(57)【要約】【課題】銅粉と半田粉とを有する導電ペーストをビアホール導体に用いた多層配線基板において、ビア抵抗の低抵抗化や、ビア部分の高強度化が求められていた。【解決手段】非圧縮性部材を有する電気絶縁性基材１３０と、複数の配線１２０と、ビアホール導体１４０とを有する多層配線基板１１０であり、ビアホール導体１４０は、樹脂部分２００と、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域１６０、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域１７０、ビスマスを主成分とする第３金属領域１８０からなる金属部分１９０を含み、第２金属領域１７０は、第１金属領域１６０単体や第３金属領域１８０単体より大きく、第２金属領域１７０の中に、第１金属領域１６０と第３金属領域１８０が、存在し、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比が０．１０以下であることを特徴とする。【選択図】図１
2013153131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非圧縮性部材と熱硬化性部材とからなる電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材を介して配設された複数の配線と、
前記電気絶縁性基材を貫通するように設けられた前記複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体と、を有する多層配線基板であって、
前記ビアホール導体は、樹脂部分と、金属部分とを含み、
前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、
前記第２金属領域は、前記第１金属領域や前記第３金属領域より大きく、
前記第２金属領域の中に前記第１金属領域と前記第３金属領域が存在し、前記第２金属領域は金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比が０．１０以下であることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
非圧縮性部材と熱硬化性部材とからなる電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材を介して配設された複数の配線と、
前記電気絶縁性基材を貫通するように設けられた前記複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体と、を有する多層配線基板であって、
前記ビアホール導体は、樹脂部分と、金属部分とを含み、
前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、
前記第２金属領域は、前記第１金属領域や前記第３金属領域より大きく、
前記第２金属領域の中に、前記第１金属領域と、前記第３金属領域が、互いに接触することなく存在し、
前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、錫を主成分とする第４金属領域は、前記金属部分の０．５重量％以下であることを特徴とする多層配線基板。
【請求項３】
前記金属部分中のＣｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量組成比（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）が、三角図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３）、Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４）、Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２）、Ｄ（０．８９：０．１０：０.０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域にあることを特徴とする請求項１〜２の何れか１項に記載の多層配線基板。
【請求項４】
前記ビアホール導体は、７４.０ｖｏｌ％以上９９．５ｖｏｌ％以下の金属部分と、０．５ｖｏｌ％以上２６．０ｖｏｌ％以下の樹脂部分を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の多層配線基板。
【請求項５】
前記ビアホール導体中の前記第１金属領域と、前記第２金属領域との合計の重量割合が２０〜９０％の範囲である請求項１〜４の何れか１項に記載の多層配線基板。
【請求項６】
前記樹脂部分はエポキシ樹脂硬化物を含む請求項１〜５の何れか１項に記載の多層配線基板。
【請求項７】
前記ビアホール導体の比抵抗が１．００×１０-7Ω・ｍ〜５．００×１０-7Ω・ｍであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の多層配線基板。
【請求項８】
非圧縮性部材は、耐熱フィルムである請求項１〜７の何れか１項に記載の多層配線基板。
【請求項９】
非圧縮性部材と熱硬化性部材とからなる電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材を介して配設された複数の配線と、
前記電気絶縁性基材を貫通するように設けられた前記複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体と、を有する多層配線基板であって、
前記ビアホール導体は、樹脂部分と、金属部分とを含み、
前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、
前記第２金属領域は、前記第１金属領域や前記第３金属領域より大きく、前記第２金属領域の中に前記第１金属領域と前記第３金属領域が存在し、前記第２金属領域は金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比が０．１０以下である多層配線基板の製造方法であって、
電気絶縁性基材の両側に保護フィルムを付与する保護フィルム付与工程と、
前記保護フィルムで被覆された前記電気絶縁性基材に、前記保護フィルムの外側から穿孔することにより、貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に、少なくとも銅粉と半田粉とを含む金属粉と樹脂とを含む、ビアペーストを充填する充填工程と、
前記充填工程の後、保護フィルムを剥離することにより、前記貫通孔から前記ビアペーストの一部が突出した突出部を表出させる突出部形成工程と、
前記突出部を覆うように、前記電気絶縁性基材の表面に金属箔を配置する配置工程と、
前記金属箔を前記電気絶縁性基材の表面に圧着させ、同時に、前記金属粉を圧着させることで、前記樹脂の一部を前記電気絶縁性基材側へ流動させることにより、前記ビアペースト中の前記樹脂を低減する圧着工程と、
前記圧着工程の後、加熱し、第２金属領域を、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含むと共に、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎを０．１０以下とする加熱工程と、を備えている多層配線基板の製造方法。
【請求項１０】
非圧縮性部材と熱硬化性部材とからなる電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材を介して配設された複数の配線と、
前記電気絶縁性基材を貫通するように設けられた前記複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体と、を有する多層配線基板であって、
前記ビアホール導体は、樹脂部分と、金属部分とを含み、
前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、
前記第２金属領域は、前記第１金属領域や前記第３金属領域より大きく、
前記第２金属領域の中に、前記第１金属領域と、前記第３金属領域が、存在し、
前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、錫を主成分とする第４金属領域は、前記金属部分の０．５重量％以下である多層配線基板の製造方法であって、
電気絶縁性基材の両側に保護フィルムを付与する保護フィルム付与工程と、
前記保護フィルムで被覆された前記電気絶縁性基材に、前記保護フィルムの外側から穿孔することにより、貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に、少なくとも銅粉と半田粉とを含む金属粉と樹脂とを含む、ビアペーストを充填する充填工程と、
前記充填工程の後、保護フィルムを剥離することにより、前記貫通孔から前記ビアペーストの一部が突出した突出部を表出させる突出部形成工程と、
前記突出部を覆うように、前記電気絶縁性基材の表面に金属箔を配置する配置工程と、
前記金属箔を前記耐熱フィルムの表面に圧着させ、同時に、前記金属粉を圧着させることで、前記樹脂の一部を前記電気絶縁性基材側へ流動させることにより、前記ビアペースト中の前記樹脂を低減する圧着工程と、
前記圧着工程の後、加熱し、前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、錫を主成分とする第４金属領域は、前記金属部分の０．５重量％以下とすることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１１】
非圧縮性部材は、耐熱フィルムである請求項９〜１０のいずれか一つに記載の多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁樹脂層を介して配された複数の配線同士がビアホール導体で層間接続されてなる多層配線基板とその製造方法に関する。詳しくは、低抵抗なビアホール導体の接続信頼性の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、絶縁樹脂層を介して配された配線同士を層間接続して得られる多層配線基板が知られている。このような層間接続の方法として、絶縁樹脂層に形成された孔に導電性ペーストを充填して形成されるようなビアホール導体が知られている。また、導電性ペーストの代わりに、銅（Ｃｕ）を含有する金属粒子を充填し、これらの金属粒子同士を金属間化合物で固定したビアホール導体も知られている。
【０００３】
具体的には、例えば、下記特許文献１は、ＣｕＳｎ化合物のマトリクス中に複数の銅粉からなるドメインを点在させてなるマトリクスドメイン構造を有するビアホール導体を開示している。
【０００４】
また、例えば、下記特許文献２は、Ｃｕを含む高融点粒子相材料と錫（Ｓｎ）または錫合金等の金属から選ばれる低融点材料とを含む、ビアホール導体の形成に用いられる焼結性組成物を開示している。このような焼結性組成物は、液相または過渡的（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）液相の存在下で焼結される組成物である。
【０００５】
また、例えば、下記特許文献３は、錫−ビスマス（Ｂｉ）系金属粒子と銅粒子を含む導電性ペーストを錫−ビスマス系金属粒子の融点以上の温度で加熱することにより銅粒子の外周に固相温度２５０℃以上の合金層を形成させたビアホール導体用材料が開示されている。このようなビアホール導体用材料は、固相温度２５０℃以上の合金層同士の接合により層間接続が行われるために、ヒートサイクル試験や耐リフロー試験でも合金層が溶融しないために高接続信頼性を得ることが可能であることが記載されている。
【０００６】
また特許文献４では、導電ペーストをビアに用いたプリント配線基板において、導電ペースト中に含まれている金属粒子の含有率を７５％以上（［表１］の試料Ｎｏ．１４では、充填率８７％）とすることで、体積固有抵抗を９．５×１０-6Ωｃｍ（すなわち、９．５×１０-8Ωｍ）とすることが提案されている。
【０００７】
特許文献５では、ビアホール導体として、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎが０．３０〜０．６５であることを特徴とする配線基板が提案されている。
【０００８】
特許文献６では、Ｓｎ／（Ｃｕ＋Ｓｎ）で表される重量比が０．２５〜０．７５となる金属間化合物が存在することを特徴とする配線基板が提案されている。
【０００９】
更に特許文献７では、ビアペースト中の銅粒子同士が面接触し、更に金属間化合物等で保護されてなる多層配線基板が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−４９４６０号公報
【特許文献２】特開平１０−７９３３号公報
【特許文献３】特開２００２−９４２４２号公報
【特許文献４】特開平１０−２７５９７８号公報
【特許文献５】特開２００１−４４５９０号公報
【特許文献６】特開２０００−４９４６０号公報
【特許文献７】特許第４７１３６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示されたビアホール導体について図１４を参照して詳しく説明する。図１４は、特許文献１に開示された多層配線基板のビアホール部分の模式断面図である。
【００１２】
図１４の多層配線基板の模式断面図においては、多層配線基板表面に形成された配線１にビアホール導体２が接している。ビアホール導体２は、金属間化合物であるＣｕ3Ｓｎ、Ｃｕ6Ｓｎ5を含むマトリクス４と、マトリクス４中にドメインとして点在する銅含有粉末３を含む。このビアホール導体２においては、Ｓｎ／（Ｃｕ＋Ｓｎ）で表される重量比を０．２５〜０．７５の範囲にすることにより、マトリクスドメイン構造を形成している。しかしながら、このようなビアホール導体２においては、熱衝撃試験において図１４中の５に示すようなボイドやクラックが発生しやすいという問題があった。
【００１３】
このようなボイドやクラックは、例えば熱衝撃試験やリフロー処理においてビアホール導体２が熱を受けた場合に、Ｓｎ−Ｂｉ系金属粒子にＣｕが拡散してＣｕ3Ｓｎ、Ｃｕ6Ｓｎ5等のＣｕＳｎ化合物を生成することに起因する亀裂に相当する。またこのようなボイドは、ＣｕとＳｎとの界面に形成されたＣｕ−Ｓｎの拡散接合部に含有されたＣｕとＳｎとの金属間化合物であるＣｕ6Ｓｎ5が、各種信頼性試験の際の加熱により、Ｃｕ3Ｓｎに変化することにより、ビアホール導体２に新たな内部応力が発生する可能性がある。
【００１４】
特に文献１に開示された発明は、「銅含有粉末間、あるいは銅粉末と導体配線間との結合を強固にしている（段落番号[００４４]）」ことが記載されているが、「絶縁シート１１が軟質状態にあることから、導体配線層１４は、絶縁シート１１の表面に埋設され、実質的に絶縁シート１１表面と導体配線層１４の表面が同一平面になるように加圧積層する（段落番号[００３７]）」と記載されている。そのため文献１に記載された絶縁シートは、「導体配線層１４を埋め込むだけの圧縮性を」有することが必須条件の一つとなっている。
【００１５】
また特許文献２に開示された焼結性組成物は、例えば、プリプレグをラミネートするための加熱プレス時において発生する、過渡的（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）液相の存在下または不存在下で焼結される組成物である。このような焼結性組成物は、Ｃｕ、Ｓｎ、およびＰｂを含むものであり、加熱プレス時の温度も１８０℃から３２５℃と高い温度になるために、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させてなる一般的な絶縁樹脂層（ガラスエポキシ樹脂層と呼ばれることもある）に対応させることは困難であった。また市場から求められている、Ｐｂフリー化に対応することも困難であった。
【００１６】
また特許文献３に開示されたビアホール導体用材料においては、銅粉の表層に形成される合金層は抵抗値が高い。そのために、銅粉や銀（Ａｇ）粉等を含有する一般的な導電性ペーストのように銅粉間やＡｇ粒子間の接触のみで得られる接続抵抗値と比較して高抵抗値になるという問題があった。
【００１７】
また特許文献４に開示されたビアホール導体においては、金属粒子の含有率が７５％以上とすることで、その体積固有抵抗を、９．５×１０-6Ωｃｍ（すなわち、９．５×１０-8Ωｍ）以上としている。更には［表１］の資料Ｎｏ．１４では充填率８７％とすることで、スルーホール導電抵抗を４．５×１０-6Ωｃｍ（すなわち、４．５×１０-8Ωｍ）にまで低抵抗化することが提案されている。しかし特許文献４に開示されたビアホール導体において、金属粒子同士は、パルス電流等を用いて放電溶接を行う必要がある。これは放電溶接等を行なわず、すなわち金属粒子同士を単に機械的に接触させただけでは、多層配線基板に要求される信頼性が得られないためである。すなわち、金属粒子同士を単に機械的に接触させた場合、金属粒子の含有率を高くするほど、金属粒子以外の成分、すなわち金属粒子同士を互いに結着保持する樹脂成分の含有率が低下してしまう。そして半田リフロー等を考慮したヒートサイクル試験において、ビアホール導体の熱膨張係数（金属粒子の含有率が高くなるほど、金属の熱膨張係数に近づく）と、ビアホール導体の周囲に形成された絶縁層（例えば、ガラスクロスやアラミド不織布に樹脂を含浸してなるプリプレグの硬化物）の熱膨張係数との差により、信頼性が低下する可能性がある。
【００１８】
また特許文献５では、ビアホール導体として、Ｃｕ−Ｓｎ系金属化合物を、あるいはＣｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎが０．３０〜０．６５であることを特徴とする配線基板が提案されているが、この場合、Ｃｕ−Ｓｎ系金属化合物中に、Ｃｕ6Ｓｎ5がかなり残っている。そのため、この残留したＣｕ6Ｓｎ5が、信頼性評価（例えば、ヒートサイクル試験）において、Ｃｕ6Ｓｎ5がＣｕ3Ｓｎに反応する際に、新たにカーケンダイルボイド等を発生させてしまう可能性がある。
【００１９】
特許文献６には、Ｓｎ／（Ｃｕ＋Ｓｎ）で表される重量比が０．２５〜０．７５となる金属間化合物が存在することを特徴とする配線基板が提案されている。図１５は、ビアホール導体の組織を示す概略図の一例である。図１５において、銅含有粉末３は、互いに点接触するか、あるいは互いに離れて存在する。また金属間化合物７は、Ｃｕ3Ｓｎ（７ａで示す）と、Ｃｕ6Ｓｎ5（７ｂで示す）から、構成されている。そしてこの金属間化合物７の中に、銅含有粉末３が点在する。
【００２０】
図１５に示す従来の配線基板の場合、ビアホール導体における、Ｓｎ／（Ｃｕ＋Ｓｎ）の重量比を０．２５〜０．７５を実現するために、ビアペースト中にＰｂ−Ｓｎ合金（平均粒径１０μｍ、Ｐｂ：Ｓｎ重量比＝３８：６２）を多量に添加する必要がある。その結果、Ｐｂ−Ｓｎ合金が銅と反応してなる際に副産物として生成するＰｂ化合物が、ビアホール導体の中で増加する。そしてビアホール導体中におけるＰｂ化合物の割合が増加するほど、ビアホールの信頼性評価（例えば、ヒートサイクル試験等）や抵抗値に影響を与える可能性がある。またＰｂ化合物は、配線基板の使用材料として好ましくない場合がある。
【００２１】
図１６（Ａ）〜（Ｂ）、図１７（Ａ）〜（Ｂ）は、それぞれ特許文献７で開示されたビアホール導体の写真及び模式図である。
【００２２】
特許文献７に開示されたビアホール導体２においては、図１６（Ａ）〜（Ｂ）、図１７（Ａ）〜（Ｂ）に示すように、複数の銅含有粉末３同士が互いに変形してなる面接触部（番号等は付与していない）を介して面接触してなる結合体を含む第１金属領域８と、錫銅合金等からなる第２金属領域９と、ビスマスを主成分とする第３金属領域１０とを有する金属部分１１と、樹脂部分１２を有している。一方、市場からは、更なる低抵抗化（すなわち、絶縁部となる樹脂部分１２の更なる低減）が求められている。
【００２３】
本発明は、高い接続信頼性を有する低抵抗のビアホール導体により層間接続された、Ｐｂフリーのニーズに対応することができる多層配線基板を提供することを目的とする。
【００２４】
更に、特許文献７で示されたビアホール導体において、電気絶縁性基材を介して互いに絶縁された複数の配線同士を、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域で、直接的に接続すると共に、絶縁体である樹脂部分の体積分率を（すなわち、金属部分と、樹脂部分とを有するビアホール導体における樹脂部分の体積分率を）、２５Ｖｏｌ％以下、更には１０Ｖｏｌ％以下と小さく抑えることができ、ビア部分の更なる高信頼性化、高強度化、低抵抗化を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の一局面である多層配線基板は、非圧縮性部材と熱硬化性部材とからなる電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材を介して配設された複数の配線と、前記電気絶縁性基材を貫通するように設けられた前記複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体と、を有する多層配線基板であって、前記ビアホール導体は、樹脂部分と、金属部分とを含み、前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、前記第２金属領域は、前記第１金属領域や前記第３金属領域より大きく、前記第２金属領域の中に前記第１金属領域と前記第３金属領域が存在し、前記第２金属領域は金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比が０．１０以下であることを特徴とする多層配線基板であることを特徴とする。
【００２６】
また、非圧縮性部材と熱硬化性部材とからなる電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材を介して配設された複数の配線と、前記電気絶縁性基材を貫通するように設けられた前記複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体と、を有する多層配線基板であって、前記ビアホール導体は、樹脂部分と、金属部分とを含み、前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、前記第２金属領域は、前記第１金属領域や前記第３金属領域より大きく、前記第２金属領域の中に、前記第１金属領域と、前記第３金属領域が、互いに接触することなく存在し、前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、錫を主成分とする第４金属領域は、前記金属部分の０．５重量％以下であることを特徴とする多層配線基板とすることも有用である。
【００２７】
また本発明の他の一局面である多層配線基板の製造方法は、非圧縮性部材と熱硬化性部材とからなる電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材を介して配設された複数の配線と、前記電気絶縁性基材を貫通するように設けられた前記複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体と、を有する多層配線基板であって、前記ビアホール導体は、樹脂部分と、金属部分とを含み、前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、前記第２金属領域は、前記第１金属領域や前記第３金属領域より大きく、前記第２金属領域の中に前記第１金属領域と前記第３金属領域が存在し、前記第２金属領域は金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比が０．１０以下である多層配線基板の製造方法であって、電気絶縁性基材の両側に保護フィルムを付与する保護フィルム付与工程と、前記保護フィルムで被覆された前記電気絶縁性基材に、前記保護フィルムの外側から穿孔することにより、貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔に、少なくとも銅粉と半田粉とを含む金属粉と樹脂とを含む、ビアペーストを充填する充填工程と、前記充填工程の後、保護フィルムを剥離することにより、前記貫通孔から前記ビアペーストの一部が突出した突出部を表出させる突出部形成工程と、前記突出部を覆うように、前記電気絶縁性基材の表面に金属箔を配置する配置工程と、前記金属箔を前記電気絶縁性基材の表面に圧着させ、同時に、前記金属粉を圧着させることで、前記樹脂の一部を前記電気絶縁性基材側へ流動させることにより、前記ビアペースト中の前記樹脂を低減する圧着工程と、前記圧着工程の後、加熱し、第２金属領域を、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含むと共に、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎを０．１０以下とする加熱工程と、を備えている多層配線基板の製造方法とする。
【００２８】
また本発明の他の一局面である多層配線基板の製造方法は、非圧縮性部材と熱硬化性部材とからなる電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材を介して配設された複数の配線と、前記電気絶縁性基材を貫通するように設けられた前記複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体と、を有する多層配線基板であって、前記ビアホール導体は、樹脂部分と、金属部分とを含み、前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、前記第２金属領域は、前記第１金属領域や前記第３金属領域より大きく、前記第２金属領域の中に、前記第１金属領域と、前記第３金属領域が、存在し、前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、錫を主成分とする第４金属領域は、前記金属部分の０．５重量％以下である多層配線基板の製造方法であって、電気絶縁性基材の両側に保護フィルムを付与する保護フィルム付与工程と、前記保護フィルムで被覆された前記電気絶縁性基材に、前記保護フィルムの外側から穿孔することにより、貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔に、少なくとも銅粉と半田粉とを含む金属粉と樹脂とを含む、ビアペーストを充填する充填工程と、前記充填工程の後、保護フィルムを剥離することにより、前記貫通孔から前記ビアペーストの一部が突出した突出部を表出させる突出部形成工程と、前記突出部を覆うように、前記電気絶縁性基材材の表面に金属箔を配置する配置工程と、前記金属箔を前記耐熱フィルムの表面に圧着させ、同時に、前記金属粉を圧着させることで、前記樹脂の一部を前記電気絶縁性基材側へ流動させることにより、前記ビアペースト中の前記樹脂を低減する圧着工程と、前記圧着工程の後、加熱し、前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、錫を主成分とする第４金属領域は、前記金属部分の０．５重量％以下とすることを特徴とする多層配線基板の製造方法である。
【００２９】
本発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明及び添付する図面により、より明白となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、非圧縮性部材と熱硬化性部材とからなる電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材を介して配設された複数の配線と、前記電気絶縁性基材を貫通するように設けられた前記複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体と、を有する多層配線基板であって、前記ビアホール導体は、樹脂部分と、金属部分とを含み、前記金属部分は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域と、ビスマスを主成分とする第３金属領域とを含み、前記第２金属領域は、前記第１金属領域や前記第３金属領域より大きく、前記第２金属領域の中に前記第１金属領域と前記第３金属領域が存在し、前記第２金属領域は金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比が０．１０以下であることを特徴とする多層配線基板とすることで、信頼性の高い配線基板とすることができる。
【００３１】
これは電気絶縁性基材となる非圧縮性部材を介して互いに絶縁された複数の配線同士を、直接、Ｃｕ3Ｓｎを主体とする金属間化合物で、電気的に接続するためであり、更に金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5が、金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎに変化する際、発生するカーケンダイルボイド等の発生を抑制する効果が得られる。
【００３２】
またビアホール導体を形成する貫通孔を、ビアホール導体の充填、形成前後でその直径（あるいは断面積）が殆ど変化しない、非圧縮性部材に形成することによって、ビア内に充填された金属部分の割合を多くすることができ、その合金化反応を促進する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（Ａ）は、本実施形態の多層配線基板の模式断面図、（Ｂ）は、（Ａ）の多層配線基板におけるビアホール導体付近の拡大模式断面図
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ多層配線基板の製造方法の一例を示す断面図
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ多層配線基板の製造方法の一例を示す断面図
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ多層配線基板の製造方法の一例を示す断面図
【図５】（Ａ）〜（Ｂ）は、ビアペーストが充填された未硬化基材の貫通孔周辺の圧縮前後の模式断面図
【図６】電気絶縁性基材として、圧縮性を有する部材を用いた場合の課題について説明する断面図
【図７】電気絶縁性基材として、非圧縮性を有する部材を用いることで、ビアペースト中の流動成分（例えば、有機成分）を、ビアホール導体の外に追い出す様子を説明する断面図
【図８】電気絶縁性基材として、非圧縮性を有する部材を用いることで、ビアペースト中の流動成分（例えば、有機成分）を、ビアホール導体の外に追い出す様子を説明する断面図
【図９】（Ａ）〜（Ｂ）は、有機成分の体積分率が少なくなることで、互いに変形しながら密接した銅粉と半田粉とが互いに合金化反応する様子を模式的に示す断面図
【図１０】本実施形態のビアペースト中の金属組成の一例を示す三角図
【図１１】（Ａ）〜（Ｂ）は３０００倍であり、それぞれＳＥＭ写真及びそのトレース図
【図１２】（Ａ）〜（Ｂ）は６０００倍であり、それぞれＳＥＭ写真及びそのトレース図
【図１３】発明者らが作成したビアホール導体のＸ線回折による分析結果の一例を示すグラフ
【図１４】特許文献１に開示された多層配線基板のビアホール部分の模式断面図
【図１５】ビアホール導体の組織を示す概略図
【図１６】（Ａ）〜（Ｂ）は、それぞれ特許文献７で開示されたビアホール導体のＳＥＭ写真及び模式図
【図１７】（Ａ）〜（Ｂ）は、それぞれ特許文献７で開示されたビアホール導体のＳＥＭ写真及び模式図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（実施の形態１）
実施の形態１では、多層配線基板の構造について説明する。
【００３５】
図１（Ａ）は、本実施形態の多層配線基板１１０の模式断面図である。また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の多層配線基板におけるビアホール導体付近の拡大模式断面図である。１１０は多層配線基板、１２０は配線、１３０は非圧縮性部材からなる電気絶縁性基材、１４０はビアホール導体である。１５０は銅箔であり、配線１２０は、銅箔１５０を所定パターン形状に加工したものである。１６０は第１金属領域、１７０は第２金属領域、１８０は第３金属領域である。そして金属部分１９０は、第１金属領域１６０、第２金属領域１７０、第３金属領域１８０を含む。そしてビアホール導体１４０は、第１金属領域１６０、第２金属領域１７０、第３金属領域１８０を含む金属部分１９０と、この金属部分１９０の中に点在するように存在している樹脂部分２００とを有している。
【００３６】
ここでビア抵抗とは、ビアホール導体１４０全体での抵抗値を意味する。そのため、ビアホール導体１４０中の絶縁成分である樹脂部分２００の体積分率（Ｖｏｌ％）が低下するほど、金属部分１９０の体積分率（Ｖｏｌ％）が増加することになり、ビアホール抵抗が低減する。
【００３７】
更に配線１２０と、ビアホール導体１４０との接続抵抗を小さくするには、配線１２０とビアホール導体１４０との接触面積を増加させることは有用である。そのため、配線１２０とビアホール導体１４０との界面部分に残る樹脂部分２００の体積分率（Ｖｏｌ％）を低下することも、ビア抵抗の低減に有用である。
【００３８】
図１（Ａ）に示すように、多層配線基板１１０は、非圧縮性部材からなる電気絶縁性基材１３０の内部に三次元的に形成された、銅箔等の金属箔から形成された複数の配線１２０が、ビアホール導体１４０を介して電気的に層間接続されている。
【００３９】
図１（Ａ）（Ｂ）において、配線１２０は、銅箔１５０を所定形状にパターニングしてなるものである。電気絶縁性基材１３０は、少なくとも耐熱フィルム２２０と、この耐熱フィルム２２０の一面以上に（望ましくは両面に）形成された硬化性接着層２１０と、を有している。そしてこの硬化性接着層２１０を介して、耐熱フィルム２２０の一面以上に（望ましくは両面に）、銅箔１５０（あるいは配線１２０）が固定されている。そして互いに絶縁された状態で電気絶縁性基材１３０の両面に固定された銅箔１５０同士は、ビアホール導体１４０を介して電気的に接続される。
【００４０】
ビアホール導体１４０は金属部分１９０と、樹脂部分２００とを含んでいる。そして金属部分１９０は、銅を主体とする第１金属領域１６０と、錫−銅合金を主体とする第２金属領域１７０と、ビスマスを主成分とする第３金属領域１８０とを含む。そして金属部分１９０と、樹脂部分２００とが、ビアホール導体１４０を構成する。
【００４１】
なお樹脂部分２００は、エポキシ樹脂を含む硬化済樹脂とすることが望ましい。エポキシ樹脂は、信頼性に優れている。なお樹脂部分２００は、ビアペースト中に添加していた樹脂の硬化物であっても良いが、硬化性接着層２１０を構成する熱硬化性樹脂の一部が混入しても良い。
【００４２】
なお第２金属領域１７０の大きさ（あるいは体積分率または重量分率）は、第１金属領域や第３金属領域の大きさ（あるいは体積分率あるいは重量分率）より大きくすることが望ましい。第２金属領域の大きさを、第１金属領域や第３金属領域の大きさ（あるいは体積分率あるいは重量分率）より大きくすることで、複数の配線１２０間を、第２金属領域１７０を主体として電気的に接続できる。更に第２金属領域１７０の大きさを、第１金属領域１６０や第３金属領域１８０の大きさ（あるいは体積分率または重量分率）より大きくすることで、第２金属領域１７０の中に（あるいは第２金属領域１７０からなる海の中に）、第１金属領域１６０や、第３金属領域１８０を、互いに接することなく点在（あるいは離れ小島状態で点在）させることができる。
【００４３】
また第２金属領域１７０は、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、更にＣｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比を０．１０以下とすることは有用である。Ｃｕ6Ｓｎ5の量を減らすことで、多層配線基板１１０の中に残留するＣｕ6Ｓｎ5が、半田リフロー等の加熱処理工程においてＣｕ3Ｓｎに変化することを防止できる。そしてカーゲンダイルボイド等の発生を抑制する。
【００４４】
なお、非圧縮性部材である電気絶縁性基材１３０は、非圧縮性を有する部材（例えば耐熱フィルム２２０）と、非圧縮性を有する部材（例えば耐熱フィルム２２０）の両面に形成された硬化性接着層２１０を備えたものとすることは有用である。ここで非圧縮性（ｉｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ）とは、温度や圧力による密度の変化が実質的に無視できるほど小さいことを意味する。
【００４５】
なお非圧縮性部材は、シート状あるいはフィルム状であることが望ましい。例えば、ガラス（あるいはガラス繊維）自体は、非圧縮性部材であるが、ガラス繊維からなる織布、あるいは不織布とし、これを半硬化樹脂に含浸させてなるプリプレグは圧縮性部材となる。また硬化済の樹脂材料（例えば、ポリイミド樹脂）自体も、非圧縮性部材であるが、ポリイミド繊維からなる織布、あるいは不織布とし、これを半硬化樹脂に含浸させてなるプリプレグは圧縮性部材となる。更にこうした部材に貫通孔を形成し、この貫通孔にペースト等を充填し加圧した際に、貫通孔の直径（あるいは断面積）が変化しないことが有用である。ペースト等を充填し加圧した際に、その直径、あるいは断面積の変化量が１０％以下、更には５％以下、更には３％以下と、少なければ少ないほど、その部材は非圧縮性部材であると判断できる。
【００４６】
なお非圧縮性を有する耐熱フィルム２２０としては、厚み５５μｍ以下の耐熱性（特に耐半田耐熱性）を有するフィルムを用いることが有用である。これは一般的に耐熱フィルム２２０の厚みは薄いほど、安価なためである。
【００４７】
非圧縮性を有する部材とは、例えば耐熱フィルム２２０であり、耐熱フィルム２２０とは、半田耐熱を有するフィルムである。例えば、ポリイミドフィルムや液晶ポリマー等からなる樹脂フィルムが、非圧縮性を有する部材として有用である。そしてこうした耐熱フィルム２２０は、圧縮性を発現させるための気泡部分等を設けていないため、優れた非圧縮性を有する。
【００４８】
更に金属部分１９０は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域１６０と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域１７０と、ビスマスを主成分とする第３金属領域１８０とを含み、錫を主成分とする第４金属領域（第４金属領域は、０．５重量％以下、望ましくは０．３重量％以下であり、より少ない方が望ましい。そのため図１等では、第４金属領域は、意図的に図示していない）は、金属部分１９０の０．５重量％以下であることを特徴とする多層配線基板１１０とすることも有用である。
【００４９】
以上のように、厚み５５μｍ以下の耐熱フィルム２２０とその一面以上に形成された硬化性接着層２１０とからなる電気絶縁性基材１３０と、この電気絶縁性基材１３０を介して配設された複数の配線１２０と、電気絶縁性基材１３０を貫通するように設けられた複数の配線１２０同士を電気的に接続するビアホール導体１４０と、を有する多層配線基板１１０であって、ビアホール導体１４０は、樹脂部分２００と、金属部分１９０とを含み、樹脂部分２００は、エポキシ樹脂を含む硬化済樹脂であり、金属部分１９０は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域１６０と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域１７０と、ビスマスを主成分とする第３金属領域１８０とを含み、第２金属領域１７０は、第１金属領域１６０単体や第３金属領域１８０単体よりそれぞれ大きく、複数の配線１２０同士は、第２金属領域１７０を介して電気的に接続され、第２金属領域１７０の中に、第１金属領域１６０と、第３金属領域１８０が、互いに接触することなく点在し、第２金属領域１７０は、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比が０．１０以下であることを特徴とする多層配線基板１１０を実現する。
【００５０】
また第２金属領域１７０は、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比が０．１０以下であることに加えて、金属部分１９０は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域１６０と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域１７０と、ビスマスを主成分とする第３金属領域１８０とを含み、錫を主成分とする第４金属領域（図示していない）は、金属部分１９０の０．５重量％以下であることを特徴とする多層配線基板１１０とすることも有用である。
【００５１】
更に本発明では、この非圧縮性を有する耐熱フィルム２２０を、多層配線基板１１０の電気絶縁性基材とすることで、ビアホール導体１４０を突出部を設けた状態のビアペースト（例えば後述する図２（Ｃ）（Ｄ）のビアペースト２６０）の圧縮によって形成する際に、ビアホールの直径が広がらないため、より強力な圧縮を行なうことが可能となる。その結果、金属部分（例えば、後述する図２（Ｃ）（Ｄ）の銅粉２９０や半田粉３００等）の体積分率を大きく増やすことができる。
【００５２】
このように、非圧縮性部材を用いることで、ビアペーストの高圧縮が可能となり、ビアホール導体１４０は、７４.０ｖｏｌ％以上９９．５ｖｏｌ％以下の金属部分１９０と、０．５ｖｏｌ％以上２６．０ｖｏｌ％以下の樹脂部分２００を有することが可能となる。
【００５３】
こうした本発明の構成によって、更にビアホール導体１４０（樹脂部分２００も加味して）としての比抵抗を、１．００×１０-7Ω・ｍ〜５．００×１０-7Ω・ｍと低くすることができ、更にビアホール抵抗の経時に対する安定化を実現する。
【００５４】
また金属部分１９０における錫を主成分とする第４金属領域（図示していない）は、前記金属部分の０．５重量％以下とすることができ、経時変化やヒートサイクル試験において、合金化反応（さらには金属間化合物の形成反応）の発生を抑制でき、ビアホール抵抗の長期安定化を実現する。
【００５５】
さらにこの構造を実現するためには、銅−錫間の合金化反応を完全に完了させることが有用である。そしてビア部分の機械的な強度を高めるためにも、ビアホール導体１４０中の金属部分１９０の体積分率を多くすることが有用である。特に、ビアホール導体１４０を、７４.０ｖｏｌ％以上９９．５ｖｏｌ％以下の金属部分１９０と、０．５ｖｏｌ％以上２６．０ｖｏｌ％以下の樹脂部分２００を有するようにすることは有用である。
【００５６】
なお、ビアホール導体１４０を構成する樹脂部分２００は、硬化性樹脂の硬化物からなる。硬化性樹脂は特に限定されないが、具体的には、例えば、耐熱性に優れ、また、線膨張率が低い点からエポキシ樹脂の硬化物が特に好ましい。
【００５７】
（実施の形態２）
実施の形態２では、上述したような多層配線基板１１０の製造方法の一例を説明する。まず各製造工程について、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００５８】
図２（Ａ）〜（Ｄ）、図３（Ａ）〜（Ｃ）、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ多層配線基板１１０の製造方法の一例を示す断面図である。
【００５９】
図２（Ａ）〜（Ｄ）において、２３０は未硬化基材、２４０は保護フィルムである。未硬化基材２３０は、厚み５５μｍ以下の耐熱フィルム２２０と、耐熱フィルム２２０の一面以上（望ましくは両面）に形成された未硬化状態の硬化性接着層２１０とを有している。なお図２〜図４において、耐熱フィルム２２０や、硬化性接着層２１０は図示していない。
【００６０】
本実施形態の製造方法においては、はじめに、図２（Ａ）に示すように、未硬化基材２３０の両表面に保護フィルム２４０が貼り合わされる。耐熱フィルム２２０は、厚み５０μｍ以下、３０μｍ以下、１５μｍ以下、さらには６μｍ以下のような厚みでも充分な絶縁性が得られる。
【００６１】
耐熱フィルム２２０（図示していない）としては、半田付けの温度に耐える樹脂シートであれば、特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えば、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム等が挙げられる。これらの中では、ポリイミドフィルムが特に好ましい。
【００６２】
硬化性接着層としては、エポキシ樹脂等からなる未硬化の接着層が挙げられる。また、硬化性接着層の片面あたりの厚みとしては、１〜３０μｍ、さらには５〜１０μｍであることが、多層配線基板の薄肉化に寄与する点で好ましい。
【００６３】
保護フィルムとしては、各種樹脂フィルムが用いられる。その具体例としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の樹脂フィルムが挙げられる。樹脂フィルムの厚みとしては０．５〜５０μｍ、さらには、１〜３０μｍであることが好ましい。このような厚みの場合には、後述するように、保護フィルムの剥離により、充分な高さのビアペーストからなる突出部を表出させることができる。
【００６４】
未硬化基材２３０に保護フィルム２４０を貼り合わせる方法としては、例えば、未硬化基材２３０、あるいは未硬化基材２３０表面の硬化性接着層２１０の表面タック性（あるいは接着力）を用いて、直接貼り合わせる方法が挙げられる。
【００６５】
次に、図２（Ｂ）に示すように、保護フィルム２４０が配された未硬化基材２３０に保護フィルム２４０の外側から穿孔することにより、貫通孔２５０を形成する。穿孔には、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー等の非接触による加工方法の他、ドリルを用いた穴あけ等各種方法が用いられる。貫通孔の直径としては１０〜５００μｍ、さらには５０〜３００μｍ、８０〜１２０μｍ程度が挙げられる。
【００６６】
次に、図２（Ｃ）に示すように、貫通孔２５０の中にビアペースト２６０を満充填する。ビアペースト２６０は、銅粉２９０と、ＳｎとＢｉとを含有するＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００と、エポキシ樹脂等の硬化性樹脂成分を含有する。
【００６７】
銅粉の平均粒径は、０．１〜２０μｍ、さらには、１〜１０μｍの範囲であることが好ましい。銅粉の平均粒径が小さすぎる場合には、貫通孔２５０中に高充填しにくくなり、また、高価である傾向がある。一方、銅粉の平均粒径が大きすぎる場合には、径の小さいビアホール導体１４０を形成しようとした場合に充填しにくくなる傾向がある。
【００６８】
また、銅粉２９０の粒子形状は、特に限定されない。具体的には、例えば、球状、扁平状、多角状、鱗片状、フレーク状、あるいは表面に突起を有するような形状等が挙げられる。また、一次粒子でもよいし、二次粒子を形成していてもよい。
【００６９】
Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００は、ＳｎとＢｉとを含有する半田粉３００とすることが有用である。
【００７０】
更に、ビアペースト２６０中のＣｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量比は、後述する図１０に示すような三角図において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを頂点とする四角形で囲まれるような領域に調整することができるような組成を有する半田粉３００とすることも有用である。また、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）等を添加することにより、濡れ性、流動性等を改善させられたものであってもよい。このようなＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００中のＢｉの含有割合としては１０〜５８％、さらには２０〜５８％であることが好ましい。また、融点（共晶点）としては７５〜１６０℃、さらには１３５〜１５０℃の範囲のものを用いることが好ましい。なお、Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００としては、組成の異なる種類の粒子を２種以上組み合わせて用いてもよい。これらの中では、共晶点が１３８℃と低い、環境問題に考慮した鉛フリー半田である、Ｓｎ−５８Ｂｉ系の半田粉３００等が特に好ましい。
【００７１】
Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の平均粒径は０．１〜２０μｍ、さらには、２〜１５μｍの範囲であることが好ましい。Ｓｎ−Ｂｉ系半田粉の平均粒径が小さすぎる場合には、比表面積が大きくなり表面の酸化皮膜割合が大きくなり溶融しにくくなる傾向がある。一方、Ｓｎ−Ｂｉ系半田粉の平均粒径が大きすぎる場合には、貫通孔２５０ヘのビアペースト２６０の充填性が低下する傾向がある。
【００７２】
好ましい硬化性樹脂成分であるエポキシ樹脂の具体例としては、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、またはその他変性エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００７３】
また、エポキシ樹脂と組み合わせて硬化剤を配合してもよい。硬化剤の種類は特に限定されないが、分子中に少なくとも１つ以上の水酸基を持つアミン化合物を含有する硬化剤を用いることが特に好ましい。このような硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化触媒として作用するとともに、銅粉、及びＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の表面に存在する酸化皮膜を還元することにより、接合時の接触抵抗を低減させる作用も有する点から好ましい。これらの中でも、特にＳｎ−Ｂｉ系半田粉の融点よりも高い沸点を有するアミン化合物は、接合時の接触抵抗を低減させる作用が特に高い点から好ましい。
【００７４】
このようなアミン化合物の具体例としては、例えば、２−メチルアミノエタノール（沸点１６０℃）、Ｎ、Ｎ−ジエチルエタノールアミン（沸点１６２℃）、Ｎ、Ｎ−ジブチルエタノールアミン（沸点２２９℃）、Ｎ−メチルエタノールアミン（沸点１６０℃）、Ｎ−メチルジエタノールアミン（沸点２４７℃）、Ｎ−エチルエタノールアミン（沸点１６９℃）、Ｎ−ブチルエタノールアミン（沸点１９５℃）、ジイソプロパノールアミン（沸点２４９℃）、Ｎ、Ｎ−ジエチルイソプロパノールアミン（沸点１２５．８℃）、２、２’−ジメチルアミノエタノール（沸点１３５℃）、トリエタノールアミン等（沸点２０８℃）が挙げられる。
【００７５】
ビアペースト２６０は、銅粉と、ＳｎとＢｉとを含有するＳｎ−Ｂｉ系半田粉と、エポキシ樹脂等の硬化性樹脂成分とを混合することにより調製される。具体的には、例えば、エポキシ樹脂と硬化剤と所定量の有機溶媒を含有する樹脂ワニスに、銅粉及びＳｎ−Ｂｉ系半田粉を添加し、プラネタリーミキサー等で混合することにより調製される。
【００７６】
硬化性樹脂成分の、銅粉及びＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００を含む金属成分との合計量に対する配合割合としては、０．３〜３０質量％、さらには３〜２０質量％の範囲であることが低い抵抗値を得るとともに、充分な加工性を確保する点から好ましい。
【００７７】
また、ビアペースト２６０中の銅粉２９０とＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００との配合割合としては、ペースト中のＣｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量比を、後述する図１０に示すような三角図において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを頂点とする四角形で囲まれるような領域の範囲になるように含有させることが好ましい。例えば、Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００としてＳｎ−５８Ｂｉ系の半田粉３００を用いた場合には、銅粉２９０及びＳｎ−５８Ｂｉ系の半田粉３００の合計量に対する銅粉２９０の含有割合は、２２〜８０質量％、さらには、４０〜８０質量％であることが好ましい。
【００７８】
ビアペースト２６０の充填方法は特に限定されない。具体的には、例えば、スクリーン印刷などの方法が用いられる。なお、本実施形態の製造方法においては、貫通孔２５０にビアペースト２６０を充填する場合においては、充填工程の後に、保護フィルム２４０を剥離したときに、ビアペースト２６０の一部が、未硬化基材２３０に形成された貫通孔２５０から突出して突出部２７０が表出するように、未硬化基材２３０に形成された貫通孔２５０からはみ出す量を充填する必要がある。
【００７９】
次に、図２（Ｄ）に示すように、未硬化基材２３０の表面から保護フィルム２４０を剥離することにより、ビアペースト２６０の一部を、貫通孔２５０から突出部２７０として突出させる。突出部２７０の高さｈは、保護フィルムの厚みにもよるが、例えば、０．５〜５０μｍ、さらには、１〜３０μｍであることが好ましい。突出部２７０の高さが高すぎる場合には、後述する圧着工程において未硬化基材２３０の表面の、貫通孔２５０の周囲にペーストが溢れて表面平滑性を失わせる可能性があるために好ましくなく、低すぎる場合には、後述する圧着工程において充填されたビアペーストに圧力が充分に伝わらなくなる傾向がある。
【００８０】
次に、図３（Ａ）に示すように、未硬化基材２３０の上に銅箔１５０を配置し、矢印２８０で示す方向にプレスする。それにより、図３（Ｂ）に示すように未硬化基材２３０と銅箔１５０とを一体化させることにより、ビアホール導体１４０が形成される。この場合においては、プレスの当初に、銅箔１５０を介して突出部２７０に力が掛かるために、貫通孔２５０に充填されたビアペースト２６０が高い圧力で圧縮される。
【００８１】
更に未硬化基材２３０として、耐熱フィルム２２０（図示していない）を用いているため、矢印２８０で示す加圧、圧縮時（更には加熱時）に、貫通孔２５０（図示していない）の直径が広がらないため、ビアペースト２６０によりいっそう強い圧力が加えられる。
【００８２】
それにより、ビアペースト２６０中に含まれる複数の銅粉や、Ｓｎ−Ｂｉ粒子の間隔が狭められ、互いに密着することで、ビアペースト２６０中の樹脂部分の比率が低減する（あるいはビアペースト中の金属部分の比率が増加する）。
【００８３】
そして、この圧縮状態を保った状態で加熱することで、合金化反応を起こし、金属部分１９０と、樹脂部分２００を形成する。ここで金属部分１９０は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域１６０と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域１７０と、ビスマスを主成分とする第３金属領域１８０とを含むものとする。
【００８４】
なおこの合金化反応時において、第２金属領域１７０の大きさ（体積％や重量％）は、第１金属領域１６０や第３金属領域１８０より、それぞれ大きくすることができる。この結果、ビア部分の、更なる高信頼性化や高強度化が可能となる。このように、複数の配線１２０（図示していない）を構成する銅箔１５０同士を、第２金属領域１７０を介して電気的に接続することは、ビア部分の高信頼性化に有用である。
【００８５】
また第２金属領域１７０の中に、第１金属領域１６０と、第３金属領域１８０を、互いに接触することなく点在させることは、ビア部分の高信頼性化に有用である。
【００８６】
また第２金属領域１７０は、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比を０．１０以下とすることは、ビア部分の高信頼性化に有用である。
【００８７】
プレス条件は特に限定されないが、常温（２０℃）からＳｎ−Ｂｉ系半田粉の融点未満の温度に金型温度が設定された条件が好ましい。また、本プレス工程において、硬化性接着層の硬化を進行させるために、硬化を進行させるのに必要な温度に加熱した加熱プレスを用いてもよい。
【００８８】
その後、図３（Ｃ）に示すように、銅箔１５０をパターニングし、配線１２０とする。
【００８９】
ここで、突出部２７０を有するビアペースト２６０を圧縮するときの様子については、後述する図５等を用いて詳しく説明する。
【００９０】
その後、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように多層化する。
【００９１】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、図３（Ｃ）で作製したサンプルを、更に多層化する様子を説明する断面図である。
【００９２】
図４（Ａ）に示すように突出部２７０を有するサンプルを、図３（Ｃ）で作製したサンプルの両側に配置する。そして銅箔１５０を介して、プレス金型（図示していない）に挟み込み、上述したような条件でプレス及び加熱することで、図４（Ｂ）に示すような積層体が得られる。
【００９３】
次に、図４（Ｃ）に示すように、配線１２０を形成する。配線１２０は、表層に貼り合わされた銅箔１５０の表面にフォトレジスト膜を形成し、フォトマスクを介して選択的露光することによりパターニングした後、現像を行い、エッチングにより配線部以外の銅箔を選択的に除去した後、フォトレジスト膜を除去すること等により形成されうる。フォトレジスト膜の形成には、液状のレジストを用いてもドライフィルムを用いてもよい。
【００９４】
このような工程により、上層の配線１２０と下層の配線１２０とをビアホール導体１４０を介して層間接続した両面に回路形成された多層配線基板１１０が得られる。このような多層配線基板１１０をさらに多層化することにより、図１（Ａ）に示すような複数層の回路が層間接続された多層配線基板１１０が得られる。
【００９５】
（実施の形態３）
実施の形態３では、特に、ビアペースト２６０中に含まれる有機成分を、突出部２７０と、非圧縮性を有する未硬化基材２３０の作用効果によって、ビアペースト２６０から外に排出する様子を説明する。そしてビアペースト２６０中に含まれる有機成分が低減した分、金属成分が増加し、その結果、合金化反応、更には金属間化合物の形成反応を短時間で完了させることが可能となる様子を説明する。
【００９６】
図５（Ａ）〜（Ｂ）は、ビアペースト２６０が充填された未硬化基材２３０の貫通孔２５０周辺の圧縮前後の模式断面図である。図５（Ａ）は圧縮前、図５（Ｂ）は圧縮後を示している。図５（Ａ）〜（Ｂ）は、図３（Ａ）や、図４（Ａ）におけるビアペーストの圧縮例を詳しく説明する断面図に相当する。
【００９７】
図５（Ａ）〜（Ｂ）において、２９０は銅粉、３００は半田粉、３１０はエポキシ樹脂や溶剤等の流動性を有する有機成分である。
【００９８】
図５（Ａ）に示すように、未硬化基材２３０に形成された貫通孔２５０から突出した突出部２７０を、銅箔１５０を介して矢印２８０ａのように押圧することにより、図５（Ｂ）のように、貫通孔２５０に充填されたビアペースト２６０が圧縮される。なお、このときビアペースト２６０中の有機成分３１０のかなりの部分を、矢印２８０ｂに示すように貫通孔２５０から外に押し出すことが可能となる。そして、その結果、貫通孔２５０に充填された銅粉２９０及びＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の密度を、７４ｖｏｌ％以上、更には８０Ｖｏｌ％以上と高くすることができる。
【００９９】
なおこの効果を得るには、非圧縮性を有する耐熱フィルム２２０を用いることが有用である。これは貫通孔を形成した後で、ペーストを充填し、加圧、加熱する際に耐熱フィルム２２０に形成された貫通孔２５０（図示していない）が、ビアペースト２６０からの圧力に負けて広がったり、変形したりしにくいためである。
【０１００】
次に図６〜図８を用いて、ビアペースト中の有機成分を減らすメカニズムについて説明する。
【０１０１】
図６は、電気絶縁性基材として、圧縮性を有する部材を用いた場合の課題について説明する断面図である。圧縮性を有する部材としては、例えば、ガラス繊維やアラミド繊維等を芯材とし、この芯材にエポキシ樹脂等からなる半硬化樹脂を含浸させたもの（プリプレグと呼ばれる）がある。プリプレグは、芯材の繊維間、あるいは芯材とこの芯材に含浸した半硬化樹脂との隙間、あるいは半硬化樹脂中に含まれる空隙等（例えば、空気の泡等）の存在によって、圧縮性が発現する。一方、プリプレグの硬化物は、非圧縮性を有している。これはプリプレグを加熱圧縮する際、半硬化状態の樹脂が軟化し、芯材の繊維間、芯材と樹脂との隙間、あるいは樹脂中に含まれる空隙（例えば、空気の泡等）を埋めるからである。このため、プリプレグは、圧縮性を有している。
【０１０２】
さらにこのようなプリプレグは、芯材となる複数の細かいガラス繊維と、このガラス繊維を含浸する半硬化状態の樹脂とを含んでいる。そのため、このプリプレグにビアとなる貫通孔を形成し、ビアペーストで突出部を設けるように充填した後、加圧すると、この貫通孔の直径（あるいは断面積）が、加圧前に比べて加圧後では１０％〜２０％程度大きくなる。
【０１０３】
これは貫通孔の形成時に、ガラス繊維の一部が切断されるためである。この現象は、たとえば衣類に用いる布地にタバコで孔を開けた場合、その孔の付近の布地の強度が低下しちょっとした力でも布地が解け、孔が広がりやすくなる現象と同様と思われる。
【０１０４】
この結果、織布あるいは不織布を芯材とするプリプレグを用いた場合、ビアペーストの充填前後で貫通孔の直径や断面積が１０％〜２０％程度大きくなって（あるいは広がって）しまい、充分な加圧圧縮が行なえない場合がある。
【０１０５】
一方、非圧縮性部材（例えばフィルム基材）が芯材の場合、例えばフィルム（あるいは非圧縮性部材）と、その一面以上に形成された熱硬化性接着層とを有することは有用である。そして、このフィルム基材（あるいは非圧縮性部材）にビアとなる貫通孔を形成し、ビアペーストで突出部を設けるように充填した後、加圧しても、この貫通孔の直径（あるいは断面積）は、加圧前に比べてほとんど変化しない。あるいはその変化量は３％未満に抑制される。そして、ビアペーストの充填前後で貫通孔の直径や断面積が変化しない分、特殊な設備を用いずとも、充分な加圧圧縮を行なえる。
【０１０６】
これはフィルム基材（あるいは非圧縮性部材）の場合、フィルム基材の一部を貫通孔が切断しても、フィルム基材が解け、あるいは広がることがないためである。
【０１０７】
以上のように、本発明において、加圧しても貫通孔の直径（あるいは断面積）が変化しない圧縮性部材（あるいは変化しても３％未満、更には２％未満である部材。例えば、フィルム基材、あるいはシート部材）を用いることで、ビア内に充填された金属粉同士が密に接触し、その分、合金化反応が促進し、ビアホール導体中の金属部分の割合を多くすることができる。
【０１０８】
図６において、３２０は、芯材である。芯材としては、ガラス繊維（ガラス織布、ガラス不織布）や、アラミド繊維（アラミド織布、アラミド不織布）等である。また３３０は半硬化樹脂であり、芯材３２０に含浸したエポキシ樹脂等を半硬化状態としたものである。３４０は圧縮性基材である。圧縮性基材３４０は、例えば、ガラス繊維等からなる芯材３２０と、この芯材３２０に含浸された半硬化樹脂３３０とからなる、プリプレグ等である。
【０１０９】
図６に示すように、こうしたプリプレグ等の圧縮性基材３４０は、内部に気泡（あるいはボイド）等も有するために、加圧したときに、その厚みが１０％〜３０％程度圧縮されるという圧縮性を有している。
【０１１０】
図６において、矢印２８０ｃは、ビアペースト２６０が矢印２８０ａのように加圧圧縮されることで、貫通孔２５０の直径が増加する（あるいは貫通孔２５０の直径が広がる、あるいは変形する）様子を示す。
【０１１１】
図６は、前述の図５（Ａ）〜（Ｂ）の状態に相当する。図５における未硬化基材２３０の代わりに、図６に示すような圧縮性基材３４０を用いた場合、図６の矢印２８０ａ、２８０ｂに示すような圧力が、ビアペースト２６０に加えられ、貫通孔２５０の直径が、ビアペースト２６０の突出部２７０の体積相当分だけ大きく広がってしまう。その結果、矢印２８０ａで示す圧力を増加しても、それ以上、ビアペースト２６０を加圧圧縮することが、難しくなる。この結果、ビアペースト２６０中の有機成分３１０を、未硬化基材２３０中に、移動させることが難しくなる場合がある。この結果、ビアペースト２６０中の有機成分３１０の割合（例えば、体積分率）は、矢印２８０ａによる加圧前と、加圧後では、殆ど変化しない場合がある。
【０１１２】
例えば、球体を容器にランダムに（不規則に）入れた場合の体積分率は、『ランダム細密充填』として、最大で約６４％であることが知られている（例えば、Ｎａｔｕｒｅ  ４３５、７１９５  （Ｍａｙ  ２００８）、Ｓｏｎｇ氏他）。
【０１１３】
このように、電気絶縁性基材に、圧縮性基材３４０を用いた場合、貫通孔２５０に充填したビアペースト２６０中に含まれる、銅粉２９０や半田粉３００の充填密度（更には体積分率）を高めようとしても、ランダム細密充填の点から、体積分率を高くすることが難しい。この結果、突出部２７０を利用して、物理的に銅粉２９０や半田粉３００が、互いに変形して面接触するように加圧圧縮しても、互いに変形して面接触してなる複数の銅粉２９０や複数の半田粉３００の隙間に残った有機成分３１０を、ビアペースト２６０の外に追い出すことは難しい。
【０１１４】
その結果、前述の図１６、図１７で示すように、加圧圧縮力を増加させても、ビアホール導体１４０中における金属部分１９０の体積分率を、７０体積％より高くすることは困難であった。
【０１１５】
以上のように、図６に示すように、圧縮性基材３４０は、ビアペースト２６０からの圧力に負けて、貫通孔２５０の直径が広がったり、あるいは変形したりするため、突出部２７０を利用して高圧縮しようとしても、高圧縮化に限界がある場合があった。またポリイミドフィルムのように耐熱フィルム２２０を用いた場合でも、その厚みが７０μｍと厚い場合は、突出部２７０を利用して高圧縮しようとしても、高圧縮化に限界がある場合があった。
【０１１６】
図７〜図８は、共に電気絶縁性基材として、非圧縮性を有する部材を用いることで、ビアペースト中の流動成分（例えば、有機成分）を、ビアホール導体の外に追い出す様子を説明する断面図である。
【０１１７】
図７〜図８や、前述の図５（Ａ）（Ｂ）で示したように、未硬化基材２３０に、非圧縮性部材（例えば、耐熱フィルム２２０、あるいは厚み５５μｍ以下の耐熱フィルム２２０）を用いることで、ビアペースト２６０中の流動成分（例えば、有機成分等の絶縁成分）を、ビアホール導体１４０の外に追い出すことができ、ビアペースト２６０中の有機成分３１０の体積％を更に低減することができる。
【０１１８】
これは、図７〜図８に示すように、矢印２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃに示すような圧力が、ビアペースト２６０に加えられた場合であっても、貫通孔２５０の直径が、ビアペースト２６０の突出部２７０の体積相当分だけ大きく広がらないためである。その結果、矢印２８０ａで示す圧力を増加すればするほど、ビアペースト２６０中に含まれる、銅粉２９０と半田粉３００とが互いに変形しながらより広い面積で互いに面接触するようになる。その結果、ビアホール導体１４０中における金属部分１９０の体積分率を、７０体積％より高くする、更には８０体積％以上、９０体積％以上とすることが可能となる。
【０１１９】
なお銅粉２９０と半田粉３００とを、互いに変形しながらより広い面積で互いに面接触させるためには、銅粉２９０と、半田粉３００との硬度を異なるようにすることも有用である。例えば、銅粉２９０の硬度に比べ、半田粉３００の硬度を低くしておくことで、互いの粉体同士のすべり（あるいはスリップ）を低減できる。その結果、図７〜図８に示す加圧圧縮時に、半田粉３００が複数の銅粉２９０に挟まれた状態を保ったまま変形することになり、ビアペースト２６０中の流動成分（例えば、有機成分等の絶縁成分）を、ビアホール導体１４０の外に追い出すことができ、ビアペースト２６０中の有機成分３１０の体積％を更に低減することができる。このように銅粉２９０と、半田粉３００とが、互いに石垣構造を保ったまま互いに面接触することで、エジプトのピラミッドに示されるような石垣構造を、より低い圧力から形成することが可能となる。
【０１２０】
ここで非圧縮性を有する部材としては、ポリイミド等の耐熱フィルム２２０と、この耐熱フィルム２２０の両側に形成された硬化性接着層２１０と、を有する未硬化基材２３０とすることが有用である。またプリプレグ等の硬化物と、このプリプレグ等の硬化物の両側に形成された硬化性接着層２１０とを有する未硬化基材２３０も、非圧縮性を有する部材である。これはプリプレグが硬化することで、芯材の繊維間、芯材と樹脂との隙間、あるいは樹脂中に含まれる空隙（例えば、空気の泡等）を有していても、圧縮性を有していない（すなわち、非圧縮性基材となる）ためである。
【０１２１】
上述した図７に示すように、銅箔１５０の外から、矢印２８０ａに示すように、ビアペースト２６０を加圧圧縮すると、ビアペースト２６０中の流動成分、すなわち有機成分３１０が、耐熱フィルム２２０の表面に設けられた硬化性接着層２１０の中に流れ出す。その結果、図８に示すように、ビアペースト２６０中の銅粉２９０や半田粉３００の充填率が高くなる。なお図７、図８は模式図であり、銅粉２９０や半田粉３００が互いに圧縮され、変形し、面接触した様子は図示していない。銅箔１５０に形成された、ビアペースト２６０による突出部２７０も図示していない。
【０１２２】
図８は、ビアペースト２６０中の有機成分３１０による圧力（矢印２８０ｃ）が、硬化性接着層２１０からの圧力（矢印２８０ｄ）に打ち勝ち、貫通孔２５０の外に流れ出す様子を示す。図８に示すように、耐熱フィルム２２０等を有した非圧縮性基材を用いた場合、ビアペースト２６０中の有機成分３１０を、ビアペースト２６０の外に排出することができ、有機成分３１０の体積分率を大幅に低減することができる。そしてビアペースト２６０中に含まれる有機成分３１０が少なくなった分だけ、ビアペースト２６０中の銅粉２９０や半田粉３００等の金属成分の体積分率を増加させられる。その結果、後述する図９（Ａ）（Ｂ）や、図１１〜図１２で示すように、ビアホール導体１４０中における金属部分１９０の体積分率を７４体積％以上に高められる。
【０１２３】
なお、図７〜図８において、ビアペースト２６０の突出部２７０は図示していない。また非圧縮性基材を未硬化基材２３０に使用することで、圧縮の前後で貫通孔２５０の直径が変化することがないため、ビアペースト２６０の突出に応じて、ビアペースト２６０を高圧縮することが可能となる。
【０１２４】
なお、発明者らが、両面に厚み１０μｍの硬化性接着層２１０を設けた、市販の耐熱フィルム２２０（厚み１０〜５０μｍの市販のポリイミドフィルム）を使用して、図２（Ａ）〜（Ｄ）、図３（Ａ）〜（Ｃ）、図４（Ａ）〜（Ｃ）として、図１（Ａ）〜（Ｂ）に示す多層配線基板１１０を形成した場合、複数の配線１２０同士を電気的に接続するビアホール導体１４０中において、銅粉２９０や半田粉３００に起因する金属部分の体積％を、７４.０ｖｏｌ％以上９９．５ｖｏｌ％以下とすることが可能であった。また複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体１４０中において、銅粉２９０や半田粉３００を除く部分である、有機成分３１０の体積％を、０．５ｖｏｌ％以上２６．０ｖｏｌ％以下の樹脂部分２００にまで減らすことができた。なおここで樹脂部分２００とは、ビアホール導体１４０の中に含まれる樹脂部分であって、ビアペースト２６０中に含まれる有機成分３１０に限定する必要は無い。これはビアペースト２６０中の有機成分３１０と、硬化性接着層２１０とが、互いに相溶し、あるいは溶け合っても、あるいは入れ替わっても良いからである。
【０１２５】
このように、実施の形態３では、ビアペースト２６０を、非圧縮性を有する耐熱フィルム２２０の中に形成した貫通孔２５０に充填し、加圧することで、ビアペースト中の有機成分３１０の含有率（あるいは体積％）を更に低減し、ビアペースト中の銅粉２９０や半田粉３００等の充填率（あるいは体積％）を増加することで、銅粉２９０と、半田粉３００との接触面積を増加させ、互いの合金化反応を促進させることができる。
【０１２６】
（実施の形態４）
実施の形態４では、図９（Ａ）〜（Ｂ）を用いて、有機成分の体積分率が少なくなることで、銅粉と半田粉との合金化反応が、更に促進する様子を説明する。
【０１２７】
また図９（Ａ）〜（Ｂ）に示すように、ビアペースト２６０中の有機成分３１０を、よりいっそう低減させることで、ビアペースト２６０中に含まれる銅粉２９０と半田粉３００との接触面積が増加し、より均一な合金化反応を行なうことが可能となる。
【０１２８】
図９（Ａ）〜（Ｂ）は、有機成分の体積分率が少なくなることで、互いに変形しながら密接した銅粉と半田粉とが互いに合金化反応する様子を模式的に示す断面図である。図９（Ａ）は合金化反応の前の状態を、図９（Ｂ）は合金化反応の後の状態を示す。
【０１２９】
図９（Ａ）において、銅粉２９０と、半田粉３００とは、矢印２８０に示すように互いに圧縮され高密度状態に詰まっている。このとき銅粉２９０と半田粉３００とは互いに変形し面接触していることが望ましい。互いが変形し面接触してなる面接触部分の面積が広いほど、銅粉２９０と半田粉３００との合金化反応（更には金属間化合物の形成反応）が、短時間に、かつ均一に進行するためである。
【０１３０】
なお図９（Ａ）において、加圧圧縮されることで、ビアペースト２６０中に含まれる有機成分３１０の体積分率は、２６Ｖｏｌ％以下（更には２０Ｖｏｌ％以下、更には１０Ｖｏｌ％以下）となっている。また図９（Ａ）は模式図であり、銅粉２９０や半田粉３００等が互いに圧縮され、面接触部を介して互いに密着し、変形している状態までは図示していない。
【０１３１】
そして図９（Ａ）に示すように、銅箔１５０を未硬化基材２３０に圧着し、銅箔１５０を介してビアペースト２６０の突出部２７０に所定圧力を掛けることにより、ビアペースト２６０を加圧し圧縮することが望ましい。こうすることで銅粉２９０同士や、銅粉２９０と半田粉３００同士を互いに面接触させることで、合金化反応を促進させやすくする。
【０１３２】
図９（Ａ）のビアペースト２６０の上下面に設けた銅箔１５０には、突出部２７０を設けている。また、図９（Ｂ）のビアホール導体１４０の上下面に設けた銅箔１５０は突出部が存在せず、平坦になっている。このように、合金化反応を起こしてなるビアホール導体１４０の両面に設けた銅箔１５０が平坦になることが望ましい。従来においては、非圧縮性の高い部材を用いたとき、図９（Ａ）のように突出部を設けたビアホール導体になっていたため、部品を実装する際に、不良の原因になっていたが、このように、加圧圧縮され、更に合金化反応を極めて速く進行させることで、ビアホール導体１４０中の金属部分１９０の体積分率を、７４.０ｖｏｌ％以上とするとともに、ビアホール導体を平坦にすることが可能となる。また、ビアホール導体１４０中の樹脂部分２００の体積分率を、２６．０ｖｏｌ％以下とすることができる。なお、突出部２７０の大きさ（例えば、前述の図２（Ｄ）におけるｈ）は、２μｍ以上、更には５μｍ以上、あるいは銅箔１５０の厚みの０．５倍以上が望ましい。突出部２７０の大きさが、２μｍより小さい場合、あるいは銅箔１５０の厚みの０．５倍より小さい場合、電気絶縁性基材１３０に非圧縮性の部材を用いた場合であっても、銅粉２９０や半田粉３００等の、ビアペースト２６０中の体積分率を７４Ｖｏｌ％以上とすることができない場合がある。
【０１３３】
なお銅粉２９０や半田粉３００の粒径を互いに異ならせ、あるいは異なる粒径の銅粉２９０同士を混合して用いることも有用であるが、こうした場合、粉の比表面積が増加し、ビアペースト２６０の粘度を高くしてしまう。この結果、ビアペースト２６０としての、銅粉２９０と半田粉３００との合計の体積分率を高くすることができたとしても、ビアペースト２６０の粘度が上昇し、貫通孔２５０への充填性に影響を与える。
【０１３４】
なお銅粉２９０と、半田粉３００とを互いに変形させ面接触させるには、銅粉２９０同士、あるいは半田粉３００と銅粉２９０とが互いに塑性変形するまで、加圧圧縮することが望ましい。またこの圧着工程において、必要に応じて加熱する（あるいは加熱を開始する）ことは有効である。これは圧着工程に続き加熱工程を行うことが有用なためである。またこの加圧圧縮の際に、非圧縮性の高い部材である、未硬化基材２３０を用いることが有用である。非圧縮性を有する部材を用いることで、ビアペースト２６０中の有機成分３１０が、前述の図５（Ｂ）の矢印２８０ｂ、図７、図８の矢印２８０ｃに示すように、貫通孔２５０（図示していない）の外側、すなわち硬化性接着層２１０の中へ排出できるからである。そしてビアペースト２６０中の有機成分３１０を、硬化性接着層２１０等へ排出することで、貫通孔２５０に充填された銅粉２９０及びＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の密度を高くする。
【０１３５】
そして、図９（Ａ）〜（Ｂ）の矢印２８０に示すように、この圧着状態を維持した状態で、所定の温度で加熱し、Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の一部を溶融させることが有用である。この圧着状態を維持した状態で、加熱し、半田粉３００を溶解させる。圧着工程の一部に、加熱工程を設けることは有用である。また圧着工程の中で、加熱を開始することで、圧着工程や加熱工程のトータル時間を短縮することができ、生産性を高められる。
【０１３６】
図９（Ｂ）において、互いに変形し面接触している銅粉２９０と、半田粉３００とが、合金化反応（更には金属間化合物の形成反応）を行なった後の状態である。図９（Ｂ）に示すように、ビアホール導体１４０は金属部分１９０と、樹脂部分２００とを含んでいることが判る。そして金属部分１９０は、銅を主体とする第１金属領域１６０と、錫−銅合金を主体とする第２金属領域１７０と、ビスマスを主成分とする第３金属領域１８０とを含む。そして金属部分１９０と、樹脂部分２００とが、ビアホール導体１４０を構成することが判る。
【０１３７】
またこの合金化反応の際にも、矢印２８０で示す加圧圧縮を続けることが望ましい。合金化反応を起こしている間にも、矢印２８０で示す加圧圧縮を続けることで、合金化後の銅箔１５０における突出部２７０の高さを低くすることができる。このように合金化反応後に、突出部２７０の高さを合金化反応前の突出部２７０の高さより低くすることで、ビアホール導体１４０に占める樹脂部分２００の体積％を低減できる。またビアホール導体１４０に起因する突出部２７０の高さを小さくすることで、製品となった多層配線基板１１０の厚みバラツキを低減できる。また多層配線基板１１０の平面性や平滑性を向上できるため、半導体チップ等のベアチップ実装性を高められる。
【０１３８】
なお、銅粉２９０と半田粉３００とが反応してなるビアホール導体１４０において、第２金属領域は、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含むことが望ましい。そしてＣｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比を０．１０以下とするには、銅粉２９０と半田粉３００との接触面積が広い方が望ましい。発明者らの実験では、合金化反応（あるいは金属間化合物の形成反応）を行なう時点において、ビアペースト２６０中の有機成分３１０の体積分率は、２６Ｖｏｌ％以下（更には２０Ｖｏｌ％以下、更には１０Ｖｏｌ％以下）が望ましい。有機成分３１０の体積分率が少ないほど、銅粉２９０と半田粉３００との接触面積が大きくなり、合金化反応が均一となる。その結果、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含む第２金属領域において、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比を０．１０以下に抑えることができる。また、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比を０．１０以下に抑えることで、多層配線基板１１０中に含まれるＣｕ6Ｓｎ5の割合を減らせ、信頼性評価時等において、Ｃｕ6Ｓｎ5が、Ｃｕ3Ｓｎに変化することを防止できる。これはＣｕ6Ｓｎ5がＣｕ3Ｓｎに変化する際に、ボイド５（例えば、カーケンダイルボイド等）の発生を抑制する。
【０１３９】
以上のように、図９（Ａ）〜（Ｂ）で示したように、ビアペースト２６０の圧縮の際、電気絶縁性基材１３０となる未硬化基材２３０には、非圧縮性の高い部材を用いることが有用である。非圧縮性を有する部材を用いることで、貫通孔２５０に充填された銅粉２９０及びＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の密度が高くなる。
【０１４０】
また圧縮を維持した状態のままで、この圧縮されたビアペースト２６０を加熱してＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の共晶温度以上共晶温度＋１０℃以下の温度の範囲でＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の一部分を溶融させ、引き続き、さらに共晶温度＋２０℃の温度以上３００℃以下の温度の範囲に加熱することが有用である。こうした加圧、加熱によって、第２金属領域１７０の成長を促進できる。更にこれらを連続した圧着や加熱を伴う１の工程とすることは有用である。連続した１の工程で、これら各金属領域の形成反応を安定化でき、ビア自体の構造を安定化できる。
【０１４１】
例えば、図９（Ａ）に示すように、銅粉２９０や半田粉３００の、ビアペースト２６０中に占める体積％が、７４体積％以上になるように高圧縮しておく。なお図９は模式図であり、銅粉２９０や半田粉３００が互いに変形した状態で密着している様子までは図示していない。そして、この状態で、ビアペースト２６０をＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の共晶温度以上の温度にまで徐々に加熱していく。この加熱によりＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の一部がその温度において溶融する組成割合で溶融する。そして、銅粉２９０の表面や周囲に錫、錫−銅合金及び／または錫−銅金属間化合物を主成分とする第２金属領域１７０が形成される。この場合において、銅粉２９０同士が面接触している面接触部も、第２金属領域１７０の一部に変化しても良い。銅粉２９０と溶融したＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００とが、互いに変形した状態で面接触することで、Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００中のＳｎと銅粉２９０中のＣｕとが反応して、Ｃｕ6Ｓｎ5やＣｕ3Ｓｎを含むＳｎ−Ｃｕの化合物層（金属間化合物）や錫−銅合金を主成分とする第２金属領域１７０が形成される。一方、Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００は内部のＳｎ相からＳｎを補われながら溶融状態を維持し続け、さらに残されたＢｉが析出することにより、Ｂｉを主成分とする第３金属領域１８０が形成される。結果として図９（Ｂ）に示すような構造を有するビアホール導体１４０が得られる。
【０１４２】
そしてこの状態で加熱して、Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の共晶温度以上に達するとＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００が部分的に溶融しはじめる。溶融する半田の組成は温度で決まり、加熱時の温度で溶融しにくいＳｎはＳｎ固相体として残留する。また、溶融した半田に銅粉２９０が接触してその表面が溶融したＳｎ−Ｂｉ系半田で濡れたとき、その濡れた部分の界面でＣｕとＳｎの相互拡散が進んでＳｎ−Ｃｕの化合物層等が形成される。このようにして、ビアホール導体１４０に占める第２金属領域１７０の割合を、他の第１金属領域１６０や第３金属領域１８０より大きくできる。
【０１４３】
一方、Ｓｎ−Ｃｕの化合物層等の形成や、相互拡散がさらに進行することにより、溶融した半田中のＳｎは減少する。溶融した半田中の減少したＳｎはＳｎ固体層から補填されるために溶融状態は維持し続けられる。さらにＳｎが減少し、ＳｎとＢｉの比率がＳｎ−５８ＢｉよりもＢｉが多くなるとＢｉが偏析しはじめ、ビスマスを主成分とする固相体として第３金属領域が析出して形成される。
【０１４４】
なお、よく知られている比較的低温域で溶融する半田材料としては、Ｓｎ−Ｐｂ系半田、Ｓｎ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ｂｉ系半田などがある。これらの材料のうち、Ｉｎは高価であり、Ｐｂは環境負荷が高いとされている。一方、Ｓｎ−Ｂｉ系半田の融点は、電子部品を表面実装する際の一般的な半田リフロー温度よりも低い１４０℃以下である。従って、Ｓｎ−Ｂｉ系半田のみを回路基板のビアホール導体として単体で用いた場合には、半田リフロー時にビアホール導体の半田が再溶融することによりビア抵抗が変動してしまうおそれがある。
【０１４５】
図１０は、本実施形態のビアペースト中の金属組成の一例を示す三角図である。なお本実施形態のビアペースト中の金属組成は、図１０に示すように、Ｃｕ、Ｓｎ及びＢｉの重量組成比（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）が三角図において、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３）、Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４）、Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２）、Ｄ（０．８９：０．１０：０.０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域とすることが望ましい。詳細については、後述する（表１）等を用いて説明する。
【０１４６】
更に望ましくは、Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２）、Ｄ（０．８９：０．１０：０.０１）、Ｅ（０．７３３：０．２４０：０．０２７）、Ｆ（０．５６４：０．１８３：０．２５３）を頂点とする四角形で囲まれる領域とすることが望ましい。Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２）、Ｄ（０．８９：０．１０：０.０１）、Ｅ（０．７３３：０．２４０：０．０２７）、Ｆ（０．５６４：０．１８３：０．２５３）を頂点とする四角形で囲まれる領域とすることで、更にビア抵抗を小さくすることができる。また第２金属領域において、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比を０．１０以下とすることが容易となる。また、錫を主成分とする第４金属領域を、前記金属部分の０．５重量％以下とすることが容易となる。詳細については、後述する（表１）等を用いて説明する。
【０１４７】
なおこうした金属組成のビアペーストを用いた場合には、Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の組成が共晶のＳｎ−Ｂｉ系半田組成（Ｂｉ５８％以下、Ｓｎ４２％以上）よりもＳｎ組成が多くなる、このようなビアペーストを用いることにより、Ｓｎ−Ｂｉ系半田粉の共晶温度＋１０℃以下の温度の範囲で半田組成中の一部が溶融する一方、溶融しないＳｎが残留するが、銅粉表面へ拡散・反応することによりＳｎ−Ｂｉ系の半田粉３００からＳｎ濃度が減少することで、残留したＳｎが溶融する。一方で、加熱し続けて温度が上昇することによってもＳｎは溶融し、半田組成中の溶融しきれなかったＳｎはなくなり、さらに加熱を続けることにより銅粉表面との反応が進むことにより、ビスマスを主成分とする固相体として第２金属領域が析出して形成される。そして、このように第２金属領域を析出させて存在させることにより、半田リフローに供してもビアホール導体の半田が再溶融しにくくなる。さらにＳｎ組成の多いＳｎ−Ｂｉ組成の半田粉３００を用いることによって、ビア中に残るＢｉ相を少なくすることができるため、抵抗値の安定化を図ることができるとともに、半田リフロー後でも、抵抗値の変動が起こりにくくすることができる。
【０１４８】
圧縮後のビアペースト２６０を加熱する温度は、Ｓｎ−Ｂｉ系の半田粉３００の共晶温度以上の温度であり、未硬化基材２３０の構成成分を分解しないような温度範囲であれば特に限定されない。具体的には、例えば、Ｓｎ−Ｂｉ系半田粉として共晶温度１３９℃のＳｎ−５８Ｂｉ半田粉を用いる場合には、はじめに１３９〜１４９℃の範囲に加熱することによりＳｎ−５８Ｂｉ半田粉３００の一部分を溶融させたあと、さらに１５９〜２３０℃程度の温度範囲に徐々に加熱することが好ましい。なお、このときに温度を適切に選択することにより、ビアペースト２６０中に含まれる硬化性樹脂成分を硬化させることができる。
【０１４９】
このようにして、図９（Ｂ）に示すように、複数の銅箔１５０間を層間接続するためのビアホール導体１４０が形成される。なお、図９（Ｂ）において、ビアホール導体１４０は、樹脂部分２００と、金属部分１９０とを含む。そして、樹脂部分２００は、エポキシ樹脂を含む硬化済樹脂である。また金属部分１９０は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域１６０と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域１７０と、ビスマスを主成分とする第３金属領域１８０とを含む。そして第２金属領域１７０は、第１金属領域１６０や第３金属領域１８０より、断面積やその体積分率、あるいは重量分率が大きい。また複数の配線１２０を形成する銅箔１５０同士を、第２金属領域１７０を介して電気的に接続する。そして第２金属領域１７０の中に、第１金属領域１６０と、第３金属領域１８０が、互いに接触することなく点在させることで、ビアホール導体１４０の信頼性を高める。更に第２金属領域１７０は、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5と金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎを含み、Ｃｕ6Ｓｎ5／Ｃｕ3Ｓｎの比を０．１０以下とすることで、ビアホール導体１４０の信頼性を高める。
【実施例】
【０１５０】
次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明の範囲は本実施例の内容により何ら限定して解釈されるものではない。
【０１５１】
［実施例１〜１２及び比較例］
はじめに、本実施例で用いた原材料を以下にまとめて説明する。
・銅粉：平均粒子径５μｍの三井金属（株）製１１００Ｙ
・Ｓｎ−Ｂｉ系半田粉：組成別に（表１）に示す半田組成になるように配合して溶融させたものをアトマイズ法にて粉状化し、平均粒子径５μｍに分球したものを使用した。
・エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレジン（株）製ｊｅＲ８７１
・硬化剤：２−メチルアミノエタノール、沸点１６０℃、日本乳化剤（株）製
・樹脂シート：縦５００ｍｍ×横５００ｍｍ、厚み１０μｍ〜５０μｍのポリイミドフィルムの両表面に厚み１０μｍの未硬化エポキシ樹脂層を積層したものを、それぞれ用意した。
・保護フィルム：厚み２５μｍのＰＥＴ製シート
・銅箔（厚み２５μｍ）
（ビアペーストの調整）
（表１）に記載した配合割合の銅粉及びＳｎ−Ｂｉ系半田粉の金属成分とエポキシ樹脂及び硬化剤の樹脂成分とを配合し、プラネタリーミキサーで混合することにより、ビアペーストを調製した。なお、樹脂成分の配合割合は、銅粉及びＳｎ−Ｂｉ系半田粉の合計１００重量部に対して、エポキシ樹脂１０重量部、硬化剤２重量部とした。
【０１５２】
（多層配線基板の製造）
樹脂シートの両表面に保護フィルムを貼り合わせた。そして、保護フィルムを貼り合わせた樹脂シートの外側からレーザーにより直径１５０μｍの孔を１００個以上穿孔した。
【０１５３】
次に、調製されたビアペーストを貫通孔に満充填した。そして、両表面の保護フィルムを剥離することにより、貫通孔からビアペーストの一部が突出して形成された突出部を表出させた。
【０１５４】
次に、樹脂シートの両表面に、突出部を覆うようにして銅箔を配置した。そして、加熱プレスの一対の金型の下型の上に離形紙を介して、銅箔が配置された樹脂シートとの積層体を載置し、常温２５℃から最高温度２２０℃まで６０分で昇温して２２０℃を６０分間キープしたのち、６０分間かけて常温まで冷却した。なお、プレス圧は３ＭＰａであった。このようにして多層配線基板を得た。
【０１５５】
（評価）
〈抵抗値試験〉
得られた多層配線基板に形成された１００個のビアホール導体の抵抗値を４端子法により測定して求めた。そして、１００個の初期抵抗値と最大抵抗値を求めた。なお、初期抵抗値としては２ｍΩ以下のものをＡ、２ｍΩを超えていたものをＢと判断した。また、最大抵抗値としては３ｍΩ未満の場合をＡ、３ｍΩより大きい場合をＢと判定した。
【０１５６】
〈接続信頼性〉
初期抵抗値を測定した多層配線基板の５００サイクルのヒートサイクル試験を行い、初期抵抗値に対する変化率が１０％以下のものをＡ、１０％を超えたものをＢと判断した。
【０１５７】
結果を（表１）に示す。また、（表１）に示した実施例及び比較例の各組成の三角図を図１０に示す。なお、図１０の三角図において、「丸（○）」が実施例の組成、「塗丸（●）」が本発明に係る金属組成よりもＳｎ量に対するＢｉ量が少ない比較例１の組成、「三角（△）」が本発明に係る金属組成よりもＳｎ量に対するＢｉ量が多い比較例７の組成、「四角（□）」が本発明に係る金属組成よりもＣｕ量に対するＳｎ量が多い比較例２、４、６、９の組成、「塗三角（▲）」が本発明に係る金属組成よりもＣｕ量に対するＳｎ量が少ない比較例３、５、８の組成、である。
【０１５８】
【表１】
2013153131.tif 000003
【０１５９】
前述の図１０から、初期抵抗値、最大抵抗値、及び接続信頼性の全ての判定についてＡ評価を得られる実施例の組成は三角図中の重量比率（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）が、Ａ（０．３７：０．５６７：０．０６３）、Ｂ（０．２２：０．３２７６：０．４５２４）、Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２）、Ｄ（０．８９：０．１０：０.０１）を頂点とする四角形で囲まれる領域の範囲であることがわかる。
【０１６０】
更に、Ｃ（０．７９：０．０９：０．１２）、Ｄ（０．８９：０．１０：０.０１）、Ｅ（０．７３３：０．２４０：０．０２７）、Ｆ（０．５６４：０．１８３：０．２５３）を頂点とする四角形は、初期抵抗値、最大抵抗値、及び接続信頼性の全ての判定についてＡ評価を得られている上、さらにビア抵抗が小さいことがわかる。このように、三角図中の重量比率（Ｃｕ：Ｓｎ：Ｂｉ）をＣ（０．７９：０．０９：０．１２）、Ｄ（０．８９：０．１０：０.０１）、Ｅ（０．７３３：０．２４０：０．０２７）、Ｆ（０．５６４：０．１８３：０．２５３）を頂点とする四角形で囲まれる領域とすることで、より低抵抗値であるＣｕの重量比率を多くし、ビアホールの低抵抗化を実現している。さらに、ＣｕとＳｎを全て合金化反応させることで、Ｓｎ−Ｂｉの再溶融化をなくし、信頼性の高いプリント配線基板を実現している。
【０１６１】
また、図１０の「三角（△）」でプロットしたＳｎ量に対するＢｉ量が多い組成の領域の比較例７では、ビア中に析出するビスマス量が多くなる。Ｂｉの導体抵抗は７８μΩ・ｃｍであり、Ｃｕ（１．６９μΩ・ｃｍ）、Ｓｎ（１２．８μΩ・ｃｍ）や、ＣｕとＳｎの化合物（Ｃｕ3Ｓｎ：１７．５μΩ・ｃｍ、Ｃｕ6Ｓｎ5：８．９μΩ・ｃｍ）に比べて著しく大きい。そのためＳｎ量に対するＢｉ量が多い場合には抵抗値を充分に下げることができないとともに、ビスマスの点在状態により抵抗値が変わるために接続信頼性が低下する。
【０１６２】
また、図１０の「四角（□）」でプロットしたＣｕ量に対するＳｎ量が多い組成の領域の比較例２、４、６、９の領域では圧縮による銅粒子の面接触部の形成が不充分である。また相互拡散後に銅粒子同士の接触部にＳｎ−Ｃｕの化合物層が形成されてしまうために、初期抵抗値及び最大抵抗値が高くなっている。
【０１６３】
また、図１０の「塗丸（●）」でプロットしたＳｎ量に対するＢｉ量が少ない組成の領域の比較例１の組成では、Ｂｉ量が少ないことによりＳｎ−Ｂｉ系半田粉の共晶温度である１４０℃付近で溶融する半田の量が少なくなるために、銅粒子同士の面接触部を補強するＳｎ−Ｃｕの化合物層が充分に形成されなくなり、接続信頼性が低下する。すなわち、Ｓｎ−５Ｂｉ半田粉を用いた比較例１の場合には、銅粒子同士の面接触部は形成されたために初期抵抗値及び最大抵抗値は高かったが、Ｂｉ量が少なかったために半田粉が溶融しにくくなって、面接触部を補強するＳｎ−Ｃｕの化合物層を形成するＣｕとＳｎとの反応が充分に進行しなかったと考えられる。
【０１６４】
また、図１０の「塗三角（▲）」でプロットしたＣｕ量に対するＳｎ量が少ない組成の領域の比較例３、５、８では、銅粒子に対するＳｎ量が少ないために、銅粒子同士の面接触部を補強するために形成されるＳｎ−Ｃｕの化合物層が少なくなるために接続信頼性が低下する。
【０１６５】
ここで、代表的に、実施例１６に係るペースト（銅粉：Ｓｎ−２８Ｂｉ半田の重量比率が７０:３０）を用いて得られた多層配線基板のビアホール導体の断面の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真及び、そのトレース図を図１１〜図１２に示す。なお、図１１（Ａ）〜（Ｂ）は３０００倍、図１２（Ａ）〜（Ｂ）は６０００倍であり、それぞれＳＥＭ写真（Ａ）及びそのトレース図（Ｂ）を示している。
【０１６６】
図１１及び図１２から、得られたビアホール導体は、金属充填率が非常に高いことが判る。図１１〜図１２に示すように、複数の配線同士を電気的に接続するビアホール導体１４０は、樹脂部分２００と、金属部分１９０とを含んでいる。なお樹脂部分２００はエポキシ樹脂を含む樹脂部分である。また金属部分１９０は、少なくとも銅を主成分とする第１金属領域１６０と、錫−銅合金を主成分とする第２金属領域１７０と、ビスマスを主成分とする第３金属領域１８０とを含んでいる。そして、第２金属領域１７０の大きさは（更には体積もしくは重さ、断面積の一つ以上は）、第１金属領域１６０や第３金属領域１８０より大きい。こうすることで、複数の配線１２０同士は、第２金属領域１７０を介して電気的に接続することができる。また第２金属領域１７０の中に、第１金属領域１６０と、第３金属領域１８０を、互いに接触することなく点在させることで、合金化反応（更には金属間化合物の生成反応）を、ムラ無く均一に行なうことができる。
【０１６７】
図１３は、発明者らが作成したビアホール導体のＸ線回折による分析結果の一例を示すグラフである。図１３において、［Ｉ］で示すピークはＣｕ（銅）である。［II］で示すピークはＢｉ（ビスマス）である。［III］で示すピークは錫（Ｓｎ）である。［IV］で示すピークは、金属間化合物Ｃｕ3Ｓｎである。［Ｖ］で示すピークは、金属間化合物Ｃｕ6Ｓｎ5である。
【０１６８】
図１３は、ビアホール導体に対する処理温度（２５℃、１５０℃、１７５℃、２００℃）における測定結果を１枚にまとめている。なお図１３においてＸ軸は２θ（単位は度）、Ｙ軸は強度（単位は任意）である。
【０１６９】
なお測定に用いた試料は、ビアペーストからなるペレットを作製し、このペレットの処理温度を変化させて、各測定サンプルとした。またＸ線回折には、株式会社リガク製のＲＩＮＴ−２０００を用いた。
【０１７０】
図１３のＸ線回折（ＸＲＤ、Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）のグラフより、サンプル温度が２５℃の場合は、Ｃｕ（I）、Ｂｉ（II）、Ｓｎ（III）のピークは検出されるが、Ｃｕ3Ｓｎ（IV）や、Ｃｕ6Ｓｎ5（Ｖ）のピークは検出されていないことが判る。
【０１７１】
図１３のサンプル温度が１５０℃のグラフより、Ｃｕ（I）、Ｂｉ（II）、Ｓｎ（III）のピークに加えて、僅かであるがＣｕ6Ｓｎ5（Ｖ）のピークが現れていることが判る。
【０１７２】
このように、本実施の形態で示すように、更には、前述の図５（Ｂ）や、図８、図９（Ａ）（Ｂ）で示すように、貫通孔からビアペーストの一部が突出した突出部を表出させ、この突出部を覆うように、金属箔を配置し、ビアペースト中に含まれているＣｕ粉や半田粉からなる金属粉同士が互いに変形するまで圧着させ、更にビアペースト中に含まれている樹脂の一部を電気絶縁性基材側へ流動させることにより、前記ビアペーストを、７４.０ｖｏｌ％以上９９．５ｖｏｌ％以下の金属部分と、０．５ｖｏｌ％以上２６．０ｖｏｌ％以下の樹脂部分とすることで、こうした合金化反応（更には金属間化合物化反応）を安定して行なうことができる。
【０１７３】
図１３のサンプル温度が１７５℃のグラフより、Ｃｕ（I）、Ｂｉ（II）、Ｃｕ6Ｓｎ5（Ｖ）のピークに加え、Ｃｕ3Ｓｎ（IV）のピークが現れていることが判る。またＳｎ（III）のピークは殆ど無くなっている。以上より、Ｃｕ粉と、Ｓｎ−Ｂｉの半田粉との合金化反応、更には金属間化合物の形成反応が、均一に進んでいることが判る。このように、前述の図５（Ｂ）や、図８、図９（Ａ）（Ｂ）で示すように、貫通孔２５０からビアペースト２６０の一部が突出した突出部２７０を表出させ、この突出部２７０を覆うように、銅箔１５０を配置し、ビアペースト２６０中に含まれている銅粉２９０や半田粉３００からなる金属粉同士が互いに変形するまで圧着させ、更にビアペースト２６０中に含まれている樹脂の一部を電気絶縁性基材側へ流動させることが有用である。こうすることで、ビアペースト２６０を、７４.０ｖｏｌ％以上９９．５ｖｏｌ％以下の金属部分１９０と、０．５ｖｏｌ％以上２６．０ｖｏｌ％以下の樹脂部分２００とすることができ、合金化反応（更には金属間化合物化反応）を安定して行なうことができる。
【０１７４】
図１３のサンプル温度が２００℃のグラフより、Ｃｕ（I）、Ｂｉ（II）、Ｃｕ3Ｓｎ（IV）のピークは検出されるが、Ｓｎ（III）や、Ｃｕ6Ｓｎ5（Ｖ）のピークが消えていることが判る。以上より、Ｃｕ粉と、Ｓｎ−Ｂｉの半田粉との合金化反応、更には金属間化合物の形成反応が進み、ＣｕとＳｎ−Ｂｉ半田粉との合金化反応、更には金属間化合物の反応は、Ｃｕ3Ｓｎ（IV）の生成で安定化したことが判る。
【０１７５】
以上のように、本実施の形態が示すように、金属間化合物をＣｕ6Ｓｎ5（Ｖ）ではなくて、より安定したＣｕ3Ｓｎ（IV）とすることで、ビアペースト２６０が圧縮され、合金化してなるビアホール導体の高信頼性化が可能となる。
【０１７６】
なお以上のような反応を、より均一に行なうためには、前述の図５（Ｂ）や、図８、図９（Ａ）（Ｂ）で示すように、貫通孔２５０からビアペースト２６０の一部が突出してなる突出部２７０を表出させることが有用である。
【０１７７】
そしてこの突出部２７０を覆うように、銅箔１５０を配置し、ビアペースト２６０中に含まれている銅粉２９０や半田粉３００からなる金属粉同士が互いに変形するまで圧着させることが有用である。更にビアペースト２６０中に含まれている樹脂等の一部を、ビアペースト２６０の外部へ流動させることにより、ビアペースト２６０を、７４.０ｖｏｌ％以上９９．５ｖｏｌ％以下の金属部分と、０．５ｖｏｌ％以上２６．０ｖｏｌ％以下の樹脂部分とすることが可能となる。こうすることで、金属間化合物をＣｕ6Ｓｎ5（Ｖ）から、より安定したＣｕ3Ｓｎ（IV）とする合金化反応（あるいは金属間化合物化反応）を、より安定して行なうことができる。
【０１７８】
なお耐熱フィルム２２０の厚みは、３μｍ以上５５μｍ以下（更には５０μｍ以下、更には３５μｍ以下が望ましい）とすることは有用である。なお耐熱フィルムの厚みが３μｍ未満の場合、フィルム強度が低下し、ビアペースト２６０の圧縮効果が得られない場合がある。５５μｍを超えると、耐熱フィルム２２０が特殊で高価なものとなる場合がある。
【０１７９】
また耐熱フィルム２２０の表面に設ける、硬化性接着層２１０の厚みは、片側で１μｍ以上１５μｍ以下が望ましい。１μｍ未満の場合、所定の密着強度が得られない場合がある。また１５μｍを超えると、ビアペースト２６０の圧縮効果が得られない場合がある。なお、耐熱フィルム２２０単体の厚みの方が、片側の硬化性接着層２１０の厚みより厚い方が有用である。
【０１８０】
発明者らの実験では、耐熱フィルム２２０の厚みが７５μｍの場合、ビアホール導体１４０中に占める金属部分１９０の体積％を６０体積％〜７０体積％程度までしか増加させることができなかった場合があった。
【０１８１】
例えば、耐熱フィルム２２０の厚みを５０μｍ（両面にそれぞれ厚み１０μｍの硬化性接着層２１０を形成したので、トータル厚みは７０μｍとなった）の場合、８０〜８２体積％が実現できた。また耐熱フィルム２２０の厚みを４０μｍ（両面にそれぞれ厚み１０μｍの硬化性接着層２１０を形成したので、トータル厚みは６０μｍとなった）の場合、８３〜８５体積％が実現できた。耐熱フィルム２２０の厚みを３０μｍ（両面にそれぞれ厚み１０μｍの硬化性接着層２１０を形成したので、トータル厚みは５０μｍとなった）の場合、８９〜９１体積％が実現できた。更に耐熱フィルム２２０の厚みを２０μｍ（両面にそれぞれ厚み１０μｍの硬化性接着層２１０を形成したので、トータル厚みは４０μｍとなった）の場合、８７〜９５体積％が実現できた。更に耐熱フィルムの厚みを１０μｍ（両面にそれぞれ厚み１０μｍの硬化性接着層２１０を形成したので、トータル厚みは３０μｍとなった）の場合、９８〜９９．５体積％が実現できた。
【０１８２】
以上のように、非圧縮性部材の厚みは薄ければ薄いほど、効果的ではあるが、その厚み（あるいは耐熱フィルムの厚み）は、ビア孔の直径や密度、用途等に応じて適宜選ぶことが有用である。なお厚み５５μｍ以下とすることは、コスト的に有用である。
【０１８３】
以上より、非圧縮性部材を用いることで、その体積％が急激に増加することが判る。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明によれば、携帯電話等に使われる多層配線基板の更なる低コスト化、小型化、高機能化、高信頼性化が実現できる。またビアペースト側からも、ビアの小径化ビアペーストの反応物の形成に最適なものを提案することで、多層配線基板の小型化、高信頼性化に貢献する。
【符号の説明】
【０１８５】
１１０  多層配線基板
１２０  配線
１３０  電気絶縁性基材
１４０  ビアホール導体
１５０  銅箔
１６０  第１金属領域
１７０  第２金属領域
１８０  第３金属領域
１９０  金属部分
２００  樹脂部分
２１０  硬化性接着層
２２０  耐熱フィルム
２３０  未硬化基材
２４０  保護フィルム
２５０  貫通孔
２６０  ビアペースト
２７０  突出部
２８０、２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃ、２８０ｄ  矢印
２９０  銅粉
３００  半田粉
３１０  有機成分
３２０  芯材
３３０  半硬化樹脂
３４０  圧縮性基材
【図１】
2013153131.tif 000004
【図２】
2013153131.tif 000005
【図３】
2013153131.tif 000006
【図４】
2013153131.tif 000007
【図５】
2013153131.tif 000008
【図６】
2013153131.tif 000009
【図７】
2013153131.tif 000010
【図８】
2013153131.tif 000011
【図９】
2013153131.tif 000012
【図１０】
2013153131.tif 000013
【図１３】
2013153131.tif 000014
【図１４】
2013153131.tif 000015
【図１５】
2013153131.tif 000016
【図１１】
2013153131.tif 000017
【図１２】
2013153131.tif 000018
【図１６】
2013153131.tif 000019
【図１７】
2013153131.tif 000020