(57)【要約】【課題】接続信頼性の高い導電性ペーストおよびそれを用いた多層プリント配線板を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の導電性ペースト１は、導電性フィラーおよびバインダー樹脂３を主成分とする。そして、導電性フィラーである針形状を有する金属粉末２が、バインダー樹脂３中に分散されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性フィラーおよびバインダー樹脂を主成分とする導電性ペーストであって、前記導電性フィラーとして、針形状を有する金属粉末を含有することを特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】
前記針形状を有する金属粉末が、直鎖状に繋がった、多数の微細な金属粒子により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記針形状を有する金属粉末が、前記導電性ペーストの厚み方向に配向していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記導電性フィラーが、平板状導電性フィラーを含有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記平板状導電性フィラーの９９％累積粒度径が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
針形状を有する前記金属粉末の配合割合が、前記９９％累積粒度径が２０μｍ以下の平板状導電性フィラーの全体を１００重量％とした場合に、０．０１重量％〜５重量％であることを特徴とする請求項１〜５に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
複数の導体を備えるとともに、前記複数の導体を接続するためのビアホールが形成された多層プリント配線板であって、ビアホール内に、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の導電性ペーストが充填されていることを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項８】
前記ビアホールの直径が、３０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項７に記載の多層プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビアホールの充填用として使用される導電性ペースト、および当該導電性ペーストを用いて得られる多層プリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器分野においては、電子機器の高密度化や小型化に伴い、例えば、電子機器類の配線などの用途に、多層プリント配線板が広く用いられている。この多層プリント配線板は、部品の高密度化の実装を可能にするとともに、各部品間を最短の距離で電気的に接続することを可能にする技術として知られている。
【０００３】
また、この多層プリント配線板として、インターステシャルビアホール構造（以下、「ＩＶＨ構造」と言う。）を有するものが使用されている。このＩＶＨ構造は、隣接層（即ち、隣接した配線基板）間に開けた孔（ビアホール）に導電性材料を充填して、隣接層同士を電気的に接続（層間接続）することを特徴とする。即ち、複数の導体を備える多層プリント配線板において、ビアホールを、複数の導体間を電気的に接続するために使用するものである。このＩＶＨ構造によれば、必要な部分のみに層間接続を形成することができ、ビアホール上にも部品を搭載できるので、自由度の高い高密度配線が可能になる。その結果、電子機器の小型化、高密度化、信号伝搬の高速化等を容易に実現することが可能になる。
【０００４】
ここで、ビアホールに充填される導電性材料として、金属粉末等の導電性フィラーをバインダー樹脂中に分散させた導電性ペーストを使用した多層プリント配線板が開示されている。より具体的には、例えば、ビアホールが形成された絶縁性の基材と、当該ビアホールに充填された導電性ペーストと、基材の両面に形成され、所定の配線パターンを有する銅箔等の金属箔からなる導体とを備え、基材の両面に形成された導体が、導電性ペーストを介して電気的に接続された多層プリント配線板が開示されている。そして、この多層プリント配線板を製造する際には、まず、絶縁性の基材の一方の面に銅箔を積層するとともに、他方の面にＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムを積層し、次いで、レーザー照射により、樹脂フィルム側から銅箔と基材との界面までビアホールを形成する。次いで、導電性ペーストを、スクリーン印刷法等の公知の印刷法により、ビアホールに充填して、多層プリント配線板の基板を形成する。そして、同様の方法に形成された基板を複数個用意し、これらの基板を、位置合わせを行いながら積層するとともに、加熱加圧処理により一体化することにより、多層プリント配線板が製造される。なお、導電性ペーストとしては、平均粒子径が、０．５〜２０μｍの金、銀、銅、ニッケル、パラジウム及びこれらの合金から選らばれる少なくとも１種の金属粉末を、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる少なくとも１種のバインダー樹脂に分散させたものが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、導電性フィラーとして銀粉末を使用するとともに、当該銀粉末１００重量部に対して、数１０〜数１００ｎｍの１次粒子径を有するインジウム錫酸化物の粉末を０．５〜５０重量部加えた導電性ペーストが開示されている。このような構成により、優れた導電性を有するとともにマイグレーションの発生が抑制できる導電性ペーストを得ることができると記載されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−６８６０２号公報
【特許文献２】特開２００１−２７３８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上述のごとく、多層プリント配線板は、部品の高密度化の実装を可能にするものであるが、当該高密度化に伴い、多層プリント配線板に形成されるビアホールの直径（開口径）が小さくなる傾向になる。従って、上記従来の導電性ペーストでは、導電性ペーストと銅箔等の金属箔からなる導体の界面の抵抗が上昇するため、導電性ペーストと導体間の接続信頼性が低下するという問題があった。より具体的には、上述の加熱処理の際の温度変化に伴い、熱膨張率の異なる基材、導電性ペースト、および導体の間に熱膨張に伴う歪みが生じるが、ビアホールの径が小さくなると、当該ビアホールに充填される導電性ペーストと導体との接触面積が小さくなるため、導電性ペーストと導体の界面において、当該歪みの吸収が困難になる。その結果、導電性ペーストと導体の界面の抵抗が上昇し、導電性ペーストと導体間の接続信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、温度変化に伴う歪みの吸収性に優れるとともに、接続信頼性の高い導電性ペースト、およびこの導電性ペーストを用いた多層プリント配線板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、導電性フィラーおよびバインダー樹脂を主成分とする導電性ペーストであって、導電性フィラーとして、針形状を有する金属粉末を含有することを特徴とする。
【０００９】
同構成によれば、例えば、銅箔等の金属箔からなる導体を備える絶縁性の基材に形成された直径の小さい（例えば、３０μｍ〜２００μｍ）ビアホールに、導電性ペーストを充填した基板を複数個用意し、これらの基板を、加熱加圧処理により積層して、導電性ペーストを介して、導体間を電気的に接続して、多層プリント配線板を製造する際に、加熱加圧処理において、導電性ペースト中の針形状を有する金属粉末が、導体の表面に噛み込むため、導電性ペーストと導体の電気的接続を確保することが可能になる。また、針形状を有する金属粉末は、弾性があるため、加熱処理の際の温度変化に伴い、熱膨張率の異なる基材、導電性ペースト、および導体間に熱膨張に伴う歪みが生じて、導電性ペーストと導体との接触面積が小さくなる場合であっても、導電性ペーストと導体の界面において、針形状を有する金属粉末により歪みを吸収することが可能になる。従って、導電性ペーストと導体の界面の抵抗の上昇を抑制することができ、結果として、導電性ペーストと導体間の接続信頼性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の導電性ペーストであって、針形状を有する金属粉末が、直鎖状に繋がった、多数の微細な金属粒子により形成されていることを特徴とする。
【００１１】
同構成によれば、各金属粒子の境界部分において、電性ペーストと導体の界面における歪みが分散されるため、針形状を有する金属粉末による歪みの吸収効果が一層向上することになる。従って、導電性ペーストと導体の界面の抵抗の上昇を一層抑制することができ、結果として、導電性ペーストと導体間の接続信頼性を一層向上させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の導電性ペーストであって、針形状を有する金属粉末が、導電性ペーストの厚み方向に配向していることを特徴とする。
【００１３】
同構成によれば、金属粉末が、導体の表面に噛み込み易くなるため、導電性ペーストと導体の電気的接続を容易に確保することが可能になるとともに、金属粉末による歪みの吸収効果がより一層向上する。従って、導電性ペーストと導体の界面の抵抗の上昇をより一層抑制することができ、結果として、導電性ペーストと導体間の接続信頼性をより一層向上させることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導電性ペーストであって、導電性フィラーが、平板状導電性フィラーを含有することを特徴とする。
【００１５】
同構成によれば、平板状導電性フィラーと針形状を有する金属粉末との接触頻度が増加するため、導電性ペーストと導体間の接続信頼性を一層向上させることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の導電性ペーストであって、平板状導電性フィラーの９９％累積粒度径が２０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
同構成によれば、直径が小さいビアホールに対しても、導電性ペーストの充填率を向上させることができるとともに、導電性ペースト中の導電性フィラーの充填密度を向上させることができる。従って、導電性に優れた導電性ペーストを得ることが可能になる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の導電性ペーストであって、針形状を有する金属粉末の配合割合が、９９％累積粒度径が２０μｍ以下の平板状導電性フィラーの全体を１００重量％とした場合に、０．０１重量％〜５重量％であることを特徴とする。
【００１９】
同構成によれば、針形状を有する金属粉末による歪みの吸収作用を維持しつつ、導電性ペーストの導電性を維持することが可能になる。
【００２０】
また、本発明の請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の導電性ペーストは、導電性ペーストと導体の界面の抵抗の上昇を抑制して、導電性ペーストと導体間の接続信頼性を向上させるという特性を備えている。従って、請求項７に記載の発明のように、複数の導体を備えるとともに、複数の導体を接続するためのビアホールが形成された多層プリント配線板であって、ビアホール内に、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の導電性ペーストが充填されている多層プリント配線板に好適に使用される。
【００２１】
特に、請求項８に記載の発明のように、請求項７に記載の多層プリント配線板であって、ビアホールの直径が３０μｍ〜２００μｍと小さい場合においても、導電性ペーストと導体間の接続信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、接続信頼性の高い導電性ペーストおよびそれを用いた多層プリント配線板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。本発明の導電性ペーストは、金属粉末等の導電性フィラーをバインダー樹脂中に分散したものが使用される。
【００２４】
導電性フィラーである金属粉末としては、銀粉末、白金粉末、金粉末、銅粉末、ニッケル粉末、およびパラジウム粉末等の金属粉末や、カーボンブラック、グラファイト粉等のカーボン粉が使用できるが、このうち、銀粉末や銀コート銅粉末を使用すると優れた導電性を示すため、好ましい。
【００２５】
また、導電性フィラーとしては、平板状導電性フィラーが好ましく使用できる。ここで、「平板状」とは、導電性フィラーの最大長さをＬ、粒子の厚みをＤとした場合に、最大長さＬと厚みＤの比（＝Ｌ／Ｄ）が３以上であるものをいう。
【００２６】
また、平板状導電性フィラーの９９％累積粒度径は２０μｍ以下とすることが好ましい。９９％累積粒度径を２０μｍ以下とすることにより、直径が小さいビアホールに対しても、導電性ペーストの充填率を向上させることができるとともに、導電性ペースト中の導電性フィラーの充填密度を向上させることができるため、導電性の高い導電性ペーストを得ることが可能になる。なお、平板状導電性フィラーの９９％累積粒度径は、５μｍ〜１５μｍとすることが更に好ましい。また、９９％累積粒度径とは、粒度分布測定において、累積値が９９％となる粒子径を指し、レーザードップラー法を応用した粒度分布測定装置（日機装（株）製、ナノトラック（登録商標）粒度分布測定装置ＵＰＡ−ＥＸ１５０）等により測定することができる。
【００２７】
また、平板状導電性フィラーの平均粒径が０．５μｍ〜５μｍであることが好ましい。９９％累積粒度径のみならず、平均粒径をこの範囲に設定することにより、導電性ペーストの充填率を更に向上させることができるとともに、導電性ペースト中の導電性フィラーの充填密度を更に向上させることができるため、更に導電性の高い導電性ペーストを得ることが可能になる。なお、平均粒径とは、５０％粒径（Ｄ５０）を指し、上述のレーザードップラー法を応用した粒度分布測定装置（日機装（株）製、ナノトラック（登録商標）粒度分布測定装置ＵＰＡ−ＥＸ１５０）等により測定することができる。
【００２８】
また、本発明の導電性ペーストにおける導電性フィラーは、上述の平板状導電性フィラーの他に、他の導電性フィラーを組み合わせることができる。この場合、９９％累積粒度径が２０μｍ以下の平板状導電性フィラーの配合割合を、導電性フィラー全体を１００重量％とした場合に、２０重量％〜８０重量％とすることが好ましい。これは、２０重量％より小さい場合は、直径の小さなビアホールへの充填密度が低下する場合があるためであり、また８０重量％よりも大きい場合は、ビアホールに導電性ペーストを充填する際に巻き込んだ気泡（ボイド）の除去が困難になり、導電性ペーストと導体間の接続信頼性の向上が困難になる場合があるからである。即ち、９９％累積粒度径が２０μｍ以下の平板状導電性フィラーの配合割合を、２０重量％〜８０重量％とすることにより、ビアホールに対する導電性ペーストの充填率の向上と導電性ペーストの導電性の向上の両立を効果的に図ることが可能になる。
【００２９】
また、他の導電性フィラーとしては、例えば、球状導電性フィラーを使用することができる。なお、ここでいう球状導電性フィラーには、完全な球形状ではないものも含まれ、例えば、表面に若干の凹凸があるものや、楕円球形状であるものも含まれる。
【００３０】
そして、球状導電性フィラーとして、９９％累積粒度径が２０μｍ以下ものを使用することが好ましい。このように、平板状導電性フィラーと球状導電性フィラーを組み合わせて使用することにより、導電性ペースト中の導電性フィラーの充填率をより一層高めることが可能になるため、導電性ペーストの導電性をより一層向上させることが可能になるからである。また、球状導電性フィラーの平均粒径は、２０μｍ以下であれば、特に限定されないが、１０μｍ以下のものが好適に使用できる。また、この球状導電性フィラーである金属粉末としては、上述の銀粉末、白金粉末、金粉末、銅粉末、ニッケル粉末、およびパラジウム粉末等の金属粉末や、カーボンブラック、グラファイト粉等のカーボン粉が使用でき、銀粉末や銀コート銅粉末を使用すると優れた導電性を示すため、好ましい。
【００３１】
また、導電性フィラーとして、平板状導電性フィラーと球状導電性フィラーを使用する場合は、平板状導電性フィラーと球状導電性フィラーの混合比率を１：４〜４：１とすると、導電性に優れるため、好ましい。
【００３２】
バインダー樹脂としては、有機絶縁性樹脂が使用され、当該有機絶縁性樹脂としては、熱処理後に導電膜中に残存することを考慮して、耐熱性樹脂であることが好ましい。この耐熱性樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリベンズオキサゾール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ビスマレイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂等を挙げることができる。これらの耐熱性樹脂は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせてバインダー樹脂として使用することができる。
【００３３】
また、導電性ペーストの耐熱性向上の観点から、これらの樹脂のうち、エポキシ樹脂を使用することが好ましい。エポキシ樹脂の種類としては、特に限定はされないが、ビスフェノールＡ型、Ｆ型、Ｓ型、ＡＤ型等を骨格とするビスフェノール型のエポキシ樹脂、ナフタレン型のエポキシ樹脂、ノボラック型のエポキシ樹脂、ビフェニル型のエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型のエポキシ樹脂等が挙げられる。また、高分子量のエポキシ樹脂であるフェノキシ型のエポキシ樹脂を使用することもできる。
【００３４】
また、高導電性を適切に維持するとともに、良好な印刷作業性を維持するとの観点から、導電性フィラーとバインダー樹脂の配合割合は、体積比で４０：６０〜７０：３０であることが好ましい。導電性フィラーの配合割合が、４０体積％よりも低いと、上述した、導電性の向上効果を十分に発揮することが困難になる場合があり、また、７０体積％よりも高いと、導電性フィラーの配合量に比し、バインダー樹脂の配合量が少なすぎるため、導電性ペーストをスクリーン印刷により、ビアホールに充填する際の、印刷作業性が低下する場合があるからである。
【００３５】
また、本発明の導電性ペーストには、上述の各成分に加えて、バインダー樹脂を硬化させるための潜在性硬化剤、溶剤、その他添加剤等を含有することができる。例えば、エポキシ樹脂用の潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、アミンイミド、ポリアミン系、第３級アミン、アルキル尿素系等のアミン系、ジシアンジアミド系、酸無水物系、フェノール系、および、これらの変性物が例示され、これらは単独または２種以上の混合物として使用できる。
【００３６】
また、これらの潜在性硬化剤中でも、低温での貯蔵安定性、および速硬化性に優れているとの観点から、イミダゾール系の潜在性硬化剤が好ましく使用される。イミダゾール系の潜在性硬化剤としては、公知のイミダゾール系の潜在性硬化剤を使用することができる。より具体的には、イミダゾール化合物のエポキシ樹脂との付加物が例示される。イミダゾール化合物としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−プロピルイミダゾール、２−ドデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾールが例示される。
【００３７】
また、特に、これらの潜在性硬化剤を、ポリウレタン系、ポリエステル系等の高分子物質や、ニッケル、銅等の金属薄膜およびケイ酸カルシウム等の無機物で被覆してマイクロカプセル化したものは、長期保存性と速硬化性という矛盾した特性の両立を図ることができるため、好ましい。従って、マイクロカプセル型イミダゾール系の潜在性硬化剤が、特に好ましい。
【００３８】
ただし、導電性ペーストは、耐熱温度の低い、汎用性のある材料からなる基材等と組み合わせて使用されることを考慮すると、２００℃以下の温度域で硬化することが好ましく、そのため、２００℃以下の所定の温度で、バインダー樹脂を硬化反応させることができる硬化剤を、適宜、選択して使用することが好ましい。なお、硬化剤は、バインダー樹脂の理論当量分、配合すれば良い。
【００３９】
また、バインダー樹脂を溶解するための溶剤としては、バインダー樹脂が可溶であり、導電性ペーストを塗布する基材に対して非腐食性であり、かつ、導電性ペーストは、スクリーン印刷等の方法で、基材に形成されたビアホールに充填されるため、高沸点であり、揮発性の低いものを用いると、耐乾燥性が向上し、印刷作業性が良くなる。従って、これらの特性を維持する観点から、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオール、フタル酸ジエチル等の有機溶媒が好適に使用できる。なお、これらの溶剤を、数種類、組み合わせて使用することもできる。
【００４０】
また、本発明の導電性ペーストにおいては、上述の各成分に加えて、硬化促進剤、シランカップリング剤、難燃化剤、増粘剤、チクソトロピック剤、レベリング剤等の添加剤を含有する構成としても良い。例えば、導電性ペーストに可塑剤を添加することにより、当該導電性ペーストをビアホールに充填する際の耐乾燥性を向上させることができる。この可塑剤としては、例えば、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、テトラヒドロフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、マレイン酸誘導体、フマル酸誘導体、トリメリット誘導体、ピロメリット誘導体、ステアリン酸誘導体、オレイン酸誘導体、イタコン酸誘導体、リシノール誘導体、水素添加ヒマシ油およびその誘導体が好適に使用できる。
【００４１】
導電性ペーストの作製方法としては、まず、エポキシ樹脂等のバインダー樹脂を、ブチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解し、次いで、銀粉末や銀コート銅粉末を導電性フィラーとして添加するとともに、潜在性硬化剤や添加剤等を添加して混合し、三本ロールにより混練する方法が挙げられる。
【００４２】
ここで、本発明の導電性ペーストにおいては、導電性フィラーとして、針形状を有する（所謂、アスペクト比が大きい形状を有する）金属粉末が含有されている点に特徴がある。より具体的には、図１に示すように、本発明の導電性ペースト１においては、針形状を有する導電性粒子である金属粉末２が、バインダー樹脂３中に分散されている点に特徴がある。なお、ここで言うアスペクト比とは、図２に示す、金属粉末２の短径（即ち、金属粉末２の断面の長さ）Ｒと長径（即ち、金属粉末２の長さ）Ｌとの比のことをいう。
【００４３】
このような金属粉末２を使用することにより、例えば、図１に示す、銅箔等の金属箔からなる導体１０が設けられた絶縁性の基材１１に形成された直径の小さいビアホール１５に、本発明の導電性ペースト１を充填した基板である片面プリント配線板２０を複数個用意し、これらの片面プリント配線板２０を、加熱加圧処理により積層して、導電性ペースト１を介して、導体１０を電気的に接続して、多層プリント配線板を作製する際に、上述の加熱加圧処理において、導電性ペースト１中の針形状を有する導電性粒子である金属粉末２が、導体１０の表面に噛み込むため、導電性ペースト１と導体１０の電気的接続を確保することが可能になる。また、針形状を有する金属粉末２は、弾性があるため、上述の加熱処理の際の温度変化に伴い、熱膨張率の異なる基材１１、導電性ペースト１、および導体１０間に熱膨張に伴う歪みが生じて、導電性ペースト１と導体１０との接触面積が小さくなった場合であっても、導電性ペースト１と導体１０の界面において、針形状を有する金属粉末２が、当該歪みを吸収することが可能になる。従って、導電性ペースト１と導体１０の界面の抵抗の上昇を抑制することができ、結果として、導電性ペースト１と導体１０間の接続信頼性を向上させることができる。
【００４４】
また、図３に示すように、針形状を有する金属粉末２が、直鎖状に繋がった、多数の微細な金属粒子４（例えば、球状の金属微粒子や金属でメッキされた球状の樹脂粒子からなる金属微粒子）により形成される構成としても良い。このような構成により、図２に示す、針形状を有する金属粉末２を使用する場合と同様の効果を得ることができるとともに、各金属粒子４の境界部分５において、導電性ペースト１と導体１０の界面における歪みが分散されるため、金属粉末２による歪みの吸収効果が一層向上することになる。従って、導電性ペースト１と導体１０の界面の抵抗の上昇を一層抑制することができ、結果として、導電性ペースト１と導体１０間の接続信頼性を一層向上させることができる。なお、この場合のアスペクト比とは、図３に示す、金属粉末２の短径（即ち、金属粒子４の断面の長さ）Ｒと長径（即ち、金属粉末２の長さ）Ｌとの比のことをいう。
【００４５】
また、この導電性ペースト１において、金属粉末２の長径Ｌの方向を、スクリーン印刷等の方法により印刷して、ビアホール１５に充填する時点で、導電性ペースト１の厚み方向（即ち、図１の矢印Ｘ方向）にかけた磁場の中を通過させることにより、当該厚み方向Ｘに配向させて用いるのが好ましい。このような配向にすることにより、金属粉末２が、導体１０の表面に噛み込み易くなるため、導電性ペースト１と導体１０の電気的接続を容易に確保することが可能になる。また、針形状を有する金属粉末２による歪みの吸収効果がより一層向上する。従って、導電性ペースト１と導体１０の界面の抵抗の上昇をより一層抑制することができ、結果として、導電性ペースト１と導体１０間の接続信頼性をより一層向上させることができる。
【００４６】
また、金属粉末２のアスペクト比が５以上であることが好ましい。このような金属粉末２を使用することにより、導電性ペースト１中に含有される金属粉末２間の接触確率が高くなる。従って、金属粉末２の配合量を増やすことなく、導電性ペースト１と導体１０間の接続信頼性を向上させることができる。
【００４７】
また、本発明の導電性ペースト１の金属粉末２は、その一部に強磁性体が含まれるものが良く、強磁性を有する金属単体、強磁性を有する２種類以上の合金、強磁性を有する金属と他の金属との合金、および強磁性を有する金属を含む複合体のいずれかであることが好ましい。これは、強磁性を有する金属を使用することにより、金属自体が有する磁性により、磁場を用いて金属粉末２を長径Ｌの方向に配向させることが可能になるからである。例えば、ニッケル、鉄、コバルトおよびこれらを含む２種類以上の合金等を挙げることができる。
【００４８】
なお、金属粉末２のアスペクト比は、ＣＣＤ顕微鏡観察等の方法により直接測定するが、断面が円でない金属粉末２の場合は、断面の最大長さを短径としてアスペクト比を求める。また、金属粉末２は、必ずしもまっすぐな形状を有している必要はなく、多少の曲がりや枝分かれがあっても、問題なく使用できる。この場合、金属粉末２の最大長さを長径としてアスペクト比を求める。
【００４９】
また、本発明の導電性ペースト１において、導電性フィラーとして、上述の平板状導電性フィラーの他に、針形形状を有する金属粉末２を含有する場合は、針形状を有する金属粉末２の配合割合を、９９％累積粒度径が２０μｍ以下の平板状導電性フィラーの全体を１００重量％とした場合に、０．０１重量％〜５重量％とすることが好ましい。これは、針形状を有する金属粉末による歪みの吸収作用を維持しつつ、導電性ペーストの導電性を維持することが可能になるからである。
【００５０】
以下に、本発明の多層プリント配線板の好適な実施形態について説明する。図４、図５は、本発明の実施形態にかかる導電性ペーストが使用される多層プリント配線板の製造方法を説明するための断面図である。
【００５１】
本発明の多層プリント配線板の製造方法としては、まず、多層プリント配線板の基板となる、絶縁性の基材の片面に、導体を設けた片面プリント配線板を製造する。より具体的には、図４（ａ）に示すように、例えば、柔軟な樹脂フィルムにて形成された基材１１の片面上に、導体１０を設けたものを用意する。なお、接着剤層（不図示）を介して、導体１０を設ける構成としても良いが、多層プリント配線板の屈曲性・柔軟性を考慮して、接着剤層を使用しないで、基材１１の片面上に、導体１０を設ける構成とすることが好ましい。
【００５２】
基材１１を構成する樹脂フィルムとしては、柔軟性にすぐれた樹脂材料からなるものが好適に使用される。かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルムなどの、プリント配線板用として汎用性のある樹脂フィルムがいずれも使用可能である。また、特に、後述の加圧、加熱工程などを考慮して、柔軟性に加えて高い耐熱性をも有していることが好ましく、かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリアミド系の樹脂フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのポリイミド系の樹脂フィルムが好適に使用される。また、導体１０を構成する金属箔としては、銅箔が好適に使用される。
【００５３】
次いで、図４（ｂ）に示すように、導体１０をマスキングして、エッチング（例えば、湿式エッチング）を行い、導体１０に所定の配線パターンを形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、基材１１の、導体１０が設けられた面と反対の面に、ポリエステル樹脂フィルム等の離型処理が施されたシート部材１３を設ける。次いで、図４（ｄ）に示すように、この基材１１とシート部材１３に、ＣＯ２レーザ（ＹＡＧレーザ）やドリル等を用いて穴を開け、導体１０を底面とするとともに、基材１１を壁面とするビアホール（または、有底穴、ブラインドビア）１５を形成する。
【００５４】
なお、ビアホール１５の直径（開口径）は、３０μｍ〜２００μｍとすることができる。また、ビアホール１５を形成する際に、当該ビアホール１５の底面となる導体１０に小径の孔を形成しても良い。この孔を形成することにより、当該孔が、スクリーン印刷等により導電性ペースト１をビアホール１５に印刷する際に、当該ビアホール１５内の空気を抜くためのエアブリード孔として機能するため、導電性ペースト１の充填が容易になる。
【００５５】
次いで、ビアホール１５内に残存している穿孔による樹脂や銅箔の酸化物等のスミアを除去するために、アルカリと過マンガン酸カリウムにより、湿式デスミア処理を施して、ビアホール１５内を清掃する。次いで、図４（ｅ）に示すように、ビアホール１５の底面である導体１０の表面と、ビアホール１５の壁面である基材１１の表面が連続するように、導電性ペースト１を塗布することにより、ビアホール１５に導電性ペースト１を充填する。導電性ペースト１をビアホール１５に充填する方法としては、スクイジングプレートを使用したスクリーン印刷法等の方法により、シート部材１３の面側からスクイジングにより、ビアホール１５内に充填する方法が採用できる。次いで、図４（ｆ）に示すように、シート部材１３を除去して、基材１１の表面から導電性ペースト１を突出させることにより、多層プリント配線板の基板となる片面プリント配線板２０が製造される。
【００５６】
次いで、製造した片面プリント配線板２０を用いて、多層プリント配線板を製造する。なお、多層プリント配線板として、ここでは、片面プリント配線板２０と、絶縁性の基材の両面に、導体を設けた、両面プリント配線板が積層された多層プリント配線板を例に挙げて説明する。
【００５７】
まず、図５（ａ）に示すように、製造した片面プリント配線板２０と、絶縁性の基材２２の両面に、所定の配線パターンが形成された導体２３を設けた両面プリント配線板２４の間に、貫通孔２６が形成された接着剤層２５を挟む。そして、片面プリント配線板２０と両面プリント配線板２４の間に接着剤層２５を介在させた状態で、片面プリント配線板２０の導電性ペースト１、接着剤層２５の貫通孔２６、および両面プリント配線板２４の導体２３が、各位置で直列となるように、位置決めを行う。次いで、片面プリント配線板２０、両面プリント配線板２４、および接着剤層２５の各々に予め設けられた位置決め用のピン穴であるアライメントマーク（不図示）に、位置決め用のピン（不図示）を通して、片面プリント配線板２０、両面プリント配線板２４、および接着剤層２５の各々を重ね合わせて、接着剤層２５が完全に硬化しない温度範囲内で仮接着をする。
【００５８】
次いで、重ね合わされた片面プリント配線板２０、両面プリント配線板２４、および接着剤層２５に対して、加熱加圧処理（例えば、温度：１６０〜２４０℃、圧力：５〜４０ｋｇ／ｃｍ２）を行うことにより、片面プリント配線板２０、両面プリント配線板２４、および接着剤層２５を一体化して、図５（ｂ）に示すように、片面プリント配線板２０に設けられた導体１０と、両面プリント配線板２４に設けられた導体２３が、導電性ペースト１を介して電気的に接続された多層プリント配線板３０が製造される。
【００５９】
そして、本発明においては、上述の加熱加圧処理において、ビアホール１５内に充填された導電性ペースト１が圧縮され、導電性ペースト１中の針形状を有する金属粉末２が、導体１０，２３の表面に噛み込み、導電性ペースト１と導体１０，２３の電気的接続が確保されることになる。また、上述の加熱処理の際の温度変化により、熱膨張に伴う歪みが生じて、導電性ペースト１と導体１０，２３との接触面積が小さくなった場合であっても、針形状を有する金属粉末２の弾性により、導電性ペースト１と導体１０，２３の界面における歪みが吸収されることになる。
【００６０】
以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態においては、導電性ペースト１が、導電性フィラーとして、針形状を有する金属粉末２を含有する構成としている。従って、直径の小さいビアホール１５が形成された多層プリント配線板３０を製造する際の加熱加圧処理において、導電性ペースト１と導体１０，２３の電気的接続を確保することが可能になる。また、加熱処理の際の温度変化に伴い、熱膨張に伴う歪みが生じて、導電性ペースト１と導体１０，２３との接触面積が小さくなった場合であっても、針形状を有する金属粉末２の弾性により、導電性ペースト１と導体１０，２３の界面における歪みが吸収されることになる。従って、導電性ペースト１と導体１０，２３の界面の抵抗の上昇を抑制することができ、結果として、導電性ペースト１と導体１０，２３間の接続信頼性を向上させることができる。
【００６１】
（２）本実施形態においては、針形状を有する金属粉末２を、直鎖状に繋がった、多数の微細な金属粒子４により形成する構成としている。従って、各金属粒子４の境界部分５において、導電性ペースト１と導体１０，２３の界面における歪みが分散されるため、針形状を有する金属粉末２による歪みの吸収効果が一層向上することになる。従って、導電性ペースト１と導体１０，２３の界面の抵抗の上昇を一層抑制することができ、結果として、導電性ペースト１と導体１０，２３間の接続信頼性を一層向上させることができる。
【００６２】
（３）本実施形態においては、針形状を有する金属粉末２を、導電性ペースト１の厚み方向Ｘに配向する構成としている。従って、金属粉末２が、導体１０，２３の表面に噛み込み易くなるため、導電性ペースト１と導体１０，２３の電気的接続を容易に確保することが可能になるとともに、金属粉末２による歪みの吸収効果がより一層向上する。従って、導電性ペースト１と導体１０，２３体の界面の抵抗の上昇をより一層抑制することができ、結果として、導電性ペースト１と導体１０，２３間の接続信頼性をより一層向上させることができる。
【００６３】
（４）本実施形態においては、導電性フィラーが、平板状導電性フィラーを含む構成としている。従って、導電性フィラー間の接触頻度（即ち、平板状導電性フィラーと針形状を有する金属粉末との接触頻度）が増加するため、導電性ペーストと導体間の接続信頼性を一層向上させることができる。
【００６４】
（５）本実施形態においては、平板状導電性フィラーの９９％累積粒度径を２０μｍ以下とする構成としている。従って、直径が小さいビアホール１５に対しても、導電性ペースト１の充填率を向上させることができるとともに、導電性ペースト１中の導電性フィラーの充填密度を向上させることができるため、導電性の高い導電性ペースト１を得ることが可能になる。
【００６５】
（６）本実施形態においては、針形状を有する金属粉末２の配合割合を、９９％累積粒度径が２０μｍ以下の平板状導電性フィラーの全体を１００重量％とした場合に、０．０１重量％〜５重量％とする構成としている。従って、針形状を有する金属粉末による歪みの吸収作用を維持しつつ、導電性ペーストの導電性を維持することが可能になる。
【００６６】
なお、上記実施形態は、以下のように変更しても良い。
上記実施形態においては、絶縁性の基材１１の片面に、導体１０を設けた片面プリント配線板２０のビアホール１５に導電性ペースト１が充填される構成としたが、絶縁性の基材の両面に、導体を設けた両面プリント配線板にビアホールを形成し、当該ビアホールに導電性ペースト１を充填する構成としても良い。
【００６７】
より具体的には、まず、多層プリント配線板の基板となる、絶縁性の基材の両面に、導体を設けた両面プリント配線板を製造する。より具体的には、図６（ａ）に示すように、例えば、柔軟な樹脂フィルムにて形成された基材１１の両面上に、導体１０を設けたものを用意する。次いで、図６（ｂ）に示すように、導体１０をマスキングして、エッチングを行い、導体１０に所定の配線パターンを形成する。次いで、図６（ｃ）に示すように、この基材１１に、ＣＯ２レーザ（ＹＡＧレーザ）やドリル等を用いて穴を開け、導体１０を底面とするとともに、導体１０、および基材１１を壁面とするビアホール１５を形成する。なお、ビアホール１５を形成する前に、上述の実施形態の場合と同様に、基材１１、および導体１０の表面に、離型処理が施されたシート部材１３を設ける構成としても良い。次いで、上述の実施形態の場合と同様に、湿式デスミア処理を施して、ビアホール１５内を清掃した後、図４（ｄ）に示すように、上述のスクリーン印刷法により、ビアホール１５の底面である導体１０の表面と、ビアホール１５の壁面である導体１０、および基材１１の表面が連続するように、導電性ペースト１を塗布することにより、ビアホール１５に導電性ペースト１を充填して、基材１１の両面に設けられた２つの導体１０を電気的に接続することにより、多層プリント配線板の基板となる両面プリント配線板５０が製造される。なお、この場合、図６（ｄ）に示すように、導電性ペースト１の塗布径は、ビアホール１５の直径（開口径）よりも大きく、ビアホール１５の全体を被覆するように導電性ペースト１を塗布して、充填する。
【００６８】
また、上記実施形態においては、多層プリント配線板として、導電性ペースト１が充填された片面プリント配線板２０と、両面プリント配線板２４が積層された多層プリント配線板３０を例に挙げて説明したが、本発明の導電性ペースト１は、他の積層構造を有する多層プリント配線板に適用できることは言うまでもない。
【００６９】
例えば、図５（ｂ）において説明した構造において、導電性ペーストが充填された片面プリント配線板２０を、更に１層積層して、図７に示す２層の片面プリント配線板２０と、両面プリント配線板２４が積層された多層プリント配線板４０に適用することができる。
【００７０】
また、図６において説明した両面プリント配線板５０が複数積層された多層プリント配線板に適用することもできる。この多層プリント配線板は、まず、図８（ａ）に示すように、２つの両面プリント配線板５０の間に、貫通孔２６が形成された接着剤層２５を挟む。そして、２つの両面プリント配線板５０の間に接着剤層２５を介在させた状態で、両面プリント配線板５０の導電性ペースト１、接着剤層２５の貫通孔２６、および両面プリント配線板５０の導体１０が、各位置で直列となるように、位置決めを行う。次いで、両面プリント配線板５０、および接着剤層２５の各々に予め設けられた位置決め用のピン穴であるアライメントマーク（不図示）に、位置決め用のピン（不図示）を通して、両面プリント配線板５０、および接着剤層２５の各々を重ね合わせて、接着剤層２５が完全に硬化しない温度範囲内で仮接着をする。次いで、重ね合わされた２つの両面プリント配線板５０、および接着剤層２５に対して、加熱加圧処理（例えば、温度：１６０〜２６０℃、圧力：５〜６０ｋｇ／ｃｍ２）を行うことにより、２つの両面プリント配線板５０、および接着剤層２５を一体化して、図８（ｂ）に示すように、両面プリント配線板５０に設けられた導体１０が、導電性ペースト１を介して電気的に接続された多層プリント配線板６０が製造される。
【実施例】
【００７１】
以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００７２】
（実施例１）
（導電性ペーストの作製）
ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂〔エポキシ当量７０００〜８５００ｇ／ｅｑ〕７０重量部と、ビスフェノールＦ型のエポキシ樹脂〔エポキシ当量１６０〜１７０ｇ／ｅｑ〕３０重量部を、ブチルカルビトールアセテート１１０重量部に溶解した。次いで、この溶液にイミダゾール系の潜在性硬化剤１２重量部と、平板状導電性フィラーとして、９９％累積粒度径が１５μｍ、平均粒径が２μｍの平板状の銀コート銅粉末を、導電性ペーストの固形分中の導電性フィラーの割合が５５体積％となるように添加した。更に、針形状を有する金属粉末として、長径Ｌの平均が３μｍ、最大長さが５μｍ、短径Ｒの平均が０．１〜０．２μｍである直鎖状ニッケル微粒子を、銀コート銅粉末に対して、０．１重量％となるように添加し、三本ロールにより混練して、導電性ペーストを作製した。
【００７３】
（多層プリント配線板の作製）
２５μｍの厚みを有するポリイミドフィルムの両面に、１２μｍの厚みを有する銅箔が設けられたものを用意し、エッチングにより、銅箔に所定の配線パターンを形成した。次いで、このポリイミドフィルムに対して、ＹＡＧレーザーを用いて穴を開け、銅箔を底面とするとともに、ポリイミドフィルムを壁面とするビアホールを１２９６個形成した。なお、ビアホールの直径（開口径）は、１００μｍとした。次いで、アルカリと過マンガン酸カリウムにより、湿式デスミア処理を施して、ビアホール内を清掃した。
【００７４】
次いで、ビアホール内に作製した導電性ペーストをスクリーン印刷により印刷して充填した。なお、導電性ペーストの塗布径を１５０μｍとし、ビアホールの全体を被覆するように導電性ペーストを塗布して、充填した。次いで、１．３ｋＰａ以下の減圧下において、７０℃に加熱することにより、導電性ペースト中の溶剤を除去して、多層プリント配線板の基板となる両面プリント配線板を作製した。
【００７５】
次いで、作製した両面プリント配線板のビアホールに相当する部分に貫通孔が形成された接着剤層を用意し、作製した２つの両面プリント配線板の間に、接着剤層を挟み込んで、これらを重ね合わせ、真空プレスにより接着して一体化し、１２９６個のビアホールがデイジーチェーン構造で接続された多層プリント配線板を作製した。なお、温度が１６０℃、圧力が２．０ＭＰａの条件で、真空プレスを行った。
【００７６】
（接続抵抗の測定）
次いで、得られた多層プリント配線板において、接続抵抗（以下。「初期の接続抵抗」という。）を測定した。測定は、デイジーチェーンの両端から、４端子法により、抵抗を測定することにより実施した。なお、測定された抵抗値は、１２９６個のビアホール内に充填された導電性ペーストの抵抗と、銅箔により形成された導体の抵抗、および導電性ペーストと導体の接触抵抗の合計と考えられる。以上の結果を、表１に示す。
【００７７】
（接続信頼性の評価）
次いで、得られた多層プリント配線板を、ピーク温度２６０℃のリフロー炉に６回通過させた後、再度、接続抵抗（以下、「リフロー後の接続抵抗」という。）を測定し、初期の接続抵抗に対するリフロー後の接続抵抗の上昇率（以下、「抵抗上昇率」という。）を算出した。以上の結果を、表１に示す。
【００７８】
（比較例１）
直鎖状ニッケル微粒子を配合しなかったこと以外は、上述の実施例１と同様にして、導電性ペースト、および多層プリント配線板を作製し、接続抵抗の測定、および接続信頼性の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
2009026700.tif 000003
【００８０】
表１から判るように、直鎖状ニッケル微粒子が配合されている実施例１の導電性ペーストを使用した場合は、直鎖状ニッケル微粒子が配合されていない比較例１の導電性ペーストを使用した場合に比し、初期の接続抵抗、およびリフロー後の接続抵抗が低いことが判る。また、実施例１の導電性ペーストを使用した場合は、リフロー後の接続抵抗が、初期の接続抵抗に対して殆ど変化しておらず、実施例１の導電性ペーストを使用した場合は、比較例１の導電性ペーストを使用した場合に比し、抵抗上昇率が極めて低いことが判る。以上より、実施例１の導電性ペーストを使用することにより、接続信頼性の高い多層プリント配線板を得ることができることが判る。これは、実施例１の導電性ペーストに配合されている直鎖状ニッケル微粒子が、導体の表面に噛み込んで、導電性ペーストと導体の電気的接続を確保することができるとともに、直鎖状ニッケル微粒子の弾性により、導電性ペーストと導体の界面における歪みが吸収されたためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の活用例としては、ビアホールの充填用として使用される導電性ペースト、および当該導電性ペーストを用いて得られる多層プリント配線板が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態に係る導電性ペースト、および導電性ペーストを使用した基板を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る導電性ペーストに含有される針形状を有する金属粉末を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係る導電性ペーストに含有される針形状を有する金属粉末を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態にかかる導電性ペーストが使用される多層プリント配線板の基板となる片面プリント配線板の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の実施形態にかかる導電性ペーストが使用される多層プリント配線板の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態にかかる導電性ペーストが使用される多層プリント配線板の基板となる両面プリント配線板の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる導電性ペーストが使用される他の多層プリント配線板を説明するための断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の実施形態にかかる導電性ペーストが使用される他の多層プリント配線板を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…導電性ペースト、２…針形状を有する金属粉末、３…バインダー樹脂、４…金属粒子、１０…導体、１１…基材、１５…ビアホール、２０…片面プリント配線板、２２…基材、２３…導体、２４…両面プリント配線板、２５…接着剤層、２６…貫通孔、３０…多層プリント配線板、４０…多層プリント配線板、５０…両面プリント配線板、６０…多層プリント配線板、Ｘ…導電性ペーストの厚み方向
【図１】
2009026700.tif 000004
【図２】
2009026700.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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