JP2001266643A

JP2001266643A - 導電性ペースト

Info

Publication number: JP2001266643A
Application number: JP2000081391A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kariya; 隆苅谷
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-09-28
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: JP4776056B2

Abstract

(57)【要約】【課題】回路基板から突設される導電性バンプを形成
可能な導電性ペーストを提供すること。【解決手段】回路基板１０の下面側には、銅箔により
導体回路１１Ａが設けられている。また、回路基板１０
の絶縁性基板１２には、上面側から導体回路１１Ａに届
く非貫通孔５が開口されており、この非貫通孔５には導
電性ペースト６が充填されている。導電性ペースト６の
上端部は、回路基板１０の上面から突設されて導電性バ
ンプ７が形成されている。この導電性バンプ７では、導
電性ペースト６の溶剤を乾燥させることにより、適度に
硬化されている。導電性バンプ７の軟化温度は、各回路
基板間を接着する接着剤層の軟化温度よりも高いので、
熱プレスをする際には、まず接着剤層が軟化し、その後
に導電性バンプ７が軟化した接着剤層を押しのけて相手
側回路基板の導体回路に接触したのち、自身も軟化し
て、導電性フィラーを密に接触させることによって、電
気抵抗率を低下させ、良好な接続を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板から突出
する導電性バンプを製造可能な導電性ペーストに関する
ものであり、特に複数の回路基板を積層させて多層回路
基板を製造するために適したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回路基板に開口された貫通孔
や非貫通孔等の孔部に充填されて、その孔部に導電性を
備えさせるための導電性ペーストが開発されている。そ
のような導電性ペーストは、例えば特開平１０−６０３
１９号公報に開示されているように、一般的に液状エポ
キシ樹脂が使用されている。これは、導電性ペーストを
小さな孔部内に充填するために流動性の良好な材質が好
まれると同時に、孔部内に気泡が入り込まないように溶
剤を使用するのを回避するためである。この導電性ペー
ストを回路基板の孔部に充填した後には、プレキュア処
理をしてＢステージまで硬化させた状態として、次の処
理工程を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、多層回路基
板を製造するときには、各回路基板間の接続を図るため
に、回路基板から導電性バンプを突設させておくことが
ある。その導電性バンプを導電性ペーストで作成しよう
とした場合には、その導電性ペーストには、導電性バ
ンプを形成したときに適度な硬さを備えた状態にあるこ
と、熱プレス時において、軟化温度が、各回路基板間
を接着する接着剤の軟化温度よりも高いこと、ガラス
転移点が１５０℃よりも高いこと等の性質が要求され
る。ところが、従来の導電性ペーストは、上記のような
性質を満足するものではないため、導電性バンプの製造
に使用することが困難であった。本発明は、上記した事
情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路基板
から突設される導電性バンプを形成可能な導電性ペース
トを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１の発明に係る導電性ペーストは、導電性フ
ィラーと、常温で固体の熱硬化性樹脂を溶剤に溶解させ
たバインダーとを含有することを特徴とする。請求項２
の発明は、請求項１に記載のものであって、前記導電性
ペーストは、多層回路基板を構成する単層の各回路基板
から突設される導電性バンプを形成するために使用され
るものであって、前記導電性バンプの軟化温度は、前記
各回路基板間を接着する接着剤層の軟化温度よりも高い
ことを特徴とする。

【０００５】導電性フィラーは、金、銀、パラジウム、
銅、ニッケル、錫、鉛のうち少なくとも一種類の金属の
微粒子であることが好ましい。その微粒子の平均粒径と
しては、０．５μｍ〜２０μｍであることが好ましい。
常温で固体の熱硬化性樹脂としては、例えば分子量が４
００以上のノボラック型エポキシを用いることができ
る。この場合に、ノボラック型エポキシに、常温で固体
の樹脂、例えば分子量が１００００以上のフェノール樹
脂を混合してもよい。その場合には、フェノール樹脂
は、ノボラック型エポキシ１００重量部に対して、１５
０重量部以下であることが好ましい。

【０００６】

【発明の作用、および発明の効果】請求項１の発明によ
れば、導電性ペーストには、常温で固体の熱硬化性樹脂
が含まれているため、例えば１００℃程度の温度で前処
理することにより、（樹脂が硬化反応を起こして、Ｂス
テージに至るというよりも、）溶剤が揮発して乾燥する
ため、元の固体状態に戻る。このため、常温において固
体となるので、特に導電性バンプを製造するのに良好な
素材とできる。請求項２の発明によれば、導電性ペース
トの軟化温度は、接着剤の軟化温度よりも高い。このた
め、複数の回路基板を積層させて熱プレスするときに、
導電性バンプが、軟化した接着剤を押しのけた後、自身
も軟化して、導電性フィラーの接触を密にし、電気抵抗
率を低下させるため、各回路基板層間の接続を良好とで
きる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、詳細に説明する。＜導電性ペーストの調整＞導電性フィラーとして、平均
粒子径が１０μｍのフレーク状の銀１００重量部を用い
た。バインダーとしては、熱硬化性樹脂として、分子量
が６００のノボラック型エポキシ３．２重量部と分子量
が１００００〜１５０００のフェノール樹脂３．２重量
部とを使用し、溶剤として、エチルカルビトールアセテ
ート６．８重量部を使用した。共に常温で固体であるノ
ボラック型エポキシとフェノール樹脂とを混合し、これ
にエチルカルビトールアセテートを添加して、樹脂を溶
解させてバインダーを調整した。このバインダーに、銀
を添加して混合したものを導電性ペーストとした。

【０００８】従来の低分子量の液状エポキシ樹脂では、
プレキュア処理を施すことにより、架橋反応が開始され
て、Ｂステージに至る。ところが、本実施形態の導電性
ペーストは、熱乾燥処理（例えば、１００℃で３０分間
の処理）を施すと、樹脂を溶解している溶剤が揮発する
ことにより乾燥して、元の樹脂の性質としての固体に戻
る。また、その固体状態における軟化温度は６０℃より
も高かった。さらに、その導電性ペーストを１８０℃、
７０分間処理して硬化させた後のガラス転移点は、１５
０℃以上であった。

【０００９】＜多層回路基板の製造＞次に、上記の導電
性ペーストから導電性バンプを形成し、その導電性バン
プにより回路基板間を接続した多層回路基板の製造方法
について、図１〜図４を参照しつつ説明する。

【００１０】コア用両面回路基板の製造図１（Ａ）に示すように、片面に銅箔１が貼り付けられ
た絶縁性基板２を使用する。この絶縁性基板２は、例え
ば、ガラス布エポキシ樹脂基材、ガラス布ビスマレイミ
ドトリアジン樹脂基材、ガラス布ポリフェニレンエーテ
ル樹脂基材、アラミド不織布ーエポキシ樹脂基材、アラ
ミド不織布ーポリイミド樹脂基材等が使用できる。ま
た、絶縁性基板２の厚さは、２０μｍ〜６００μｍであ
り、銅箔１の厚さは、３μｍ〜１８μｍであることが望
ましい。絶縁性基板２と銅箔１としては、特にエポキシ
樹脂をガラスクロスに含浸させてＢステージとしたプリ
プレグと、銅箔とを積層して加熱プレスすることにより
得られた片面銅張積層板を用いることが望ましい。

【００１１】このような絶縁性基板２において、図１
（Ｂ）に示すように、銅箔１が貼り付けられた面側と
は、逆の面側（図１において、上面側）に半硬化状態の
接着剤層３を設け、さらに、その接着剤層３の上面に
は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の保護フ
ィルム４を貼り付ける。ここで、接着剤層３は、例えば
軟化温度が約６０℃程度のエポキシ樹脂ワニスを使用で
き、その厚さは１０μｍ〜５０μｍであることが望まし
い。また、保護フィルム４は、詳細には示さないが、Ｐ
ＥＴ製のフィルムと、そのフィルムの一面側に粘着剤層
が設けられている。その粘着剤層の厚さは１μｍ〜２０
μｍであり、ＰＥＴ製のフィルムの厚さは１０μｍ〜５
０μｍである。

【００１２】次に、絶縁性基板２に貼り付けられた保護
フィルム４側から、例えば炭酸ガスレーザによって、銅
箔１に達する非貫通孔５を形成する（図１（Ｃ））。こ
こで、炭酸ガスレーザの条件は、パルスエネルギーが
０．５ｍＪ〜１００ｍＪ、パルス幅が１μｓ〜１００μ
ｓ、パルス間隔が０．５ｍｓ以上、ショット数が３〜５
０の範囲であることが望ましい。なお、非貫通孔５の内
壁面から樹脂残滓を取り除くために、例えばプラズマ放
電、コロナ放電等を用いたデスミア処理を行うことが望
ましい。

【００１３】次に、図１（Ｄ）に示すように、非貫通孔
５の内部に、本発明の導電性ペースト６を充填する。導
電性ペースト６の充填は、メタルマスクを用いた印刷に
よる方法や、スキージやディスペンサを用いた方法等が
使用できる。その後、基板全体を１ｘ１０^３Ｐａ〜５ｘ
１０^３Ｐａの減圧下において、絶縁性基板２の導電性ペ
ースト６の露出側の表面を適切なプレス装置（図示せ
ず）によって、１００℃で数分間程度、加圧する。この
とき、導電性ペースト６は、溶剤が乾燥することによっ
て、適度な硬さの固体となっている。その後、保護フィ
ルム４を剥離すると、非貫通孔５内に充填された導電性
ペースト６の先端部分が、適度に硬化した導電性バンプ
７として、接着剤層３から突設した状態となっている
（図１（Ｅ）を参照）。

【００１４】次に、銅箔８を接着剤層３を介して絶縁性
基板２の片面側（図２において、上面側）に、例えば１
８０℃、７０分で低圧下（真空度２０Torr）において加
熱プレス（例えば、１．９６×１０^-2Ｐａ）することに
よって圧着し、接着剤層３を硬化させる（図２（Ｆ）を
参照）。ところで、本実施形態によれば、導電性ペース
ト６の軟化温度は、接着剤層３の軟化温度よりも高く設
定されている。このため、加熱プレスの際には、温度が
上昇するに従って、導電性ペースト６は固体の状態を保
持する一方、接着剤層３が軟化する。このとき、接着剤
層３の軟化に伴って、余分な接着剤が基板中央から外へ
流れ出すとき導電性バンプ７を一緒に流してしまった
り、接着剤が導電性バンプ７と銅箔８との間に流れ込む
ことも考えられるが、導電性バンプ７は適度な硬さを保
持しているので、接着剤と共に流されることも無い上
に、軟化した接着剤層３を押しのけて銅箔８に接触し、
両銅箔１，８間の接続を良好とできる。

【００１５】さらに、両銅箔１，８の表面に、それぞれ
エッチング用の保護フィルム（図示せず）を貼り付け、
所定の配線パターンのマスクで被覆した後、エッチング
処理を施して、導体回路１Ａ、８Ａを形成する（図２
（Ｇ）を参照）。なお、導体回路１Ａ，８Ａの表面は、
例えばメック社製のエッチング液等を使用して、粗化処
理しておくことが望ましい。このようにして製造された
両面回路基板９をコア基板として使用する。両面回路基
板９の表面および裏面には、下記に示す製造方法によっ
て製造される片面回路基板１０を積層することができ
る。

【００１６】片面回路基板の製造図３（Ａ）に示すように、片面に銅箔１１が貼り付けら
れた絶縁性基板１２を使用する。この絶縁性基板１２
は、で示したものと同様の基材によって形成されるも
のが使用できる。なお、絶縁性基板１２と銅箔１１とし
ては、特にエポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させてＢ
ステージとしたプリプレグと、銅箔とを積層して加熱プ
レスすることにより得られた片面銅張積層板を用いるこ
とが望ましい。

【００１７】このような絶縁性基板１２において銅箔１
１の表面に、エッチング用の保護フィルム（図示せず）
を貼り付け、所定の配線パターンのマスクで被覆した
後、エッチング処理を施して、導体回路１１Ａを形成す
る（図３（Ｂ））。なお、導体回路１１Ａを形成した後
に、その表面を、例えばメック社製のエッチング液等を
使用して、粗化処理しておくことが望ましい。次に、導
体回路１１Ａが設けられた面側とは逆の面側（図３にお
いて、上面側）に、半硬化状態の接着剤層１３（例え
ば、前述の両面回路基板９を製造するときに使用したも
のと同じものを使用することができる。）を設け、さら
に、その接着剤層１３の上面には、ＰＥＴ製の保護フィ
ルム１４を貼り付ける（図３（Ｃ）を参照）。

【００１８】次に、絶縁性基板１２に貼り付けられた保
護フィルム１４側から、例えば前述と同様の条件によっ
て炭酸ガスレーザを使用して、導体回路１１Ａに達する
非貫通孔１５を形成する（図３（Ｄ）を参照）。なお、
非貫通孔１５の内壁面から樹脂残滓を取り除くために、
例えばプラズマ放電、コロナ放電等を用いたデスミア処
理を行うことが望ましい。次に、非貫通孔１５の内部
に、本発明の導電性ペースト６を、例えばメタルマスク
を用いた印刷による方法や、スキージやディスペンサを
用いた方法等により充填し、その後、基板全体を１ｘ１
０^３Ｐａ〜５ｘ１０^３Ｐａの減圧下において、絶縁性基
板１２の導電性ペースト６の露出側の表面を適切なプレ
ス装置（図示せず）によって、例えば１００℃で数分間
程度、加圧する。このとき、導電性ペースト６は、溶剤
が乾燥することによって、適度な硬さの固体となってい
る。

【００１９】その後、保護フィルム１４を剥離すると、
非貫通孔１５内に充填された導電性ペースト６の先端部
分が、適度に硬化した導電性バンプ７として、接着剤層
１３から突設した状態となっている（図３（Ｅ）を参
照）。こうして、片面回路基板１０が製造される。

【００２０】多層回路基板の製造次に、コア用の両面回路基板９の表裏両面側に、片面回
路基板１０を積層して、多層回路基板１６を製造する。
図４には、両面回路基板９の両面に（より正確には、下
層に一枚、上層に二枚）、三枚の片面回路基板１０を積
層した五層の多層回路基板１６の断面図を示した。この
多層回路基板１６は、上記五層の回路基板９，１０を積
層して、１５０℃〜２００℃、１ＭＰａ〜４ＭＰａの加
熱プレスを行うことにより製造することができる。

【００２１】本実施形態によれば、導電性ペースト６の
軟化温度は、接着剤層１３の軟化温度よりも高く設定さ
れている。このため、加熱プレスの際には、温度が上昇
するに従って、導電性ペースト６は固体の状態を保持す
る一方、接着剤層１３が軟化する。接着剤層１３の軟化
に伴って、接着剤が導電性バンプ７と導体回路１Ａ，８
Ａとの間に流れ込むことも考えられるが、そのときには
導電性バンプ７は適度な硬さを保持しているので、軟化
した接着剤層３を押しのけて導体回路１Ａ，８Ａに接触
した後、自身も軟化して、導電性フィラーを密に接触さ
せ、電気抵抗率を低下させることができるため、良好な
接続状態を確保できる。

【００２２】このように本実施形態によれば、導電性ペ
ーストには、常温で固体の熱硬化性樹脂が含まれてお
り、熱乾燥処理を施すことにより、溶媒が乾燥するため
常温で適度な硬さの固体となっているので、特に導電性
バンプを製造するのに良好な素材とできる。

【００２３】本発明の技術的範囲は、上記した実施形態
によって限定されるものではなく、例えば、次に記載す
るようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その
他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶもの
である。（１）本願発明の導電性ペーストには、一般に使用する
硬化剤を含有することもできる。さらに、導電性ペース
トには、分散安定剤、可塑剤、皮張り防止剤、粘土調整
剤など各種の添加剤を用いることができる。（２）本実施形態によれば、導電性バンプ７は、非貫通
孔５，１５内部を充填し、回路基板９，１０の表面から
突設するようにして形成されているが、本発明によれ
ば、導電性バンプは、少なくとも二枚の回路基板が積層
されたときに、その層間に位置して両回路基板間を電気
的に接続するものであれば足り、必ずしも一方側の回路
基板の貫通孔や非貫通孔の内部を充填している必要はな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態における両面回路基板の製造工程を
示す断面図（１）

【図２】両面回路基板の製造工程を示す断面図（２）

【図３】片面回路基板の製造工程を示す断面図

【図４】多層回路基板の断面図

【符号の説明】

３，１３…接着剤６…導電性ペースト７…導電性バンプ９，１０…回路基板１６…多層回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｄ 163/04 Ｃ０９Ｄ 163/04 Ｆターム(参考） 4J038 DA062 DB071 HA066 KA03 KA06 KA08 KA20 NA20 PB09 PC02 PC08 5E317 AA24 BB02 BB03 BB12 BB13 BB14 BB15 BB25 CC13 CC25 CC51 CD21 CD27 GG03 5E346 CC04 CC08 CC09 CC10 CC32 EE18 FF24 GG15 GG28 5G301 DA03 DA42 DA55 DA57 DD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性フィラーと、常温で固体の熱硬化
性樹脂を溶剤に溶解させたバインダーとを含有すること
を特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】前記導電性ペーストは、多層回路基板を
構成する単層の各回路基板から突設される導電性バンプ
を形成するために使用されるものであって、前記導電性
バンプの軟化温度は、前記各回路基板間を接着する接着
剤層の軟化温度よりも高いことを特徴とする請求項１に
記載の導電性ペースト。