JP2000138434A - 回路基板 - Google Patents

回路基板

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JP2000138434A
JP2000138434A JP10310596A JP31059698A JP2000138434A JP 2000138434 A JP2000138434 A JP 2000138434A JP 10310596 A JP10310596 A JP 10310596A JP 31059698 A JP31059698 A JP 31059698A JP 2000138434 A JP2000138434 A JP 2000138434A
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JP
Japan
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filler
conductive paste
hole
substrate
paste
Prior art date
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Pending
Application number
JP10310596A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshitaro Yazaki
芳太郎 矢崎
Katsuaki Kojima
克明 小島
Takao Kuroda
黒田  隆雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電気的接続部の信頼性を高め、且つスルーホー
ル接続での高電導性を確保する。 【解決手段】ガラスエポキシ基板1の両面には絶縁層2
又は銅箔3が形成されている。ガラスエポキシ基板1に
はスルーホール4が形成され、そのスルーホール4内に
は導電性ペースト5が充填されている。また、基板表面
には無電解若しくは電解めっきによる銅めっき層6が施
されている。導電性ペースト5は金属フィラと樹脂成分
とからなる。ペースト5の導電性はフィラの種類に依存
するところが大きく、特にフィラの材質、形状に大きく
左右される。ここでは、異方性形状で代表的なりん片状
フィラ(又はフレーク状フィラ)と、球状フィラとが混
在する導電性ペーストを使用した。従って、スルーホー
ル4に導電性ペースト5を充填する際、異方形状フィラ
を適用することでフィラの配向が促進され、高い導電性
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基材に形成さ
れたスルーホールに導電性ペーストを充填し、その導電
性ペーストでの高電導性を得るための回路基板に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器に対する小型軽量化のニ
ーズが益々高まりつつある。そのため、回路基板への部
品実装をより高密度化する必要があり、これに対応する
ために、高密度化基板の開発が積極的に進められてい
る。
【0003】この種の従来技術として、ALIVH(An
y Layer Interstitial Via Hole )基板が提案されてい
る。これは、アラミド基板に孔あけして銅ペーストを充
填し、銅箔をプレス接着することで導電性を確保したも
のである。導電性ペーストの特徴としては、特開平7−
176846号公報に示す通り、プレスによりフィラ密
度を向上させることで導電性が高められるようになって
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プレス
での接続は、導電性ペースト中の樹脂と銅箔との接着に
よるものであり、接続部の信頼性に劣る。この場合、リ
ジッド基板に孔あけして導電性ペーストを充填し、銅メ
ッキによる金属結合により、電気的接続を確保する方法
が有利であると言える。従って、上記の如くプレスによ
る接続ではなく、他の方法で導電性を高める技術が要望
されている。
【0005】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、電気的接続部の
信頼性を高め、且つスルーホール接続での高電導性を確
保することができる回路基板を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、絶縁基材にスルーホール
を形成し、該スルーホールには異方性形状の金属フィラ
を含有する導電性ペーストを充填したことを特徴とす
る。
【0007】異方性形状(例えばりん片状)の金属フィ
ラを含有する導電性ペーストを絶縁基材のスルーホール
に充填することにより、フィラの配向性が向上する。つ
まり、導電性ペーストをスルーホールに充填する際、ペ
ーストの流れに従い金属フィラが同ペーストの流れ方向
に配向する。かかる場合、電流方向と金属フィラの配向
の方向とが平行になるため、フィラの接触状態が改善さ
れて導電性が向上する。その結果、電気的接続部の信頼
性を高め、且つスルーホール接続での高電導性を確保す
ることができる。このとき、プレス接着をしなくても、
導電性ペーストの充填のみで高導電特性が得られる。
【0008】望ましくは、請求項2に記載したように、
導電性ペーストの全フィラ中における異方形状フィラの
割合を70vol%以上とするとよい。この構成によれ
ば、ペーストの流れ方向への配向率が急激に上昇し、よ
り確実に高導電特性が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実
施の形態を図面に従って説明する。図1(a),(b)
に基板の基本構造を示す。図1(a),(b)におい
て、絶縁基材としてのガラスエポキシ基板1の両面には
絶縁層2又は電解銅箔3が形成されている。ガラスエポ
キシ基板1にはスルーホール(貫通孔)4が形成され、
そのスルーホール4内には導電性ペースト5が充填され
ている。また、基板表面には無電解若しくは電解めっき
法による銅めっき層6が形成されている。
【0010】図2に基板の製造工程を示す。ガラスエポ
キシ基板1にNCドリルで孔あけしてスルーホール4を
形成し、そのスルーホール4にスクリーン印刷により導
電性ペースト5を充填する。すなわち、スクリーンSC
の上を往復運動するスキージSQの圧力により導電性ペ
ースト5が当該スクリーンSCから押し出され、スルー
ホール4内に充填される。
【0011】次に、仮硬化により導電性ペースト5を半
硬化状態にし、バフ研磨等で表面を平坦(フラット)な
状態にする。次に、本硬化により、導電性ペースト5の
硬化度を95%以上にし、その後、酸洗等の表面処理を
行った後、銅めっき層6を形成する。以上の工程によ
り、図1(a)又は(b)に示す基板の基本構造が得ら
れる。
【0012】ここで、導電性ペースト5は金属フィラと
樹脂成分とからなる。本実施の形態では、樹脂の種類に
ついては基板材料と同じエポキシ系とした。また、ペー
ストに十分な流動性を与えるため、液状とした。樹脂組
成としては、ガラス転位点(100℃以上)、熱膨張係
数(60〜80ppm/℃)等からエポキシ当量160
〜180のものを選定し、硬化剤については、放置安定
性(粘度、吸湿性)からホウ酸ブロック型アミン系化合
物を選定した。樹脂含有量は耐めっき性の観点から、1
4wt%以上必要とするため、配合バラツキを考慮し、
18±2wt%とした。
【0013】ペースト5の導電性はフィラの種類に依存
するところが大きく、特にフィラの材質、形状に大きく
左右される。フィラ材質については主に、Ag粉、Cu
粉、Ni粉、そしてCu粉表面にAgをめっきした、A
gめっきCu粉等がある。本実施の形態では、酸化によ
る抵抗上昇の影響を殆ど受けないAg粉としたが、本発
明の実施に当たってはフィラ材質として、何ら制限する
必要はない。
【0014】また本実施の形態ではフィラ形状に着目
し、異方性形状で代表的なりん片状フィラ(又はフレー
ク状フィラ)と、球状フィラとが混在する導電性ペース
トを使用した。図3には、りん片状フィラと球状フィラ
との配合比(vol%)に対する導電性ペーストの体積
固有抵抗と配向性とについて評価した結果を示す。図
中、配向率は、ペーストの流れ方向に対して平行及び垂
直方向でペーストを断面カットした時のフィラ占有面積
率の比(Sh/Sv)で表す。すなわち、配向性が高い
と、この値が増加する。なお同図には比較として、表面
パターン(バルク)での評価結果を破線で示す。
【0015】図3によれば、球状フィラに対してりん片
状フィラ(異方形状フィラ)を増加させることにより徐
々に配向率が増加し、りん片状/球状=70/30vo
l%を超えると急激に配向率が増加する。そしてそれに
伴い、体積固有抵抗ρが低下する。一方、バルクの場合
は、これらフィラ配合比に拘わらず、常に配向率は小さ
い。以上のことから、スルーホール4に導電性ペースト
5を充填する場合、異方形状フィラを適用することでフ
ィラの配向が促進され、高い導電性が得られることが確
認された。
【0016】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。異方形状フィラを含有する導電
性ペースト5をスルーホール4内に充填したので、フィ
ラの配向性が向上する。つまり、導電性ペースト5を充
填する際、ペーストの流れに従い金属フィラが同ペース
トの流れ方向に配向する。かかる場合、電流方向と金属
フィラの配向の方向とが平行になるため、フィラの接触
状態が改善されて導電性が向上する。その結果、電気的
接続部の信頼性を高め、且つスルーホール接続での高電
導性を確保することができる。このとき、プレス接着を
しなくても、導電性ペースト5の充填のみで高導電特性
が得られる。
【0017】実際には、導電性ペースト5の全フィラ中
における異方形状フィラの割合を70vol%以上とし
た。この構成によれば、ペーストの流れ方向への配向率
が急激に上昇し、より確実に高導電特性が得られる。勿
論全ての金属フィラを異方形状フィラとしてもよい。
【0018】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて具体化できる。異方性形状の金属フィラと
しては、りん片状又はフレーク状に限定されず、他の形
状であってもよい。要は、粉末のアスペクト比(縦横
比)が1よりも大きくなるような形状であればよい。ま
た、フィラ材質としてAg粉以外の材質、すなわちCu
粉、Ni粉、又はCu粉表面にAgをめっきした、Ag
めっきCu粉等を適宜使用してもよい。
【0019】本発明が適用可能な回路基板は前記図1に
限定されず、以下の構造であってもよい。図4〜図8に
は、回路例をその製造過程と共に示す。以下には相違点
を中心に説明する。
【0020】図4では、ガラスエポキシ基板1の両面に
絶縁層2が形成されると共に、その上にレジスト層11
と銅めっき層12とが形成される。レジスト層11は、
例えば電子部品実装に使用される半田が必要な箇所以外
に付着することを防止する目的で形成される。図5で
は、ガラスエポキシ基板1の両面に銅箔3及び銅めっき
層6が形成されると共に、その一部がエッチングにて除
去される。図6では、ガラスエポキシ基板1の両面に銅
箔3が形成されると共に、その一部がエッチングにて除
去される。
【0021】また、図7,図8では、スルーホール4に
銅めっき13が施される。そして、図7では、ガラスエ
ポキシ基板1の両面に銅箔3及び銅めっき層6が形成さ
れると共に、その一部がエッチングにて除去される。図
8では、ガラスエポキシ基板1の両面に銅箔3が形成さ
れると共に、その一部がエッチングにて除去される。要
するに、ガラスエポキシ基板1(絶縁基材)の両面のラ
ンドは何れの手法にて形成されていてもよく、また、ス
ルーホールめっきの実施も任意でよい。
【0022】図示の構成以外にも多層回路基板に適用
し、異方性形状の金属フィラを含有すること、を特徴と
する導電性ペーストを使用して層間接続を行うようにし
てもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態における基板の基本構造を示
す断面図。
【図2】基板の製造過程を説明するための断面図。
【図3】フィラ形状比と、配向率及び体積固有抵抗との
関係を示す図。
【図4】基板適用例を示す断面図。
【図5】基板適用例を示す断面図。
【図6】基板適用例を示す断面図。
【図7】基板適用例を示す断面図。
【図8】基板適用例を示す断面図。
【符号の説明】
1…絶縁基材としてのガラスエポキシ基板、4…スルー
ホール、5…導電性ペースト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 隆雄 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 4E351 AA03 BB01 BB31 BB49 CC06 CC11 DD04 DD05 DD19 DD52 DD53 DD56 EE02 EE16 GG06 5E317 BB02 BB12 BB14 BB15 BB19 BB25 CC22 CC25 CC31 CD01 CD11 CD27 CD32 GG11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基材にスルーホールを形成し、該スル
    ーホールには異方性形状の金属フィラを含有する導電性
    ペーストを充填したことを特徴とする回路基板。
  2. 【請求項2】前記導電性ペーストの全フィラ中における
    異方形状フィラの割合が70vol%以上である請求項
    1に記載の回路基板。
JP10310596A 1998-10-30 1998-10-30 回路基板 Pending JP2000138434A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019998A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thermosetting electroconductive paste for electroconductive bump use

Cited By (3)

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WO2003019998A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thermosetting electroconductive paste for electroconductive bump use
US6800223B2 (en) 2001-08-24 2004-10-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thermosetting electroconductive paste for electroconductive bump use
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