(57)【要約】【課題】  導体パターン層間の接続信頼性の低下を解決し、さらに高い接続信頼性の特性を具備した接着シートとそれを用いた両面プリント基板或いは多層プリント基板を提供する。【解決手段】  樹脂シートを貫通し、表裏面の電気的接続をする個所に導電体金属材料を具備する接着シートであって、前記金属材料は融点が１２０〜１８０℃の合金化した柱状の低融点金属であるか、または融点が１２０〜１８０℃の合金化した金属粒子を含んだ導電ペーストである接着シートである。  好ましくは上記の金属材料はＳｎ或いは／更にＩｎを主成分とする金属材料である接着シートである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂シートを貫通し、表裏面の電気的接続をする個所に導電体金属材料を具備する接着シートであって、前記金属材料は融点が１２０〜１８０℃の合金化した柱状の低融点金属であるか、または融点が１２０〜１８０℃の合金化した金属粒子を含んだ導電ペーストであることを特徴とする接着シート。
【請求項２】
請求項１に記載の金属材料はＳｎ或いは／更にＩｎを主成分とする金属材料であることを特徴とする接着シート。
【請求項３】
請求項１または２に記載の接着シートを用いたことを特徴とする両面プリント基板。
【請求項４】
請求項１または２に記載の接着シートを用いたことを特徴とする多層プリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面および多層プリント基板に用いられる接着シート及びそれを用いた両面プリント基板或いは多層プリント基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特開２００３−１１０２４３号（例えば、特許文献１参照）として、導体パターン層の加熱圧着温度よりも低い融点と高い融点を有する２種の異なる金属粒子を用いて、ビアホール内に低融点金属よりも融点が高くなる一体化した導電性組成物（合金）を形成する。さらに、前記導電性組成物中に含まれる低融点金属と導体パターン層を形成する金属との固相拡散層を形成して、前記導体パターン層間の接続を行うことで、接触不良を抑制出来るという点で優れたものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１０２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特開２００３−１１０２４３号に開示される技術は、接触不良の抑制の点では有利であるものの、ＳｎやＩｎ等の低融点金属の金属の単体粒子と合金化させる第２の金属の単体粒子を絶縁樹脂内に具備し、これを合金化させて高融点の金属とするものである。
しかしながら、導体パターン層の接着温度よりも高い融点の金属粒子が導体パターン層を形成する金属の表面に付着する場合、低融点金属と前記導体パターン層を形成する金属との濡れ不良部分を引き起こし、拡散層の均一形成の障害となり、前記導体パタ−ン層間の接続信頼性の低下に繋がり易いという問題があった。
上記の問題は、高い層間接続信頼性の両面プリント基板或いは多層プリント基板を実用化する上で大きな問題となる。
本発明の目的は、導体パターン層間の接続信頼性の低下を解決し、さらに高い接続信頼性の特性を具備した接着シートとそれを用いた両面プリント基板或いは多層プリント基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、樹脂シートを貫通し、表裏面の電気的接続をする個所に導電体金属材料を具備する接着シートであって、前記金属材料は融点が１２０〜１８０℃の合金化した柱状の低融点金属であるか、または融点が１２０〜１８０℃の合金化した金属粒子を含んだ導電ペーストである接着シートである。
好ましくは上記の金属材料はＳｎ或いは／更にＩｎを主成分とする金属材料である接着シートである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の導体パターン層間の電気的接続をする合金化した導電体金属材料を１２０〜１８０℃の低融点金属とすることで、前記導体パターン層を形成する金属との濡れ性を高めることに優れていることから、前記導体パターン層を形成する金属との拡散層の均一形成の効果があり、これを用いてなる両面プリント基板或いは多層プリント基板製品は高い接続信頼性の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
上述したように、本発明の重要な特徴は導体パターン層間の電気的接続をする柱状の導電体金属材料を予め１２０〜１８０℃の低融点金属とした柱状の合金であるか、または融点が１２０〜１８０℃の合金化した金属粒子を含んだ導電ペーストの構成を採用したことにある。
以下に本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の接着シートは上述のように樹脂シートを貫通し、表裏面の電気的接続をする柱状の導電体金属材料を適用できる。
本発明で言う樹脂シートとは接着シートの表裏面に配される導体パターン層を接着する接着剤としての役割を担い、電気的絶縁性をもったものを言う。具体的な樹脂シートの材質としては、例えばエポキシ、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー等が挙げられる。
【０００８】
そして、本発明においては、この樹脂シートを貫通し、表裏面の電気的接続をする１２０〜１８０℃の合金化した低融点金属とした柱状の合金の導電体金属材料を備え、この柱状の合金の導電体金属材料で、接着シートの上下に配される導体パターン層を電気的に接続させる。なお、本発明で言う柱状とは例えば球状、円柱、角柱、円錐、角錐等、樹脂シートの表面から他方の面に連続した形状であれば特に形状は問わず、これを柱状という。
また本発明では、前述の柱状の合金の他、融点が１２０〜１８０℃の合金化した金属粒子を含んだ導電ペーストであっても良い。ここで、金属粒子の形状は特に問わず、球形、楕円形、刃状形、立方体等、その他如何なる異形状であっても構わない。前述の金属粒子の平均粒径は０．５〜４０μｍであるのが好ましく、これをフラックスまたはバインダー粒子、必要に応じて分散剤も混合させたものが、本発明で言うところの導電ペーストである。
【０００９】
本発明において、重要なことは、前記金属材料は融点が１２０〜１８０℃の合金化した低融点金属であることである。好ましい具体的組成は後述するが、この１２０〜１８０℃の低融点の合金化した金属材料としているため、従来のように高融点の金属粒子の一部が溶融されないと言った不具合を生じることなく、導体パターン層を形成する金属との濡れ性をより確かなものとでき、接続信頼性の向上が図れる。
本発明で低融点金属の温度の下限を１２０℃としたのは、プリント基板として用いた際に使用中に溶融する惧れがあるからである。
本発明で低融点金属の温度の上限を１８０℃としたのは、一般的な絶縁樹脂シートの加熱圧着温度の下限が１８０℃程度であり、この加熱圧着温度より低い融点を採用することで、低融点金属粒子を完全に溶融させ、導体パターン層を形成する金属との濡れ性を高める効果が一般的な低温度の加熱圧着温度の樹脂シート材質においても期待できるからである。
【００１０】
上述した１２０〜１８０℃の低融点金属材料は、Ｓｎ或いは／更にＩｎを主成分とするのが好ましい。例えばＳｎを主成分とする場合、Ｉｎ、Ｂｉ及びＡｇとの２元または多元合金である。また、Ｉｎを主成分とする場合、Ｓｎ、Ｂｉ及びＡｇとの２元または多元合金である。
ＳｎまたはＩｎを主成分として用いれば１２０〜１８０℃の低融点金属組成とすることができ、Ｃｕ、ＮｉならびにＡｕとの濡れ性も向上する。中でも特にＳｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系の合金が好ましい。
なお、本発明で言うＳｎ或いは／更にＩｎを主成分とは、合金組成の中で質量比でＳｎ或いは／更にＩｎが最も多く含まれていることを言う。
【００１１】
上述した本発明の接着シートの表裏に銅箔を貼り合わせ、導体パターン層間の電気的接続をする柱状の低融点金属材料の融点以上で加熱圧着した後、両面の配線パターンを形成することで両面プリント配線基板として用いることができる。また、予め用意された両面プリントまたは片面プリント配線基板と接着シートを何層も組み合わせ、一括積層することで多層プリント配線基板として用いることも可能である。
【００１２】
なお、本発明のうち、金属粒子を含んだ導電ペーストを用いた接着シートの一例を模式図を図１に示す。前記接着シートは例えば図１に示すように、剥離シート４と樹脂シート３を貫通する穴８に、例えばＳｎ或いは／更にＩｎを主成分とする低融点金属粒子１をフラックスまたはバインダー粒子、必要に応じて分散剤２も混合した導電ペースト１０を充填したものである。
上述の穴８の径は、φ３０〜３００μｍ程度であれば良い。また、好ましくは、Ｓｎ或いは／更にＩｎを主成分とする低融点金属粒子の平均粒径は０．５〜４０μｍであれば良い。
【００１３】
また、前記接着シートは図２（ａ）に示すように、前記導体パターン層５を接着する前に前記樹脂シート３の表裏面に貼り合わせている前記剥離シート４を剥離した後、図２（ｂ）に示すように、前記導体パターン層５と前記接着シートとの位置合わせを行い、図２（ｃ）に示すように、前記導体パターン層５を加熱圧着する。加熱圧着により前記導電ペースト１０は溶融して一体化した均一の導電体金属柱６なる。
また、前記導電ペースト１０に含まれる低融点金属粒子が予め合金化されていることから溶融して一体化した導電体金属柱は均一組成であり、前記導体パターン層５を形成する金属と濡れ性にも優れることから、接触面積の増加により、相互に安定した拡散反応を起こし、均一な拡散層７を形成することで前記導体パターン層５間を、信頼性の高い接合により電気的に接続することが可能である。
【００１４】
ここで、前記剥離シート４は前記接着シートと前記導体パターン層５とを加熱圧着した際、導電ペースト１０に含まれる揮発成分が揮発し、体積収縮による前記導電体金属柱６と前期導体パターン層５との間に空孔を発生させないため、前記導電ペースト１０に前記樹脂シート３表面から体積収縮量分凸形状となる特性を与えるものである。また、前記樹脂シート３表面を埃、油分および水分等の汚れから保護することも可能としている。
【００１５】
次に金属粒子を含んだ導電ペーストを用いた接着シートの製造方法の一例を図３に記載する。図３（ａ）に示すように、前記接着シートは前記樹脂シート３の表裏面に剥離シート４を張り合わせたものを用い、図３（ｂ）で示すように、剥離シート４および樹脂シート３をともに貫通する穴８をあける。前記穴８は例えばレーザ、ドリルまたはパンチングにより、加工可能である。好ましくは、微細な穴あけ加工に優れるレーザである。
その後、図３（ｃ）に示すように、片側の前記剥離シート４に、離形シート９を張り合わせる。この後、図３（ｄ）に示すように、Ｓｎ或いは／更にＩｎを主成分とする合金化した導電金属粒子１を含有した前記導電ペースト１０をスクリーン印刷、メタルマスク印刷またはディスペンサ等を用いるその他の方法により充填する。
なお、図３（ｅ）に示すように、導体パターン層５を加熱圧着する前に前記樹脂シート３に張り合わせている剥離シート４および離形シート９を剥離することで導体パターン層５間の電気的接続が可能な接着シートとして用いることができる。この方法であれば、導電ペーストの充填が容易である。
【００１６】
なお、１２０〜１８０℃の合金化した柱状の低融点金属とする場合、例えば、樹脂シートに貫通する穴をあけ、その貫通穴に球状、円柱、角柱、円錐、角錐等のＳｎ或いは／更にＩｎを主成分とする合金を挿入や充填したりすることでも接着シートとすることができる。
この場合、柱状の低融点金属の最大長さ（高さ）は樹脂シートと同じか或いは樹脂シートの厚さのより２０％程度以下の大きさを持ったものを用いると良い。この方法であれば、導電体金属材料部分の収縮量が少ない利点が得られる。
【００１７】
次に、前記接着シートを用いてなる両面プリント配線基板の製造方法を図４に示す。
図４（ａ）に示すように、前記樹脂シートに張り合わせてある剥離シート４および離形シート９を剥離した後、導体パターン層５の位置合わせを行い、加熱圧着する。ここで、導体パターン層５には８〜３５μｍ厚の圧延銅箔、電解銅箔を用いる。その後、図４（ｂ）に示すように、既存のフォトリソ、エッチング技術により、回路形成を行うことで導体パターン層５間の電気的接続がなされている両面プリント配線基板として用いることができる。ここで、回路部にＮｉ、Ｎｉ／ＡｕおよびＳｎ−Ａｇめっき等の端子めっきが施されているものも、本発明で言うところの両面プリント配線基板である。
【００１８】
図５に示すように、予め準備された両面プリント配線基板１１を本発明の接着シートを用いて、正確な位置合わせを行った後、加熱圧着することで、多層プリント配線基板として用いることができる。
ここで、接着する前記両面プリント配線基板１１は前記接着シートを用いてなる両面プリント配線基板１１に限らず、公知の製法を用いてなる両面プリント配線基板１１も、本発明で言うこところの両面プリント配線基板１１である。また、言うまでもなく、前記接着シートと両面プリント配線と片面プリント配線基板との組み合わせから、例えば配線層総数が最低３層からの配線層数の多層配線板の製造が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は導体パターン層間の電気的接続をする柱状の導電体金属材料を１２０〜１８０℃の低融点金属とすることで、前記導体パターン層の金属との濡れ性を高め、前記導体パターンを形成する金属との拡散層の均一形成の特性に優れているため、高い層間接続信頼性の両面および多層プリント配線基板が不可欠な用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の接着シートの一例を示す断面拡大模式図である。
【図２】本発明の接着シートの一例を示す断面拡大模式図である。  （ａ）は樹脂シートから剥離シートを剥離した状態、（ｂ）は導体パターン層と樹脂シートの加熱圧着前の状態、（ｃ）は導体パターン層と樹脂シートの加熱圧着後の状態を示す。
【図３】本発明における接着シートの製造方法を模式的に示す模式図である。  （ａ）は樹脂シートに剥離シートを張り合わせている状態、（ｂ）は穴あけ終了後の状態、（ｃ）は離形シートを張り合わせた状態、（ｄ）は導電ペースト充填後の状態、（ｅ）は剥離シートと離形シートを剥離した状態を示す。
【図４】本発明における接着シートを用いてなる両面プリント配線基板の製造方法を示す模式図である。  （ａ）は導体パターン層と樹脂シートとの加熱圧着後の状態、（ｂ）は回路形成後の状態を示す。
【図５】本発明における接着シートを用いてなる多層プリント配線基板を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  Ｓｎ或いは／更にＩｎを主成分とする低融点金属粒子
２  フラックスまたはバインダー粒子
３  樹脂シート
４  剥離シート
５  導体パターン層
６  導電体金属柱
７  拡散層
８  穴
９  離形シート
１０  導電ペースト
１１  両面プリント配線基板
【図１】
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【図２】
2005347414.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005347414.tif 000006
【図５】
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