(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性フィラーと、常温で固体の熱硬化性樹脂を溶剤に溶解させてなるバインダーとを含有し、前記熱硬化性樹脂は、分子量が４００以上のノボラック型エポキシ樹脂１００重量部に対して分子量が１００００以上のフェノール樹脂を１５０重量部以下含有するものであることを特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】
前記導電性ペーストは、多層回路基板を構成する単層の各回路基板から突設される導電性バンプを形成するために使用されるものであって、前記導電性バンプの軟化温度は、前記各回路基板間を接着する接着剤層の軟化温度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の導電性ペースト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板から突出する導電性バンプを製造可能な導電性ペーストに関するものであり、特に複数の回路基板を積層させて多層回路基板を製造するために適したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回路基板に開口された貫通孔や非貫通孔等の孔部に充填されて、その孔部に導電性を備えさせるための導電性ペーストが開発されている。そのような導電性ペーストは、例えば特開平１０−６０３１９号公報に開示されているように、一般的に液状エポキシ樹脂が使用されている。これは、導電性ペーストを小さな孔部内に充填するために流動性の良好な材質が好まれると同時に、孔部内に気泡が入り込まないように溶剤を使用するのを回避するためである。
この導電性ペーストを回路基板の孔部に充填した後には、プレキュア処理をしてＢステージまで硬化させた状態として、次の処理工程を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、多層回路基板を製造するときには、各回路基板間の接続を図るために、回路基板から導電性バンプを突設させておくことがある。その導電性バンプを導電性ペーストで作成しようとした場合には、その導電性ペーストには、▲１▼導電性バンプを形成したときに適度な硬さを備えた状態にあること、▲２▼熱プレス時において、軟化温度が、各回路基板間を接着する接着剤の軟化温度よりも高いこと、▲３▼ガラス転移点が１５０℃よりも高いこと等の性質が要求される。
ところが、従来の導電性ペーストは、上記のような性質を満足するものではないため、導電性バンプの製造に使用することが困難であった。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路基板から突設される導電性バンプを形成可能な導電性ペーストを提供することにある。
【０００４】
【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の発明に係る導電性ペーストは、導電性フィラーと、常温で固体の熱硬化性樹脂を溶剤に溶解させたバインダーとを含有し、前記熱硬化性樹脂は、分子量が４００以上のノボラック型エポキシ樹脂１００重量部に対して分子量が１００００以上のフェノール樹脂を１５０重量部以下含有するものであることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のものであって、前記導電性ペーストは、多層回路基板を構成する単層の各回路基板から突設される導電性バンプを形成するために使用されるものであって、前記導電性バンプの軟化温度は、前記各回路基板間を接着する接着剤層の軟化温度よりも高いことを特徴とする。
【０００５】
導電性フィラーは、金、銀、パラジウム、銅、ニッケル、錫、鉛のうち少なくとも一種類の金属の微粒子であることが好ましい。その微粒子の平均粒径としては、０．５μｍ〜２０μｍであることが好ましい。
【０００６】
【発明の作用、および発明の効果】
請求項１の発明によれば、導電性ペーストには、常温で固体の熱硬化性樹脂が含まれているため、例えば１００℃程度の温度で前処理することにより、（樹脂が硬化反応を起こして、Ｂステージに至るというよりも、）溶剤が揮発して乾燥するため、元の固体状態に戻る。このため、常温において固体となるので、特に導電性バンプを製造するのに良好な素材とできる。
請求項２の発明によれば、導電性ペーストの軟化温度は、接着剤の軟化温度よりも高い。このため、複数の回路基板を積層させて熱プレスするときに、導電性バンプが、軟化した接着剤を押しのけた後、自身も軟化して、導電性フィラーの接触を密にし、電気抵抗率を低下させるため、各回路基板層間の接続を良好とできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
＜導電性ペーストの調整＞
導電性フィラーとして、平均粒子径が１０μｍのフレーク状の銀１００重量部を用いた。バインダーとしては、熱硬化性樹脂として、分子量が６００のノボラック型エポキシ３．２重量部と分子量が１００００〜１５０００のフェノール樹脂３．２重量部とを使用し、溶剤として、エチルカルビトールアセテート６．８重量部を使用した。共に常温で固体であるノボラック型エポキシとフェノール樹脂とを混合し、これにエチルカルビトールアセテートを添加して、樹脂を溶解させてバインダーを調整した。このバインダーに、銀を添加して混合したものを導電性ペーストとした。
【０００８】
従来の低分子量の液状エポキシ樹脂では、プレキュア処理を施すことにより、架橋反応が開始されて、Ｂステージに至る。ところが、本実施形態の導電性ペーストは、熱乾燥処理（例えば、１００℃で３０分間の処理）を施すと、樹脂を溶解している溶剤が揮発することにより乾燥して、元の樹脂の性質としての固体に戻る。また、その固体状態における軟化温度は６０℃よりも高かった。さらに、その導電性ペーストを１８０℃、７０分間処理して硬化させた後のガラス転移点は、１５０℃以上であった。
【０００９】
＜多層回路基板の製造＞
次に、上記の導電性ペーストから導電性バンプを形成し、その導電性バンプにより回路基板間を接続した多層回路基板の製造方法について、図１〜図４を参照しつつ説明する。
【００１０】
▲１▼コア用両面回路基板の製造
図１（Ａ）に示すように、片面に銅箔１が貼り付けられた絶縁性基板２を使用する。この絶縁性基板２は、例えば、ガラス布エポキシ樹脂基材、ガラス布ビスマレイミドトリアジン樹脂基材、ガラス布ポリフェニレンエーテル樹脂基材、アラミド不織布ーエポキシ樹脂基材、アラミド不織布ーポリイミド樹脂基材等が使用できる。また、絶縁性基板２の厚さは、２０μｍ〜６００μｍであり、銅箔１の厚さは、３μｍ〜１８μｍであることが望ましい。絶縁性基板２と銅箔１としては、特にエポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させてＢステージとしたプリプレグと、銅箔とを積層して加熱プレスすることにより得られた片面銅張積層板を用いることが望ましい。
【００１１】
このような絶縁性基板２において、図１（Ｂ）に示すように、銅箔１が貼り付けられた面側とは、逆の面側（図１において、上面側）に半硬化状態の接着剤層３を設け、さらに、その接着剤層３の上面には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の保護フィルム４を貼り付ける。ここで、接着剤層３は、例えば軟化温度が約６０℃程度のエポキシ樹脂ワニスを使用でき、その厚さは１０μｍ〜５０μｍであることが望ましい。また、保護フィルム４は、詳細には示さないが、ＰＥＴ製のフィルムと、そのフィルムの一面側に粘着剤層が設けられている。その粘着剤層の厚さは１μｍ〜２０μｍであり、ＰＥＴ製のフィルムの厚さは１０μｍ〜５０μｍである。
【００１２】
次に、絶縁性基板２に貼り付けられた保護フィルム４側から、例えば炭酸ガスレーザによって、銅箔１に達する非貫通孔５を形成する（図１（Ｃ））。ここで、炭酸ガスレーザの条件は、パルスエネルギーが０．５ｍＪ〜１００ｍＪ、パルス幅が１μｓ〜１００μｓ、パルス間隔が０．５ｍｓ以上、ショット数が３〜５０の範囲であることが望ましい。なお、非貫通孔５の内壁面から樹脂残滓を取り除くために、例えばプラズマ放電、コロナ放電等を用いたデスミア処理を行うことが望ましい。
【００１３】
次に、図１（Ｄ）に示すように、非貫通孔５の内部に、本発明の導電性ペースト６を充填する。導電性ペースト６の充填は、メタルマスクを用いた印刷による方法や、スキージやディスペンサを用いた方法等が使用できる。その後、基板全体を１ｘ１０３Ｐａ〜５ｘ１０３Ｐａの減圧下において、絶縁性基板２の導電性ペースト６の露出側の表面を適切なプレス装置（図示せず）によって、１００℃で数分間程度、加圧する。このとき、導電性ペースト６は、溶剤が乾燥することによって、適度な硬さの固体となっている。
その後、保護フィルム４を剥離すると、非貫通孔５内に充填された導電性ペースト６の先端部分が、適度に硬化した導電性バンプ７として、接着剤層３から突設した状態となっている（図１（Ｅ）を参照）。
【００１４】
次に、銅箔８を接着剤層３を介して絶縁性基板２の片面側（図２において、上面側）に、例えば１８０℃、７０分で低圧下（真空度２０Torr）において加熱プレス（例えば、１．９６×１０-2Ｐａ）することによって圧着し、接着剤層３を硬化させる（図２（Ｆ）を参照）。ところで、本実施形態によれば、導電性ペースト６の軟化温度は、接着剤層３の軟化温度よりも高く設定されている。このため、加熱プレスの際には、温度が上昇するに従って、導電性ペースト６は固体の状態を保持する一方、接着剤層３が軟化する。このとき、接着剤層３の軟化に伴って、余分な接着剤が基板中央から外へ流れ出すとき導電性バンプ７を一緒に流してしまったり、接着剤が導電性バンプ７と銅箔８との間に流れ込むことも考えられるが、導電性バンプ７は適度な硬さを保持しているので、接着剤と共に流されることも無い上に、軟化した接着剤層３を押しのけて銅箔８に接触し、両銅箔１，８間の接続を良好とできる。
【００１５】
さらに、両銅箔１，８の表面に、それぞれエッチング用の保護フィルム（図示せず）を貼り付け、所定の配線パターンのマスクで被覆した後、エッチング処理を施して、導体回路１Ａ、８Ａを形成する（図２（Ｇ）を参照）。なお、導体回路１Ａ，８Ａの表面は、例えばメック社製のエッチング液等を使用して、粗化処理しておくことが望ましい。
このようにして製造された両面回路基板９をコア基板として使用する。両面回路基板９の表面および裏面には、下記に示す製造方法によって製造される片面回路基板１０を積層することができる。
【００１６】
▲２▼片面回路基板の製造
図３（Ａ）に示すように、片面に銅箔１１が貼り付けられた絶縁性基板１２を使用する。この絶縁性基板１２は、▲１▼で示したものと同様の基材によって形成されるものが使用できる。なお、絶縁性基板１２と銅箔１１としては、特にエポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させてＢステージとしたプリプレグと、銅箔とを積層して加熱プレスすることにより得られた片面銅張積層板を用いることが望ましい。
【００１７】
このような絶縁性基板１２において銅箔１１の表面に、エッチング用の保護フィルム（図示せず）を貼り付け、所定の配線パターンのマスクで被覆した後、エッチング処理を施して、導体回路１１Ａを形成する（図３（Ｂ））。なお、導体回路１１Ａを形成した後に、その表面を、例えばメック社製のエッチング液等を使用して、粗化処理しておくことが望ましい。
次に、導体回路１１Ａが設けられた面側とは逆の面側（図３において、上面側）に、半硬化状態の接着剤層１３（例えば、前述の両面回路基板９を製造するときに使用したものと同じものを使用することができる。）を設け、さらに、その接着剤層１３の上面には、ＰＥＴ製の保護フィルム１４を貼り付ける（図３（Ｃ）を参照）。
【００１８】
次に、絶縁性基板１２に貼り付けられた保護フィルム１４側から、例えば前述と同様の条件によって炭酸ガスレーザを使用して、導体回路１１Ａに達する非貫通孔１５を形成する（図３（Ｄ）を参照）。なお、非貫通孔１５の内壁面から樹脂残滓を取り除くために、例えばプラズマ放電、コロナ放電等を用いたデスミア処理を行うことが望ましい。
次に、非貫通孔１５の内部に、本発明の導電性ペースト６を、例えばメタルマスクを用いた印刷による方法や、スキージやディスペンサを用いた方法等により充填し、その後、基板全体を１ｘ１０３Ｐａ〜５ｘ１０３Ｐａの減圧下において、絶縁性基板１２の導電性ペースト６の露出側の表面を適切なプレス装置（図示せず）によって、例えば１００℃で数分間程度、加圧する。このとき、導電性ペースト６は、溶剤が乾燥することによって、適度な硬さの固体となっている。
【００１９】
その後、保護フィルム１４を剥離すると、非貫通孔１５内に充填された導電性ペースト６の先端部分が、適度に硬化した導電性バンプ７として、接着剤層１３から突設した状態となっている（図３（Ｅ）を参照）。こうして、片面回路基板１０が製造される。
【００２０】
▲３▼多層回路基板の製造
次に、コア用の両面回路基板９の表裏両面側に、片面回路基板１０を積層して、多層回路基板１６を製造する。
図４には、両面回路基板９の両面に（より正確には、下層に一枚、上層に二枚）、三枚の片面回路基板１０を積層した五層の多層回路基板１６の断面図を示した。この多層回路基板１６は、上記五層の回路基板９，１０を積層して、１５０℃〜２００℃、１ＭＰａ〜４ＭＰａの加熱プレスを行うことにより製造することができる。
【００２１】
本実施形態によれば、導電性ペースト６の軟化温度は、接着剤層１３の軟化温度よりも高く設定されている。このため、加熱プレスの際には、温度が上昇するに従って、導電性ペースト６は固体の状態を保持する一方、接着剤層１３が軟化する。接着剤層１３の軟化に伴って、接着剤が導電性バンプ７と導体回路１Ａ，８Ａとの間に流れ込むことも考えられるが、そのときには導電性バンプ７は適度な硬さを保持しているので、軟化した接着剤層３を押しのけて導体回路１Ａ，８Ａに接触した後、自身も軟化して、導電性フィラーを密に接触させ、電気抵抗率を低下させることができるため、良好な接続状態を確保できる。
【００２２】
このように本実施形態によれば、導電性ペーストには、常温で固体の熱硬化性樹脂が含まれており、熱乾燥処理を施すことにより、溶媒が乾燥するため常温で適度な硬さの固体となっているので、特に導電性バンプを製造するのに良好な素材とできる。
【００２３】
本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
（１）本願発明の導電性ペーストには、一般に使用する硬化剤を含有することもできる。さらに、導電性ペーストには、分散安定剤、可塑剤、皮張り防止剤、粘土調整剤など各種の添加剤を用いることができる。
（２）本実施形態によれば、導電性バンプ７は、非貫通孔５，１５内部を充填し、回路基板９，１０の表面から突設するようにして形成されているが、本発明によれば、導電性バンプは、少なくとも二枚の回路基板が積層されたときに、その層間に位置して両回路基板間を電気的に接続するものであれば足り、必ずしも一方側の回路基板の貫通孔や非貫通孔の内部を充填している必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における両面回路基板の製造工程を示す断面図（１）
【図２】両面回路基板の製造工程を示す断面図（２）
【図３】片面回路基板の製造工程を示す断面図
【図４】多層回路基板の断面図
【符号の説明】
３，１３…接着剤
６…導電性ペースト
７…導電性バンプ
９，１０…回路基板
１６…多層回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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