(57)【要約】【課題】印刷法を用いて導体回路の形成を行う多層回路基板の製造方法において、レーザによる穿孔を回避可能な導体回路を形成する方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明によれば、エネルギーを付与することによってバルク金属層を形成可能な金属ナノ粒子又は金属化合物ナノ粒子を含む導電性ペーストを使用し、印刷法によって所定の回路パターンを印刷する。そして、エネルギーを付与することにより導体回路を形成する。このとき、比較的低いエネルギーの付与によってフィラー間の融着を実現させることができる。これにより、バルク金属層を形成してレーザによる穿孔を回避可能な導体回路を容易に形成させることができる。また、絶縁層として比較的耐熱性に乏しい材料であっても使用することができるから、材料選択の自由度が高まる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層の表裏両面のうち一面側には導体回路を備えるとともに他面側には前記絶縁層を貫通して前記導体回路に達するビアホールを備えたプリント基板の複数枚を積層することにより多層回路基板を製造する方法であって、
（ａ）前記絶縁層の一面側に、エネルギーを付与することによりバルク金属層を形成可能な金属ナノ粒子又は金属化合物ナノ粒子を含む導電性ペーストにより所定の回路パターンを印刷する工程と、
（ｂ）前記導電性ペーストにエネルギーを付与することにより前記導体回路を形成させる工程と、
（ｃ）前記絶縁層において前記導体回路が形成された側とは逆側の面からレーザ照射を行うことにより前記絶縁層を貫通して前記導体回路に達するビアホールを形成させる工程と、
（ｄ）前記ビアホール内に導電性物質を充填させる工程と、
（ｅ）前記工程（ｄ）で得た前記プリント基板の複数枚を積層する工程とを実行することを特徴とする多層回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層回路基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多層回路基板において、内部に導電性物質を充填したビアホールを設けることによって、絶縁層の表裏の導体回路を電気的に接続する技術が知られている。このような多層回路基板は、例えば以下のようにして製造される。
【０００３】
樹脂製の絶縁性基板の片面に銅箔が貼り付けられた片面銅張積層板を出発材料とし、まず、銅箔をエッチングすることによって所定の導体回路を形成させる。次いで、この絶縁性基板において導体回路が形成された側とは反対側の面から、レーザ照射を行うことにより、絶縁性基板を貫通して導体回路に至るビアホールを形成させる。このとき、金属により形成されている導体回路はレーザ照射による影響を受けないので、レーザ光が絶縁性基板を貫通して導体回路に至った時点で穿孔がストップし、有底のビアホールが形成される。次に、このビアホールに導電性材料を充填する。最後に、このプリント基板の複数枚を積層して熱プレスを行うことにより、多層回路基板が完成する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３６５５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、絶縁層上に導体回路を形成させる方法としては、上記した銅箔のエッチングによる方法の他に、導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷法やインクジェット法により回路パターンを印刷する方法がある。このような印刷法は、エッチングと異なりドライプロセスであることから、環境への負荷が少ないという利点を有する。
【０００６】
しかし、印刷法を採用した場合には、ビアホールを形成する際に、導体回路が絶縁層とともに穿孔されてしまうという問題があった。
すなわち、導電性ペーストは、導電性フィラー同士をバインダ樹脂により固着し、接触させることにより導電パスを形成させるものである。ところが、このバインダ樹脂は、レーザ照射により熱分解、揮散してしまう。このために、導体回路の穿孔が生じてしまうのである。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、印刷法を用いて導体回路の形成を行う多層回路基板の製造方法において、レーザによる穿孔を回避可能な導体回路を形成する方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項１の発明に係る多層回路基板の製造方法は、絶縁層の表裏両面のうち一面側には導体回路を備えるとともに他面側には前記絶縁層を貫通して前記導体回路に達するビアホールを備えたプリント基板の複数枚を積層することにより多層回路基板を製造する方法であって、（ａ）前記絶縁層の一面側に、エネルギーを付与することによりバルク金属層を形成可能な金属ナノ粒子又は金属化合物ナノ粒子を含む導電性ペーストにより所定の回路パターンを印刷する工程と、（ｂ）前記導電性ペーストにエネルギーを付与することにより前記導体回路を形成させる工程と、（ｃ）前記絶縁層において前記導体回路が形成された側とは逆側の面からレーザ照射を行うことにより前記絶縁層を貫通して前記導体回路に達するビアホールを形成させる工程と、（ｄ）前記ビアホール内に導電性物質を充填させる工程と、（ｅ）前記工程（ｄ）で得た前記プリント基板の複数枚を積層する工程とを実行することを特徴とする。
【０００９】
本発明において、「ナノ粒子」とは、粒子径がナノ（ｎｍ）スケールの微細な粒子のことをいう。具体的には、粒子径が１００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００１０】
「金属ナノ粒子」としては、例えばＡｇ，Ａｕ，Ｒｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｏ等の微粒子を使用できる。また、「金属化合物ナノ粒子」としては、例えば酸化銀のように、加熱することにより自己還元して銀の微粒子を発生し、この粒子が互いに融着することによってバルク金属層を形成するようなものを使用できる。また、有機銀化合物のように、加熱することにより有機物の部分が分解・揮散して銀の微粒子を発生し、この粒子が互いに融着することによってバルク金属層を形成するようなものを使用できる。これらのナノ粒子は一種が単独で使用されてもよく、２種以上が混合されて使用されてもよい。
【００１１】
また、「エネルギーを付与する」方法としては、導電性ペーストに含まれる金属ナノ粒子を融着させてバルク金属層を形成させるような方法であればよい。また、金属化合物ナノ粒子を使用する場合には、これら金属化合物ナノ粒子を分解、還元等させることによって金属の微粒子を発生させ、この微粒子を互いに融着させることによってバルク金属層を形成させるような方法であればよい。具体的には、温風加熱、輻射加熱等の加熱による方法を使用できる。また、紫外線照射、Ｘ線照射、電子線照射等の方法も使用できる。さらには、超音波照射によってナノ粒子を振動させ、熱エネルギーを発生させる方法も使用できる。
【００１２】
ナノ粒子は、分散媒に分散されることにより導電性ペーストとされる。分散媒は、ナノ粒子と混合することによって印刷に適した程度の流動性を与えるようなものであればよく、例えば有機溶媒や樹脂等を使用できる。また、導電性ペーストには、ナノ粒子を構成する金属と同種の大粒径の金属粒子、またはナノ粒子を構成する金属と合金を形成する大粒径の金属粒子、グラファイト等の非金属の導電性粒子等が混合されていてもよい。また、ナノ粒子を分散媒中に安定的に分散させるための安定剤や、導電性ペーストの粘度を調整するための増粘剤等、種々の添加剤が混合されていてもよい。
【００１３】
【発明の作用、および発明の効果】
本発明によれば、エネルギーを付与することによってバルク金属層を形成可能な金属ナノ粒子又は金属化合物ナノ粒子を含む導電性ペーストを使用し、印刷法によって所定の回路パターンを印刷する。そして、エネルギーを付与することにより、導体回路を形成する。このとき、エネルギー付与によって導電性ペースト中の金属ナノ粒子（または金属化合物ナノ粒子が分解、還元等されることによって発生した金属の微粒子）は溶融し、互いに隣接する粒子同士が融着してバルク金属層が形成される。
【００１４】
このように、本発明の導体回路においては、金属粒子がバインダー樹脂の架橋固着作用によるのではなく、融着により相互に結合している。このため、ビアホールの形成時に、レーザ照射によって金属粒子同士の接合が失われることがなく、導体回路への穿孔の発生を回避することができる。
【００１５】
ここで、一般的に金属の融点は高温であり、分散状態の金属粒子を溶融させて互いに隣接する粒子間を導電可能な結合状態とするには、高温加熱を行う必要がある。しかし、粒子径がナノ（ｎｍ）スケールの非常に微細な微粒子においては、２００℃以下の低温でも金属結合することが知られている。例えば、銀のナノ粒子は約１００℃でも溶け合う。これは、ナノ（ｎｍ）スケールの金属微粒子においては、微粒子の表面エネルギーが内部エネルギーに対して無視できないほど大きくなり、この表面エネルギーを低減させるために隣接した微粒子同士が凝集・結合し、表面積を下げようとするためである。
【００１６】
このような金属ナノ粒子を導電性ペーストのフィラーとして利用すれば、比較的低いエネルギーの付与によってフィラー間の融着を実現させることができる。これにより、バルク金属層を形成してレーザによる穿孔を回避可能な導体回路を容易に形成させることができる。また、絶縁層として比較的耐熱性に乏しい材料であっても使用することができるから、材料選択の自由度が高まる。
【００１７】
また、金属ナノ粒子に代えて、エネルギーを付与することにより還元、分解等の反応を起こして分解金属の微粒子を発生し、この粒子が互いに融着することによってバルク金属層を形成するような金属化合物ナノ粒子を使用しても、同様の作用効果を奏することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
多層回路基板１を形成するプリント基板２の出発材料は、熱可塑性樹脂からなる樹脂シート３（本発明の絶縁層に該当する）である（図１Ａ）。
【００２０】
この樹脂シート３の一面側に、導電性ペースト４を用いて、例えばスクリーン印刷により所定の回路パターンを印刷する。導電性ペースト４としては、例えば金属ナノ粒子として粒径８ｎｍ〜５ｎｍのＡｇの微粒子を使用し、これを溶剤に分散したものを使用することができる。そして、印刷した導電性ペースト４にエネルギーを付与して硬化させ、導体回路５を形成させる（図１Ｂ）。エネルギーの付与は、例えば１７０℃で６０分間加熱することによって行うことができる。このとき、金属ナノ粒子同士が互いに融着してバルク金属層が形成される。
【００２１】
次いで、この樹脂シート３の所定の位置に、導体回路５が形成された側とは逆側の面からレーザ照射を行い、樹脂シート３の厚さ方向に貫通して導体回路５に到達するビアホール６を形成させる（図１Ｃ）。レーザ加工は、例えば炭酸ガスレーザ加工装置により行うことができる。このとき、金属ナノ粒子は融着により相互に結合しているから、従来の樹脂バインダーにより固着されている場合のように、レーザ照射によって金属ナノ粒子同士の接合が失われることがない。これにより、導体回路５に穿孔が生じることが回避され、有底のビアホール６が形成される。
【００２２】
この後、生成されたビアホール６の内部に残留する樹脂を取り除くためのデスミア処理を行う。デスミア処理は、例えば過マンガン酸カリウム処理、酸素プラズマ放電、コロナ放電処理等により行うことができる。
【００２３】
次に、樹脂シート３の表面を例えばポリエチレンテレフタレート製の保護フィルムで覆った状態で（図示せず）、このビアホール６内に、導電性物質７を充填させる（図１Ｄ）。導電性物質７の充填は、例えば上記の導体回路５の形成に使用したものと同様の導電性ペースト４を用いて、スクリーン印刷により行うことができる。
【００２４】
このようにして形成された複数枚のプリント基板２を位置合わせして重ね合わせる（図２Ｅ）。そして、例えば２５０〜２７０℃、９０〜１００分で真空熱プレスを行うことにより、各プリント基板２が一体化した多層回路基板１が形成される（図２Ｆ）。このとき、プリント基板２のビアホール６に充填された導電性ペースト４の先端部が、隣接するプリント基板２の導体回路５に接触しており、隣接するプリント基板２の導体回路５間が電気的に接続される。
このようにして、多層回路基板１が完成する。
【００２５】
以上のように本実施形態によれば、金属ナノ粒子を導電性ペースト４のフィラーとして利用している。このような方法によれば、低温での加熱、すなわち比較的低いエネルギーの付与によってフィラー間の融着を実現させることができる。これにより、バルク金属層を形成してレーザによる穿孔を回避可能な導体回路５を容易に形成させることができる。また、絶縁層として樹脂シート３のように比較的耐熱性に乏しい材料であっても使用することができるから、材料選択の自由度が高まる。
【００２６】
なお、本発明は以下のように変形して実施することもできる。また、本発明の技術的範囲は、これらの実施形態によって限定されるものではなく、均等の範囲にまで及ぶものである。
（１）上記実施形態では、絶縁層として樹脂シート３を使用したが、本発明によれば絶縁層の材質は上記実施形態の限りではなく、硬質の樹脂基板等であってもよい。
（２）上記実施形態では、ビアホール６の形成を炭酸ガスレーザにより行ったが、本発明によればレーザの種類は上記実施形態の限りではなく、例えばＹＡＧレーザ、ＫｒＦレーザ、ＡｒＦレーザ等を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る多層回路基板の製造工程を示す断面図−１
（Ａ）樹脂シートの断面図
（Ｂ）樹脂シートに導電性ペーストを印刷したときの断面図
（Ｃ）ビアホールを形成したときの断面図
（Ｄ）ビアホールに導電性ペーストを充填させたときの断面図
【図２】本実施形態に係る多層回路基板の製造工程を示す断面図−２
（Ｅ）プリント基板を積層したときの断面図
（Ｆ）プリント基板を接着して形成された多層回路基板の断面図
【符号の説明】
１…多層回路基板
２…プリント基板
３…樹脂シート（絶縁層）
５…導体回路
６…ビアホール
７…導電性物質
【図１】
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【図２】
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