線硬化型の導電性ペーストによって構成することができる。
【００１５】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線板は、上述の発明による多層基板用基材を含むものである。
【００１６】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層基板用基材の製造方法は、片面に導電層を有する絶縁性基材にビアホールを形成する工程と、前記ビアホールに第１の熱硬化性導電性ペーストを充填する工程と、前記ビアホールに充填された前記第１の熱硬化性導電性ペースト上に当該前記第１の熱硬化性導電性ペーストより硬化温度が低い第２の熱硬化性導電性ペーストの層を形成する工程と、前記第２の熱硬化性導電性ペーストを硬化させる工程とを有する。
【００１７】
そして、この発明による多層基板用基材の製造方法は、前記第２の熱硬化性導電性ペーストの層を、前記絶縁性基材の前記導電層とは反対の側の層間接着面より外方に突出した突起部として形成する。
【００１８】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層基板用基材の製造方法は、片面に導電層を有する絶縁性基材にビアホールを形成する工程と、前記ビアホールに紫外線硬化型の導電性ペーストを充填する工程と、前記ビアホールに充填された導電性ペーストが積層相手の導体ランド部に接触する側から紫外線を照射し、前記導電性ペーストが積層相手の導体ランド部に接触する側を他の部分より硬く硬化させる工程とを有する。
【００１９】
そして、この発明による多層基板用基材の製造方法は、前記導電性ペーストが、前記絶縁性基材の前記導電層とは反対の側の層間接着面より外方に突出した突起部を含み、当該突起部の側から紫外線を照射する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図１（ａ）〜（ｈ）はこの発明による多層基板用基材およびその製造方法の一つの実施形態を示している。
【００２１】
片面に導電性金属層を有する絶縁性基材として、図１（ａ）に示されているように、ポリイミドフィルムによる絶縁樹脂層１１の片面に導電層をなす銅箔１２を有する汎用の片面銅張り積層材（ＣＣＬ）１０を用意する。
【００２２】
ここでは、基板の耐熱性、誘電特性を考慮し、絶縁性基材として、ポリイミドフィルムを選んだ。以降、片面銅張り積層材１０を片面銅張りポリイミド基材１０と称する。
【００２３】
もちろん、絶縁性基材として、ガラスクロス、ガラスマット、合成繊維などの基材と熱硬化性樹脂とからなる銅張りフェノール基板、銅張り紙エポキシ基板、銅張り紙ポリエステル基板、銅張りガラスエポキシ基板、銅張りガラスポリイミド基板などを使用してもよい。また、基材を組み合わせないものとして、銅張りポリエステル基板、銅張りポリエーテルイミド基板、鋼張り液晶ポリマ基板などを使用してもよい。
【００２４】
まず、片面銅張りポリイミド基材１０の鋼箔面にエッチングレジストをラミネートし、配線パターンを露光、現像し、その後、表面に露出している銅箔１２を塩化第２銅浴によってエッチングする。次いで、エッチングレジストを除去し、図１（ｂ）に示されているように、導体ランド部を含む導電性パターン部１３を形成された片面回路基板１４を得る。
【００２５】
次に、図１（ｃ）に示されているように、片面回路基板１４のポリイミドフィルム（絶縁樹脂層）１１側に、絶縁性接着層として熱可塑性ポリイミドフィルム１５を熱プレス機によって貼り合わせる。この実施形態では、絶縁性基材は、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム１１と絶縁性接着層をなす熱可塑性ポリイミドフィルム１５とによる２層構造になる。
【００２６】
絶縁性接着層としては、他に、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、キシレン樹脂、もしくはこれらの２種類以上の混合樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、液晶ポリマ、ポリアミド樹脂なども使用することができる。
【００２７】
次に、図１（ｄ）に示されているように、層間接続を行う任意の位置に、接着層側からレーザを照射し、ポリイミドフィルム１１と熱可塑性ポリイミドフィルム１５を貫通して銅箔（導電性パターン部１３）の裏面に接する孔、すなわち、ビアホール１６を形成する。
【００２８】
次に、図１（ｅ）に示されているように、ビアホール１６に、第１の熱硬化型導電性ペーストとして、熱硬化性の第１銀ペースト１７を印刷法によって満杯状態に穴埋め充填する。
【００２９】
更に、図１（ｆ）に示されているように、ビアホールを有するマスクフィルム１８を用いてビアホール１６の第１銀ペースト１７の上に、第２の熱硬化型導電性ペーストとして、第１銀ペースト１７より硬化温度を低く設計された熱硬化性の第２銀ペースト１９を印刷する。ここでは、接着剤層をなす熱可塑性ポリイミドフィルム１５の軟化温度が最も高く、第１ペースト１７の硬化温度が次に高く、第２銀ペースト１９の硬化温度が最も低い。
【００３０】
第２銀ペースト１９の印刷完了後に、マスクフィルム１８を除去する。これにより、図１（ｇ）に示されているように、第２銀ペースト１９による層状の突起部２０が形成される。この突起部２０は、導電層（導電性パターン部１３）とは反対の側の層間接着面２１より外方に突出したペースト突起部をなす。
【００３１】
導電性ペーストは、金、銅、ニッケル、炭素粉末、もしくはこれらの合金粉末、混合粉末と、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などのバインダ成分とを混合して調整された導電性組成物でもよい。尚、導電性ペーストの印刷・充填には、メタルマスクを用いた印刷法や、マスキングフイルムを用いた印刷法やディスペンサによる充填法を適用できる。
【００３２】
また、第１銀ペースト１７に代えてナノペーストを使用することもできる。ナノペーストは、ナノサイズの導電性微粒子を誘起溶剤に混ぜてペースト状にしたものである。ナノペースト使用では、ナノペーストが還元される際に収縮する体積を、ＩＶＨ内部に空洞ができないように、後に印刷する第２銀ペースト１９の体積（充填量）を制御する。
【００３３】
図示の実施形態では、第１銀ペースト１７を絶縁樹脂層と接着層との合計の厚み同等、つまり、ポリイミドフィルム１１と熱可塑性ポリイミドフィルム１５の合計の厚さ分、充填し、その上に第２銀ペースト１９を印刷して接着層側にペースト突起部２０を形成したが、第１銀ペースト１７の充填量（高さ）を絶縁樹脂層と接着層との合計の厚みより少なくし、最適突出量のもとに、第２銀ペースト１９の深さ（層厚）を最適設定することができる。
【００３４】
次に、上述のように、２種類の導電性ペースト（第１銀ペースト１７と第２銀ペースト１９）を印刷した片面回路基板１４を、酸素濃度を管理したオーブンにて加熱し、硬化温度を第１銀ペースト１７より低く設計されている第２銀ペースト１９のみを硬化（半硬化〜完全硬化）させる。すなわち、図１（ｈ）に示すように、硬化済みのペースト突起部２２が形成される。
【００３５】
これにより、図１（ｈ）に示されているように、ＩＶＨの導電性ペーストが積層相手の導体ランド部に接触する側の導電性ペースト、すなわち、第２銀ペースト１９によるペースト突起部２２の硬度が、それより導電層側の導電性ペースト、すなわち、第１銀ペースト１７の硬度より高い、１枚の多層基板用基材２３が完成する。
【００３６】
なお、マスクフィルム１８の除去工程と第２銀ペースト１９の硬化工程とを逆にすることもできる。
【００３７】
図２（ａ）、（ｂ）はこの発明による多層配線板およびその製造方法の一つの実施形態を示している。多層配線板は、上述の多層基板用基材２３を複数枚、一括積層したものである。
【００３８】
図２（ａ）に示されているように、上述した実施形態による多層基板用基材２３を複数枚用意して、一番下に回路形成のみを行った片面回路基板２４（絶縁樹脂層２５と導電性パターン部２６）を配置し、硬化済みのペースト突起部２２が下に向くように並べて位置合わせ積層する。
【００３９】
その後、位置合わせ積層した複数枚の基材を熱プレス機にて加熱加圧（キュア）する。この多層化の加熱加圧は、接着層をなす熱可塑性ポリイミドフィルム１５の軟化温度以上の温度で行われる。これにより、図２（ｂ）に示されているような一括積層によるＩＶＨ多層配線板２７が得られる。
【００４０】
キュア時、ＩＶＨの導電性ペーストが積層相手の導体ランド部に接触する側は、硬化済みのペースト突起部２２であり、ペースト突起部２２は内側の導電性ペースト、すなわち、未硬化の第１銀ペースト１７より硬いから、キュア時のずれによって変形することと、導電性ペーストが潰れてビアホール径が広がることが防止される。これにより、配線の高密度化が可能になる。
【００４１】
しかも、キュア時に高硬度のペースト突起部２２が対向する導体ランド部（導電性パターン部１３あるいは２６）に接触することにより、アンカー効果が働き、キュア時のずれ自体を防ぐこともでき、また、このアンカー効果によって、より信頼性の高い層間接続強度が得られる。
【００４２】
また、キュア時、ビアホール１６内で、導電性パターン部１３と硬化済みのペースト突起部２２に挟まれた未硬化の軟らかい第１銀ペースト１７は、クッションの役割を果たし、対面する導電性パターン部１３、２６の変形を防ぐ。これにより、導電性パターン部１３、２６、特に、導体ランド部の剥離が防止され、併せて平滑性に優れたＩＶＨ多層配線板が得られる。なお、第１銀ペースト１７は、多層化の加熱によって本硬化（完全硬化）する。
【００４３】
なお、片面に導電層を有する絶縁性基材を、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したもの、あるいは液晶ポリマなど、それ自体が層間接着のための接着性を有するもので構成することもできる。この場合には、図３に示されているように、絶縁性基材２８は、単層構造で、別途、接着層を設ける必要がない。
【００４４】
図４（ａ）〜（ｇ）はこの発明による多層基板用基材およびその製造方法の他の実施形態を示している。なお、図４において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けてある。
【００４５】
片面に導電性金属層を有する絶縁性基材として、図４（ａ）に示されているように、絶縁樹脂層であるポリイミドフィルム１１の片面に導電層をなす銅箔１２を有する片面銅張りポリイミド基材１０を出発材とし、エッチングによって図４（ｂ）に示されているように、導体ランド部を含む導電性パターン部１３を形成された片面回路基板１４を得る。
【００４６】
そして、図４（ｃ）に示されているように、片面回路基板１４のポリイミドフィルム１１側に、絶縁性接着層として熱可塑性ポリイミドフィルム１５、ＰＥＴフィルム等によるマスクフィルム１８を熱プレス機によって順に貼り合わせる。
【００４７】
次に、図４（ｄ）に示されているように、層間接続を行う任意の位置に、マスクフィルム側からレーザを照射し、マスクフィルム１８と熱可塑性ポリイミドフィルム１５とポリイミドフィルム１１とを貫通して銅箔（導電性パターン部１３）の裏面に接するビアホール１６を形成する。
【００４８】
次に、図４（ｅ）に示されているように、ビアホール１６に、導電性ペーストとして紫外線硬化型の導電性ペースト２９を印刷法によって満杯状態に穴埋め充填する。
【００４９】
ペースト充填完了後に、マスクフィルム１８を除去する。これにより、図４（ｆ）に示されているように、導電性ペースト２９による突起部３０が形成される。この突起部３０は、導電層（導電性パターン部１３）とは反対の側の層間接着面２１より外方に突出したペースト突起部をなす。
【００５０】
次に、図４（ｇ）に示されているように導電性ペースト２９が積層相手の導体ランド部に接触する側、すなわち、ペースト突起部３０の側から紫外線（ＵＶ）を照射し、導電性ペースト２９が積層相手の導体ランド部に接触する側、すなわち、ペースト突起部３０を他の部分より硬く硬化させる。なお、図４（ｇ）に示すように、硬化済みのペースト突起部３１が形成される。なお、硬化済みのペースト突起部３１以外の部分は、キュア時に熱によって硬化される。
【００５１】
これにより、ＩＶＨの導電性ペーストが積層相手の導体ランド部に接触する側の導電性ペースト硬度、すなわち、ペースト突起部３１が、それより導電層側の導電性ペーストより硬い、１枚の多層基板用基材３２が完成する。
【００５２】
なお、この実施形態でも、マスクフィルム１８の除去工程とペースト突起部３０の硬化工程とを逆にすることもできる。硬化フィルム深さは、紫外線強度、紫外線照射時間によって任意に制御することができる。
【００５３】
多層基板用基材３２による多層配線板は、図２に示されている多層配線板の製造方法と同じ手順で製造することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による多層配線板、多層基板用基材およびその製造方法によれば、ビアホール径の拡大変形、導電性パターン部の反り変形を生じることがなく、信頼性の高い層間接続強度をもって高歩留まりの高密度多層配線板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｈ）はこの発明による多層基板用基材およびその製造方法の一つの実施形態を示す図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はこの発明による多層配線板およびその製造方法の一つの実施形態を示す図である。
【図３】この発明による多層基板用基材の他の実施形態を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｇ）はこの発明による多層基板用基材およびその製造方法の他の実施形態を示す図である。
【図５】多層基板用基材の従来例を示す図である。
【図６】多層基板用基材の従来例を示す図である。
【符号の説明】
１０  片面銅張り積層材（片面銅張りポリイミド基材）
１１  絶縁樹脂層（ポリイミドフィルム）
１２  銅箔
１３  導電性パターン部
１４  片面回路基板
１５  熱可塑性ポリイミドフィルム
１６  ビアホール
１７  第１銀ペースト
１８  マスクフィルム
１９  第２銀ペースト
２０  ペースト突起部
２１  層間接着面
２２  硬化済みのペースト突起部
２３  多層基板用基材
２４  片面回路基板
２５  絶縁樹脂層
２６  導電性パターン部
２７  多層配線板
２８  絶縁性基材
２９  紫外線硬化型の導電性ペースト
３１  ペースト突起部
３１  硬化済みのペースト突起部
３２  多層基板用基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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