JP2008227008A - 導電性ペースト組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】通常の印刷手法によってビアホールに充填することができ、環境負荷を低減する点から好ましく、ビア欠陥がなく、ビアの接続信頼性が高く、ビアの抵抗値を非常に小さくすることができる、導電性ペースト組成物を提供する。
【解決手段】多層配線基板のビア充填用導電性ペースト組成物において、所定の質量比で導電粉末とバインダー成分とを含み、導電粉末を１３０℃以上２４０℃以下の融点を有する非鉛半田粒子（第１の合金粒子）およびＡｕ，Ａｇ，Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一種以上（第２の金属粒子）とし、第１の合金粒子と第２の金属粒子とを所定の質量比とし、バインダー成分を加熱により硬化する重合性単量体の混合物（バインダー成分１）とＴｇが第１の合金粒子の融点未満の熱可塑性樹脂組成物（バインダー成分２）との混合物とし、バインダー成分１をマレイミド類を含有する混合物とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビアホールに充填してビアを形成するための導電性ペースト組成物に関し、特に、複数の配線基板同士を積層してなる多層配線基板のビアホールに充填するのに用いる導電性ペースト組成物に関する。

高度情報化社会の進展により、電子機器の情報処理の高速化（動作周波数の高速化）、情報通信の周波数広帯域化（ブロードバンド）が進み、電子機器に搭載される基板としては、高密度な多層配線基板が求められている。また、その配線基板材料は、比誘電率、誘電正接が低いことが求められている。

この高密度な多層配線基板としては、９０年代より、ガラスエポキシ基板からなるコア層の上下に感光性エポキシ樹脂からなるビルドアップ層を逐次積み上げたビルドアップ多層基板が提案されている。このビルドアップ多層基板は、従来の多層基板に比較して微細配線が容易なため、今日では、多くの電子機器に採用されている。

しかしながら、ビルドアップ多層配線基板においては、基板の絶縁信頼性を確保する必要上、コア基板の貫通スルーホール径や配線間隔が、コア層の上下に積層されるビルドアップ層のビア径や配線間隔に比較して大きい点、また、各層間の接続をするビア配線が銅めっきで形成されているため、製造プロセス上、ビアの上にビアを形成することができない点、といった問題があった。よって、ビルドアップ多層配線基板においては、近年要求されている、更なる高密度化に対応するには限界が見えはじめていた。

これらの問題を解決するものとして、最近では、配線設計の自由度が高く、かつ、伝送特性に優れたコアレス全層ＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）基板が注目されている。このコアレス全層ＩＶＨ基板における各層間の接続をするビア配線は導電性ペースト組成物で形成されている。よって、ビアの上にビアを形成するビアオンビア構造、および、パッドオンビア構造を形成することが可能であり、近年の更なる高密度化の要求に十分対応するものである。

ビアホール充填用の導電性ペースト組成物は、一般的には、導電粒子、樹脂および溶剤から構成される。ビアホール充填用の導電性ペースト組成物は、これらの各成分をプラネタリーミキサーで粗練し、３本ロールで混練し、さらにプラネタリーミキサーで脱泡して、製造される。

ビアホール充填用の導電性ペースト組成物としては、大別して、金属圧接ペーストと金属拡散ペーストがある。金属圧接ペーストは、溶剤揮発、樹脂の硬化収縮、積層圧力により金属粒子が接触して導通を図るものである。金属圧接ペーストにおける金属粒子としては、銀粉、銅粉、銀コート銅粉等が用いられる。

金属拡散ペーストは、積層温度よりも低温で融解し、導体パターンである銅箔に金属拡散する金属粒子を含有し、溶剤揮発、積層圧力により、この金属粒子が拡散アロイ化して導通を図るものである。このため、金属拡散ペーストにおいては、高接続信頼性が期待できる。

金属拡散ペーストにおいて用いられる金属粒子としては、共晶半田（Ｓｎ／Ｐｂ：ｍｐ１８３℃）、Ｐｂフリー半田粉（例えば、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ：ｍｐ２２０℃）、Ｓｎめっき（Ｓｎ：ｍｐ２３２℃）Ｃｕコア、ＳｎめっきＡｇコア等を挙げることができる。このうち、共晶半田はＰｂを含有しているため環境負荷が大きいため使えず、ＳｎめっきＣｕコア、ＳｎめっきＡｇコアはコストが高く好まれない。従って、金属拡散ペーストにおいて用いられる金属粒子としては、Ｐｂフリー半田粉（無鉛半田粒子）が用いられることが多い。

金属拡散ペーストに関する従来の技術としては、特許文献１には、プリント基板における絶縁基材に設けられたビアホール中に充填される導電性組成物が記載されている。この導電性組成物は、錫と銀との合金からなっており、この錫がプリント基板における導体パターンを形成する金属と固相拡散相を形成し、電気的接続がなされる。この場合、導体パターン相互の電気的接続が接触導通により行われるものではないので、層間接続抵抗値が変化し難く、層間接続の信頼性低下を防止できる、と記載されている。

特許文献２には、絶縁基板、導体配線層、バイアホール導体を具備する配線基板が記載されている。このバイアホール導体を形成する導電性ペーストとして、特許文献２の実施例においては、銀被覆銅粉末、Ｐｂ−Ｓｎ合金、エポキシ樹脂、溶剤を含有する導電性ペーストが記載されている。この発明においては、配線基板作製時における加熱により、溶融した錫成分が銅成分と反応し、Ｃｕ_３Ｓｎ等の金属間化合物が生成される。そして、金属間化合物が銅粉末間、あるいは、銅粉末と導体配線層間とを強固に接合し、耐熱性、導電性を良好にすることができる、と記載されている。

特許文献３には、無鉛半田粉末および半田フラックスを混合してなる、無鉛半田ペーストが記載されている。

特許文献４には、基材の融着温度よりも高融点の少なくとも銅を含む金属と、導体パターンと合金化でき、基材の融着温度よりも低融点の少なくともスズを含む金属と、基材の融着温度以下で融解するバインダー樹脂とが、ビアホール中に充填され、多層配線基板とされる旨が記載されている。
特許第３４７３６０１号公報 特許第３１８７３７３号公報 特許第３０７４６４９号公報 特開２００６−１６５５０８号公報

しかし、特許文献１に記載の導電性組成物は、錫および銀、場合によっては、有機溶剤を含むものであるが、樹脂を含むものではない。そのため、通常の印刷手段によってこの導電性組成物を歩留まり良くビアホールに充填することは難しく、特殊な印刷手法を採用する必要があった。

また、特許文献２に記載の導電性ペーストは、半田として鉛を含有したものを使用している。このような鉛含有半田は、鉛含有半田を使用した配線基板等を廃棄した際に、この基板から鉛が溶出して、地下水が汚染されるおそれがあり、環境負荷が大きいため問題があった。また、電子部品のＰｂフリー化の方向に逆行するものであった。

また、特許文献３に記載の無鉛半田ペーストは、樹脂を含むものではない。そのため、上記の特許文献１における場合と同様に、これをビアホールに充填する際には、特殊な印刷手法を採用する必要があった。

また、特許文献４に記載のペーストは、無鉛半田を用いると共に、樹脂を含有するペーストである。しかし、より高性能な配線基板を作製するという観点から、ビア中の導電性ペースト組成物は高度に金属拡散接合し、ビアの抵抗値が非常に低いことが要求されている現状からすると、特許文献４に記載のペーストは、改良の余地が残っているものであった。すなわち、特許文献４では、積層温度よりも高融点の銅を含む金属と、積層温度より低融点のＳｎを含む金属と、積層温度以下で融解するバインダー樹脂が、ビアホール中に充填されているが、積層温度より低融点のＳｎを含む金属や、積層温度以下で融解するバインダー樹脂では、多層板を作製する際、積層時に各層が熱融着する前にビア部からＳｎを含む金属が流出し合金化が阻害されることがあった。

そこで、本発明は、通常の印刷手法（例えば、スクリーン印刷法）によってビアホールに充填することができ、鉛を含有していないので環境負荷を低減する点から好ましく、また、多層配線基板に積層後においてビアホールに欠陥の発生がなく、ビアホールの接続信頼性が高く、ビアホールの抵抗値を非常に小さくすることができる、ビアホール充填用導電性ペースト組成物を提供することを課題とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

第１の本発明は、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材（１０）、該絶縁基材上に設けられた導体パターン（２０）を備え、該絶縁基材に導電性ペースト組成物が充填されたビア（４０）が形成されてなる配線基板（１００ａ）を、該配線基板（１００ａ）同士を複数重ね合わせて、または、該配線基板（１００ａ）とは異なる、熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板（３００）と交互に重ね合わせて、熱融着により一括積層または逐次積層してなる多層配線基板における、ビア（４０）に充填された導電性ペースト組成物であって、導電粉末と、バインダー成分とを含み、該導電粉末および該バインダー成分の質量比が、９０／１０以上９８／２未満であり、導電粉末が、第１の合金粒子と第２の金属粒子とからなり、第１の合金粒子が、１３０℃以上２４０℃以下の融点を有する非鉛半田粒子であり、第２の金属粒子が、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一種以上であり、第１の合金粒子と第２の金属粒子との質量比が、７６／２４以上９０／１０未満であり、バインダー成分が、加熱により硬化する重合性単量体の混合物（バインダー成分１）とＴｇが第１の合金粒子の融点未満の熱可塑性樹脂組成物（バインダー成分２）との混合物であり、バインダー成分１がマレイミド類を含有する混合物である、導電性ペースト組成物である。

第１の本発明の導電性ペースト組成物は、通常の印刷手法によってビアホールに充填することができ、鉛を含有していないため環境負荷を低減する点から好ましい。また、バインダー成分として、加熱により硬化する重合性単量体の混合物（バインダー成分１）とＴｇが第１の合金粒子の融点未満の熱可塑性樹脂組成物（バインダー成分２）との混合物であって、バインダー成分１がマレイミド類を含有する混合物であるものを用いることによって、金属拡散接合を阻害する事態を防ぎ、半田成分（第１の合金粒子）が第２の金属粒子および導体パターンを形成する金属との間において高度に金属拡散接合する。これにより、本発明の導電性ペースト組成物を用いた多層配線基板のビアの抵抗値を非常に小さいものとすることができると共に、多層配線基板を吸湿耐熱性、接続信頼性、および導体接着強度に優れたものとすることができる。

第２の本発明は、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材（１０）、該絶縁基材上に設けられた導体パターン（２０）を備え、該絶縁基材に導電性ペースト組成物が充填されたビア（４０）が形成されてなる配線基板（１００ａ）を、該配線基板（１００ａ）同士を複数重ね合わせて、または、該配線基板（１００ａ）とは異なる、熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板（３００）と交互に重ね合わせて、熱融着により一括積層または逐次積層してなる多層配線基板における、ビア（４０）に充填された導電性ペースト組成物であって、導電粉末と、バインダー成分とを含み、該導電粉末および該バインダー成分の質量比が、９０／１０以上９８／２未満であり、導電粉末が、第１の合金粒子と第２の金属粒子とからなり、第１の合金粒子が、１３０℃以上２４０℃以下の融点を有する非鉛半田粒子であり、第２の金属粒子が、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一種以上であり、第１の合金粒子と第２の金属粒子との質量比が、７６／２４以上９０／１０未満であり、バインダー成分が、加熱により硬化する重合性単量体の混合物（バインダー成分１）とＴｇが第１の合金粒子の融点未満の熱可塑性樹脂組成物（バインダー成分２）との混合物であり、非鉛半田粒子の融点が、バインダー成分１の硬化温度範囲に含まれている、導電性ペースト組成物である。

第２の本発明の導電性ペースト組成物は、通常の印刷手法によってビアホールに充填することができ、鉛を含有していないため環境負荷を低減する点から好ましい。また、バインダー成分として、加熱により硬化する重合性単量体の混合物（バインダー成分１）とＴｇが第１の合金粒子の融点未満の熱可塑性樹脂組成物（バインダー成分２）との混合物であって、非鉛半田粒子の融点が、バインダー成分１の硬化温度範囲に含まれるようなものを用いることによって、金属拡散接合を阻害する事態を防ぎ、半田成分（第１の合金粒子）が第２の金属粒子および導体パターンを形成する金属との間において高度に金属拡散接合する。これにより、本発明の導電性ペースト組成物を用いた多層配線基板のビアの抵抗値を非常に小さいものとすることができると共に、多層配線基板を吸湿耐熱性、接続信頼性、および導体接着強度に優れたものとすることができる。

第１および第２の本発明において、バインダー成分１はアルケニルフェノール化合物およびマレイミド類の混合物であることが好ましく、バインダー成分２はポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましく、バインダー成分１とバインダー成分２の質量比は２５／７５以上、７５／２５未満（バインダー成分１／バインダー成分２）であることが好ましい。このようなバインダー成分を、所定の質量比で混合して用いることによって、金属拡散接合を阻害する事態をより効果的に防ぎ、金属拡散接合をより促進させることができる。

第１および第２の本発明において、アルケニルフェノール化合物はジメタリルビスフェノールＡであることが好ましく、マレイミド類はビス（４−マレイミドフェニル）メタンであることが好ましく、ジメタリルビスフェノールＡおよびビス（４−マレイミドフェニル）メタンのモル比は３０／７０以上７０／３０未満（ジメタリルビスフェノールＡ／ビス（４−マレイミドフェニル）メタン）であることが好ましい。このようなバインダー成分１を用いることで、金属拡散接合をより促進させることができる。

第１および第２の本発明において、第１の合金粒子および第２の金属粒子の平均粒径は１０μｍ以下であることが好ましく、平均粒径差は２μｍ以下であることが好ましい。第１の合金粒子をこのような粒径にすることによって、導電性ペースト組成物をビアホール３０に充填しやすくなり、また、金属拡散が生じやすくなる。また、第２の金属粒子をこのような粒径とすることによって、基板を加熱積層する際における導電性ペースト組成物の粘度を調整する効果が良好となる。また、第１の合金粒子と第２の金属粒子の平均粒径差をなるべくそろえることによって、金属拡散接合を生じやすくすることができる。

第１および第２の本発明において、第１の合金粒子は、Ｓｎ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、および、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂからなる群から選ばれる一種以上の非鉛半田粒子であることが好ましい。これらの非鉛半田粒子は、錫を金属拡散接合させるという効果において信頼をおけるものである。

第１および第２の本発明において、非鉛半田粒子の融点における、絶縁基材（１０）を構成する熱可塑性樹脂組成物の貯蔵弾性率は１０ＭＰａ以上７ＧＰａ未満であることが好ましい。このような貯蔵弾性率の熱可塑性樹脂組成物を用いることで、非鉛半田粒子の融点において、熱可塑性樹脂組成物にある程度の柔軟性を持たせると共に、熔融せずにある程度の弾性率を保持させている。これにより、ビア中の導電性ペースト組成物とビアホール側面の熱可塑性樹脂組成物が相互になじむことができる。また、金属拡散接合を促進させることができる。

第１および第２の本発明において、絶縁基材（１０）を構成する熱可塑性樹脂組成物は、２６０℃以上の結晶融解ピーク温度（Ｔｍ）を有する、ポリアリールケトン樹脂および非晶性ポリエーテルイミド樹脂の混合組成物であることが好ましい。このような混合組成物を用いることによって、上記した好ましい貯蔵弾性率を備えた熱可塑性樹脂組成物とすることができる。

第１および第２の本発明において、配線基板の熱融着による一括積層または逐次積層は、温度１５０℃以上２６０℃未満、圧力３ＭＰａ以上８ＭＰａ未満で行われることが好ましい。このような条件で熱融着積層することによって、第１の合金粒子と第２の金属粒子間、および／または、第１の合金粒子と導体パターンを形成する金属との間で金属拡散接合を効果的に形成することができる。

以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
＜導電性ペースト組成物の用途＞
図１に、本発明の導電性ペースト組成物が使用される多層配線基板２００ａ、２００ｂの一般的な製造工程を模式的に示す。図１（ａ）〜（ｇ）は、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０を備えた配線基板１００ａを複数枚重ね合わせて、多層配線基板２００ａを製造する工程を示した図である。また、図１（ｈ）〜（ｌ）は、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０を備えた配線基板１００ｂおよび熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板３００を交互に重ね合わせて、多層配線基板２００ｂを製造する工程を示した図である。

本発明の導電性ペースト組成物は、配線基板１００ａのビアホール３０に充填され、これらの工程によって製造される多層配線基板２００ａ、２００ｂにおいて導体パターン２０を電気的に接続するビア４０を形成するものである。なお、図１に示した工程は、本発明の導電性ペースト組成物が使用される多層配線基板２００ａ、２００ｂの製法の一例であり、本発明の導電性ペースト組成物の用途は、これらに限定されず、導電性ペースト組成物中の第１の合金粒子の融点より高い温度で加熱することにより熱圧着して積層される他の多層配線基板においても使用することもできる。

＜導電性ペースト組成物＞
本発明の導電性ペースト組成物は、導電粉末、および、バインダー成分を含むものである。

（導電粉末）
本発明において使用する導電粉末は、第１の合金粒子と第２の金属粒子とから構成されるものである。

第１の合金粒子は、１３０℃以上２４０℃以下の融点を有する非鉛半田粒子である。このような非鉛半田粒子としては、例えば、Ｓｎ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、および、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ、を挙げることができる。さらに、これらの非鉛半田粒子の組成と融点を以下に記述する。

Ｓｎ（２３２℃）、ＳｎＡｇ３．５（２２１℃）、ＳｎＣｕ０．７（２２７℃）、ＳｎＳｂ５（２３２−２４０℃）、ＳｎＢｉ５８（１３８℃）、ＳｎＩｎ５２（１１８℃）、ＳｎＺｎ９（１９９℃）、ＳｎＡｇ４Ｃｕ０．５（２１７−２２４℃）、ＳｎＡｇ３．９Ｃｕ０．６（２１７−２２３℃）、ＳｎＡｇ３Ｃｕ０．５（２１７−２２０℃）、ＳｎＡｇ３．５Ｃｕ０．９（２１７℃）、ＳｎＡｇ３．８Ｃｕ０．７（２１７−２１８℃）、ＳｎＡｇ２．８Ｉｎ２０（１７５−１８７℃）、ＳｎＺｎ８Ｂｉ３（１９１―１９８℃）、ＳｎＡｇ３．４Ｂｉ４．８（２０１−２１５℃）、ＳｎＡｇ２Ｂｉ７．５（１９１−２１６℃）、ＳｎＡｇ１Ｂｉ５７（１３７−１３９℃）、ＳｎＡｇ２．５Ｃｕ０．５Ｂｉ１（２１４−２２１℃）、ＳｎＡｇ２Ｃｕ０．７５Ｂｉ３（２０７−２１８℃）、ＳｎＡｇ２．５Ｃｕ０．８Ｓｂ０．５（２１７−２２５℃）、ＳｎＡｇ０．２Ｃｕ２Ｓｂ０．８（２１９−２３５℃）、ＳｎＡｇ３．５Ｉｎ４Ｂｉ０．５（２１０−２１５℃）、ＳｎＡｇ３．５Ｉｎ８Ｂｉ０．５（１９７−２０８℃）。なお、上記の各元素の後の数字は、該元素の組成（質量％）を表している。また、Ｓｎの組成は他の成分以外であり、例えば、「ＳｎＡｇ３．５」では、Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３．５質量％である。

これらの非鉛半田粒子は、錫を金属拡散させるという効果において信頼をおけるものである。また、第１の合金粒子としては、これらの非鉛半田粒子の二種以上の混合物を使用することもできる。

第２の金属粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一種以上の金属粒子である。第２の金属粒子は、電気抵抗値が低い金属から形成されている粒子であり、ビアの電気伝導性を担うものである。また、第２の金属粒子は、第１の合金粒子に比べて融点が高く、加熱時における導電性ペースト組成物の粘度を保持する役割を有する。

導電粉末における、第１の合金粒子および第２の金属粒子の混合割合は、質量比で、「７６／２４」以上「９０／１０」未満である（「第１の合金粒子」／「第２の金属粒子」）。この範囲を超えて、第１の合金粒子の量が多すぎると、基板を加熱積層する際に、導電性ペースト組成物の粘度の低下が大きく、導電性ペースト組成物がビアホール３０から流出してしまうおそれがある。

第１の合金粒子および第２の金属粒子の平均粒子径は、１０μｍ以下であることが好ましい。第１の合金粒子をこのような粒径とすることによって、導電性ペースト組成物をビアホール３０に充填しやすくなり、また、金属拡散が生じやすくなる。また、第２の金属粒子をこのような粒径とすることによって、基板を加熱積層する際における導電性ペースト組成物の粘度を調整する効果が良好となる。

第１の合金粒子と第２の金属粒子の平均粒径差は、２μｍ以下であることが好ましい。このように粒径をなるべくそろえることによって、金属拡散接合を生じやすくすることができる。

（バインダー成分１）
本発明において使用するバインダー成分は、加熱により硬化する重合性単量体の混合物（バインダー成分１）と、Ｔｇが第１の合金粒子の融点未満の熱可塑性樹脂組成物（バインダー成分２）との混合物である。以下、バインダー成分１について説明する。

バインダー成分１としては、マレイミド類を含有する混合物を用いることが好ましく、アルケニルフェノール化合物およびマレイミド類の混合物を用いることがより好ましい。なお、アルケニルフェノール化合物および／またはマレイミド類が高分子化合物であっても、これらを加熱することにより、架橋反応して硬化するものであれば、本発明の重合性単量体に含まれるものとする。

アルケニルフェノール化合物としては、分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するアルケニルフェノール化合物、つまり、芳香環の水素原子の一部がアルケニル基に置換されたフェノール系化合物を挙げることができる。また、具体的には、このようなアルケニルフェノール化合物としては、ビスフェノールＡまたはフェノール性水酸基含有ビフェニル骨格にアルケニル基が結合した化合物を挙げることができる。さらに具体的には、３，３´−ビス（２−プロペニル）−４，４´−ビフェニルジオール、３，３´−ビス（２−プロペニル）−２，２´−ビフェニルジオール、３，３´−ビス（２−メチル−２−プロペニル）−４，４´−ビフェニルジオール、３，３´−ビス（２−メチル−２−プロペニル）−２，２´−ビフェニルジオール等のジアルケニルビフェニルジオール化合物；２，２−ビス［４−ヒドロキシ−３−（２−プロペニル）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−ヒドロキシ−３−（２−メチル−２−プロペニル）フェニル］プロパン（以下、「ジメタリルビスフェノールＡ」という。）等のジアルケニルビスフェノール化合物を挙げることができる。この中でも、原料コストが安く、安定供給が可能であるという点から、アルケニルフェノール化合物としては、ジメタリルビスフェノールＡを使用することが好ましい。ジメタリルビスフェノールＡの構造式を式１に示す。

マレイミド類としては、分子中に少なくとも２個のマレイミド基を有するマレイミド化合物を挙げることができ、具体的には、ビス（４−マレイミドフェニル）メタン等のビスマレイミド、トリス（４−マレイミドフェニル）メタン等のトリスマレイミド、ビス（３，４−ジマレイミドフェニル）メタン等のテトラキスマレイミドおよびポリ（４−マレイミドスチレン）等のポリマレイミド等を挙げることができる。この中でも、マレイミド類としては、原料コストが安く、安定供給可能であるという点から、ビス（４−マレイミドフェニル）メタンを使用することが好ましい。ビス（４−マレイミドフェニル）メタンの構造式を式２に示した。

このバインダー成分において、アルケニルフェノール化合物およびマレイミド類の混合比は、モル比で、「３０／７０」以上「７０／３０」未満であることが好ましい（「アルケニルフェノール化合物」／「マレイミド類」）。この範囲を超えて、バインダー成分中のどちらかの成分が多すぎると、生成する樹脂が脆くなり、ビア４０中の導電性ペースト組成物と導体パターン２０部との接着力が低下してしまう。

バインダー成分の硬化反応について、以下説明する。アルケニルフェノール化合物におけるアルケニル基は、マレイミド化合物のエチレン性不飽和基と交互共重合および／または付加反応し、またフェノール性水酸基もマレイミド基のエチレン性不飽和基と付加反応する。以下、バインダー成分として例示した、ジメタリルビスフェノールＡおよびビス（４−マレイミドフェニル）メタンの硬化機構について、具体的に説明する。まず、１２０〜１８０℃に加熱した段階で、以下の式３で示される線状の重合体が得られる。

さらに、２００℃以上に加熱すると、例えば、以下の式４で示される三次元状に架橋した重合体が得られる。

本発明においては、このようなバインダー成分の三次元架橋による硬化が、半田成分が第２の金属粒子および／または導体パターン２０を形成する金属へ金属拡散することを促進し、これにより高度な金属拡散接合が形成されると考えられている。つまり、バインダー成分が硬化する時に、ビア４０内の第１の合金粒子および第２の金属粒子に圧力がかかり、これにより、半田成分が、金属粒子および導体パターン２０を形成する金属へ金属拡散することが促進されると考えられている。バインダー成分の弾性率が、温度によって変化する様子を図２に示す。単量体混合物の弾性率は、温度の上昇により小さくなっていく。しかし、１２０〜１８０℃において式３で示した線状の重合体が形成されることによって、弾性率が急に大きくなる（図２における、「単量体混合物」のグラフから、「架橋後」のグラフとなる。）。その後、線状の重合体は、２００℃以上において、式４で示される三次元状に架橋した重合体に変化していくと考えられている。架橋後のグラフは、温度の上昇と共に小さくなる傾向はある。しかし、高温領域においても溶融することなく、一定の弾性率を保っている。

このように、１３０〜２４０℃において非鉛半田粒子が融解した時に、バインダー成分は硬化反応することにより、一定の弾性率を保持する。このように、融解した非鉛半田粒子に対して、バインダーが硬化することによる圧力がかかり、これにより本発明の導電性ペースト組成物において、金属拡散接合が促進されていると考えられる。そして、本発明の導電性ペースト組成物を用いた多層配線基板２００は、そのビアの抵抗値が非常に低いものとなり、吸湿耐熱性、接続信頼性、および、導体接着強度に優れたものになる。

このような観点から、半田粒子が溶解した段階で、バインダー成分が硬化する必要があり、非鉛半田粒子の融点が、バインダー成分の硬化温度範囲に含まれている必要がある。これに対して、バインダー成分の硬化温度範囲に比べて、非鉛半田粒子の融点が高すぎる場合は、バインダー成分が硬化する段階において、非鉛半田粒子は未だ融解していないため、金属拡散が促進されるという効果を享受することができない。また、非鉛半田粒子が溶解した段階で、すでにバインダー成分硬化しており、この硬化したバインダー成分が非鉛半田粒子の金属拡散接合を阻害する場合があるが、本発明においては、以下において説明するバインダー成分２を混合することによって、このような問題を解決している。また、バインダー成分の硬化温度範囲に比べて、非鉛半田粒子の融点が低すぎる場合は、溶解した半田成分がビアホールからはみ出してしまうおそれがある。

なお、バインダー成分の硬化温度範囲は、昇温速度１０℃／分における示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定した発熱ピークの発生温度により、測定した。

上記したように、本発明の導電性ペースト組成物は、導電粉末およびバインダー成分を含有するものであるが、この導電粉末およびバインダー成分の混合比は、質量比で、「９０／１０」以上「９８／２」未満である（「導電性粉末」／「バインダー成分」）。この範囲を超えて、導電性粉末の量が少なすぎると形成したビア４０の電気抵抗値が増加してしまう。また、この範囲を超えて、導電性粉末の量が多すぎると、導電性ペースト組成物をビアホール３０に印刷充填する作業性が悪化し、また、ビア４０中の導電性ペースト組成物と導体パターン２０との接着強度が低下してしまう。

（バインダー成分２）
バインダー成分２とは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が第１の合金粒子の融点未満の熱可塑性樹脂組成物である。本発明者が検討したところによると、バインダー成分１のみを用いた場合は、ビアの抵抗が高い場合があるという所見が得られた。そして、上記したようにバインダー成分１は、非鉛半田粒子の融点付近で硬化することによって、金属拡散接合を促進するものであるが、場合によっては、硬化したバインダー成分１が非鉛半田粒子の動きを阻害して、金属拡散接合を阻害するのではないかと考えた。

このような観点から、本発明においては、ガラス転移温度（Ｔｇ）が第１の合金粒子の融点未満であるバインダー成分２、つまり第１の合金粒子の融点付近において、柔らかくなるようなバインダー成分２を加えて、硬化したバインダー成分が金属拡散接合を阻害しないようにしたものである。また、バインダー成分２は、有機溶剤に可溶なものであるが、これは、有機溶剤に溶かして導電性ペースト組成物を形成するためである。

バインダー成分２としては、例えば、流動開始温度がリフロー温度以上であり非晶性のポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂を挙げることができる。

バインダー成分１とバインダー成分２の質量比は、２５／７５以上、７５／２５未満（バインダー成分１／バインダー成分２）であることが好ましい。このような範囲でバインダー成分を混合して用いることにより、バインダー成分が硬化して金属拡散接合を阻害するとう事態を防ぎ、ビアの金属拡散接合を効果的に促進させることができる。

＜熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０＞
熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０を形成する熱可塑性樹脂組成物としては、２６０℃以上の結晶融解ピーク温度（Ｔｍ）を有する、ポリアリールケトン樹脂および非晶性ポリエーテルイミド樹脂の混合組成物を用いることが好ましい。なお、ポリアリールケトン樹脂および非晶性ポリエーテルイミド樹脂は相溶系であり、これらの混合組成物は一つの結晶融解ピーク温度を有する。つまり、上記においては、ポリアリールケトン樹脂および非晶性ポリエーテルイミド樹脂の混合組成物が示す一つの結晶融解温度が２６０℃以上であることを意味している。

このポリアリールケトン樹脂は、その構造単位に芳香核結合、エーテル結合およびケトン結合を含む熱可塑性樹脂であり、その代表例としては、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン等があり、なかでも、ポリエーテルエーテルケトンが好ましい。なお、ポリエーテルエーテルケトンは、「ＰＥＥＫ１５１Ｇ」、「ＰＥＥＫ３８１Ｇ」、「ＰＥＥＫ４５０Ｇ」（いずれもＶＩＣＴＲＥＸ社の商品名）等として市販されている。

また、非晶性ポリエーテルイミド樹脂は、その構造単位に芳香核結合、エーテル結合およびイミド結合を含む非晶性熱可塑性樹脂であり、特に制限されるものではない。なお、ポリエーテルイミドは、「Ｕｌｔｅｍ ＣＲＳ５００１」、「Ｕｌｔｅｍ １０００」（いずれもゼネラルエレクトリック社の商品名）等として市販されている。

ポリアリールケトン樹脂および非晶性ポリエーテルイミド樹脂の混合割合としては、積層する他の配線基板１００ａ、３００との密着性を考慮した場合、ポリアリールケトン樹脂を３０質量％以上かつ７０質量％以下含有し、残部を非晶性ポリエーテルイミド樹脂および不可避不純物とした混合組成物を用いることが好ましい。ここで、ポリアリールケトン樹脂の含有率を３０質量％以上かつ７０質量％以下と限定した理由は、ポリアリールケトン樹脂の含有率が高すぎると、熱可塑性樹脂組成物の結晶性が高いために多層化する際の積層性が低下するからであり、また、ポリアリールケトン樹脂の含有率が低すぎると、熱可塑性樹脂組成物全体としての結晶性自体が低くなり、結晶融解ピーク温度が２６０℃以上であってもリフロー耐熱性が低下するからである。

この熱可塑性樹脂組成物は無機充填材を含有していてもよい。無機充填材としては、特に制限はなく、公知のいかなるものも使用できる。例えば、タルク、マイカ、雲母、ガラスフレーク、窒化ホウ素（ＢＮ）、板状炭カル、板状水酸化アルミニウム、板状シリカ、板状チタン酸カリウム等が挙げられる。これらは１種類を単独で添加してもよく、２種類以上を組み合わせて添加してもよい。特に、平均粒径が１５μｍ以下、アスペクト比（粒径／厚み）が３０以上の鱗片状の無機充填材が、平面方向と厚み方向の線膨張係数比を低く抑えることができ、熱衝撃サイクル試験時の基板内のクラック発生を抑制することができるので、好ましい。

この無機充填材の添加量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して２０質量部以上かつ５０質量部以下が好ましい。無機充填材の添加量が多すぎると、無機充填材の分散不良の問題が発生し、線膨張係数がばらつき易くなったり、強度低下を招き易くなったりするからである。また、無機充填材の添加量が少なすぎると、線膨張係数を低下させて寸法安定性を向上させる効果が小さく、リフロー工程において他の配線基板３００や導電パターン２０との線膨張係数差に起因する内部応力が発生し、基板にそりやねじれが発生するからである。

また、熱可塑性樹脂組成物は、その性質を損なわない程度に、他の樹脂や無機充填材以外の各種添加剤、例えば、安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、核剤、着色剤、滑剤、難燃剤等を適宜含有していてもよい。これら無機充填材を含めた各種添加剤を添加する方法としては、公知の方法、例えば下記に挙げる方法（ａ）、（ｂ）を用いることができる。

（ａ）各種添加剤を、ポリアリールケトン樹脂および／または非晶性ポリエーテルイミド樹脂の基材（ベース樹脂）に高濃度（代表的な含有量としては１０〜６０質量％程度）に混合したマスターバッチを別途作製しておき、これを使用する樹脂に濃度を調整して混合し、ニーダーや押出機等を用いて機械的にブレンドする方法。（ｂ）使用する樹脂に直接各種添加剤をニーダーや押出機等を用いて機械的にブレンドする方法。これらの方法の中では、（ａ）の方法が分散性や作業性の点から好ましい。さらに、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０の表面には積層性を向上させる目的でコロナ処理等を適宜施しても構わない。

＜熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０を備えた配線基板１００ａの製造方法＞
図１（ａ）〜（ｅ）に、単層の配線基板１００ａを製造する工程を示した。まず、図１（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０を用意する。絶縁基材１０は、フィルム、薄板状またはシート状が好ましく、成形方法としては、公知の方法、例えばＴダイを用いる押出キャスト法、あるいはカレンダー法等を採用することができ、特に限定されるものではないが、シートの製膜性や安定生産性等の点から、Ｔダイを用いる押出キャスト法が好ましい。Ｔダイを用いる押出キャスト法での成形温度は、用いる樹脂の流動特性や製膜性等によって適宜調整されるが、概ね、２６０℃以上の結晶融解ピーク温度を有する、ポリアリールケトン樹脂および非晶性ポリエーテルイミド樹脂の混合組成物の場合、３６０〜４００℃である。また、押出キャスト製膜時に急冷製膜することにより非晶性フィルム化することが必要である。これにより、１７０〜２３０℃付近に弾性率が低下する領域を発現するので、この温度領域での熱成形、熱融着が可能となる。詳細には、１７０℃付近で弾性率が低下し始め、２００℃付近において熱成形、熱融着が可能となる。また、図３に示したグラフは、昇温速度を３℃／分として弾性率を測定したものであるが、昇温速度を１０℃／分とすると、非晶から結晶への転移が遅れて、２３０℃付近において弾性率がもっとも低くなる。

次いで、図１（ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０の表面に金属箔が貼り付けられる。上記したように熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０は非晶性の状態であるため、熱可塑性樹脂の結晶化が大きく進行しないガラス転移温度の少し上の温度での比較的短時間での熱圧着により、絶縁基材の結晶化を進行させずに金属箔を貼り付けることができる。また、絶縁基材１０を製膜する際に金属箔を同時にラミネートして図１（ｂ）の段階にしても良い。金属箔としては、例えば、銅箔を挙げることができる。

次いで、図１（ｃ）に示すように、絶縁基材１０の所定位置に、レーザー若しくは機械ドリル等を用いてビアホール３０を形成する。次いで、金属箔の表面にレジストを回路パターン状に塗布して、エッチング、レジスト除去する等の通常の方法により、図１（ｄ）に示すように、導体パターン２０が形成される。なお、ビアホール３０を形成してから、銅箔を貼り付けて、導体パターン２０を形成してもよいし、導体パターン２０を形成してから、ビアホール３０を形成してもよく、各手順の順序は特に限定されない。次いで、ビアホール３０に、スクリーン印刷等の通常の印刷手法によって、導電性ペースト組成物を充填してビア４０を形成し、図１（ｅ）に示すような単層の配線基板１００ａが作製される。

＜熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０の温度に対する弾性率の挙動＞
ここで、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０の温度に対する弾性率の挙動について説明する。熱可塑性樹脂組成物として、２６０℃以上の結晶融解ピーク温度（Ｔｍ）を有する、ポリアリールケトン樹脂および非晶性ポリエーテルイミド樹脂の混合組成物であって、特に、ポリアリールケトン樹脂としてポリエーテルエーテルケトンを使用した場合における絶縁基材１０の、温度に対する弾性率の挙動を図３に示した。

「積層前」と表示されているのが、多層配線基板２００として積層する前における、絶縁基材１０の温度に対する弾性率の挙動を示したグラフである。また、「積層後」と表示されているのが、所定の条件において加熱・加圧することによって多層配線基板２００とした後における、絶縁基材１０の温度に対する弾性率の挙動を示したグラフである。積層前の状態では、上記したように、絶縁基材１０は急冷製膜することにより非晶性フィルム化されている。よって、２００℃付近という比較的低温領域において弾性率が十分に低下する。これにより、積層前の絶縁基材１０は、比較的低温において熱成形、熱融着することができる。

非晶性フィルム化されている絶縁基材１０は、多層配線基材２００を製造する際における所定の条件下での加熱・加圧成形によって、結晶性へと変化する。これに伴って絶縁基材１０の弾性率は大きく変化して、図３における積層後のグラフで示されるような挙動を示すようになる。これにより、以下に説明するように金属拡散接合を促進するという効果を発揮して、多層配線基板２００を、そのビアホールの抵抗値を非常に小さくすることができると共に、吸湿耐熱性、接続信頼性、および導体接着力に優れたものとすることができると考えられている。

次に、どのように金属拡散接合が促進されるかについて説明する。ここで、導電性ペースト組成物中の非鉛半田粒子と熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０との関係が重要であり、非鉛半田粒子の融点における、絶縁基材１０を構成する熱可塑性樹脂組成物の貯蔵弾性率は１０ＭＰａ以上５ＧＰａ未満であることが好ましい。なお、絶縁基材１０を構成する熱可塑性樹脂組成物として、上記した好ましい形態である、ポリエーテルエーテルケトンおよび非晶性ポリエーテルイミドの混合組成物を使用した場合は、図３に示すように、１３０℃以上２４０℃以下という非鉛半田粒子の融点における、熱可塑性樹脂組成物の貯蔵弾性率は、１０ＭＰａ以上７ＧＰａ未満となっている。なお、熱可塑性樹脂組成物の貯蔵弾性率は、粘弾性評価装置を用い、測定周波数１Ｈｚで昇温速度３℃／分で測定した値である。

上記のように非鉛半田粒子の融点において、絶縁基材１０を構成する熱可塑性樹脂組成物が１０ＭＰａ以上７ＧＰａ未満の貯蔵弾性率を有するものとすることは、非鉛半田粒子の融点において、熱可塑性樹脂組成物にある程度の柔軟性を持たせると共に、溶融せずにある程度の弾性率を保持させていることを意味している。

このように、非鉛半田粒子の融点において、絶縁基材１０を構成する熱可塑性樹脂組成物にある程度の柔軟性を持たせることによって、導電性ペースト組成物と熱可塑性樹脂組成物とが相互になじむことができ、導電性ペースト組成物と熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０との接着性が向上する。また、非鉛半田粒子の融点において、熱可塑性樹脂組成物が溶融せずに、ある程度の弾性率を保持することによって、配線基板１００を熱融着により積層する際に、導電性ペースト組成物をビアホール３０の側面である熱可塑性樹脂組成物により締め付けることができ、導電性ペースト組成物に圧力をかけることができる。これにより、非鉛半田粒子中の錫成分が第２の金属粒子および／または導体パターン２０を形成する金属中に拡散し、金属拡散接合を形成させることができると考えられる。

＜熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板３００＞
熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板３００としては、ガラスエポキシ基板（ＦＲ４基板）、２層ポリイミド基板、擬似２層ポリイミド基板、３層ポリイミド基板、ＬＣＰ（液晶ポリマー）基板、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミック）基板を使用することができる。また、二種以上のこれらの配線基板３００を併せて積層して、多層基板２００ｂを形成してもよい。

ガラスエポキシ基板（ＦＲ４基板）の製造方法について説明する。まず、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させ半硬化状態（Ｂステージ化）とした絶縁基材（プリブレグ）を用意する。次いで、絶縁基材の所定位置に、レーザー若しくは機械ドリル等を用いて絶縁基材を貫通する貫通孔を形成し、これをビアホールとする。次いで、スクリーン印刷等によりビアホール内に導電性ペーストを充填する。そして、必要により、加熱して溶剤を揮発させて導電性ペーストを固化させる。配線基板３００に用いられる導電性ペーストとしては、特に限定されず、ビアホール充填用に使用される一般的な導電性ペーストを使用することができる。また、配線基板３００に用いられる導電性ペーストとして、配線基材１００において使用する導電性ペースト組成物を使用することもできる。次いで、必要に応じて、絶縁基材の表面上にはみ出した導電性ペーストの乾燥固化物を機械的研磨等により除去して、そして、絶縁基材の一方の面あるいは両方の面に、銅箔を熱圧着すると同時に絶縁基材を完全に硬化する（Ｃステージ化）。次いで、銅箔をエッチングによりパターニングし、導体パターンを形成する。以上より、ガラスエポキシ基板を使用した熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板３００を製造することができる。

上記したエポキシ樹脂の「Ｂステージ」とは、樹脂、硬化剤を混合した場合において、反応がある程度進み、半硬化（Ｓｅｍｉ−ｃｕｒｅ）の状態をいう。この段階では、もはや大部分は溶剤に溶解しないが、加熱すると溶解してさらに反応が進む。また、「Ｃステージ」とは、反応の最終段階で不溶不融の完全硬化の状態をいう。

また、液晶ポリマー（ＬＣＰ）基板の製造方法について説明する。まず、ＬＣＰからなる絶縁基板を用意する。ＬＣＰとしては、ＬＣＰＩ型（液晶転移温度：３５０℃）、ＬＣＰＩＩ型（液晶転移温度：３００℃）等を使用することができる。ＬＣＰからなる絶縁基材としては、フィルム状、薄板状、またはシート状が好ましい。その成形方法としては、公知の方法、例えばＴダイを用いる押出キャスト法、あるいはカレンダー法、インフレーション成形法等が好ましく、特に限定されるものではないが、シートの製膜性や安定生産性等を考慮すると、Ｔダイを用いる押出キャスト法が好ましい。Ｔダイを用いる押出キャスト法での成形温度は、用いる樹脂の流動性や製膜性等によって適宜調整されるが、概ね、ＬＣＰＩ型樹脂の場合、４００〜４２０℃、ＬＣＰＩＩ型樹脂の場合、３５０〜３７０℃である。製膜時に銅箔を貼り付け、その後、絶縁基材にビアホールを形成し、パターニングして導体パターンを形成することについては、上記したガラスエポキシ基板の製造方法における場合と同様である。

銅箔上にキャスト法や流延法でポリイミド層を形成した２層ポリイミド基板や、ポリイミドフィルムと銅箔間に熱可塑性ポリイミド層を接着層として熱ラミネートした擬似２層ポリイミド基板や、ポリイミドフィルムと銅箔間に熱硬化型の接着剤を用いた３層ポリイミド基板についても、上記したガラスエポキシ基板、ＬＣＰ基板と同様の製造方法により製造することができる。

ＬＴＣＣ（低温焼成セラミック）基板は、焼成前のＬＴＣＣ（低温焼成セラミック）基板にビアホールを形成し、ビアホール中にＡｇペーストを充填し、また表層にもＡｇペースト配線を施し、焼成して作製することができる。

＜多層配線基板２００の製造方法＞
図１（ｅ）〜（ｇ）に、多層配線基板２００ａの製造工程を示した。図１（ｆ）に示すように、作製した単層の配線基板１００ａを複数枚重ね合わせる。図示した形態においては、単層配線基板１００ａを三つ重ね合わせている。また、最下層の基板をその方向を変えて重ね合わせて、多層基板の外側に導体パターン２０が形成されるようにしている。具体的には、図４に示すように、ヒーター内蔵の積層治具５０内に下側より弾性および離型性を有するクッションフィルム５１、配線基材１００ａを三つ、その上に、クッションフィルム５１を重ねて、その後、押圧治具５２を、図中に示した矢印の方向に押し下げることで、三つの配線基材１００ａを熱圧着し、これらを積層一体化して多層配線基板２００ａとする。各層の積層条件としては、金属拡散接合を効果的に起こらしめる観点から、温度：１５０℃以上２６０℃未満、圧力：３ＭＰａ以上８ＭＰａ未満、プレス時間：１０分以上４０分未満とすることが好ましい。なお積層温度は、第１の合金粒子の融点以上とすることが好ましい。

図１（ｈ）〜（ｌ）は、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０を備えた配線基板１００ｂ、および、熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板３００を交互に重ね合わせて、多層配線基板２００ｂを製造する工程を示した図である。まず、図１（ｈ）に示すように、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材１０を用意する。成形方法については、図１（ａ）の場合と同様である。次いで、図１（ｉ）に示すように、絶縁基材１０の所定位置に、レーザー若しくは機械ドリル等を用いてビアホール３０が形成される。そして、スクリーン印刷等の通常の印刷手法によって、形成されたビアホール３０に導電性ペースト組成物が充填され、図１（ｊ）に示すようなビア４０が形成された単層の配線基板１００ｂが製造される。

次いで、図１（ｋ）に示したように、製造した単層の配線基板１００ｂと、この配線基板１００ｂとは異なる熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板３００とを交互に重ね合わせる。図示した形態においては、配線基板１００ｂを真ん中にして、その両側に、熱可塑性樹脂以外からなる配線基板３００が配置されている。

そして、所定の条件において、各層が熱融着され、図１（ｌ）に示すような多層配線基板２００ｂが作製される。積層方法、積層条件は、上記の図１（ｇ）において示した方法、条件と同様である。

なお、図１（ａ）〜（ｇ）に示した製造方法においては、単層配線基板１００ａの片面に導体パターン２０を形成しており、また、図１（ｈ）〜（ｌ）に示した製造方法においては、単層配線基板１００ｂに導体パターン２０を形成せずに、熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板３００の両面に導体パターン２０を形成しているが、製造する多層配線基板２００ａ、２００ｂにおいて所望の位置に導体パターン２０が形成されるのであれば、単層配線基板１００ａ、１００ｂ、３００における導体パターンを形成する箇所は特に限定されず、適宜変更することができる。

（実施例１）
導電性ペースト組成物のバインダー成分１として、示差走査熱量計で昇温速度１０℃／分で測定した硬化温度範囲を１３０−２４４℃（硬化ピーク温度１８７℃±５７℃）に有するジメタリルビスフェノールＡ／ビス（４―マレイミドフェニル）メタン（モル比５０／５０）化合物、バインダー成分２として示差走査熱量計で昇温速度１０℃／分で測定したガラス転移温度（Ｔｇ）を−１５℃に持つ非晶性ポリエステル樹脂（製品名バイロン５５０、東洋紡社製）を質量比５０／５０（バインダー成分１／バインダー成分２）で準備した。

導電粉末の第１の合金粒子として、融点を２１７−２２０℃に有するＳｎＡｇ３Ｃｕ０．５（平均粒径５．６μｍ）、第２の金属粒子としてＣｕ（平均粒径５．０μｍ）を質量比７６／２４（第１の合金粒子／第２の金属粒子）で準備した。そして、上記導電粉末とバインダー成分とを質量比９７／３（導電粉末／バインダー成分）で配合したもの１００質量部に対して、γブチロラクトンとブチルカルビトールアセテートの混合溶媒（体積比５０／５０）７質量部を加え、プラネタリーミキサーで粗練り後、３本ロールで混練し、さらにプラネタリーミキサーで脱泡し、ブルックフィールド粘度計ＤＶ−III スピンドルＣＰ５２（角度３．０°、φ２．４ｃｍ）で測定した２５℃での粘度が１８３ＰａＳ（１ｒｐｍ）の導電性ペースト組成物を得た。

次に熱可塑性樹脂からなる絶縁基材として、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（製品名ＰＥＥＫ４５０Ｇ）とポリエーテルイミド樹脂（製品名ＰＥＩ Ｕｌｔｅｍ１０００）を質量比４０／６０（ポリエーテルエーテルケトン／ポリエーテルイミド）で配合した樹脂混合物１００質量部に、平均粒径３．５μｍ、平均アスペクト比５０のマイカを無機充填材として３９質量部加え溶融混練し、この混練品をさらにＴダイを用いた押出しキャスト法にて急冷製膜し、厚さ５０μｍのフィルムを得た。

このフィルムの、ＳｎＡｇ３Ｃｕ０．５の融点２１７−２２０℃における弾性率は、粘弾性測定装置で、１Ｈｚ、昇温速度３℃／分条件下で３７ＭＰａであった。また押出時に銅箔（厚さ１２μｍ）をラミネートすることにより、フィルムの他に片面銅張板を作製した。

次に、この片面銅張板の所定位置に、レーザーを用いて孔径１００μｍのビアホールを形成した。次いで、銅箔の表面にレジストを回路パターン状に塗布して、エッチング、レジスト除去する等の通常の方法により、図１（ｄ）に示すように、有底ビアを有する導体評価パターンが形成された回路加工基板を作製した。次いで、このビアホールに、スクリーン印刷手法を用い、上記で調整した導電性ペースト組成物を充填して、充填後１２５℃４５分で溶剤を揮発させビアを形成し、図１（ｅ）に示すような単層の配線基板１００ａを作製した。

次に、作製した単層の配線基板１００ａを、最下層の単層基板のみをその方向を変えて１０枚重ね合わせて、ビア中の第１の合金粒子ＳｎＡｇ３Ｃｕ０．５の融点２１７−２２０℃以上の２４０℃で５ＭＰａ３０分の条件で、これらを一括積層して多層配線基板を得た。この多層配線基板は、表側に表出した銅回路パターンと裏側に表出した銅回路パターンは内層部のビア配線を介在して１対１で対応しており、１個の試験基板で１万ルートの配線ネットを設けているものである。ビア／ビア間の距離は最小部で２５０μｍである。

次にこの基板の電気信頼性の評価方法であるが、１２５℃２４ｈｒかけて多層配線基板の脱湿処理を行い、次に８５℃８５％ＲＨの雰囲気下に１６時間放置し強制的に吸湿処理を行い、最大温度２６０℃のリフロー炉を４回通過させた後に初期抵抗値を測定し、−２５℃／１２５℃の熱衝撃試験を５００サイクルかけた後の抵抗値を測定して、抵抗値増加量がすべての配線ネットで０．５Ω未満であればＯＫとした。０．５Ω以上のものについては、評価済みの多層配線基板の異常配線ネット箇所を特定し、その部分をＳＥＭで断面観察して原因を考察した。本実施例１の多層配線基板の上記電気信頼性評価試験の結果は、すべての配線ネットにおいて０．５Ω未満であった。

（実施例２）
第１の合金粒子と第２の金属粒子の質量比を８０／２０（第１の合金粒子／第２の金属粒子）とした以外は実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例３）
第１の合金粒子と第２の金属粒子の質量比を８８／１２（第１の合金粒子／第２の金属粒子）とした以外は実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例１）
第１の合金粒子と第２の金属粒子の質量比を７２／２８（第１の合金粒子／第２の金属粒子）とした以外は実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例２）
第１の合金粒子と第２の金属粒子の質量比を９２／８（第１の合金粒子／第２の金属粒子）とした以外は実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例４）
導電粉末とバインダー成分とを質量比９２／８（導電粉末／バインダー成分）で配合した以外は、実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例３）
導電粉末とバインダー成分とを質量比８８／１２（導電粉末／バインダー成分）で配合した以外は、実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例４）
導電粉末とバインダー成分とを質量比９８／２（導電粉末／バインダー成分）で配合した以外は、実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例５）
バインダー成分１とバインダー成分２との質量比を３０／７０とした以外は、実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例６）
バインダー成分１とバインダー成分２との質量比を７０／３０とした以外は、実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（参考例１）
バインダー成分１とバインダー成分２との質量比を２０／８０とした以外は、実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（参考例２）
バインダー成分１とバインダー成分２との質量比を８０／２０とした以外は、実施例１と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例７）
バインダー成分２として示差走査熱量計で昇温速度１０℃／分で測定したガラス転移温度（Ｔｇ）を１９０℃に持つポリスルホン樹脂（製品名 ＵＤＥＬ、Ｓｏｌｖａｙ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社製）を用い、導電粉末およびバインダー成分に加える溶媒としてγブチロラクトンのみを用いた以外は、実施例１と同様にして、多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例８）
バインダー成分２として示差走査熱量計で昇温速度１０℃／分で測定したガラス転移温度（Ｔｇ）を２１６℃に持つポリエーテルイミド樹脂（製品名 Ｕｌｔｅｍ１０００‐１０００、ＧＥプラスチック社製）を用い、第１の合金粒子として融点を２２７℃に有するＳｎＣｕ０．７（平均粒径５．４μｍ）を用いた以外は、実施例７と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例９）
バインダー成分２として示差走査熱量計で昇温速度１０℃／分で測定したガラス転移温度（Ｔｇ）を２２３℃に持つポリエーテルスルホン樹脂（製品名 Ｅ２０１０、三井化学社製）を用い、第１の合金粒子として融点を２３２−２４０℃に有するＳｎＳｂ５（平均粒径５．１μｍ）を用いた以外は、実施例７と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例５）
バインダー成分２として示差走査熱量計で昇温速度１０℃／分で測定したガラス転移温度（Ｔｇ）を２５０℃に持つポリアミドイミド樹脂（製品名 バイロマックスＨＲ１４ＥＴ、東洋紡社製）を用いた以外は、実施例９と同様にして多層配線基板を得た。そして、電気信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。

表１より、本発明の導電性ペースト組成物を用いた場合（実施例１〜実施例９）においては、すべての配線ネットにおいて抵抗値増加量がすべて０．５Ω未満であり、良好な結果が示された。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う導電性ペースト組成物もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

本発明の導電性ペースト組成物を用いた多層配線基板２００の製造方法の概要を示した図である。 バインダー成分の弾性率が、温度による変化する様子を示した図である。 絶縁基材１０を構成する特定の熱可塑性樹脂組成物の弾性率が、温度により変化する様子を示した図である。 配線基板１００を熱圧着することにより多層配線基板２００を製造するための積層治具５０の概念図である。

符号の説明

１０ 熱可塑性樹脂からなる絶縁基材
２０ 導体パターン
３０ ビアホール
４０ ビア
１００ａ、１００ｂ 単層配線基板
２００ａ、２００ｂ 多層配線基板
５０ 積層治具
５１ クッションフィルム
５２ 押圧治具

Claims (9)

1. 熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材、該絶縁基材上に設けられた導体パターンを備え、該絶縁基材に導電性ペースト組成物が充填されたビアが形成されてなる配線基板を、該配線基板同士を複数重ね合わせて、または、該配線基板とは異なる、熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板と交互に重ね合わせて、熱融着により一括積層または逐次積層してなる多層配線基板における、前記ビアに充填された導電性ペースト組成物であって、
   導電粉末と、バインダー成分とを含み、該導電粉末および該バインダー成分の質量比が、９０／１０以上９８／２未満であり、
   前記導電粉末が、第１の合金粒子と第２の金属粒子とからなり、
   前記第１の合金粒子が、１３０℃以上２４０℃以下の融点を有する非鉛半田粒子であり、前記第２の金属粒子が、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一種以上であり、前記第１の合金粒子と前記第２の金属粒子との質量比が、７６／２４以上９０／１０未満であり、
   前記バインダー成分が、加熱により硬化する重合性単量体の混合物（バインダー成分１）とＴｇが第１の合金粒子の融点未満の熱可塑性樹脂組成物（バインダー成分２）との混合物であり、
   前記バインダー成分１がマレイミド類を含有する混合物である、導電性ペースト組成物。
2. 熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材、該絶縁基材上に設けられた導体パターンを備え、該絶縁基材に導電性ペースト組成物が充填されたビアが形成されてなる配線基板を、該配線基板同士を複数重ね合わせて、または、該配線基板とは異なる、熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板と交互に重ね合わせて、熱融着により一括積層または逐次積層してなる多層配線基板における、前記ビアに充填された導電性ペースト組成物であって、
   導電粉末と、バインダー成分とを含み、該導電粉末および該バインダー成分の質量比が、９０／１０以上９８／２未満であり、
   前記導電粉末が、第１の合金粒子と第２の金属粒子とからなり、
   前記第１の合金粒子が、１３０℃以上２４０℃以下の融点を有する非鉛半田粒子であり、前記第２の金属粒子が、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一種以上であり、前記第１の合金粒子と前記第２の金属粒子との質量比が、７６／２４以上９０／１０未満であり、
   前記バインダー成分が、加熱により硬化する重合性単量体の混合物（バインダー成分１）とＴｇが第１の合金粒子の融点未満の熱可塑性樹脂組成物（バインダー成分２）との混合物であり、
   前記非鉛半田粒子の融点が、前記バインダー成分１の硬化温度範囲に含まれている、導電性ペースト組成物。
3. 前記バインダー成分１がアルケニルフェノール化合物およびマレイミド類の混合物であり、前記バインダー成分２がポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂から選ばれる少なくとも１種以上であり、前記バインダー成分１と前記バインダー成分２の質量比が、２５／７５以上、７５／２５未満（バインダー成分１／バインダー成分２）である、請求項１または請求項２に記載の導電性ペースト組成物。
4. 前記アルケニルフェノール化合物がジメタリルビスフェノールＡで、前記マレイミド類がビス（４−マレイミドフェニル）メタンであり、前記ジメタリルビスフェノールＡおよび前記ビス（４−マレイミドフェニル）メタンのモル比が、３０／７０以上７０／３０未満である、請求項３に記載の導電性ペースト組成物。
5. 前記第１の合金粒子および前記第２の金属粒子の平均粒径が１０μｍ以下であり、平均粒径差が２μｍ以下である、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の導電性ペースト組成物。
6. 前記第１の合金粒子が、Ｓｎ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、および、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ、からなる群から選ばれる一種以上の非鉛半田粒子である、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の導電性ペースト組成物。
7. 前記非鉛半田粒子の融点における、前記絶縁基材を構成する熱可塑性樹脂組成物の貯蔵弾性率が、１０ＭＰａ以上７ＧＰａ未満である、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の導電性ペースト組成物。
8. 前記絶縁基材を構成する熱可塑性樹脂組成物が、２６０℃以上の結晶融解ピーク温度（Ｔｍ）を有する、ポリアリールケトン樹脂および非晶性ポリエーテルイミド樹脂の混合組成物である、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の導電性ペースト組成物。
9. 前記配線基板の熱融着による一括積層または逐次積層が、温度１５０℃以上２６０℃未満、圧力３ＭＰａ以上８ＭＰａ未満で行われるものであって、前記第１の合金粒子と前記第２の金属粒子間、および／または、前記第１の合金粒子と前記導体パターンを形成する金属との間で金属拡散接合が形成される、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の導電性ペースト組成物。

Images