JP2000277924A - 多層プリント配線板とその製造方法 - Google Patents

多層プリント配線板とその製造方法

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JP2000277924A
JP2000277924A JP7700199A JP7700199A JP2000277924A JP 2000277924 A JP2000277924 A JP 2000277924A JP 7700199 A JP7700199 A JP 7700199A JP 7700199 A JP7700199 A JP 7700199A JP 2000277924 A JP2000277924 A JP 2000277924A
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Japan
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conductive paste
wiring board
printed wiring
insulating layer
multilayer printed
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JP7700199A
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Kenji Takai
健次 高井
Masao Sugano
雅雄 菅野
Masashi Isono
雅司 磯野
Shigeharu Ariga
茂晴 有家
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】接続信頼性に優れ、かつ経済的に優れた多層プ
リント配線板の製造方法を提供する。 【解決手段】層の異なる導体を接続を行う接続穴に充填
された導電性ペーストであって、熱衝撃による導体抵抗
変化が1/10以下である導電性ペーストを有する多層
プリント配線板と、穴をあけた絶縁層の穴に導電性ペー
ストを埋め、導電性ペーストを埋めた絶縁層を内層回路
板に重ね、加圧・加熱して積層一体化し、絶縁層の表面
に、内層導体と導電性ペーストによって接続された外層
導体を形成する多層プリント配線板の製造方法であっ
て、絶縁層を積層一体化させる工程とは別に、導電性ペ
ーストのTgより高い温度でかつ絶縁層のTgより高い
温度で行う加熱工程を有することを特徴とする多層プリ
ント配線板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板に、導電性ペースト、す
なわち、樹脂や樹脂と溶剤などからなるバインダー中に
金属微粒子を混合したものを回路導体として使用するこ
とは、以前から行われており、例えば、セラミックス基
板の上に回路導体を形成するために導体ペーストを回路
導体の形状に印刷し、焼成してプリント配線板とするこ
とや、銅箔を絶縁板の両面に貼り合わせた銅張り積層板
の銅箔の不要な箇所をエッチング除去して回路を形成
し、両面の回路の接続の必要な箇所に銅箔と共に穴をあ
け、その穴に導電性ペーストを埋めて、加熱・硬化して
プリント配線板とする方法がよく知られている。
【0003】近年では、上記のような片面や両面のプリ
ント配線板だけでなく、例えば、特開平6−21619
号公報に開示されているように、接着剤を有する基材に
貫通穴をあけ、その貫通穴に導電性ペーストを充填し、
その両面に回路導体を重ねて加圧・加熱して積層一体化
する多層プリント配線板の製造方法や、特開平9−24
6728号公報に開示されているように、金属箔の片面
に絶縁性接着剤層を形成したプリント配線板用材料の絶
縁性接着剤側にレーザーを照射し、非貫通穴をあけ、導
電性ペーストを充填したものを、導体回路が形成された
内層基板に圧着する多層プリント配線板の製造方法が知
られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、導電
性ペーストを使用したプリント配線板というのは、めっ
きスルーホールを形成するのにかかる費用を節約したよ
うなプリント配線板、すなわち、一般には、低価格で性
能も低いプリント配線板であると考えられている。それ
は、導電性ペーストを導体層間の接続に使用すると、め
っきスルーホールに比べて接続の信頼性が低いという課
題があったからである。
【0005】本発明は、接続信頼性に優れ、かつ経済的
に優れた多層プリント配線板の製造方法を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の多層プリント配
線板は、層の異なる導体を接続を行う接続穴に充填され
た導電性ペーストであって、熱衝撃による導体抵抗変化
が1/10以下である導電性ペーストを有することを特
徴とする。
【0007】また、本発明の多層プリント配線板の製造
方法は、穴をあけた絶縁層の穴に導電性ペーストを埋
め、導電性ペーストを埋めた絶縁層を内層回路板に重
ね、加圧・加熱して積層一体化し、絶縁層の表面に、内
層導体と導電性ペーストによって接続された外層導体を
形成する多層プリント配線板の製造方法であって、絶縁
層を積層一体化させる工程とは別に、導電性ペーストの
Tgより高い温度でかつ絶縁層のTgより高い温度で行
う加熱工程を有することを特徴とする。
【0008】すなわち、本発明者らは、鋭意検討の結
果、穴をあけた絶縁層の穴に導電性ペーストを埋め、導
電性ペーストを埋めた絶縁層を内層回路板に重ね、加圧
・加熱して積層一体化し、絶縁層の表面に、内層導体と
導電性ペーストによって接続された外層導体を形成する
多層プリント配線板の製造方法において、導電性ペース
トの硬化を、絶縁層を積層一体化させる工程で一緒に行
ってしまうと、導電性ペースト及び層間絶縁樹脂が非平
衡、不安定なガラス状態になり、このような状態が、熱
エネルギー的に高エネルギー状態であるため、時間と共
に平衡状態に移ろうとするが、室温程度においては、そ
の時間が人間の観測できる範囲を超えて長いので、導電
性ペースト及び層間絶縁樹脂が非平衡、不安定なガラス
状態が長く続き、接続信頼性が著しく劣るという知見が
得られ、本発明を行うことができた。
【0009】
【発明の実施の形態】この製造方法を用いれば、必要な
導体層に応じてこれを繰り返すことにより、3層以上の
多層プリント配線板とすることもでき、この場合でも、
絶縁層を積層一体化させる工程とは別に、加熱工程を設
けることが好ましい。
【0010】加熱工程は、プレスひずみを緩和するため
のものなので、温度が高ければ短時間で済み、温度が低
ければ長時間を要する。導電性ペースト及び層間絶縁樹
脂のガラス転移温度が160℃程度であれば、180℃
で1時間位の加熱条件が好適で、加熱を大気圧下で行う
ことが好ましい。加熱温度の上限は、絶縁層が炭化しな
い350℃以下であることが好ましく、より好ましくは
300℃未満である。
【0011】絶縁層には、銅箔の片面に絶縁性接着剤層
を形成した銅張り絶縁層を用いることが好ましい。
【0012】導電性ペースト及び層間絶縁樹脂のガラス
転移温度以上の温度で基板を加熱することで、導電性ペ
ースト及び層間絶縁樹脂のプレスひずみがとれ、導電性
ペーストと層間絶縁樹脂がよくなじみ、接続信頼性が向
上する。さらに、導電性ペースト及び層間絶縁樹脂のガ
ラス転移温度以上の温度で基板を加熱することで、導電
性ペースト及び層間絶縁樹脂の硬化反応が進み、線膨張
係数が小さくなり、後の熱サイクル試験での安定性が向
上する効果がある。このことによって、熱衝撃による導
電性ペーストの導体抵抗の変化を1/10以下にするこ
とができる。
【0013】
【実施例】図1(a)に示すように、絶縁基材11に厚
さ18μmの銅箔を両面に貼り合わせた厚さ0.2mm
のガラス布基材エポキシ銅張積層板であるMCL−E−
679(日立化成工業株式会社製、商品名)の不要な銅
箔を選択的にエッチング除去することによって、内層導
体12を形成し、内層回路板1とした。図1(b)に示
すように、厚さ18μmの銅箔21の片面に、絶縁性接
着剤層22として厚さ55μmのエポキシ系接着層を設
けた銅張り絶縁層であるMCF−6000E(日立化成
工業株式会社製、商品名)を用い、絶縁性接着剤層22
の表面に引き剥がし可能な有機フィルム23として厚さ
25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムをロー
ルラミネーターで貼り合わせた多層配線板材料2を用意
した。この絶縁性接着剤層22のガラス転移温度は、約
160℃であった。ガラス転移温度は、TMA2940
(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社
製、商品名)によって測定した。この多層配線板材料2
に、図1(c)に示すように、層間の電気的接続を行う
個所に炭酸ガスレーザーを照射して銅箔面まで届く直径
0.15mmの非貫通穴3をあけた。図1(d)に示す
ように、導電性ペースト4であるNF−2000(タツ
タ電線株式会社製、商品名)をポリエチレンテレフタレ
ートフィルム面上から印刷して非貫通穴3に導電性ペー
スト4を充填し、110℃で15分間乾燥し、半硬化状
態にした後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを引
き剥がした。この導電性ペースト4の硬化状態でのガラ
ス転移温度(Tg)は、約150℃であった。図1
(e)に示すように、上記の内層回路板1の両側に、導
電性ペースト4を充填した多層配線板材料2をプレス圧
着した。プレス条件は、圧力45kgf/cm2、温度
170℃で約1時間行い、図1(f)に示すように、多
層配線板材料2の銅箔の不要な箇所をエッチング除去し
て外層導体25を形成した。このようにして作製したプ
リント配線板を、170℃で、大気圧の条件で1時間加
熱した。
【0014】実施例2 最後に、プリント配線板を、180℃で、大気圧の条件
で1時間加熱した以外は、実施例1と同様に行った。
【0015】実施例3 最後に、プリント配線板を、190℃で、大気圧の条件
で1時間加熱した以外は、実施例1と同様に行った。
【0016】比較例1 最後に、プリント配線板を加熱しなかった以外は、実施
例1と同様に行った。
【0017】比較例2 最後に、プリント配線板を、155℃で、大気圧の条件
で1時間加熱した以外は、実施例1と同様に行った。
【0018】比較例3 最後に、プリント配線板を、155℃で、大気圧の条件
で2時間加熱した以外は、実施例1と同様に行った。
【0019】(はんだフロート試験)各実施例と比較例
で作製したプリント配線板を、4端子法で測定した結
果、いずれも1ビアあたりの導通抵抗は10mΩであっ
た。ビアホールの層間の接続信頼性を評価するため、2
60℃のはんだフロート試験を行った。1分毎に1ビア
あたりの導体抵抗変化率を測定した結果を表1に示す。
【0020】(ホットオイル試験)層間の接続信頼性を
評価するため、ホットオイル試験を行った。このホット
オイル試験では260℃、10秒と20℃、10秒を1
サイクルとして、1ビアあたりの導体抵抗変化率を10
サイクル毎に測定し、導体抵抗変化率が10%以上にな
るまでのサイクル数を調べた。その結果を表2に示す。
【0021】(熱サイクル試験)層間の接続信頼性を評
価するため、熱サイクル試験を行った。この熱サイクル
試験では気相125℃、30分と−65℃、30分を1
サイクルとして、1ビアあたりの導体抵抗変化率を10
0サイクル毎に測定し、導体抵抗変化率が10%以上に
なるまでのサイクル数を調べた。その結果を表2に示
す。
【0022】
【表1】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 導体抵抗変化率(%) 1分 2分 3分 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例1 −1.1 −2.3 −2.3 実施例2 +1.0 +1.2 +1.2 実施例3 +1.2 +1.3 +1.3 比較例1 +32 +32 +33 比較例2 +21 +22 +22 比較例3 +18 +18 +18 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【0023】
【表2】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ホットオイル試験 熱サイクル試験 実施例1 250サイクル以上 1000サイクル以上 実施例2 250サイクル以上 1000サイクル以上 実施例3 250サイクル以上 1000サイクル以上 比較例1 10サイクル以下 100サイクル以下 比較例2 10サイクル以下 300サイクル以下 比較例3 10サイクル以下 500サイクル以下 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【0024】この結果からわかるように、外層に導体回
路が形成されている内層基板上に、層間接続用の導電性
ペーストを充填した絶縁性接着剤を積層プレスする工程
を少なくとも1回以上含むプリント配線板の製造工程に
おいて、プレス工程終了後、基板全体を導電性ペースト
及び層間絶縁樹脂のガラス転移温度以上の温度で一定時
間加熱する工程を加えることでプリント配線板の接続信
頼性が向上する。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によっ
て、接続信頼性に優れ、かつ経済的な多層プリント配線
板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための各工程を示
す断面図である。
【符号の説明】
1.内層回路板 11.絶縁基材 12.内層導体 2.多層配線板材料 21.銅箔 22.絶縁性接
着剤層 23.有機フィルム 25.外層導体 3.非貫通穴 4.導電性ペースト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯野 雅司 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内 (72)発明者 有家 茂晴 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内 Fターム(参考) 5E346 AA06 AA12 AA15 AA22 AA43 BB01 CC02 CC08 CC31 DD32 EE02 EE06 EE07 EE14 EE31 FF18 GG01 GG15 GG19 GG28 HH07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】層の異なる導体を接続を行う接続穴に充填
    された導電性ペーストであって、熱衝撃による導体抵抗
    変化が1/10以下である導電性ペーストを有すること
    を特徴とする多層プリント配線板。
  2. 【請求項2】穴をあけた絶縁層の穴に導電性ペーストを
    埋め、導電性ペーストを埋めた絶縁層を内層回路板に重
    ね、加圧・加熱して積層一体化し、絶縁層の表面に、内
    層導体と導電性ペーストによって接続された外層導体を
    形成する多層プリント配線板の製造方法であって、絶縁
    層を積層一体化させる工程とは別に、導電性ペーストの
    Tgより高い温度でかつ絶縁層のTgより高い温度で行
    う加熱工程を有することを特徴とする多層プリント配線
    板の製造方法。
  3. 【請求項3】内層回路板の上に、穴をあけた絶縁層の穴
    に導電性ペーストを埋め、導電性ペーストを埋めた絶縁
    層を内層回路板に重ね、加圧・加熱して積層一体化し、
    絶縁層の表面に導電性ペーストに接続された外層導体を
    形成し、必要な導体層に応じてこれを繰り返す多層プリ
    ント配線板の製造方法において、絶縁層を積層一体化さ
    せる工程とは別に、導電性ペーストのTgより高い温度
    でかつ絶縁層のTgより高い温度で行う加熱工程を有す
    ることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
  4. 【請求項4】加熱工程が、一定時間の加熱を大気圧下で
    行うことを特徴とする請求項2または3に記載の多層プ
    リント配線板の製造方法。
  5. 【請求項5】絶縁層に、銅箔の片面に絶縁性接着剤層を
    形成した銅張り絶縁層を用いることを特徴とする請求項
    2〜4のうちいずれかに記載の多層プリント配線板の製
    造方法。
  6. 【請求項6】加熱工程を、積層一体化の工程の後に行う
    ことを特徴とする請求項2〜5のうちいずれかに記載の
    多層プリント配線板の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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SG91948A1 (en) * 2000-12-14 2002-10-15 Denso Corp Manufacturing method of multilayer substrate and multilayer substrate produced by the manufacturing method
JP2008124312A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Hitachi Chem Co Ltd 両面基板の製造方法及び多層基板の製造方法

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