JP2000307243A

JP2000307243A - 導電性ペーストの充填方法とプリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2000307243A
Application number: JP11481399A
Authority: JP
Inventors: Hideki Matsuda; 英樹松田; Koji Ogura; 康志小倉; Shuichi Nakada; 秀一中田
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】基板上に設けられたビアホール内に、導電性ペ
ーストを隙間無く確実に充填する。【解決手段】孔版４の貫通孔４１の開口面の直径（Ｋ
ａ）を、ビアホール１０ａの開口面の直径（Ｋｂ）より
小さくする。例えば、孔径比（（Ｋａ／Ｋｂ）×１０
０）を６０％にする。孔版４の上に載せた導電性ペース
ト５を、所定の速度で移動するスキージ６で押すと、孔
版４の貫通孔４１からビアホール１０ａ内へ導電性ペー
スト５が押し出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビルドアップ法に
より多層配線構造のプリント配線板を製造する方法に関
し、特に、上下の配線層の接続を導電性ペーストを用い
て行う方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型、軽量化が進む中
で、いわゆるビルドアップ法と称される方法で多層配線
構造のプリント配線板を製造することが広く行われてい
る。この方法の一例（第１従来例）として以下の方法が
挙げられる。すなわち、先ず、コア材と称される多層基
板の銅箔に下側配線層を形成する。次に、この多層基板
の下側配線層側の表面に、カーテンコート法等により絶
縁樹脂溶液を塗布して乾燥させることにより、絶縁層を
形成する。次に、フォトリソ・エッチング法やレーザ照
射法により、この絶縁層にビア（バイア）ホール（上下
の配線層間を接続するための孔）を形成する。

【０００３】次に、この絶縁層の表面を研磨して表面粗
度を適度に高くした後、ビアホールの底面および周面と
絶縁層の表面に、無電解銅めっきと電解めっきを続けて
行って金属層を形成する。次に、この金属層に対してエ
ッチングを行うことにより、上側配線層を形成する。最
近では、上記方法に代わる方法（第２従来例）として、
図３に示すように、銅箔３１の一方の面に樹脂製の絶縁
層３２が形成されている複合板３を使用する方法が普及
している。

【０００４】この方法では、図３（ａ）に示すように、
先ず、絶縁性基板１の配線層が形成されている面に、こ
の複合板３の絶縁層３２側を絶縁性基板１側に向けて重
ねて一体化した後、この複合板３に、前記配線層２と上
側配線層との接続用のビアホール３１ａ，３２ａを形成
する。次に、上記方法と同様の表面粗化処理を行った
後、さらに、活性化処理を行う。その後、無電解めっき
と電解めっきを続けて行って金属層７０を形成した後、
この金属層７０とその直下の銅箔３１に対してエッチン
グを行うことにより、上側配線層９０を形成する。図３
（ｂ）はこの状態を示す。

【０００５】この方法によれば、複合板３を使用するこ
とにより、配線層２の上に絶縁層と金属層が同時に形成
できるため、第１従来例と比較して容易に多層配線構造
のプリント配線板を製造することができる。しかしなが
ら、この方法では、図３（ｂ）に示すように、上側配線
層９０と下側配線層２とが、ビアホール３１ａ，３２ａ
の底面と周面にめっきにより形成された金属層７０ａで
接続される。したがって、上側配線層９０と下側配線層
２を確実に導通させるためには、めっきによる金属層７
０をかなり厚く形成する必要がある。その結果、めっき
処理に時間がかかるとともに、上側配線層の厚さが厚く
なって、微細な配線パターンを形成し難くなるという問
題がある。

【０００６】また、めっき処理では、ビアホール内の全
体を埋めるように金属層を形成することが困難であるこ
とから、図３（ｂ）に示すように、上側配線層９０の形
成後にビアホール３１ａ，３２ａの部分に凹みが残るた
め、ビアホールの直上にビアホールを重ねて形成するこ
とができない。したがって、この第２従来例の方法に
は、ビヤホールの高密度化に限界がある。

【０００７】一方、従来より、導電性粒子がペースト状
樹脂に分散している導電性ペーストを、プリント配線板
のビアホール内等に充填する方法についての提案がなさ
れている。例えば、特開平７−２４９８６６号公報に
は、導電性ペーストをビアホール等に隙間無く、且つ効
率良く充填できる方法として、スクリーン印刷法やメタ
ルマスク版（ステンレス板に印刷パターンに対応するパ
ターンとなるように、エッチング等により貫通孔を開け
た版）法等の孔版印刷法を利用する方法が記載されてい
る。

【０００８】この方法では、基板の貫通孔（スルーホー
ル）や非貫通孔（ビアホール）に、孔版印刷法により振
動を与えることなく導電性ペーストを仮充填した後に、
基板に超音波振動を与えて充填を完了させている。ま
た、この方法では、印刷版のパターンのビアホール等に
対応する部分を、ビアホール等の孔径より若干（０．１
〜２ｍｍ程度）大きめの円形となるように設定すること
が好ましいと記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の方法では、仮充填後に基板に超音波振動を与
える必要があるため、作業が煩雑となる。また、特に非
貫通孔であるビアホールの場合は、この方法で導電性ペ
ーストを隙間無く充填することが難しい。すなわち、こ
の方法でビアホール内に導電性ペーストを充填しても、
多層配線構造のプリント配線板の上側配線層と下側配線
層を、導電性ペーストにより適切な抵抗値で確実に接続
することは困難であった。

【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたものであり、多層配線構造のプリント
配線板の上側配線層と下側配線層を、導電性ペーストに
より適切な抵抗値で確実に接続できるようにするため
に、基板上に設けられたビアホール内に導電性ペースト
を隙間無く確実に充填でき、且つ煩雑な作業を必要とし
ない導電性ペーストの充填方法を提供することを課題と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、基板上に設けられたビアホール内に、導
電性粒子がペースト状樹脂に分散している導電性ペース
トを、孔版印刷法により充填する方法において、ビアホ
ールに対応させた貫通孔が板材に設けてある孔版を使用
し、この孔版の貫通孔の開口面を、対応するビアホール
の開口面より小さく設定することを特徴とする導電性ペ
ーストの充填方法を提供する。

【００１２】この充填方法では、孔版として、ビアホー
ルに対応させた貫通孔が板材に設けてあるものを使用す
る。このような孔版としては、例えばメタルマスク版と
称されるものが挙げられ、このメタルマスク版は、例え
ば、ステンレススチール製の厚さ０．０５〜０．１ｍｍ
程度の板に、レーザー加工等によってビアホールに対応
させた貫通孔を開けることにより、あるいはアディティ
ブ法等により作製される。

【００１３】この充填方法によれば、孔版の貫通孔の開
口面が、対応するビアホールの開口面より小さく設定さ
れているため、導電性ペーストは孔版の貫通孔からビア
ホール内に広がりながら入る。これにより、孔版の貫通
孔の開口面が対応するビアホールの開口面と同じかそれ
より大きい場合と比較して、ビアホール内に入る際に導
電性ペーストに空気が混入され難くなる。その結果、ビ
アホール内に充填された導電性ペースト中に空洞が生じ
難くなるため、上側配線層と下側配線層を適切な抵抗値
で確実に接続することができるようになる。

【００１４】この充填方法では、ビアホールの開口面が
円形である場合に、図１に示すように、孔版４の貫通孔
４１の開口面を円形にし、その直径（Ｋａ）を、対応す
るビアホール１０ａの開口面をなす円の直径（Ｋｂ）の
３０％以上９５％以下に設定することが好ましい。な
お、図１の符号１は絶縁性基板を示し、符号２は下側配
線層を示し、符号３０は絶縁層または複合板を示す。

【００１５】この直径の比（孔径比：（Ｋａ／Ｋｂ）×
１００）が３０％未満であると、導電性ペーストがビア
ホール内に十分に充填され難いため、硬化後の導電性ペ
ーストとビアホールの内面との間に隙間が生じ易くな
る。また、この孔径比が９５％を越えると、充填の際に
導電性ペースト中に空気が混入され易くなるため、硬化
後の導電性ペースト中に空洞が生じ易くなる。

【００１６】この充填方法では、また、孔版印刷法とし
て、図１に示すように、孔版４の上に載せた導電性ペー
スト５を、スキージ６で孔版４の貫通孔４１からビアホ
ール１０ａ内へ押し出す方法を採用し、このときのスキ
ージ６の移動速度を３ｍｍ／秒以上７０ｍｍ／秒以下、
孔版面に対するスキージ角度θを５゜以上４０゜以下と
するとともに、この印刷を２回以上繰り返すことが好ま
しい。印刷回数は３回以上であることがより好ましい。

【００１７】スキージの移動速度が３ｍｍ／秒未満であ
ると、生産性が著しく悪くなる。７０ｍｍ／秒を超える
と、充填が不十分となって、硬化後の導電性ペーストと
ビアホールの内面との間に隙間が発生し易くなる。ま
た、スキージ角度が５゜未満であると、スキージが孔版
を十分押さえることができないため充填が不十分にな
り、４０゜を超えた場合にも充填が不十分になる。

【００１８】この方法で使用するスキージの材質は特に
限定されないが、ウレタンゴム等のゴム製であることが
好ましい。なお、スキージ角度とは、孔版の板面とスキ
ージとがなす角度のことであるが、スキージの先端にカ
ット面を有する場合には、このカット面と孔版の板面と
の間の角度のことを指す。この充填方法では、また、導
電性ペーストとして、ずり速度１ｓ^-1での粘度が５００
ポイズ以上２００００ポイズ以下であり、構造粘性指数
（ずり速度１０ｓ ^-1での粘度（Ｂ）に対する、ずり速度
１ｓ^-1での粘度（Ａ）の比（Ａ／Ｂ））が２以上５以下
であり、揮発成分の含有率が５重量％以下であるものを
使用することが好ましい。

【００１９】導電性ペーストのずり速度１ｓ^-1での粘度
が５００ポイズ未満であると、流動性が高すぎるためビ
アホール内に充填した状態で基板を移動することが難し
い。２００００ポイズを超えると、流動性が低すぎて充
填し難くなる。なお、所定のずり速度での導電性ペース
トの粘度測定は、例えば、コーンプレート型回転粘度計
を使用して測定することができる。

【００２０】導電性ペーストの揮発成分の含有率は、例
えば、熱天秤装置を使用して室温から３００℃まで、１
０℃／分の速度で昇温させた場合の重量減少率として求
めることができる。導電性ペーストの揮発成分の含有率
が５％を超えると、硬化時にフクレや体積減少の原因に
なるため好ましくない。この充填方法では、また、導電
性ペーストとして、導電性粒子が銀を含む銅合金の粒子
であって、粒子内での銀含有率の平均値が１原子％以上
４０原子％以下であり（すなわち、導電性粒子の組成は
下記の（１）式で表され）、粒子表面での銀含有率が粒
子内での銀含有率の平均値よりも高いものを使用するこ
とが、粘度特性や信頼性の点から好ましい。

【００２１】Ａｇ_XＣｕ_(1-X)（０．０１≦Ｘ≦０．４）‥‥（１）前記導電性粒子は、粒子表面での銀含有率が粒子内での
平均銀含有率よりも高いため、当該導電性粒子は耐酸化
性に優れたものとなり、前記導電層の導電性が確保され
る。この点においては、粒子表面での銀含有率が粒子内
での平均銀含有率の１．４倍以上であるとより好まし
い。また、粒子内での平均銀含有率が原子比で０．０１
未満であると耐酸化性が不十分となり、０．４を超える
と耐イオンマイグレーション性が不十分となる。特に、
イオンマイグレーションを抑えるという点からは、粒子
内での平均銀含有率は０．３以下とすることが好まし
い。

【００２２】なお、銀を含む銅合金からなる粒子は、銅
粉と銀粉とを混合した粉末を、不活性ガスアトマイズ法
で合金化することによって得られる（特公平６−７２２
４２号公報および特公平８−２１２５４号公報参照）。
このとき銅粉と銀粉の混合割合や不活性ガスアトマイズ
法の条件などによって、合金粒子の粒径分布や粒子内で
の平均銀含有率および粒子表面での銀含有率が調整され
る。

【００２３】この合金粒子の粒子表面での銀含有率は、
ＸＰＳ（Ｘ線電子分光分析装置、例えば、英国ＶＧ社製
ＥＳＣＡＬＡＢ２００−Ｘ型）を用い、例えば表面から
深さ５０Å程度の銀含有率を測定することにより求める
ことができる。また、粒子内での平均銀含有率は、得ら
れた粒子を濃硝酸に溶解したものをＩＣＰ（高周波誘導
結合型プラズマ発光分析計、例えば、セイコー電子工業
（株）製ＪＹ３８Ｐ−Ｐ２型）にかけて分析することに
より調べることができる。

【００２４】導電性ペーストに含まれるペースト状樹脂
としては、例えば、各種の分子量のレゾール型フェノー
ル樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ビスフェノール
型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、および各
種グリシジル基を有する液状エポキシ化合物（例えば、
水添ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ネオペン
チルグリコールジグリシジルエーテル、Ｎ，Ｎジグリシ
ジルトルイジンなど）と各種のエポキシ硬化剤との組み
合わせが挙げられる。これらのうち、特に、液状エポキ
シ化合物とエポキシ硬化剤との組み合わせが好ましい。

【００２５】また、その他の樹脂としてアクリル系樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ビスマレイ
イミド−トリアジン樹脂などが例示される。また、必要
に応じて、粘度を調整するために希釈溶剤を用いても良
いが、粘度や構造指数については先に記載の範囲にする
ことが好ましい。

【００２６】本発明はまた、絶縁性基板上に２層以上の
配線層を形成するプリント配線板の製造方法において、
絶縁性基板の配線層が形成されている面に、導電性材
料からなる導電板の一方の面に絶縁層が形成されている
複合板を、絶縁層側を絶縁性基板側に向けて重ねて一体
化した後、この複合板に、前記配線層と上側配線層との
接続用のビアホールを形成し、このビアホール内に、
導電性粒子が熱硬化性のペースト状樹脂に分散している
導電性ペーストを、上述した本発明の充填方法により充
填して、この充填された導電性ペーストを加熱により
硬化させた後、最上面となっている導電板および硬化し
た導電性ペーストの表面を、必要に応じて所定の表面粗
度となるように研磨し、この最上面に電解めっき法によ
り金属層を形成した後、この金属層とその直下の導電板
とからなる導電層に対してエッチングを行うことにより
上側配線層を形成することを特徴とするプリント配線板
の製造方法を提供する。

【００２７】この方法によれば、の構成により、ビア
ホール内に充填された導電性ペーストで、上側配線層と
下側配線層が適切な抵抗値で確実に接続される。また、
導電性ペーストを使用することにより、ビアホール内全
体を容易に埋めることができるため、で形成する金属
層の厚さを薄くすることができる。したがって、この方
法によれば、前述の第１従来例および第２従来例の方法
と比較して、めっき処理にかかる時間を短くすることが
できる。また、前記金属層の厚さを薄くすることにより
上側配線層を形成する導電層の厚さを薄くできるため、
上側配線層として微細な配線パターンが形成できる。ま
た、上側配線層の形成後のビアホール上面が平らである
ため、ビアホールの直上にビアホールを重ねて形成する
ことができる。

【００２８】で使用する絶縁性基板としては、従来よ
り一般的に使用されている基板、例えば、紙基材−フェ
ノール基板、ガラス基材−エポキシ基板、無機粉末と高
分子化合物で構成されたコンポジット基板、金属をコア
基材としたリジッド基板等が挙げられる。また、これら
の基板の両面または片面に銅箔が積層された銅張り積層
基板等を使用することができる。

【００２９】で使用する複合板（導電性材料からなる
導電板の一方の面に絶縁層が形成されているもの）とし
ては、導電板として銅箔を備え、この銅箔の一方の面に
絶縁層として合成樹脂層が形成されたものが挙げられ
る。例えば、銅箔が厚さ５μｍ以上３０μｍ以下の電解
銅箔または圧延銅箔からなり、その表面に、熱硬化性樹
脂の溶液をブレードコーターやダイコーターなどで塗布
して乾燥させることにより得られたものがある。この絶
縁層をなす熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ＢＴ（ビ
スマレイミド−トリアジン）樹脂、あるいはこれらをベ
ースにした混合樹脂などが一般的に使用される。

【００３０】の構成のうち、充填された導電性ペース
トを加熱により硬化する方法としては、例えば、所定の
温度で加熱する予備加熱を行った後に、温度を上げてさ
らに加熱する方法が挙げられる。また、予備加熱を行っ
た後に加圧加熱を行ってもよい。予備加熱は、導電性ペ
ーストの中の揮発成分を除去するとともに、加圧加熱時
の流動を抑制する目的で、例えば、バッチ式のオーブン
または連続式のコンベア炉等で行う。

【００３１】加熱温度の好ましい範囲は１３０℃以上２
５０℃以下である。１３０℃未満であると硬化が十分で
なく、２５０℃を超えると、樹脂の分解や導電性粒子の
酸化が生じて、導電性が悪化する恐れがある。加圧加熱
を行う場合には、圧力を５ｋｇ／ｃｍ²以上２５０ｋｇ
／ｃｍ²以下とすることが好ましい。５ｋｇ／ｃｍ²未
満であれば十分な導電性が発現せず、また２５０ｋｇ／
ｃｍ²を超えると、割れ等が発生する恐れがあるため好
ましくない。加圧加熱時間は、加熱温度と加圧圧力によ
り設定されるが、５分以上とすることが好ましい。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。［第１実施形態］＜導電性粒子の作製＞先ず、以下のようにして、銀を含
む銅合金の粒子をガスアトマイズ法により作製する。す
なわち、先ず、銅粉（純度９９．９％）８３７ｇと銀粉
（純度９９．９％）６３ｇを混合し、この混合物を、窒
化珪素製ノズル付きの黒鉛るつぼ内に入れて、アルゴン
雰囲気中で高周波誘導加熱により溶融した。１６００℃
まで加熱した後、この融液を、アルゴン雰囲気中の大気
圧下で、前記ノズルから３０秒かけて噴出させた。これ
と同時に、この噴出する融液に対して、周囲のノズルか
らボンベ圧１５０気圧のアルゴンガスを、４．２ＮＴＰ
ｍ³で（標準状態(Normal Temperature Pressure) での
体積が３０秒間で４．２ｍ³となるように）吹き付け
た。

【００３３】このようにして得られた合金粒子を走査型
電子顕微鏡で観察したところ、平均粒径が１９．６μｍ
の球状粒子が得られた。また、この粒子の表面での銀含
有率をＸＰＳにより分析した結果、表面深さ５０Åにお
ける銀含有率（Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）：原子比）は０．
１４７であった。また、この粒子を濃硫酸に溶解した液
体をＩＰＣにより分析したところ、粒子内での平均銀含
有率は０．０４２であった。したがって、粒子の表面で
の銀含有率は、粒子内での平均銀含有率の３．５倍であ
った。得られた合金粒子のうち１０μｍ以下の粒径のも
のを分級してペーストに使用した。

【００３４】＜導電性ペーストの作製＞上述の粒径１０
μｍ以下の合金粒子１００重量部、ノボラック型フェノ
ール樹脂１５重量部、液状エポキシ樹脂６重量部、潜在
硬化剤ノバキュアー１．４重量部、ステアリン酸０．１
重量部を加え、三本ロールの混練機により混練すること
により、導電性ペーストＡを得た。

【００３５】この導電性ペーストＡについて、ずり速度
１ｓ^-1での粘度（Ａ）とずり速度１０ｓ^-1での粘度
（Ｂ）を測定した。ここでは、東機産業株式会社のコー
ンプレート型回転粘度計ＲＥ１０５Ｕを使用し、半径１
４ｍｍ、角度３°のコーンプレートを用い、ペーストの
仕込み量を０．５ｃｃとし、回転数を０．５ｒｐｍとし
てずり速度１ｓ^-1での粘度（Ａ）を測定した。ずり速度
１０ｓ^-1での粘度（Ｂ）の測定は、回転数を５ｒｐｍに
変えた以外は全て同じ条件で行った。

【００３６】その結果、ずり速度１ｓ^-1での粘度（Ａ）
は８００ポイズであり、構造粘性指数（Ａ／Ｂ）は３で
あった。また、この導電性ペーストＡに含まれる揮発成
分を前述の方法で測定したところ、１．５重量％であっ
た。また、上述の粒径１０μｍ以下の合金粒子１００重
量部に対する、ノボラック型フェノール樹脂と液状エポ
キシ樹脂と硬化剤の添加量を調整することにより、各種
濃度の導電性ペーストＢ〜Ｇを作製した。

【００３７】＜プリント配線板の作製＞図２の（ａ）〜
（ｇ）に示す手順で、２層配線構造のプリント配線板を
作製した。先ず、絶縁性基板（ガラス基材−エポキシ基
板）１の一方の面に銅箔が積層された銅張り積層基板を
用意する。この銅張り積層基板の銅箔に、ドライフィル
ムレジストを用いたフォトリソ・エッチング工程を行う
ことにより、絶縁性基板１の一方の面に配線層（銅回路
パターン）２を形成した。図２（ａ）はこの状態を示
す。

【００３８】次に、この絶縁性基板１の配線層２が形成
されている面に、銅箔（導電板）３１の一方の面に絶縁
層３２が形成されている複合板３を、絶縁層３２側を絶
縁性基板１側に向けて重ねて、真空プレスで一体化し
た。この複合板３としては、旭化成工業（株）製の樹脂
付き銅箔「ＰＣＣ」（絶縁層３２の厚さ６０μｍ、銅箔
３１の厚さ１８μｍ）を使用した。図２（ｂ）はこの状
態を示す。

【００３９】この複合板３の銅箔３１上に、ドライフィ
ルムレジスト（旭化成工業（株）「ＡＱ−３０３６」）
をラミネートする。このドライフィルムレジストに対し
てマスクを介した紫外線露光と現像を行うことにより、
配線層２と上側配線層との接続位置の銅箔が露出するよ
うにパターンを形成する。次に、この状態で、複合板３
のレジスト側をエッチング液に浸すことにより、配線層
２と上側配線層との接続位置の銅箔３１を完全に除去す
る。これにより、銅箔３１の、配線層２と上側配線層と
の接続位置となる部分に、直径０．１５ｍｍの円形のビ
アホール３１ａを形成した。図２（ｃ）はこの状態を示
す。

【００４０】次に、銅箔３１からドライフィルムレジス
トを剥離した後、銅箔３１のビアホール３１ａにより露
出された絶縁層３２の部分に、炭酸ガスレーザを照射す
ることにより、開口面の直径が０．１５ｍｍである円形
のビアホール３２ａを形成した。次に、孔版として、厚
さ０．０８ｍｍのステンレススチール板のビアホール３
１ａに対応する位置に、レーザ加工法により円形の貫通
孔４１が開けてあるメタルマスク版４を用意した。

【００４１】ここで、サンプルNo. ０では、使用するメ
タルマスク版４の貫通孔４１の直径（Ｋａ）を０．０５
ｍｍにして、対応するビアホールの開口面をなす円の直
径（Ｋｂ）との比（孔径比：（Ｋａ／Ｋｂ）×１００）
を３３％とした。サンプルNo. １〜４，７〜１１では、
使用するメタルマスク版４の貫通孔４１の直径（Ｋａ）
を０．０９ｍｍにして、孔径比を６０％とした。サンプ
ルNo. ５では、貫通孔４１の直径（Ｋａ）を０．１２ｍ
ｍにして、孔径比を８０％とした。サンプルNo. ６で
は、貫通孔４１の直径（Ｋａ）を０．１８ｍｍにして、
孔径比を１２０％とした。

【００４２】そして、図２（ｄ）に示すように、このメ
タルマスク版４を銅箔３１の上に載せた状態で、孔版印
刷法により、上述の導電性ペーストＡ〜Ｇをビアホール
３１ａ，３２ａ内に充填した。すなわち、図１に示すよ
うに、メタルマスク版４の上に導電性ペースト５を載せ
て、この導電性ペースト５を、スキージ６でメタルマス
ク版４の貫通孔４１から、複合板３０のビアホール１０
ａ内へ押し出した。

【００４３】このときの各サンプル毎の充填条件、すな
わち、使用した導電性ペーストについて前述のようにし
て測定された粘度と構造粘性指数、スキージの移動速
度、孔版面に対するスキージ角度、および印刷回数を、
孔径比（（Ｋａ／Ｋｂ）×１００）とともに下記の表１
に示す。No. ０〜２，６，８，１１は同じ導電性ペース
トＡを用い、No. ３〜５，７，９，１０はそれぞれ異な
る導電性ペーストＢ〜Ｇを使用した。

【００４４】次に、銅箔３１からメタルマスク版４を外
した状態で、この絶縁性基板１を加熱炉に入れて１２０
℃で３０分加熱することにより、充填された導電性ペー
スト５を予備硬化させた。その後、加熱炉内の温度を上
げて１８０℃でさらに６０分加熱することにより、充填
された導電性ペースト５を硬化させた。図２（ｅ）はこ
の状態を示す。

【００４５】次に、この状態で最上面となっている銅箔
３１と硬化した導電性ペースト５の表面を、所定の平面
粗度となるようにバフロール研磨した。その後、この銅
箔３１と硬化した導電性ペースト５の表面に電解銅めっ
きを行い、厚さ５μｍの銅めっき層（金属層）７を形成
した。図２（ｆ）はこの状態を示す。次に、この銅めっ
き層７の上にドライフィルムレジストをラミネートし
て、このドライフィルムレジストに上側配線層の回路パ
ターンを転写する。このレジストパターンを用いたエッ
チングを行って、銅めっき層７と銅箔３１とからなる導
電層８に対して上側配線層９を形成する。このようにし
て、図２（ｇ）に示す２層配線構造のプリント配線板が
得られた。このプリント配線板の下側配線層２と上側配
線層９は、ビアホール内に充填されて硬化された導電性
ペースト５で接続されている。

【００４６】＜プリント配線板の評価＞得られた各サン
プルのプリント配線板について、ビアホール一個当たり
のビア間の抵抗値を測定した。また、この測定を行った
後、プリント配線板の上側配線層９側の面をエポキシ樹
脂で覆った。この状態で、プリント配線板を研磨機にか
けて基板面に垂直に研磨することにより、ビアホール内
の導電性ペースト５の断面を露出させた。この断面を光
学顕微鏡にて観察することにより、ビアホール内の導電
性ペースト５に空洞（ボイド）の発生状態を調べた。

【００４７】これらの結果も表１に併せて示す。なお、
ボイドの有無については、ビアホール内の導電性ペース
ト５にボイドが全く生じていない場合を「○」、生じて
いるボイドの大きさが５μｍ以上２０μｍ以下である場
合を「△」、２０μｍを超える大きさのボイドが生じて
いる場合を「×」と評価した。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１から分かるように、No. ２とNo. ６
は、孔径比以外の条件を全て同じにして導電性ペースト
の充填を行っているが、孔径比が６０％であるNo. ２で
はボイドの有無が「○」であり、孔径比が１２０％であ
るNo. ６ではボイドの有無が「×」となっている。ま
た、ビア間の抵抗値は、孔径比が６０％であるNo. ２で
２０ｍΩ、孔径比が１２０％であるNo. ６で６０ｍΩと
なった。この結果から、使用するメタルマスク版の貫通
孔の開口面を対応するビアホールの開口面より小さく設
定してある場合（No. ２）の方が、大きく設定してある
場合（No. ６）よりも、導電性ペーストをビアホール内
に隙間無く確実に充填できて、上側配線層と下側配線層
を適切な抵抗値で確実に接続できることが分かる。

【００５０】また、印刷回数のみがNo. ２と異なるNo.
１では、ビアホール内に小さなボイドが生じており、ビ
ア間の抵抗値もNo. １より大きくなった。これは、No.
１の条件で充填を行う場合には、印刷回数が１回では、
導電性ペーストがビアホール内に隙間無く確実に充填さ
れなかったことを示している。これに対して、No. ２で
は印刷回数を３回とすることによって、No. １と同じ導
電性ペーストが、同じスキージ速度およびスキージ角度
で、ビアホール内に隙間無く確実に充填されるようにな
ることを示している。

【００５１】No. ０，３〜５は、No. ２よりもビア間の
抵抗値が小さく、ボイドも生じていなかった。No. ３で
は、印刷回数はNo. ２と同じであるが、使用する導電性
ペーストの粘度と構造粘性指数がNo. ２よりも大きく、
スキージ速度とスキージ角度も適切であったため、導電
性ペーストの充填が十分に行われて、No. ２よりもビア
間の抵抗値が小さくなったと考えられる。No. ０は、孔
径比以外の点でNo. ３とほぼ同じ条件であり、孔径比３
３％も本発明の請求項２の範囲内であるため、良好な結
果が得られている。

【００５２】No. ４では、使用する導電性ペーストの粘
度と構造粘性指数はNo. ２とNo. ３の間の値であるが、
印刷回数が５回と多いことから、導電性ペーストの充填
が十分に行われて、No. ２よりもビア間の抵抗値が小さ
くなったと考えられる。No.５では、孔径比がNo. ２とN
o. ６の間であって、使用する導電性ペーストの粘度と
構造粘性指数は比較的高く、印刷回数が１０回と多いこ
とから、導電性ペーストの充填が十分に行われて、No.
２よりもビア間の抵抗値が小さくなったと考えられる。

【００５３】No. ７〜１１は、孔径比が６０％および印
刷回数が３回でNo. ２と同じであるが、ペースト粘度、
構造粘性指数、スキージ速度、スキージ角度のいずれか
が異なっている。No. ７では、ペースト粘度が３００ポ
イズと低いため、ビアホール内に大きなボイドが生じて
おり、ビア間の抵抗値もNo. １より大きくなった。No.
８では、スキージ速度が１００ｍｍ／秒と速いため、ビ
アホール内に小さなボイドが生じており、ビア間の抵抗
値もNo. １より大きくなった。

【００５４】No. ９では、ペースト粘度が２５０００ポ
イズと高いため、ビアホール内に大きなボイドが生じて
いる。また、ビア間の抵抗値が無限大となって、上側配
線層と下側配線層が電気的に接続されない状態となっ
た。また、No. １０では、構造粘性指数が１．５と低い
ため、ビアホール内に大きなボイドが生じており、ビア
間の抵抗値もNo. １より大きくなった。No. １１では、
スキージ角度が４５°と大きいため、ビアホール内に導
電性ペーストを十分に充填することができず、ビアホー
ル内に大きなボイドが生じた。また、ビア間の抵抗値も
非常に大きくなった。［第２実施形態］＜導電性ペーストの作製＞第１実施形態で作製した粒径
１０μｍ以下の合金粒子を１００重量部、プロピレング
リコールジグリシジルエーテル１０重量部、エポキシ硬
化剤ノバキュアー０．２重量部を加え、三本ロールの混
練機により３０分間混練することにより、導電性ペース
トＨを得た。この導電性ペーストＨの粘度を、Ｅ型回転
粘度計を用いて、２５℃で、前述のずり速度１ｓ^-1の条
件で測定したところ、１２００ポイズであった。

【００５５】導電性粒子として上記合金粒子の代わり
に、平均粒径が５μｍである非球形の電解銅粉を使用し
た以外は全て同じ条件で、導電性ペーストＪを得た。こ
の導電性ペーストＪの粘度を上記と同様にして測定した
ところ、４０００ポイズであった。＜プリント配線板の作製＞導電性ペーストＨ，Ｊを用
い、上述の第１実施形態と同じ手順で２層配線構造のプ
リント配線板を作製した。なお、ビアホール３１ａ，３
２ａの開口面は直径（Ｋｂ）０．１５ｍｍの円形とし、
孔版としては、サンプルNo. １と同様に、貫通孔４１の
直径（Ｋａ）が０．０９ｍｍであるメタルマスク版４を
使用した。すなわち、図１に示すメタルマスク版４の貫
通孔４１とビアホール１０ａの孔径比（（Ｋａ／Ｋｂ）
×１００）を６０％とした。

【００５６】これ以外の点は全て第１実施形態と同じ条
件で図２（ａ）〜（ｇ）に示す各工程を実施し、図２
（ｇ）に示す２層配線構造のプリント配線板を作製し
た。導電性ペーストＨを使用して得られたプリント配線
板をサンプルNo. ２１、導電性ペーストＪ使用して得ら
れたプリント配線板をサンプルNo. ２２とする。次に、
サンプルNo. ２３として、２層配線構造のプリント配線
板を以下のようにして作製した。すなわち、先ず、第１
実施形態と同じ条件で、銅箔３１と絶縁層３２に対する
ビアホール３１ａ，３２ａの形成を行った後、ビアホー
ル３１ａ，３２ａの内面と銅箔３１の表面に対して、パ
ラジウム系触媒溶液による活性化処理を行った。次に、
ビアホール３１ａ，３２ａの内面と銅箔３１の表面に、
厚さ２μｍで無電解銅めっきを行い、さらに厚さ２５μ
ｍで電解銅めっきを行った。これにより、ビアホール３
１ａ，３２ａの内面と銅箔３１の表面に厚さ２７μｍの
銅めっき層７０が形成された。この状態を図３（ａ）に
示す。

【００５７】次に、この銅めっき層７０の上にドライフ
ィルムレジストをラミネートして、このドライフィルム
レジストに上側配線層の回路パターンを転写する。この
レジストパターンを用いたエッチングを行うことによ
り、銅めっき層７０と銅箔３１とからなる導電層８０に
対して上側配線層９０を形成する。この状態を図３
（ｂ）に示す。この図から分かるように、このプリント
配線板の下側配線層２と上側配線層９０は、ビアホール
３１ａ，３２ａの周面と底面に形成された銅めっき層７
０ａで接続されている。

【００５８】＜プリント配線板の評価＞このようにして
得られたサンプルNo. ２１〜２３のプリント配線板につ
いて、ビアホール一個当たりのビア間の抵抗値を測定し
た。その結果、No. ２１は３ｍΩ、No. ２２は５ｍΩ、
No. ２３は３ｍΩであった。また、No. ２１および２２
のプリント配線板では、上側配線層９を形成する導電層
８が、厚さ１８μｍの銅箔３１と厚さ５μｍの銅めっき
層７とで構成されているため、上側配線層９の厚さは２
３μｍとなる。そのため、上側配線層９として、線幅３
０μｍのパターンが形成可能であった。

【００５９】これに対して、No. ２３のプリント配線板
では、上側配線層９０を形成する導電層８０が、厚さ１
８μｍの銅箔３１と厚さ２７μｍの銅めっき層７０とで
構成されているため、上側配線層９０の厚さは４５μｍ
となる。そのため、上側配線層９０として、線幅６０μ
ｍ未満のパターンは形成できなかった。さらに、No. ２
１および２２のプリント配線板を、１５０℃の雰囲気に
２００時間放置し、放置前後でビアホール一個当たりの
ビア間の抵抗値がどれくらい変化するかを調べた。その
結果、ビア間の抵抗値の変化率は、No. ２１のプリント
配線板で２％、No. ２１のプリント配線板で７０％であ
った。この結果から、導電性ペーストＨは導電性ペース
トＪと比較して、硬化後の経時変化がほとんどなく、信
頼性が高いことが分かる。

【００６０】また、No. ２１および２２のプリント配線
板では、図２（ｇ）に示すように、上側配線層９の形成
後のビアホール上面が平らであるため、ビアホールの直
上にビアホールを重ねて形成することができる。これに
対して、No. ２３のプリント配線板では、図３（ｂ）に
示すように、上側配線層９０の形成後のビアホールの部
分に凹みが残るため、ビアホールの直上にビアホールを
重ねて形成することができない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の導電性ペ
ーストの充填方法によれば、従来の方法と比較して、ビ
アホール内に導電性ペーストを隙間無く確実に充填する
ことができるようになる。また、この方法では、超音波
振動を与える工程のような煩雑な作業を必要としない。

【００６２】また、本発明のプリント配線板の製造方法
によれば、ビアホール内に充填された導電性ペースト
で、上側配線層と下側配線層を適切な抵抗値で確実に接
続することができるようになる。その結果、ビアホール
の直上にビアホールを重ねて形成することができるた
め、多数の配線層の積層が可能となるとともに、上側配
線層を形成する導電層の厚さを薄くできるため、微細な
配線パターンの形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性ペーストの充填方法を説明する
ための断面図である。

【図２】本発明のプリント配線板の製造方法を説明する
ための工程図である。

【図３】従来の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。

【符号の説明】

１絶縁性基板２（下側）配線層３複合板３１銅箔（導電板）３２絶縁層４メタルマスク版（孔版）４１貫通孔５導電性ペースト６スキージ７銅めっき層（金属層）８導電層９上側配線層１０ａビアホール３１ａビアホール３２ａビアホール７０銅めっき層（金属層）８０導電層９０上側配線層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中田秀一静岡県富士市鮫島２番地の１旭化成工業株式会社内Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB01 BB12 BB14 BB19 CC23 CC25 CD05 CD21 CD25 CD29 CD32 GG05 5G301 DA03 DA06 DA55 DA57 DD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に設けられたビアホール内に、導
電性粒子がペースト状樹脂に分散している導電性ペース
トを、孔版印刷法により充填する方法において、ビアホールに対応させた貫通孔が板材に設けてある孔版
を使用し、この孔版の貫通孔の開口面を、対応するビア
ホールの開口面より小さく設定することを特徴とする導
電性ペーストの充填方法。
【請求項２】ビアホールの開口面が円形である場合
に、孔版の貫通孔の開口面を円形にし、その直径を、対
応するビアホールの開口面をなす円の直径の３０％以上
９５％以下に設定することを特徴とする請求項１記載の
導電性ペーストの充填方法。
【請求項３】孔版印刷法として、孔版の上に載せた導
電性ペーストを、スキージで孔版の貫通孔からビアホー
ル内へ押し出す方法を採用し、このときのスキージの移
動速度を３ｍｍ／秒以上７０ｍｍ／秒以下、孔版面に対
するスキージ角度を５゜以上４０゜以下とするととも
に、この印刷を２回以上繰り返すことを特徴とする請求
項１または２に記載の導電性ペーストの充填方法。
【請求項４】導電性ペーストとして、ずり速度１ｓ^-1
での粘度が５００ポイズ以上２００００ポイズ以下であ
り、構造粘性指数（ずり速度１０ｓ^-1での粘度（Ｂ）に
対する、ずり速度１ｓ^-1での粘度（Ａ）の比（Ａ／
Ｂ））が２以上５以下であり、揮発成分の含有率が５重
量％以下であるものを使用することを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項に記載の導電性ペーストの充填方
法。
【請求項５】導電性ペーストとして、導電性粒子が銀
を含む銅合金の粒子であって、粒子内での銀含有率の平
均値が１原子％以上４０原子％以下であり、粒子表面で
の銀含有率が粒子内での銀含有率の平均値よりも高いも
のを使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか
１項に記載の導電性ペーストの充填方法。
【請求項６】絶縁性基板上に２層以上の配線層を形成
するプリント配線板の製造方法において、絶縁性基板の配線層が形成されている面に、導電性材料
からなる導電板の一方の面に絶縁層が形成されている複
合板を、絶縁層側を絶縁性基板側に向けて重ねて一体化
した後、この複合板に、前記配線層と上側配線層との接
続用のビアホールを形成し、このビアホール内に、導電性粒子が熱硬化性のペースト
状樹脂に分散している導電性ペーストを、請求項１〜５
のいずれか１項に記載の方法で充填し、この充填された導電性ペーストを加熱により硬化させた
後、最上面となっている導電板および硬化した導電性ペ
ーストの表面を、必要に応じて所定の表面粗度となるよ
うに研磨し、この最上面に電解めっき法により金属層を
形成した後、この金属層とその直下の導電板とからなる
導電層に対してエッチングを行うことにより上側配線層
を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方
法。