JP2002368043A

JP2002368043A - 導電性ペーストとそれを用いた導電性バンプおよびその形成方法、導電性バンプの接続方法、並びに回路基板とその製造方法

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Publication number: JP2002368043A
Application number: JP2001177435A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Nakatani; 誠一中谷; Yasuhiro Sugaya; 康博菅谷; Toshiyuki Asahi; 俊行朝日; Shingo Komatsu; 慎五小松; Yoshiyuki Yamamoto; 義之山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】インナービアホール接続による電極層間の電
気的接続信頼性の安定な導電性ペーストを得て、このペ
ーストを用いたインナービアホール接続を含んだ回路基
板を得る。【解決手段】平均粒径が０．５〜２０μｍの範囲の金
属フィラー８０〜９５質量％、１分子に２個以上のエポ
キシ基を含有した液状エポキシ樹脂４．４８〜１５．３
質量％、熱可塑性樹脂パウダー０．０２〜１．７質量
％、潜在性硬化剤０．５〜３質量％を含有し、その粘度
が室温で５００Ｐａ・ｓ以下である導電性ペーストとす
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、導電性ペーストと
それを用いた導電性バンプおよびその形成方法、導電性
バンプの接続方法、並びに回路基板とその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の高性能化、小型化への
要求に伴い、電子機器を構成する電子部品および回路基
板、更にはそれらの微細接続による小型化、高密度化が
叫ばれている。しかしながら、電子部品の小型化や回路
基板の小型化高密度化には限界に近づいた感がある。特
に、電子部品では、抵抗、コンデンサなどのチップ部品
が１００５サイズ（１ｍｍ×０．５ｍｍ）から０６０３
（０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）へと進んでいるが、これ以
上小さいサイズでは回路基板へ実装することが困難にな
りつつある。また、半導体では、その高密度化に反し機
能アップが求められるため、出力端子数はむしろ増大
し、そのためより微細な接続ピッチが要求されるように
なってきた。このような半導体の現状に対し、回路基板
に直接半導体を実装するフリップチップ実装法が定着し
つつある。フリップチップ実装法は、パッケージ半導体
に比べ、チップサイズそのままで回路基板に実装できる
ので機器の小型化に最適な実装法である。代表的なフリ
ップチップ実装法としては、半導体表面の取り出し電極
に突起電極（バンプという）を形成し、バンプに導電性
ペーストを転写して回路基板に実装する方法が一般的で
ある。

【０００３】一方、これら電子部品や半導体を実装する
ための回路基板もまた上記した実装法に対応するため小
型高密度化が要求されている。特に、半導体や電子部品
の電気配線を最短距離で接続できる基板の層間の電気接
続方式として、インナービアホール接続法が最も回路の
高密度配線化が図れることで知られている。一般のガラ
スエポキシ多層基板に用いられるようなスルーホール接
続においては、貫通孔にメッキすることで接続を行なう
ため、必要な層間のみの接続は困難であり、また基板最
上層に電極のランドを有する構成のため、その部分に表
面実装部品の電極ランドを構成することができないこと
から、これらの制約により実装密度を上げることは難し
い。これらを解決する方法として、例えば特開平６−２
６８３４５号、特開平７−１７６８４６号、特開平７−
１４７４６４号公報等に記載されているように、導電性
ペーストによるインナービア接続を用いた多層基板が数
多く提案されている。インナービア接続では、最短で任
意の箇所に設けることができ、しかも貫通スルーホール
のような穴がないため、直接インナービア直上にも部品
実装ができるので、高密度な配線が得られる。

【０００４】また、近年ではこのような高密度回路基板
同士を電気的に接続する方法の開発も活発である。従
来、回路基板同士を電気的に接続する方法としては、コ
ネクタを用いる方法と導電性ゴムを用いる方法が一般的
である。コネクタ接続する場合は、回路基板上に実装し
たコネクタにポリイミドなどのフレキ基板を挿入するこ
とで得られるが、接続部分の信頼性やコネクタそのもの
のサイズが大きいなどの課題がある。また、導電性ゴム
では、接続が容易に行なえる反面、接続抵抗が高いとい
う課題がある。このような課題に対し、回路基板同士を
接続する方法として、導電性ペーストを用いた接続方法
が提案されている。これは、回路基板の所望の接続箇所
に導電性ペーストでバンプ状電極を形成し、もう一方の
接続される回路基板を位置合わせして重ね、加熱加圧す
ることで電気的、機械的接続を得るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように導電性ペー
ストは、半導体のフリップチップ接続や回路基板用イン
ナービア接続に利用され、小型高密度実装に大きな役割
りを果している。しかしながら、このような導電性ペー
ストには、種々の課題がある。一般的な導電性ペースト
は、導電性を発揮させるための金属フィラーと、機械的
接着性を発揮させるための有機樹脂よりなる。金属フィ
ラーはその安定した接続抵抗と信頼性を得るため大量に
添加する場合が多いが、ペースト粘度が高くなり印刷性
に課題がある。一方、金属フィラーの添加量を減らす、
あるいは大きな粒子を用いた場合、フィラー同士の接触
点が少なくなるためビアホール接続抵抗値が大きくな
り、またヒートサイクル等の熱応力が発生する試験では
信頼性が確保できない。このため金属フィラーを大量に
添加する必要があり、ペースト粘度の抑制のため有機樹
脂はなるべく低粘度の液状エポキシ樹脂が利用される。
しかし、低粘度の樹脂は、吸湿性や接着性に課題が多い
ため、高分子樹脂を一部置換して吸湿性、接着性の改善
をし、かつ溶剤を添加して低粘度化を図っているのが現
状である。しかし、溶剤あるいは反応性希釈剤を添加す
る方法では、熱プレスの硬化中にこれらの成分の揮発に
よる重量減少が大きく、この揮発成分のために基材に膨
れが生じたり、あるいは配線銅箔との接着力が弱くなる
課題があった。また印刷時にペースト中の樹脂成分だけ
が印刷マスクに取られてペーストの組成ずれが生じ、ペ
ースト粘度の上昇から連続印刷に課題があった。

【０００６】一方、回路基板におけるインナービア用導
電性ペーストは、補強材に熱硬化樹脂を含浸した未硬化
状態の基材（プリプレグという）に形成した貫通孔に充
填し、金属箔で挟んで熱プレスにより硬化させることで
電気接続が得られるものである。この時導電性ペースト
は、前記したように低粘度の状態でプリプレグの貫通孔
に刷り込まれるが、熱プレス時の圧縮により、プリプレ
グ間のボイドなどに染み出し、ビアの導通不良を起こし
たり、ビア間に流出して絶縁不良を発生させる原因とな
る。

【０００７】また、回路基板同士を接続する方法として
導電性ペーストを用いる方法があるが、回路基板上に形
成した導電性ペーストによるバンプ状突起電極は、接続
を安定化させるためには加圧圧力を高くする必要があ
る。全てのバンプ状突起電極を回路基板に接触させ、強
固な接着を得るためである。しかし、あまり圧力が高い
と突起状電極がつぶれ、突起電極間に流れて絶縁不良を
引き起こし、逆に低圧であると回路基板のそりなどの影
響で不十分な接続が発生したりする。

【０００８】そこで、本発明は上記課題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、インナービ
アホール接続による電極層間の電気的接続信頼性の安定
な導電性ペーストを得ることにあり、またこのペースト
を用いたインナービアホール接続を含んだ回路基板を得
ることにある。また、本発明の導電性ペーストを用いる
ことにより、加圧によっても形状が変化しない形状安定
性に富むバンプ電極を形成することにあり、この導電性
バンプ電極を用いて高密度で微細な回路基板同士の電気
接続を形成することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の導電性ペーストは、（ａ）平均粒径が０．
５〜２０μｍの範囲の金属フィラー８０〜９５質量％、
（ｂ）１分子に２個以上のエポキシ基を含有した液状エ
ポキシ樹脂４．４８〜１５．３質量％、（ｃ）熱可塑性
樹脂パウダー０．０２〜１．７質量％、（ｄ）潜在性硬
化剤０．５〜３質量％を含有し、その粘度が室温で５０
０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする。また、熱処理
によって前記熱可塑性樹脂パウダーに前記液状エポキシ
樹脂が膨潤することで、非可逆的に前記導電性ペースト
の粘度を前記エポキシ樹脂が未硬化の状態で制御できる
ことを特徴とする導電性ペーストである。前記導電性ペ
ーストを用いることにより、印刷した形状を容易に保持
できる。特に、前記熱処理が７０〜１００℃の範囲で行
なうことによって、前記導電性ペーストの粘度が１００
００Ｐａ・ｓ以上となり、しかも前記エポキシ樹脂が未
硬化状態で保持されることになるため、半導体やチップ
部品を回路基板に接続するためのバンプ用として最適な
ものである。更に、回路基板用のインナービア接続用導
電性ペーストとしてその形状維持性を利用することで、
染み出しや断線を防止できる。

【００１０】図７に従来例として、導電性ペースによる
インナービア接続を行なった例を示す。７００は回路基
板用プリプレグの状態で形成した貫通孔に導電性ペース
トを充填し、プレスにより硬化させた基板材料、７０２
は導電性ペーストによるインナービア、７０１はインナ
ービアを介して信号を取り出す電極（配線パターン）で
ある。図７に示した７０２ａ、７０２ｂは、導電性ペー
ストをプリプレグに充填した場合に生じる導電性ペース
との染み出し部を示したもので、図のようにプリプレグ
内に広がり、インナービア間のショートにつながる恐れ
がある。

【００１１】本発明の導電性ペーストは、導電性を発揮
させるための金属フィラーと、機械的接着に寄与する１
分子に２個以上のエポキシ基を含有した液状エポキシ樹
脂、および熱可塑性樹脂パウダー、更に潜在性硬化剤を
必須成分とするものである。先ず、金属フィラーについ
て説明する。金属フィラーは本発明の目的から言って導
体組成中に高濃度に含有される必要がある。その理由
は、前記したように金属フィラー同士の接触確率を高め
ることによる接続ビアホールの低抵抗化、および熱ある
いは機械的応力による基板歪みが加わった際にも導通信
頼性を保持する必要があるからである。また、このよう
な低抵抗、高信頼性を得るためには金属フィラー粒径は
あまり大き過ぎると接触確率が減少し、目的を達成でき
なくなる。一方、粒径をあまり小さくすると比表面積が
上昇し、粘度が高くなり印刷ができなくなる。このよう
に、金属フィラーを高濃度に分散させるためには、導体
フィラーの平均粒径が０．５〜２０μｍの範囲にあって
も、その比表面積が小さい程よく、その値は０．１〜
１．５ｍ²／ｇが適当であり、更に望ましくは０．１〜
１．０ｍ²／ｇである。金属フィラーの形状について
も、球状、フレーク状等の上記特性を有するものであれ
ば使用可能である。また、金属フィラーは、マイグレー
ションの抑制、経済的供給と価格の安定性の面から銅粉
が望ましい。しかし、銅粉末は一般に酸化され易いた
め、本発明でビアホール充填用として用いる場合には、
銅粉末の酸化が導電性を阻害することとなるため、銅粉
末の製造時の酸素濃度は１．０％以下であることが望ま
しい。

【００１２】次に、１分子に２個以上のエポキシ基を含
有した液状エポキシ樹脂について説明する。一液で無溶
剤型の導体組成物を形成するために、エポキシ樹脂とし
ては液状樹脂が基本的に必要である。前記した導体フィ
ラーを高濃度に分散するためには、エポキシ樹脂の粘度
が１．５Ｐａ・ｓ以下であることが必要であり、それ以
上の粘度のエポキシ樹脂を用いると導体組成物をペース
ト化した際ペーストの粘度が著しく高くなり、ペースト
粘度が２００Ｐａ・ｓ以上ではビアホール充填作業がで
きないという不具合を生じる。

【００１３】一方、本導電性ペーストは、ビアホールに
充填された後に加熱圧縮される時、揮発成分が揮散して
ビアホール充填構造物中にボイドが発生したり、あるい
はプリプレグの剥離を生じたりすることがないよう揮発
分の抑制が必要である。その揮発量はできるだけ少ない
方が望ましいが、２．０％以下だと上記のような不具合
は起こらない。このため揮発成分の代表例である溶剤
は、２．０％以下であれば実使用上問題なく、むしろ前
記のようにビアホール充填の際、マスク上で刷り込むと
きの滑りが良くなり印刷スピードを上げられるばかり
か、樹脂成分のマスクへの取られ量も減少して連続印刷
性に良好な効果がある。従来では、このように溶剤添加
の効果は知られていたが、溶剤を添加することでその分
導電性フィラーの分散が良くなりすぎて接触確率を逆に
減少させてしまう。そのため、溶剤添加して粘度を下げ
た分だけ導電性フィラー量をアップさせる必要が生じ、
結果として連続印刷性を悪くしてしまう。

【００１４】また、上記したエポキシ樹脂としては、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エ
ポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹
脂等、１分子に２個以上のエポキシ基を含有した液状エ
ポキシ樹脂があるが、揮発分を少なくするために液状エ
ポキシ樹脂を分子蒸留したものも使用され得る。中で
も、ダイマー酸をグリシジルエステル化したエポキシ樹
脂は低粘度であると同時に硬化物が可撓性を示し、応力
に対する緩和効果が大きいためエポキシ樹脂中に１０質
量部以上配合するとビアホール構造体の信頼性が高くな
る。

【００１５】硬化剤については、一般的な硬化剤が使用
可能であるが、ジシアンジアミド、カルボン酸ヒドラジ
ド等のアミン系硬化剤、３−（３，４−ジクロロフェニ
ル）−１、１−ジメチル尿素等の尿素系硬化剤、無水フ
タル酸、無水メチルナジック酸、無水ピロメリット酸、
無水ヘキサヒドロフタール酸等の酸無水物系硬化剤、ジ
アミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォ
ン酸等の芳香族アミン系（アミンアダクト）硬化剤が代
表的に用いられる。本発明では熱処理により熱可塑性樹
脂パウダーへの液状エポキシ樹脂の膨潤を利用するた
め、前記熱処理によっても硬化を開始しないようにする
ことが肝要である。即ち、導電性ペーストの熱処理によ
っても前記液状エポキシ樹脂が硬化しないことから、固
形状の潜在性硬化剤が望ましい。

【００１６】また、熱可塑性樹脂パウダーについては、
前記液状樹脂と反応して吸収される性質であればよく、
特に限定はない。その熱可塑性樹脂パウダーとしては、
ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、エチル
セルロース、ポリメチルメタアクリレート、ポリアミ
ド、ポリエチレンなどが挙げられる。本熱可塑性樹脂パ
ウダーは、導電性ペーストの印刷性を阻害しない程度の
粒子径が好ましく、１〜５０μｍ程度であればよい。

【００１７】本発明の上記した導電性ペーストによれ
ば、容易にインナービアホール接続を含んだ信頼性の優
れた多層プリント配線基板を形成することが可能とな
る。また、同様に半導体やチップ部品のような電子部品
を安定に電気接続できるバンプを形成できる。更に、回
路基板同士を電気接続させるための導電性接着剤により
容易に安定した接続が実現できる。

【００１８】また、本発明の導電性バンプは、前記導電
性ペーストによる突起電極であって、回路基板上の任意
の場所に形成され、かつ前記突起電極が前記導電性ペー
スト中の前記液状エポキシ樹脂が未硬化状態で、かつ粘
度が１００００Ｐａ・ｓ以上で形状維持させることを特
徴とする。これにより、回路基板上に形成したバンプ
が、回路基板同士の接着の際、加圧に対しても形状を保
持することができ、かつ未硬化状態の熱硬化エポキシ樹
脂の接着が行なえる。

【００１９】また、本発明の導電性バンプの形成方法
は、前記導電性ペーストを用いて回路基板上の任意の場
所に印刷により突起電極を形成し、熱処理により粘度を
上昇させ、前記突起電極が前記導電性ペースト中の前記
液状エポキシ樹脂が未硬化状態で、かつ粘度が１０００
０Ｐａ・ｓ以上で形状維持させることを特徴とする。

【００２０】また、本発明の導電性バンプの形成方法
は、回路基板上の任意の場所に印刷により突起電極を形
成する工程が、前記回路基板上に剥離シートを貼り合わ
せ、前記貼り合わせた剥離シートに穴加工を行ない、前
記穴に前記導電性ペーストを充填した後、熱処理して更
に剥離シートを剥離したことを特徴とする。これによ
り、液状エポキシ樹脂が未硬化でありながら形状保持機
能を有する導電性バンプが形成できる。

【００２１】また、本発明の導電性バンプの形成方法
は、回路基板上の任意の場所に印刷により突起電極を形
成する工程が、剥離シートに穴加工を行ない、前記穴に
前記導電性ペーストを充填した後に熱処理し、更に前記
剥離シートを回路基板に位置合わせして重ね、前記回路
基板より前記剥離シートを剥離することにより導電性バ
ンプを前記回路基板に転写することを特徴とする。これ
により、容易に回路基板上に液状エポキシ樹脂が未硬化
でありながら形状保持機能を有する導電性バンプが形成
できる。

【００２２】また、本発明の導電性バンプの形成方法
は、回路基板上の任意の場所に印刷により突起電極を形
成する工程が、前記回路基板上に任意の部分が開孔した
メタルマスクを位置合わせして重ね、前記導電性ペース
トを前記メタルマスクにより充填した後、熱処理して更
に前記メタルマスクを剥離することを特徴とする。これ
により、安価で回路基板上に液状エポキシ樹脂が未硬化
でありながら形状保持機能を有する導電性バンプが形成
できる。

【００２３】また、本発明の導電性バンプの接続方法
は、少なくとも１層以上の配線パターンを有する回路基
板と半導体素子をフリップチップ実装する方法であっ
て、（ａ）前記導電性ペーストを用いて前記回路基板に
導電性バンプを印刷する工程と、（ｂ）前記導電性バン
プを形成した前記回路基板を熱処理して前記導電性バン
プの形状を維持する工程と、（ｃ）前記半導体素子の表
面電極と前記回路基板に形成した導電性バンプを位置合
わせして実装する工程と、（ｄ）前記半導体を実装した
回路基板を加熱し、前記導電性バンプを硬化させること
で電気的接続と機械的接続を行なう工程とを少なくとも
含むことを特徴とする。これにより、半導体側に金属な
どのバンプを必要とせず、また電極間に形成した導電性
ペーストのつぶれによるショートが発生しない半導体フ
リップチップ実装が実現できる。また、形状保持機能を
有するバンプが形成できるので、半導体と回路基板間の
距離を高く一定に保持できるため、半導体と回路基板の
熱膨張差により生じる熱衝撃時の剥離、導通不良を防止
できる。同様に前記導電性ペーストを用いた導電性バン
プにより、回路基板と電子部品を信頼性良く実装するこ
とも可能である。

【００２４】また、本発明の導電性バンプの接続方法
は、少なくとも１層以上の配線パターンを有する回路基
板と少なくとも１つ以上の取り出し電極を有する電子部
品を実装する方法であって、（ａ）前記導電性ペースト
を用いて前記電子部品に導電性バンプを印刷する工程
と、（ｂ）前記導電性バンプを形成した前記電子部品を
熱処理して前記導電性バンプの形状を維持する工程と、
（ｃ）前記回路基板の表面電極と前記電子部品に形成し
た導電性バンプを位置合わせして実装する工程と、
（ｄ）前記電子部品を実装した回路基板を加熱し、前記
導電性バンプを硬化させることで電気的接続と機械的接
続を行なう工程とを少なくとも含むことを特徴とする。

【００２５】また、本発明の導電性バンプの接続方法
は、少なくとも１層以上の配線パターンを有する第１の
回路基板と、少なくとも１層以上の配線パターンを有す
る第２の回路基板を接続する方法であって、（ａ）前記
導電性ペーストを用いて前記第１の回路基板に導電性バ
ンプを印刷する工程と、（ｂ）前記導電性バンプを形成
した前記第１の回路基板を熱処理して前記導電性バンプ
の形状を維持する工程と、（ｃ）前記第２の回路基板の
表面電極と前記第１の回路基板に形成した導電性バンプ
を位置合わせして重ねる工程と、（ｄ）前記重ね合わせ
た第１および第２の回路基板を加熱し、前記導電性バン
プを硬化させることで前記第１と第２の回路基板の電気
的接続と機械的接続を行なう工程とを少なくとも含むこ
とを特徴とする。これにより、微細で接続信頼性の良好
な回路基板間接続が行なえる。また、回路基板と接続さ
れるもう一方の回路基板が、ポリイミドフィルムなどか
らなるフレキシブル基板であっても良い。更に、回路基
板同士を接続するフレキシブル基板を介して行なわれて
よい。

【００２６】前記構成において、前記位置合わせして重
ねる工程の後に、前記重ね合わせる半導体素子、電子部
品又は第２の回路基板と、回路基板との間に封止樹脂を
注入する工程を付け加えても良い。これにより、前記導
電性バンプで形成された電気接続の信頼性を更に向上さ
せることができる。

【００２７】また、本発明の回路基板は、少なくとも１
枚以上の絶縁基材層と２つ以上の電極層を有し、各々の
絶縁基材上に開けられたビアホール中に、前記導電性ペ
ーストを充填して硬化させることにより各電極層毎に電
気的に接続したことを特徴とする。

【００２８】また、本発明の回路基板は、少なくとも無
機質フィラー７０〜９５質量％と熱硬化樹脂組成物５〜
３０質量％を含む混合物からなる電気絶縁性基板の内部
に、少なくとも１つ以上の能動部品および／あるいは受
動部品を内蔵し、かつ複数の配線パターンと前記配線パ
ターン間を、前記導電性ペーストの硬化物よりなるビア
により電気的に接続することを特徴とする。

【００２９】また、本発明の回路基板の製造方法は、少
なくとも未硬化樹脂を主成分とするプリプレグを準備す
る工程と、前記プリプレグの所望の位置に貫通孔を形成
し、前記貫通孔に前記導電性ペーストを充填する工程
と、前記導電性ペーストを充填したプリプレグを熱処理
し、前記導電性ペースト中の前記熱可塑性樹脂パウダー
に前記液状エポキシ樹脂が膨潤することで非可逆的に前
記導電性ペーストの粘度を上昇させる工程と、前記熱処
理済みのプリプレグの両面に金属箔を重ねて加熱加圧
し、前記プリプレグの主成分である熱硬化樹脂と前記導
電性ペースト中の熱硬化樹脂を硬化させ、前記プリプレ
グと金属箔の接着および導電性ペーストと金属箔の電気
接続を行なう工程と、前記最外層部の金属箔を加工して
配線パターンを形成する工程を少なくとも含むことを特
徴とする。これにより、前記熱処理により内部に形成し
た導電性ビアが形状保持され、後のプレス工程において
導電性ペーストのプリプレグ中への染み出しを防止する
ことができる。また、プレス時に生じるプリプレグ中の
熱硬化樹脂の溶融による樹脂流れから導電性ペーストの
変形を防止することができる。更に、導電性ペーストの
プリプレグ中への流出により起こる発色そのものも防止
することができる。

【００３０】また、本発明の回路基板の製造方法は、少
なくとも未硬化樹脂を主成分とするプリプレグを準備す
る工程と、前記プリプレグの所望の位置に貫通孔を形成
し、前記貫通孔に前記導電性ペーストを充填する工程
と、前記導電性ペーストを充填したプリプレグを熱処理
し、前記導電性ペースト中の前記熱可塑性樹脂パウダー
に前記液状エポキシ樹脂が膨潤することで非可逆的に前
記導電性ぺーストの粘度を上昇させる工程と、離型キャ
リアの片面に配線パターンを形成する工程と、前記離型
キャリアの配線パターン上に能動部品および／もしくは
受動部品を実装する工程と、前記部品実装済み配線パタ
ーンを有する前記離型キャリアの部品実装面に前記導電
性ペーストを充填したプリプレグを位置合わせして重
ね、更に別途作製した前記離型キャリア上に配線パター
ンを有する離型キャリアの配線パターン面を内側にして
重ね、前記受動部品および／もしくは能動部品を前記プ
リプレグに埋没一体化させる工程と、加熱加圧すること
で、前記プリプレグ中の熱硬化樹脂および導電性ペース
ト中の熱硬化樹脂を硬化させる工程と、前記最外層部の
離型フィルムを剥離する工程を少なくとも含むことを特
徴とする。これにより、前記回路基板用導電性ビアと同
様の効果を発揮するばかりか、部品を内蔵するために起
こるプリプレグ中の樹脂流れに対し、変形、染み出しの
ない導電性ビアが形成できる。

【００３１】なお、前記構成において、前記絶縁基材が
補強材と熱硬化性樹脂の複合材であることが好ましい。
回路基板の弾性率が高くなり、基板の機械的強度の向上
が図れるからである。

【００３２】また、前記構成において、絶縁基材がアラ
ミド不織布とエポキシ樹脂の複合材であることが好まし
い。機械的強度が強く、かつ軽量な基板が得られるから
である。

【００３３】また、前記構成において、前記絶縁基材が
熱硬化樹脂と前記無機質フィラーとしてのＡｌ₂Ｏ₃、Ｍ
ｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ₂からなる群から選択され
た１種以上を含むことが好ましい。絶縁性基材の熱伝導
度、熱膨張係数、誘電率などを制御することができるか
らである。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき詳細に説明する。

【００３５】図１は多層回路基板の断面図、図４（ａ）
〜（ｆ）は本発明の多層回路基板の製造方法を示す工程
断面図である。図１の多層回路基板は、積層基材１０
１、内層配線パターン１０３、および最外層の配線パタ
ーン１０４からなり、１０２は本発明の導電性ペースト
が硬化したインナービアである。本発明のポイントは、
前記の導電性ペースト組成物が低粘度で充填され、熱処
理により高粘度に維持される性能を有しているため、ビ
ア形状が基材に開口した穴形状とほぼ同一の形状であ
り、かつ接続信頼性が優れていることにある。積層基材
１０１としては、現在知られている積層基材が使える。
例えば、ガラスエポキシ基材、アラミドエポキシ基材、
紙フェノール基材等が使える。加熱加圧する前はプリプ
レグといわれ、芯材のガラスクロスあるいは不織布に未
硬化の樹脂を含浸したものである。

【００３６】導電フィラーとしては、前記のような純粋
なＣｕフィラーを使用するが、純粋な金属銅だけでなく
金属あるいは絶縁性の核に導電性の材料で覆ったものも
使用可能である。

【００３７】図４（ａ）において、４０１は積層基材の
プリプレグである。このプリプレグ４０１に貫通孔４０
２を明ける。それには一般にドリルがよく使われるが、
材料によってはレーザビームで加工することも可能であ
る。図４（ｂ）は、図４（ａ）で形成した貫通孔４０２
に本発明の導電性ペースト４０３を充填した状態を示し
ている。以上のように、導電性ペースト４０３を充填し
たプリプレグ４０１を熱処理し、前記導電性ペースト中
の熱可塑性樹脂パウダー中に液状エポキシ樹脂を吸収さ
せ、前記導電性ペーストの粘度を上昇させ、形状を保持
させる。次いで、図４（ｃ）は、導電性ペースト４０３
を充填したプリプレグ４０１に銅箔４０４ではさんだ状
態を示している。図４（ｄ）は、図４（ｃ）に加熱加圧
を加えた後の状態を示している。この際、導電性ペース
ト４０３は増粘により形状が保持されるため、プリプレ
グ中の熱硬化樹脂が流れても変形することがない。図４
（ｅ）は表面の銅箔４０４を加工（エッチング等）して
最外層配線パターン４０５を形成した後の状態を示して
いる。加工後の銅箔４０４は回路導体となる。以上の工
程で両面に配線パターンを有する回路基板が形成でき
る。更に、多層化する場合は、図４（ｅ）で作製した両
面回路基板を中心とし、図４（ｂ）の熱処理後のプリプ
レグ４０１を両面に配置し、銅箔４０４を更にその両面
に配置してプレスすることで図４（ｆ）のような多層回
路基板が形成できる。なお、実用に供せられるプリント
基板はこの後、半田レジストを塗布したり、文字や記号
を印刷したり、挿入部品用の穴を開けるなどの工程があ
るが、ここでは本質ではないので省略する。

【００３８】図２は、本発明の導電性ペーストを用い
て、半導体チップを回路基板にフリップチップ実装する
方法を示す工程断面図である。図２（ａ）は、フリップ
チップ実装を行なう半導体チップ２０１を示している。
２０２は、半導体チップ２０１上に形成された取り出し
電極である。半導体は、シリコン半導体、シリコン−ゲ
ルマニウム半導体、ガリウム−砒素半導体などが利用で
きる。半導体チップ上に形成される電極の材料としては
通常アルミニウムが利用されるが、金電極も利用するこ
とができる。図２（ｂ）は、前記半導体チップ２０１表
面の取り出し電極上２０２上に本発明の導電性ペースト
が印刷されて形成された導電性バンプ２０３を示してい
る。導電性バンプ２０３の形成方法は、既存の方法で形
成することができる。半導体チップ上に印刷すべき場所
を開口したメタルマスクを接触させ、スキージにより印
刷することで得られる。印刷する導電性ペーストの膜厚
は、メタルマスクの厚みで制御することができ、ごく薄
い場合はスクリーン印刷法で形成してもよい。なお、印
刷時に加熱しつつ印刷することも有効である。印刷時は
なるべく粘度を低下させることにより、印刷回数を多く
することができるからである。通常４０〜６０℃の温度
が最適である。

【００３９】次に、このように導電性バンプ２０３を形
成した半導体チップ２０１を熱処理する。これにより、
本発明の導電性ペースト粘度を上昇させる。熱処理温度
は、用いる熱可塑性樹脂パウダーの種類により異なる
が、通常７０〜１００℃の範囲で行なうことができる。
印刷された導電性バンプ２０３は、熱処理により粘度が
１００００Ｐａ・ｓ以上となり、多少の接触があっても
形状を損なうことはない。なお、メタルマスクにより印
刷を行なった後、熱処理を行なってもよいが、メタルマ
スク印刷の後、メタルマスクを配置したまま熱処理を行
なっても良い。これにより、メタルマスクの開口形状そ
のままのバンプ形状を保持することができる。熱処理後
の形状を図２（ｃ）に示す。以上のように形成した導電
性バンプ２０３は、熱処理により形状が維持されるが、
導電性バンプ中の液状エポキシ樹脂は、熱可塑性樹脂パ
ウダー中に吸収されているだけであり、未硬化の状態で
保持されている。

【００４０】次いで、図２（ｄ）のように回路基板上に
前記導電性バンプ２０３を形成した半導体チップ２０１
をフリップチップ実装する。回路基板２０４上に形成さ
れた配線パターン２０５上に前記半導体チップ２０１を
位置合わせして重ね、加熱加圧により接着させる。前記
のように半導体チップ上に形成した導電性バンプ２０３
のエポキシ樹脂は、未硬化状態であるため導電性バンプ
２０３は縮むことなく電気的接続が可能である。加熱加
圧は、導電性バンプ中のエポキシ樹脂が硬化する温度
で、かつすべての電極が接触する状態で行なわれる。な
お、加圧して接触させた後、無加圧で熱処理することで
も同様の結果が得られる。このようにして作製されたフ
リップチップ実装形態は、導電性バンプ中の熱可塑性樹
脂の存在により硬化後も可撓性があり、接続信頼性はき
わめて高いものである。また、この後、半導体チップ２
０１と回路基板間に封止樹脂を封止すると信頼性は更に
高くなる。

【００４１】図３（ａ）〜（ｅ）は上記に述べた本発明
の導電性ペーストを用いて、半導体チップを回路基板に
フリップチップ実装する方法を示す別の工程断面図であ
る。図３（ａ）は、回路基板３０１とその表面に形成さ
れた配線パターン３０２である。図３（ｂ）は、この回
路基板３０１の表面に形成した接着フィルム３０３を示
している。接着フィルム３０３は、導電性ペーストを印
刷するためのマスクとして機能するものであればなんで
も良く、ポリエチレンテレフタレートやポリフェニレン
サルファイドなどが利用できる。このようなフィルムに
接着剤を塗布し、前記回路基板上に張り合わせることで
得られる。次に、張り合わせた接着フィルム３０３に前
記回路基板上の配線パターン３０２まで穴加工を行な
う。穴加工はレーザ加工で行なうのが良い。配線パター
ン３０２表面まで加工できるからである。このようにし
て穴加工を行なった接着フィルム上から本発明の導電性
ペーストをスキージを用いて印刷し、開口部に充填す
る。この状態を示したものが図３(ｃ)である。次いで、
熱処理により導電性ペースト粘度を上昇させて形状保持
させ、更に接着フィルム３０３を剥離する。熱処理によ
り導電性ペーストは形状保持されているので、接着フィ
ルム厚みと開口径に対応した導電性バンプ３０４が形成
される。次に、図３（ｄ）に示すように取り出し電極３
０６を形成した半導体チップ３０５を位置合わせして重
ねて前述のように実装する。これにより安定したフリッ
プチップ半導体実装が得られる。なお、図３では、回路
基板３０１に接着フィルム３０３を張り合わせてから穴
加工、導電性ペースト充填を行なったが、接着フィルム
３０３に穴加工を行ない、かつ導電性ペーストを充填し
て熱処理した後、回路基板に接着させる方法でも同様の
結果が得られることはいうまでもない。

【００４２】図５（ａ）〜（ｃ）は上記に述べた本発明
の導電性ペーストを用いて作製した導電性バンプを用い
て、回路基板同士を電気接続する方法を示す工程断面図
である。図５（ａ）は、接続を行なう回路基板であり、
５０１は回路基板用基材、５０２はインナービア、５０
３は配線パターンである。本回路基板は、４層の配線パ
ターン層を有する。本回路基板の配線パターン５０３ａ
の部分に導電性ペーストを用いて、前述のような方法で
導電性バンプ５０４を形成する。次いで、図５（ｂ）の
ように、前記導電性バンプ５０４を接続する回路基板５
０５の配線パターン５０６の内の特定の配線パターン５
０６ａの部分に位置合わせする。この後、加熱加圧し、
前記導電性バンプ５０４により電気的、機械的接続を行
なうものである。接続する回路基板はどのようなもので
あっても良く、フレキシブル基板、ガラスエポキシ基
板、紙フェノール基板、セラミック基板などが利用でき
る。

【００４３】図６（ａ）〜（ｈ）は上記に述べた本発明
の導電性ペーストを用いて、部品内蔵基板を作製する方
法を示す別の工程断面図である。図６（ａ）は、回路基
板用のプリプレグ６００を示し、図６（ｂ）は、このプ
リプレグ６００に貫通孔６０１を形成したものである。
次いで、図６（ｃ）では、この貫通孔６０１に本発明の
導電性ペースト６０２を充填し、熱処理により形状を保
持させた状態を示している。図６（ｄ）は、離型キャリ
ア６０３上に配線パターン６０４を形成し、この配線パ
ターン６０４上に半導体チップ６０５をフリップチップ
実装する。フリップチップ実装は、図２に示した方法で
形成しても良いし、既存の金属バンプ６０６を用いて形
成しても良い。図６(ｅ)は、図６（ｄ）のようにして配
線パターン６０７を形成した離型キャリア６０８であ
る。離型キャリア６０３、６０８は、銅などの金属箔で
も良いが、ポリエチレンテレフタレートなどの有機フィ
ルムでも使用できる。配線パターン６０４、６０７は、
前記離型キャリア上に銅などの金属を電解メッキ法など
で形成し、エッチングにより配線パターンを形成しても
良いし、有機フィルム上であれば接着層を介して銅など
の金属箔をラミネートしてからエッチング法により、配
線パターンとなるよう形成しても良い。このようにして
作製された、導電性ペーストを充填したプリプレグ６０
０と半導体チップ６０５をフリップチップ実装した離型
キャリア６０３、および配線パターン６０７を形成した
離型キャリア６０８を図６（ｆ）のように位置合わせし
て重ね、過熱加圧することで、図６（ｇ）のように半導
体６０５がプリプレグ６００内に内蔵された回路基板が
形成できる。この時、半導体チップ６０５を内蔵するた
めプリプレグ中の樹脂は流動するが、形状保持された導
電性ペースト６０２よりなるビアは、形状がそのまま維
持され層間の接続を保持できる。このようにして作製さ
れた回路基板の両面の離型キャリア６０８、６０３を剥
離することで、半導体を内蔵した回路基板が得られる。
図６では、半導体の内蔵だけを図示したが、コンデンサ
や抵抗体などのチップ部品を同様に内蔵することもでき
ることは言うまでもない。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を以下に示す。

【００４５】（実施例１）本発明の第１の実施例では図
２（ａ）に示すように取り出しアルミニウム電極を形成
した半導体チップ（シリコン、１０ｍｍ角）を用いた。
この半導体チップ上の１５０μｍ角のアルミニウム電極
にメタルマスクを用いて、導電性ペーストを径１００μ
ｍ、高さ５０μｍの形状に印刷を行なった（図２
（ｂ））。なお、半導体チップのアルミニウム電極のピ
ッチは３００μｍであった。この導電性ペーストとし
て、球形状ならびにフレーク形状のＣｕ金属粒子（比表
面積：１．１ｍ²／ｇ）８５質量％と樹脂組成としてビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８油
化シェルエポキシ製）１１質量％と、熱可塑性樹脂パウ
ダーとしてポリアミドのパウダー（平均粒径：２５μ
ｍ）を１質量％および硬化剤としてアミンアダクト硬化
剤（ＭＹ−２４味の素製）３質量％を三本ロールにて
混練したものをメタルマスクを用いてメタルマスクの開
口部に充填した。充填方法は、前記のメタルマスクに既
存のスクリーン印刷機を用いて直接半導体チップ上に３
００ｇの導電性ペーストをポリウレタンスキージで刷り
込んだ。導電性ペーストの室温におけるＥ型粘度計で
０．５ｒｐｍ時の粘度は、２０Ｐａ・ｓであった。

【００４６】導電性ペーストが印刷された半導体チップ
から前記メタルマスクを剥離し、９０℃で５分間乾燥を
行なった。これにより導電性ペーストが増粘して導電性
バンプが形成できた。半導体チップ上に形成した導電性
バンプの粘度は測定できないので、別途導電性ペースト
だけを同条件で熱処理して粘度測定を行なったところ、
２０、０００Ｐａ・ｓであった。以上のようにして作製
された半導体チップ上の導電性バンプは、指などに接触
しても形状が変形しないものであった。このようにして
作製した導電性バンプを形成した半導体チップを回路基
板上に位置合わせして実装した（図２（ｄ））。実装条
件は、導電性バンプ１つ当たり２０ｇの加圧を行ないな
がら１５０℃で３０分保持したものである。これにより
導電性バンプは、高さを維持したまま導電性バンプ中の
液状エポキシ樹脂が溶融し、回路基板上の電極に機械的
に接着された。本方法で導電性ペーストを用いたとき
の、半導体チップと回路基板との接続抵抗値は、１導電
性バンプ当たり２０ｍΩと低いものであった。前述の熱
処理を行ない高さが保持されていながら低い接続抵抗が
得られていることがわかる。なお、本実施例ではメタル
マスクを用いて印刷を行ない、メタルマスク剥離後熱処
理を行なったが、メタルマスク印刷後メタルマスクを保
持したまま熱処理を行ない形状保持した後、メタルマス
クを剥離しても同様の結果が得られた。

【００４７】（実施例２）本発明の第１の実施例とは異
なり、図３に示す回路基板上に形成した導電性バンプに
より電子部品を実装する形態について述べる。回路基板
３０１上に形成した配線パターン３０２に半導体チップ
をフリップチップ実装する。配線パターンを有する回路
基板上にポリエチレンテレフタレートフィルム（５０μ
ｍ厚み）をロールラミネート法で接着する。更に、エキ
シマレーザーを用いて、前記回路基板上の配線パターン
までポリエチレンテレフタレートフィルムに穴あけを行
なう。穴あけ形状は、径１００μｍ、２００μｍピッチ
で開口した。このようにして形成した開口部に導電性ペ
ーストを、ポリエチレンテレフタレートフィルムをマス
クとしてポリウレタンスキージを用いて、充填を行なっ
た（図３（ｃ））。充填した導電性ペーストは、平均粒
径２μｍのＣｕ粉を８７質量％と、樹脂として１０質量
％のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エピコート８０
７油化シェルエポキシ製）、熱可塑性樹脂としてポリ
メチルメタアクリレートのパウダーを０．５質量％およ
び硬化剤としてアミンアダクト硬化剤（ＰＮ−２３味
の素製）２．５質量％を三本ロールにて混練し、これを
充填した。本導電性ペーストを充填した回路基板を９０
℃で１０分間熱処理し、導電性ペーストを増粘させた。
増粘させた後、前記ポリメチルメタアクリレートを剥離
し、回路基板上に導電性バンプを形成させることができ
た。本導電性バンプは、増粘により形状が維持され、指
触しても変形は起こらないばかりか、エポキシ樹脂は未
硬化状態である。

【００４８】このようにして作製した導電性バンプ上に
半導体チップを位置合わせして実装を行なった。実装条
件は、導電性バンプ１つ当たり１５ｇの加重をかけなが
ら１７５℃で３０分間保持することで行なった。このよ
うにして作製された半導体実装基板を評価した結果、本
発明の導電性ペーストを用いたときの、半導体チップと
回路基板の接続抵抗値は、平均で１５ｍΩと極めて低い
ものであった。また、ヒートサイクル試験（−５５℃〜
１２５℃各３０分）の１０００サイクルまでの接続抵抗
値の変化は初期抵抗値に対して１０％以下であり、接続
信頼性が損なわれていない。なお、本実施例では、半導
体チップを実装したもので評価を行なったが半導体チッ
プを実装後、既存の封止樹脂を半導体チップと回路基板
の間に充填したものでは、封止樹脂の硬化収縮により更
に接続抵抗が１２．５ｍΩと低下し、信頼性に関する接
続抵抗変化も少なかった。

【００４９】また、本実施例では、ポリエチレンテレフ
タレートフィルムを回路基板に張り合わせてから穴加工
を行なったが、ポリエチレンテレフタレートフィルムに
レーザなどで開口し、導電性ペーストを充填後、回路基
板に接着させて熱処理する方法であっても良い。更に、
熱処理後導電性バンプを形成したものを用いて、図５に
示すように別の回路基板と電気接続させることもでき
る。半導体チップの代わりに図６（ｂ）に示したように
別の回路基板５０５を導電性バンプと位置合わせして重
ね、加熱加圧により回路基板同士を電気的、機械的に接
続させることが容易にできる。

【００５０】（実施例３）本発明の導電性ペーストを用
いて、図４のようなインナービア構成の回路基板を作製
することができる。プリプレグとしては２００μｍの厚
みのアラミド不織布（帝人（株）製ＴＡ−０１）にエポ
キシ樹脂を含浸したものを使用し、このプリプレグの両
面に厚み２０μｍのポリエチレンフィルムを熱プレスを
用いて前記エポキシ樹脂が硬化しないような１００℃の
温度で１ＭＰａの圧力で張り合わせ、ドリルを用いてこ
の基材に直径０．２ｍｍの貫通孔を形成した。不織布を
用いたプリプレグの場合、この工程で圧縮を行ない、な
るべく気泡や隙間を無くすように行なうことが肝要であ
り、真空中で張り合わせると良い。

【００５１】この貫通孔にビアホール充填用の導電性ペ
ーストとして、球形状のＣｕ金属粒子（平均粒子径２μ
ｍ、酸素濃度０．５質量％）８７質量％と、樹脂組成と
してビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２
８油化シェルエポキシ製）３質量％とグルシジルエス
テル系エポキシ樹脂（ＹＤ−１７１東都化成製）７質
量％、熱可塑性樹脂としてポリフェニレンオキサイドの
パウダーを１質量％および硬化剤としてアミンアダクト
硬化剤（ＭＹ−２４味の素製）２質量％を三本ロール
にて混練したものを充填した。充填方法は、前記のポリ
エチレンフィルムをマスクとし、既存のスクリーン印刷
機を用いて直接ポリエチレンフィルム上に３００ｇの導
電性ペーストをポリウレタンスキージで刷り込んだ。基
板サイズは５００×５００ｍｍである。このようにして
作製された導電性ペーストを充填したプリプレグを１０
０℃、５分間の熱処理により導電性ペーストを増粘させ
て形状保持させた。なお、１００℃、５分間程度の加熱
では、前記プリプレグ中のエポキシ樹脂は硬化せず、未
硬化のままであることは言うまでもない。導電性ペース
トが充填され増粘されたプリプレグから前記ポリエチレ
ンフィルムを剥離し、代わりに厚さ３５μｍの銅箔をプ
リプレグの上下面に張り合わせ、これを熱プレスを用い
てプレス温度１８０℃、圧力５ＭＰａで６０分間加熱加
圧して両面銅張板を形成した。

【００５２】以上のような方法を用いて形成した両面銅
張板を公知のエッチング技術を用いて電極パターンを形
成した。形成された本導電性ペーストによるインナービ
アは、増粘により形状維持されているので、熱プレスで
の加熱加圧にも変形せず、またプリプレグ中に浸透する
こともなく円柱状のビアが形成されている。本実施例に
おけるインナビアホールの接続抵抗値は、１つのビア当
たり平均で２．５ｍΩであった。なお、ビアの接続抵抗
値の測定方法は、前記両面基板に形成したビアを直列に
５００個銅箔で形成した配線を通して４端子測定法で測
定し、銅箔分の抵抗を差し引き、５００個の抵抗から求
めたものである。また、接続抵抗の信頼性を評価するた
め、半田リフロー試験、温度サイクル試験を行なった。
半田リフロー試験は、最高温度が２６０℃で１０秒のベ
ルト式リフロー試験機を用いて１０回通すことで行なっ
た。また、温度サイクル試験は、高温側が１２５℃、低
温側が−６０℃の温度で各３０分間保持し、２００サイ
クル行なった。このとき導電性ペーストによるインナ−
ビア接続抵抗もほとんど初期性能と変化がなかった。

【００５３】（実施例４）次に、本発明の導電性ペース
トを用いた、図６に示す部品内蔵回路基板の作製方法に
ついて述べる。実施例３と同様に本実施例では、直径
０．２ｍｍの貫通孔を形成したプリプレグ（厚み６００
μｍ）に、導電性ペーストの導電粒子として平均粒径２
μｍのＣｕ粉を８５質量％と、樹脂として１１質量％の
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エピコート８０７
油化シェルエポキシ製）、熱可塑性樹脂としてポリカー
ボネートのパウダーを１質量％および硬化剤としてアミ
ンアダクト硬化剤（ＰＮ−２３味の素製）３質量％を
三本ロールにて混練し、これを充填した（図６
（ｃ））。次いで、本導電性ペーストを充填したプリプ
レグを１００℃で１０分間熱処理し、形状保持を行なっ
た。このようにプリプレグを熱処理した後、ポリエチレ
ンフィルムを剥離した。

【００５４】次に、銅箔に銅層を電解メッキした離型キ
ャリアを準備し、半導体チップ（１０ｍｍ角、厚み３０
０μｍ）をフリップチップ実装した（図６（ｄ））。配
線付離型キャリア（古河電工製ピーラブル銅箔：９０μ
ｍ銅箔に１２μｍ銅層をメッキしたもの）は、９０μｍ
の離型キャリアに１２μｍの銅を電解メッキで形成した
ものであり、既存のエッチング技術を用いて、表層の銅
メッキ層のみを配線パターン状に加工したものである。
半導体チップの実装方法は、既存のはんだバンプを用い
た実装方法である。また、別途図６（ｅ）に示すように
作製した配線パターン付離型キャリアを準備し、先に作
製した導電性ペーストを充填したプリプレグと位置合わ
せして重ねる。次いで、これを熱プレスを用いてプレス
温度１８０℃、圧力５ＭＰａで６０分間加熱加圧して、
前記プリプレグ中に半導体チップを内蔵させ、同時に導
電性ペーストおよびプリプレグ中のエポキシ樹脂を硬化
させた。導電性ペーストによるインナービア部は、半導
体チップを内蔵したにもかかわらず、形状が変形せず、
かつプリプレグ中への浸透もなかった。また、インナー
ビアホールの接続抵抗値も５ｍΩと低いものであった。
更に、インナービア接続においてもヒートサイクル試験
（−５５℃〜１２５℃各３０分）の１０００サイクルま
でのインナービア抵抗値の変化は初期抵抗値に対して１
０％以下であり、ビアホールの信頼性が損なわれていな
い。

【００５５】

【発明の効果】以上に説明したように、金属フィラー
と、１分子に２個以上のエポキシ基を含有した液状エポ
キシ樹脂、および熱可塑性樹脂パウダー、潜在性硬化剤
を含有する導電性ペーストにより、熱処理によって前記
熱可塑性樹脂パウダーに前記液状エポキシ樹脂を膨潤さ
せて増粘させることができる。この結果、前記エポキシ
樹脂が未硬化の状態で形状を維持できるので、半導体チ
ップやチップ部品を回路基板に接続するためのバンプ用
として最適なものとなる。

【００５６】特に、本発明の導電性ペーストにより形成
した導電性バンプは、接続のための加圧でも形状が変形
せず、バンプ間の絶縁を保持したままで機械的、電気的
接続が得られる。このため、狭ピッチの接続に最適であ
る。また、バンプ高さを一定の高さで保持できるので、
熱膨張係数を異なる半導体と回路基板の接続に対して安
定な接続が得られる。

【００５７】更に、回路基板用のインナービア接続用導
電性ペーストとしてその形状維持性を利用することで、
基板材料中への染み出しや断線を防止でき、信頼性の高
いインナービア接続が実現できる。また、同様に回路基
板間を微細に電気接続させるための導電性接着剤として
も信頼性の高い電気接続を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における多層回路基板の構造
断面図である。

【図２】同実施例における半導体チップのフリップチ
ップ実装方法を示す工程断面図である。

【図３】同実施例における別の半導体チップのフリッ
プチップ実装方法を示す工程断面図である。

【図４】同実施例における多層回路基板の製造方法を
示す工程断面図である。

【図５】同実施例における回路基板同士の接続方法を
示す工程断面図である。

【図６】同実施例における部品を内蔵した回路基板の
形成方法の工程断面図である。

【図７】従来例におけるインナービアの断面図であ
る。

【符号の説明】

１０１積層基材１０２導電性ペーストによるインナービア１０３内層配線パターン１０４最外層配線パターン２０１半導体チップ２０２取り出し電極２０３導電性バンプ２０４回路基板２０５配線パターン３０１回路基板３０２配線パターン３０３接着フィルム３０４導電性バンプ３０５半導体チップ３０６取り出し電極４０１プリプレグ４０２貫通孔４０３導電性ペースト４０４銅箔４０５最外層配線パターン５０１回路基板用基材５０２インナービア５０３、５０３ａ配線パターン５０４導電性バンプ５０５回路基板５０６、５０６ａ配線パターン６００プリプレグ６０１貫通孔６０２導電性ペースト６０３離型キャリア６０４配線パターン６０５半導体チップ６０６金属バンプ６０７配線パターン６０８離型キャリア７００基板材料７０１配線パターン７０２導電性ペーストによるインナービア７０２ａ，７０２ｂ染み出し部分

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０９Ｊ 9/02 ５Ｅ３１９Ｃ０９Ｊ 9/02 101/10 ５Ｅ３３６ 101/10 123/06 ５Ｅ３４４ 123/06 133/12 ５Ｅ３４６ 133/12 163/00 ５Ｆ０４４ 163/00 169/00 ５Ｇ３０１ 169/00 171/12 171/12 177/00 177/00 201/00 201/00 Ｈ０１Ｂ 1/22 ＡＨ０１Ｂ 1/22 Ｈ０５Ｋ 1/09 ＡＨ０１Ｌ 23/12 1/11 ＮＨ０５Ｋ 1/09 1/14 Ａ 1/11 1/18 Ｌ 1/14 Ｒ 1/18 3/32 Ｚ 3/36 Ａ 3/32 3/40 Ｋ 3/36 3/46 Ｎ 3/40 Ｑ 3/46 Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０３Ｃ //(Ｃ０８Ｌ 63/00 ６０４Ｅ 101:00） 23/12 Ｎ (72)発明者朝日俊行大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小松慎五大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者山本義之大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4E351 AA03 AA04 BB01 BB24 BB31 BB35 BB46 CC11 DD01 DD52 EE02 EE03 EE12 EE16 EE18 EE27 GG06 4F072 AB06 AD23 AF01 AG03 AL13 4J002 AB032 BB032 BG062 CD021 CD051 CD131 CG002 CH072 CL002 DA076 EL137 EN077 EQ027 ET007 ET017 EV217 FD147 GQ01 4J040 BA032 DA022 DF052 EC041 EC061 EC161 ED092 EE062 EG002 HA066 HB22 HC12 HC15 HC19 HD16 JA03 JB02 JB10 KA03 KA16 KA25 LA06 LA08 LA09 MA10 NA20 PA24 PA30 5E317 AA24 BB01 BB11 CC22 CC25 CD21 CD34 GG11 5E319 AA03 AC01 AC11 CC12 GG01 5E336 AA07 BB02 BB15 BC01 CC32 CC36 CC44 CC51 EE05 GG11 5E344 AA02 AA22 BB02 BB04 CC14 CC23 CD02 CD23 DD06 EE06 5E346 AA12 AA15 AA35 AA43 AA60 BB01 CC02 CC08 CC31 DD02 DD12 EE02 EE09 EE13 FF18 FF45 GG28 GG40 HH07 5F044 KK07 KK18 KK19 LL07 QQ03 QQ04 5G301 DA02 DA57 DD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）平均粒径が０．５〜２０μｍの範
囲の金属フィラー８０〜９５質量％、（ｂ）１分子に２
個以上のエポキシ基を含有した液状エポキシ樹脂４．４
８〜１５．３質量％、（ｃ）熱可塑性樹脂パウダー０．
０２〜１．７質量％、（ｄ）潜在性硬化剤０．５〜３質
量％を含有し、その粘度が室温で５００Ｐａ・ｓ以下で
あることを特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】請求項１に記載の導電性ペーストであっ
て、熱処理によって前記熱可塑性樹脂パウダーに前記液
状エポキシ樹脂が膨潤することで非可逆的に前記導電性
ペーストの粘度を前記エポキシ樹脂が未硬化の状態で制
御できる導電性ペースト。
【請求項３】前記熱処理が、７０〜１００℃の範囲で
行なうことによって、前記導電性ペーストの粘度が１０
０００Ｐａ・ｓ以上となり、前記エポキシ樹脂が未硬化
状態で保持される請求項２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】前記熱可塑性樹脂パウダーが、ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリカーボネート、エチルセルロー
ス、ポリメチルメタアクリレート、ポリアミド、ポリエ
チレンからなる群から選択された１種以上である請求項
１〜３のいずれかに記載の導電性ペースト。
【請求項５】請求項１に記載の導電性ペーストによる
突起電極であって、回路基板上の任意の場所に形成さ
れ、かつ前記突起電極が前記導電性ペースト中の前記液
状エポキシ樹脂が未硬化状態で、かつ粘度が１００００
Ｐａ・ｓ以上で形状維持させることを特徴とする導電性
バンプ。
【請求項６】請求項１に記載の導電性ペーストによる
突起電極であって、電子部品の取り出し電極上の任意の
場所に形成され、かつ前記突起電極が前記導電性ペース
ト中の前記液状エポキシ樹脂が未硬化状態で、かつ粘度
が１００００Ｐａ・ｓ以上で形状維持させることを特徴
とする導電性バンプ。
【請求項７】請求項１に記載の導電性ペーストを用い
て回路基板上の任意の場所に印刷により突起電極を形成
し、熱処理により粘度を上昇させ、前記突起電極が前記
導電性ペースト中の前記液状エポキシ樹脂が未硬化状態
で、かつ粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上で形状維持させ
ることを特徴とする導電性バンプの形成方法。
【請求項８】請求項１に記載の導電性ペーストを用い
て電子部品の取り出し電極上の任意の場所に印刷により
突起電極を形成し、熱処理により粘度を上昇させ、前記
突起電極が前記導電性ペースト中の前記液状エポキシ樹
脂が未硬化状態で、かつ粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上
で形状維持させることを特徴とする導電性バンプの形成
方法。
【請求項９】回路基板上の任意の場所に印刷により突
起電極を形成する工程が、前記回路基板上に剥離シート
を貼り合わせ、前記貼り合わせた剥離シートに穴加工を
行ない、前記穴に請求項１に記載の導電性ペーストを充
填した後、熱処理して更に剥離シートを剥離したことを
特徴とする導電性バンプの形成方法。
【請求項１０】回路基板上の任意の場所に印刷により
突起電極を形成する工程が、剥離シートに穴加工を行な
い、前記穴に請求項１に記載の導電性ペーストを充填し
た後に熱処理し、更に前記剥離シートを回路基板に位置
合わせして重ね、前記回路基板より前記剥離シートを剥
離することにより導電性バンプを前記回路基板に転写す
ることを特徴とする導電性バンプの形成方法。
【請求項１１】回路基板上の任意の場所に印刷により
突起電極を形成する工程が、前記回路基板上に任意の部
分が開孔したメタルマスクを位置合わせして重ね、請求
項１に記載の導電性ペーストを前記メタルマスクにより
充填した後、熱処理して更に前記メタルマスクを剥離す
ることを特徴とする導電性バンプの形成方法。
【請求項１２】少なくとも１層以上の配線パターンを
有する回路基板と半導体素子をフリップチップ実装する
方法であって、（ａ）請求項１に記載の導電性ペースト
を用いて前記回路基板に導電性バンプを印刷する工程
と、（ｂ）前記導電性バンプを形成した前記回路基板を
熱処理して前記導電性バンプの形状を維持する工程と、
（ｃ）前記半導体素子の表面電極と前記回路基板に形成
した導電性バンプを位置合わせして実装する工程と、
（ｄ）前記半導体を実装した回路基板を加熱し、前記導
電性バンプを硬化させることで電気的接続と機械的接続
を行なう工程とを少なくとも含むことを特徴とする導電
性バンプの接続方法。
【請求項１３】少なくとも１層以上の配線パターンを
有する回路基板と少なくとも１つ以上の取り出し電極を
有する電子部品を実装する方法であって、（ａ）請求項
１に記載の導電性ペーストを用いて前記電子部品に導電
性バンプを印刷する工程と、（ｂ）前記導電性バンプを
形成した前記電子部品を熱処理して前記導電性バンプの
形状を維持する工程と、（ｃ）前記回路基板の表面電極
と前記電子部品に形成した導電性バンプを位置合わせし
て実装する工程と、（ｄ）前記電子部品を実装した回路
基板を加熱し、前記導電性バンプを硬化させることで電
気的接続と機械的接続を行なう工程とを少なくとも含む
ことを特徴とする導電性バンプの接続方法。
【請求項１４】少なくとも１層以上の配線パターンを
有する第１の回路基板と、少なくとも１層以上の配線パ
ターンを有する第２の回路基板を接続する方法であっ
て、（ａ）請求項１に記載の導電性ペーストを用いて前
記第１の回路基板に導電性バンプを印刷する工程と、
（ｂ）前記導電性バンプを形成した前記第１の回路基板
を熱処理して前記導電性バンプの形状を維持する工程
と、（ｃ）前記第２の回路基板の表面電極と前記第１の
回路基板に形成した導電性バンプを位置合わせして重ね
る工程と、（ｄ）前記重ね合わせた第１および第２の回
路基板を加熱し、前記導電性バンプを硬化させることで
前記第１と第２の回路基板の電気的接続と機械的接続を
行なう工程とを少なくとも含むことを特徴とする導電性
バンプの接続方法。
【請求項１５】前記工程（ｃ）の後に、前記重ね合わ
せる半導体素子、電子部品又は第２の回路基板と、回路
基板との間に封止樹脂を注入する工程を付加した請求項
１２〜１４のいずれかに記載の導電性バンプの接続方
法。
【請求項１６】前記工程（ａ）が、前記回路基板上に
剥離シートを貼り合わせ、前記貼り合わせた剥離シート
に穴加工を行ない、請求項１に記載の導電性ペーストを
充填した後、熱処理し、更に剥離シートを剥離して行な
う請求項１２〜１４のいずれかに記載の導電性バンプの
接続方法。
【請求項１７】前記工程（ａ）が、剥離シートに穴加
工を行ない、請求項１に記載の導電性ペーストを充填し
た後に熱処理し、更に前記剥離シートを回路基板に位置
合わせして重ね、前記回路基板より前記剥離シートを剥
離したことにより導電性バンプを前記回路基板に転写す
る請求項１２〜１４のいずれかに記載の導電性バンプの
接続方法。
【請求項１８】前記（ａ）が、前記回路基板上に任意
の部分が開孔したメタルマスクを位置合わせして重ね、
請求項１に記載の導電性ペーストを前記メタルマスクに
より充填した後、熱処理して更に前記メタルマスクを剥
離する請求項１２〜１４のいずれかに記載の導電性バン
プの接続方法。
【請求項１９】少なくとも１枚以上の絶縁基材層と２
つ以上の電極層を有し、各々の絶縁基材上に開けられた
ビアホール中に、請求項１又は２に記載の導電性ペース
トを充填して硬化させることにより各電極層毎に電気的
に接続したことを特徴とする回路基板。
【請求項２０】前記絶縁基材が、補強材と熱硬化性樹
脂の複合材である請求項１９に記載の回路基板。
【請求項２１】前記絶縁基材が、アラミド不織布とエ
ポキシ樹脂の複合材である請求項１９に記載の回路基
板。
【請求項２２】少なくとも無機質フィラー７０〜９５
質量％と熱硬化樹脂組成物５〜３０質量％を含む混合物
からなる電気絶縁性基板の内部に、少なくとも１つ以上
の能動部品および／あるいは受動部品を内蔵し、かつ複
数の配線パターンと前記配線パターン間を、請求項１に
記載の導電性ペーストの硬化物よりなるビアにより電気
的に接続することを特徴とする回路基板。
【請求項２３】前記無機質フィラーが、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｍ
ｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ₂からなる群から選択され
た１種以上である請求項２２に記載の回路基板。
【請求項２４】前記配線パターンが、銅箔および／あ
るいは導電性樹脂組成物よりなる請求項２２に記載の回
路基板。
【請求項２５】前記能動部品が、半導体ベアーチップ
よりなり、前記配線パターンとフリップチップ実装され
ている請求項２２又は２４に記載の回路基板。
【請求項２６】少なくとも未硬化樹脂を主成分とする
プリプレグを準備する工程と、前記プリプレグの所望の
位置に貫通孔を形成し、前記貫通孔に請求項１又は請求
項２に記載の導電性ペーストを充填する工程と、前記導
電性ペーストを充填したプリプレグを熱処理し、前記導
電性ペースト中の前記熱可塑性樹脂パウダーに前記液状
エポキシ樹脂が膨潤することで非可逆的に前記導電性ペ
ーストの粘度を上昇させる工程と、前記熱処理済みのプ
リプレグの両面に金属箔を重ねて加熱加圧し、前記プリ
プレグの主成分である熱硬化樹脂と前記導電性ペースト
中の熱硬化樹脂を硬化させ、前記プリプレグと金属箔の
接着および導電性ペーストと金属箔の電気接続を行なう
工程と、前記最外層部の金属箔を加工して配線パターン
を形成する工程を少なくとも含むことを特徴とする回路
基板の製造方法。
【請求項２７】少なくとも未硬化樹脂を主成分とする
プリプレグを準備する工程と、前記プリプレグの所望の
位置に貫通孔を形成し、前記貫通孔に請求項１又は請求
項２に記載の導電性ペーストを充填する工程と、前記導
電性ペーストを充填したプリプレグを熱処理し、前記導
電性ペースト中の前記熱可塑性樹脂パウダーに前記液状
エポキシ樹脂が膨潤することで非可逆的に前記導電性ペ
ーストの粘度を上昇させる工程と、離型キャリアの片面
に配線パターンを形成する工程と、前記離型キャリアの
配線パターン上に能動部品および／もしくは受動部品を
実装する工程と、前記部品実装済み配線パターンを有す
る前記離型キャリアの部品実装面に前記導電性ペースト
を充填したプリプレグを位置合わせして重ね、更に別途
作製した前記離型キャリア上に配線パターンを有する離
型キャリアの配線パターン面を内側にして重ね、前記受
動部品および／もしくは能動部品を前記プリプレグに埋
没一体化させる工程と、加熱加圧することで、前記プリ
プレグ中の熱硬化樹脂および導電性ペースト中の熱硬化
樹脂を硬化させる工程と、前記最外層部の離型フィルム
を剥離する工程を少なくとも含むことを特徴とする回路
基板の製造方法。