JP2009065009A - Multilayer wiring board - Google Patents

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JP2009065009A
JP2009065009A JP2007232373A JP2007232373A JP2009065009A JP 2009065009 A JP2009065009 A JP 2009065009A JP 2007232373 A JP2007232373 A JP 2007232373A JP 2007232373 A JP2007232373 A JP 2007232373A JP 2009065009 A JP2009065009 A JP 2009065009A
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Shingetsu Yamada
紳月 山田
Jun Matsui
純 松井
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Mitsubishi Plastics Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer wiring board which can decrease a resistance value of a via hole to a large extent, which is excellent in moisture absorption thermal resistance, connection reliability, conductor adhesion strength, and manufacturing process aptitude, and which has a small environmental load. <P>SOLUTION: In multilayer wiring boards 200a and 200b constituted by laminating a wiring substrate composed of an insulating base comprising a conductor pattern 20 and a via 40 by thermal fusion, a conductive paste composition forming the via is a thermoplastic resin composition in which conductive powder and a binder component are included at a predetermined mass ratio, the conductive powder is a non-lead solder particle having a melting point of 130°C or more and 240°C or less (a first alloy particle) and at least one or more kinds selected from Au, Ag, and Cu (a second metal particle), the first alloy particle and the second metal particle are present at a predetermined mass ratio, and the binder component has Tg lower than the melting point of the first alloy particle and a flow beginning temperature of 260°C or more. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、多層配線基板に関し、特に、導電性ペースト組成物が充填されたビアが形成された配線基板を複数枚積層してなる多層配線基板に関する。   The present invention relates to a multilayer wiring board, and more particularly to a multilayer wiring board formed by laminating a plurality of wiring boards formed with vias filled with a conductive paste composition.

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。   Advances in the highly information-oriented society have led to faster information processing in electronic devices (higher operating frequency) and wider frequency bands for information communications (broadband). There is a need for a wiring board. Further, the wiring board material is required to have a low relative dielectric constant and dielectric loss tangent.

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。   As this high-density multilayer wiring board, a buildup multilayer board in which buildup layers made of a photosensitive epoxy resin are successively stacked above and below a core layer made of a glass epoxy board has been proposed since the 1990s. This build-up multilayer board is used in many electronic devices today because fine wiring is easier compared to conventional multilayer boards.

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。   However, in the build-up multilayer wiring board, the through-hole diameter and wiring interval of the core substrate are different from the via diameter and wiring interval of the build-up layer stacked above and below the core layer in order to ensure the insulation reliability of the substrate. In addition, there is a problem that the via wiring for connecting each layer is formed by copper plating, and the via cannot be formed on the via in the manufacturing process. Therefore, in the build-up multilayer wiring board, a limit has begun to appear in order to cope with the further higher density demanded in recent years.

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。   As a solution to these problems, a coreless all-layer IVH (Intermediate Via Hole) substrate that has a high degree of freedom in wiring design and excellent transmission characteristics has recently attracted attention. Via wiring for connecting each layer in the coreless all-layer IVH substrate is formed of a conductive paste composition. Therefore, it is possible to form a via-on-via structure and a pad-on-via structure in which a via is formed on the via, and sufficiently meet the recent demand for higher density.

ここで、多層配線基板の高性能化(高密度化、高信頼性化)における最大のポイントは、前述の配線構造にプラスして、各層の厚み方向に形成された導電性ペースト組成物からなるビア配線と、各層の表面に形成された銅箔からなる導体パターンとの接続信頼性を、多層化された際において、十分に確保する点にある。   Here, the greatest point in improving the performance (high density, high reliability) of the multilayer wiring board is made of a conductive paste composition formed in the thickness direction of each layer in addition to the above-described wiring structure. The connection reliability between the via wiring and the conductor pattern made of the copper foil formed on the surface of each layer is sufficiently ensured when multilayered.

多層配線基板に関する従来の技術としては、特許文献1には、従来のビルドアップ多層配線基板の欠点を解消したものとして、配線設計の自由度が高く、スタックドビア構造の実現が可能であり、しかも高速信号伝送に適した全層IVH構造の多層配線基板が提案されている。特許文献1に記載されているところによると、アラミド不織布に熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含浸させたシート基板材を用い、このシート基板材に貫通穴を形成する。この貫通穴に、金属粒子とエポキシ等のバインダー樹脂と溶剤からなる導電性ペーストを充填後、乾燥固化する。そして、この基板材の両面に銅箔を熱プレスすることにより、導電性ペーストを硬化させた両面銅張板を作製する。この両面銅張板をエッチングして、両面回路基板を形成する。その後、この両面回路基板の両側に、前記シート基板材(プリプレグ)を配置し、さらにそれらの外側に銅箔を配置して、熱プレスすることにより、4層のインナビアホール構造を持つ多層配線基板が形成される。   As a conventional technique related to a multilayer wiring board, Patent Document 1 discloses that a defect in the conventional build-up multilayer wiring board is solved, and the degree of freedom in wiring design is high, and a stacked via structure can be realized. A multilayer wiring board having an all-layer IVH structure suitable for signal transmission has been proposed. According to the description in Patent Document 1, a sheet substrate material in which an aramid nonwoven fabric is impregnated with an epoxy resin which is a thermosetting resin is used, and a through hole is formed in the sheet substrate material. The through holes are filled with a conductive paste composed of metal particles, a binder resin such as epoxy, and a solvent, and then dried and solidified. And the double-sided copper clad board which hardened the conductive paste is produced by carrying out the hot press of the copper foil on both surfaces of this board | substrate material. This double-sided copper-clad board is etched to form a double-sided circuit board. Thereafter, the sheet substrate material (prepreg) is arranged on both sides of the double-sided circuit board, and a copper foil is further arranged on the outside thereof, followed by hot pressing, thereby providing a multilayer wiring board having a four-layer inner via hole structure. Is formed.

非特許文献1には、全層IVH構造を有し、しかも一括積層により多層化できる多層配線基板例として、ガラスクロスエポキシ基材からなるリジッドな片面銅張積層板を用いて、各層毎に配線パターンとビアホールを有する片面回路板を作製した後に、配線パターンが形成された反対の面に熱硬化性樹脂からなる接着剤を塗布し、一括積層プレスすることにより製造する全層IVH配線基板が記載されている。この工法の特徴として、以下の事項が挙げられている。まず、スタックドビア構造やパッドオンビア構造が容易に実現できる。そして、前記のプリプレグにビア加工する工法に比べて積層プレスの際にビア位置が変化しにくいためにビアランド径を小さくできる。そして、一括多層工法を採ることにより、欠陥がない基板だけを積層プレスすることにより、高い歩留まりが期待できる。そして、工程が極めてシンプルであることに加えて、各層を平行して作製することにより納期を大幅に短縮することができる。   Non-Patent Document 1 discloses that a rigid single-sided copper-clad laminate made of a glass cloth epoxy substrate is used as an example of a multilayer wiring board that has an all-layer IVH structure and can be multilayered by batch lamination. An all-layer IVH wiring board manufactured by manufacturing a single-sided circuit board having a pattern and via holes, applying an adhesive made of a thermosetting resin to the opposite surface on which the wiring pattern is formed, and performing batch lamination pressing is described. Has been. The following items are listed as characteristics of this method. First, a stacked via structure or a pad-on-via structure can be easily realized. In addition, the via land diameter can be reduced because the via position is less likely to change during the laminating press as compared with the above-described method of via-processing the prepreg. Then, by adopting the collective multilayer construction method, a high yield can be expected by laminating and pressing only the substrates having no defects. In addition to the extremely simple process, the delivery time can be greatly shortened by producing each layer in parallel.

非特許文献2には、熱硬化性樹脂からなる片面銅張積層板の銅張面とは反対面に熱硬化性樹脂をベースとした接着層とそのカバーフィルムをあらかじめ設けておき、エッチングにより銅回路形成と導電性ペーストによるビア形成が完了後に、カバーフィルムを取り除き、一括積層することが記載されている。   In Non-Patent Document 2, an adhesive layer based on a thermosetting resin and its cover film are provided in advance on the opposite side of the copper-clad surface of a single-sided copper-clad laminate made of thermosetting resin, and copper is etched. The document describes that after the circuit formation and via formation with the conductive paste are completed, the cover film is removed and then laminated at once.

特許文献2には、全層IVH構造を有し、接着剤を用いることなく一括積層により多層化できる多層配線基板例として、ポリアリールケトンとポリエーテルイミドからなる熱可塑性樹脂混合物からなる一括多層用絶縁基材の記述がある。これは、一括積層前の絶縁基材は非晶性にしておき、樹脂混合物のガラス転移温度以上での一括積層プレス時に層間の熱融着が起こり、さらに結晶化させることにより半田耐熱性が発現するものである。   In Patent Document 2, as an example of a multilayer wiring board having an all-layer IVH structure and capable of being multilayered by batch lamination without using an adhesive, it is for batch multilayer made of a thermoplastic resin mixture made of polyaryl ketone and polyetherimide. There is a description of an insulating substrate. This is because the insulating substrate before batch lamination is made amorphous, and heat fusion occurs between the layers at the time of batch lamination press above the glass transition temperature of the resin mixture. To do.

特許文献3には、絶縁体層を挟んで複数のIVH基板を積層する多層プリント配線板の製造方法であって、あらかじめビアホールの内層部位を樹脂で塞ぎ、かつ、絶縁体層の前記ビアホールと同一座標に導電性ペーストを貫通配置し、積層の際に、前記各ビアホールの内層ランド間を導電性ペーストにより接続することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法が記載されている。そして、この方法によると、積層の際に、導電性ペーストが各ビアホールの空銅内に入り込んでしまうこともなく、導電性ペーストと内層ランドとの確実な接続が得られる、とされている。   Patent Document 3 discloses a method of manufacturing a multilayer printed wiring board in which a plurality of IVH substrates are stacked with an insulator layer interposed therebetween, and the inner layer portion of the via hole is previously closed with a resin and is identical to the via hole of the insulator layer. A method for manufacturing a multilayer printed wiring board is described, in which a conductive paste is disposed through the coordinates, and the inner lands of each via hole are connected by a conductive paste during lamination. According to this method, the conductive paste does not enter the empty copper of each via hole during lamination, and a reliable connection between the conductive paste and the inner land is obtained.

特許文献4には、第1の断面積の信号配線を有し、両面に電源層を設けた第1配線板と、第1の断面積よりも小さい第2の断面積の高密度信号配線を有し、実装面と反対側の面に電源を設けた一対の第2配線板とを個別に準備する。前記一対の第2配線板で第1配線板を挟むように、前記第1配線板の電源・グランド層と、第2配線板の電源・グランド層とを、所定の位置に導電性の貫通ビアを有する接着性の絶縁シートで張り合わせる、と記載されている。   Patent Document 4 includes a first wiring board having a signal wiring having a first cross-sectional area and having a power supply layer on both surfaces, and a high-density signal wiring having a second cross-sectional area smaller than the first cross-sectional area. And a pair of second wiring boards each having a power supply on the surface opposite to the mounting surface. The power supply / ground layer of the first wiring board and the power supply / ground layer of the second wiring board are placed at predetermined positions so that the first wiring board is sandwiched between the pair of second wiring boards. It is described that they are bonded together with an adhesive insulating sheet having

特許文献5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、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、CuSn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。 Patent Document 5 describes a wiring board including an insulating substrate, a conductor wiring layer, and a via-hole conductor. As the conductive paste for forming the via-hole conductor, in the examples, a conductive paste containing silver-coated copper powder, a Pb—Sn alloy, an epoxy resin, and a solvent is described. In the present invention, the molten tin component reacts with the copper component by heating during the production of the wiring board, and an intermetallic compound such as Cu 3 Sn is generated. Further, it is described that the intermetallic compound can firmly bond the copper powder or between the copper powder and the conductor wiring layer to improve heat resistance and conductivity.

特許文献6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。   Patent Document 6 describes a conductive composition filled in a via hole provided in an insulating base material in a printed circuit board. This conductive composition is made of an alloy of tin and silver, and this tin forms a solid phase diffusion phase with a metal that forms a conductor pattern in a printed circuit board, and is electrically connected. In this case, it is described that since the electrical connection between the conductor patterns is not performed by contact conduction, the interlayer connection resistance value hardly changes and the reliability of the interlayer connection can be prevented from being lowered.

特許文献7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。
特開平7−176846号公報 榎本亮、「一括積層法による全層IVH配線板」、エレクトロニクス実装学会誌、社団法人エレクトロニクス実装学会、2000年11月、第3巻、第7号、p.544−547 前田修二、外3名、「一括多層配線基板材料と対応プロセス」、MES2004 第14回マイクロエレクトロニクス論文集、社団法人エレクトロニクス実装学会、平成16年10月14日、p.341―344 特許第3514647号公報 特開2004−288989号公報 特開2005−116811号公報 特許第3187373号公報 特許第3473601号公報 特開2006−165508号公報
In Patent Document 7, a metal containing at least copper having a melting point higher than the fusion temperature of the base material, a metal that can be alloyed with the conductor pattern and having a melting point lower than the fusion temperature of the base material, and a base It is described that a binder resin that melts at a temperature lower than the fusing temperature of the material is filled in the via hole to form a multilayer wiring board.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-176846 Ryo Enomoto, “All-Layer IVH Wiring Board by Batch Lamination”, Journal of Japan Institute of Electronics Packaging, Japan Institute of Electronics Packaging, November 2000, Vol. 3, No. 7, p. 544-547 Shuji Maeda, 3 others, “Batch multilayer wiring board material and corresponding process”, MES 2004 14th Microelectronics Thesis, Japan Institute of Electronics Packaging, October 14, 2004, p. 341-344 Japanese Patent No. 3514647 JP 2004-28889A Japanese Patent Laying-Open No. 2005-116811 Japanese Patent No. 3187373 Japanese Patent No. 3473601 JP 2006-165508 A

しかし、特許文献1に記載の多層配線基板の工法はビルドアップ工法と同じシーケンシャル工法であった。また、プリプレグのような単一材料に層間絶縁層と接着層の二つの機能を兼用させているため、多層時の溶融や流動変形が大きく、積層方向の位置精度がばらつくという問題があった。これにより、ビア位置精度の点からビアランドを小径化することが難しく、マザーボードやモジュール基板として使用することは難しかった。また、特許文献1に用いられている導電性ペーストは、圧接型の導電性ペーストであった。圧接型の導電性ペーストは、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が、金属拡散型の導電性ペーストに比べ接続信頼性が劣る場合があった。   However, the multilayer wiring board construction method described in Patent Document 1 is the same sequential construction method as the build-up construction method. In addition, since a single material such as a prepreg has the two functions of an interlayer insulating layer and an adhesive layer, there is a problem that the melting and fluid deformation during the multilayering are large and the positional accuracy in the stacking direction varies. Accordingly, it is difficult to reduce the via land diameter from the viewpoint of via position accuracy, and it is difficult to use the via land as a mother board or a module substrate. Moreover, the conductive paste used in Patent Document 1 was a pressure contact type conductive paste. The pressure-contact type conductive paste is intended to conduct electricity by contact of metal particles due to solvent volatilization, resin curing shrinkage, and lamination pressure. However, connection reliability may be inferior to metal diffusion type conductive paste. It was.

また、非特許文献1、2に記載の多層配線基板では、全層IVH構造を有し、しかも一括積層により多層化することができるが、一括積層をするために、熱硬化性樹脂からなる接着剤を用いることが必要である。このため、接着剤の流動硬化特性の制御が難しかったり、接着剤が介入することにより、基板のZ方向の線膨張係数が不均一となり電気的な層間の接続信頼性が損なわれたりする、という問題があった。また、非特許文献1、2に用いられている導電性ペーストは、圧接型の導電性ペーストであった。   In addition, the multilayer wiring boards described in Non-Patent Documents 1 and 2 have an all-layer IVH structure and can be multilayered by batch lamination. However, in order to carry out batch lamination, an adhesive made of a thermosetting resin is used. It is necessary to use an agent. For this reason, it is difficult to control the flow hardening characteristics of the adhesive, or the adhesive intervenes, the linear expansion coefficient in the Z direction of the substrate becomes non-uniform, and the connection reliability between the electrical layers is impaired. There was a problem. Further, the conductive paste used in Non-Patent Documents 1 and 2 was a pressure contact type conductive paste.

また、特許文献2に記載の多層配線基板は、絶縁基材としては新規な材料により構成されたものであるから、一括積層や部品実装する際にプロセスの再調整等が必要になる等の手間がかかるものであった。また、特許文献2に用いられている導電性ペーストは、圧接型の導電性ペーストであった。   In addition, since the multilayer wiring board described in Patent Document 2 is composed of a new material as an insulating base material, it is necessary to readjust the process when performing batch stacking or component mounting. It took. Moreover, the conductive paste used in Patent Document 2 was a pressure contact type conductive paste.

また、特許文献3に記載の多層プリント配線基板の製造方法においては、めっきスルーホールを形成して、このめっきスルーホール同士を接続する際に、導電性ペーストがめっきスルーホール内に入り込まないようにして、導電性ペーストとめっきスルーホールとを物理的に確実に接続することを目的とするものである。   In addition, in the method for manufacturing a multilayer printed wiring board described in Patent Document 3, when forming plated through holes and connecting the plated through holes, the conductive paste is prevented from entering the plated through holes. Thus, the object is to physically and reliably connect the conductive paste and the plated through hole.

また、特許文献4に記載の多層配線回路基板は、LSI等を高密度で実装するための高密度用の配線板と、高速伝送に必要な信号配線を有する高周波用の配線板を、別個に用意し、これらを貼り付けて製造するものであり、これにより、高周波化と高密度化の双方に適合する多層配線回路基板を製造することを目的とするものである。   In addition, the multi-layer wiring circuit board described in Patent Document 4 separately includes a high-density wiring board for mounting LSIs and the like and a high-frequency wiring board having signal wiring necessary for high-speed transmission. The object is to prepare and affix them to produce a multilayer wiring circuit board suitable for both high frequency and high density.

よって、特許文献1、特許文献2、非特許文献1、非特許文献2、特許文献3および特許文献4に記載の発明は、多層配線基板におけるビア間の接続技術に関するものではなく、ましてや、ビア中の金属粒子同士を、金属拡散接合させること等によって、多層配線基板の高性能化を目的とするものではなかった。このため、ビアの抵抗値の低減、吸湿耐熱性、接続信頼性、および導体接着強度の点では課題が存在した。   Therefore, the inventions described in Patent Literature 1, Patent Literature 2, Non-Patent Literature 1, Non-Patent Literature 2, Patent Literature 3 and Patent Literature 4 are not related to a connection technique between vias in a multilayer wiring board, It was not intended to improve the performance of the multilayer wiring board by, for example, metal diffusion bonding between the metal particles therein. For this reason, there existed a subject in the point of reduction of the resistance value of via | veer, moisture absorption heat resistance, connection reliability, and conductor adhesive strength.

また、特許文献5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り、電子部品のPbフリー化の方向に逆行するものであった。   Moreover, the conductive paste described in Patent Document 5 uses a solder containing lead as solder. Such a lead-containing solder has a problem because when the wiring board using the lead-containing solder is discarded, the lead may be eluted from the substrate and the groundwater may be contaminated, and the environmental load is large. The electronic component was reversing in the direction of making Pb free.

また、特許文献6に記載の発明は、ビアホール中の金属粒子同士を、金属拡散接合させること等によって、多層配線基板の高性能化を目的とするものであるが、バインダー樹脂が存在せず、ビアホール中への充填に特殊な装置を使う必要があり、通常の印刷手段によってこの導電性組成物を歩留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。   In addition, the invention described in Patent Document 6 aims to improve the performance of the multilayer wiring board by, for example, metal diffusion bonding between the metal particles in the via hole, but there is no binder resin, It is necessary to use a special apparatus for filling the via hole, and it is difficult to fill the via hole with a good yield with a normal printing means, and it is necessary to adopt a special printing method.

また、特許文献7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7に記載の多層配線基板は、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7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。   The paste described in Patent Document 7 is a paste containing resin while using lead-free solder. However, from the standpoint of producing a higher performance wiring substrate, the conductive paste composition in the via is highly metal diffusion bonded and the resistance value of the via is required to be very low. The multilayer wiring board described in Document 7 has room for improvement. That is, in Patent Document 7, a metal containing copper having a melting point higher than the lamination temperature, a metal containing Sn having a melting point lower than the lamination temperature, and a binder resin that melts below the lamination temperature are filled in the via hole. In the case of a metal containing Sn having a melting point lower than the laminating temperature or a binder resin that melts below the laminating temperature, the metal containing Sn flows out from the via portion before each layer is heat-sealed during laminating. Alloying was sometimes inhibited.

そこで、本発明は、ビアホールの抵抗値を非常に小さくすることができ、吸湿耐熱性、接続信頼性、導体接着強度、および製造プロセス適性に優れ、環境負荷が小さい多層配線基板を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention provides a multilayer wiring board that can extremely reduce the resistance value of a via hole, is excellent in moisture absorption heat resistance, connection reliability, conductor adhesive strength, and manufacturing process suitability, and has a low environmental load. Let it be an issue.

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。   The present invention will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are appended in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiments.

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であって、導電性ペースト組成物が、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、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、バインダー成分が、Tgが第1の合金粒子の融点未満で、流動開始温度が260℃以上の熱可塑性樹脂組成物である、多層配線基板(200a、200b)である。   The first aspect of the present invention includes an insulating base material (10) made of a thermoplastic resin composition, and a conductor pattern (20) provided on the insulating base material, and the conductive base material is filled in the insulating base material. The wiring board (100a) formed with the formed via (40) is formed by superimposing a plurality of the wiring boards (100a) or other than a thermoplastic resin composition different from the wiring board (100a). A multilayer wiring board that is alternately laminated with a wiring board (300) and is laminated by heat fusion or sequentially laminated, wherein the conductive paste composition includes a conductive powder and a binder component, The mass ratio of the conductive powder and the binder component is 90/10 or more and less than 98/2, the conductive powder is composed of the first alloy particles and the second metal particles, and the first alloy particles are 130 ° C. Above 240 ° C A lead-free solder particle having a point, and the second metal particle is at least one selected from the group consisting of Au, Ag, and Cu, and the mass of the first alloy particle and the second metal particle A multilayer wiring board having a ratio of 76/24 or more and less than 90/10, wherein the binder component is a thermoplastic resin composition having a Tg of less than the melting point of the first alloy particles and a flow initiation temperature of 260 ° C. or more. 200a, 200b).

第一の本発明によれば、上記構成の導電性ペースト組成物、および、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材、を組み合わせて多層配線基板を構成することによって、半田粒子の半田成分が第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で、高度に金属拡散接合する。特に、バインダー成分として、Tgが第1の合金粒子の融点未満で、流動開始温度が260℃以上の熱可塑性樹脂組成物を用いることによって、第1の合金粒子が溶解する際にバインダー成分が柔らかくなり、金属拡散接合を阻害しないと共に、多層配線基板を作製する際の積層温度においてバインダー成分が流れ出さないため、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させることができる。これにより、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。ここで、「金属拡散接合」とは、非鉛半田粒子からなる合金の融点を超えた時点で、非鉛半田粒子中の錫が、第2の金属粒子、および/または、導体パターンを形成する金属中に、拡散し、新たな合金を形成することをいう。また、本発明の多層配線基板において使用される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、また、鉛を含有しないため環境負荷が小さく好ましいものである。   According to the first aspect of the present invention, by forming the multilayer wiring board by combining the conductive paste composition having the above configuration and the insulating base material made of the thermoplastic resin composition, the solder component of the solder particles can be reduced. High metal diffusion bonding is performed between the two metal particles and the metal forming the conductor pattern. In particular, by using a thermoplastic resin composition having a Tg less than the melting point of the first alloy particles and a flow starting temperature of 260 ° C. or higher as the binder component, the binder component is soft when the first alloy particles are dissolved. Therefore, the solder component (first alloy particles) forms the second metal particles and the conductor pattern because the binder component does not flow out at the lamination temperature when the multilayer wiring board is manufactured and does not hinder metal diffusion bonding. High metal diffusion bonding can be performed between metals. Thereby, the resistance value of the via of the multilayer wiring board can be made extremely small, and the multilayer wiring board can be made excellent in moisture absorption heat resistance, connection reliability, and conductor adhesive strength. Here, “metal diffusion bonding” means that tin in the lead-free solder particles forms the second metal particles and / or conductor pattern when the melting point of the alloy made of lead-free solder particles is exceeded. It means that it diffuses into a metal and forms a new alloy. In addition, the conductive paste composition used in the multilayer wiring board of the present invention can be filled in via holes by a normal printing technique, and since it does not contain lead, it has a low environmental burden and is preferable.

第1の本発明において、バインダー成分は、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン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い。このようなバインダー成分を用いることで、金属拡散接合をより促進させることができる。   In the first aspect of the present invention, the binder component is preferably at least one selected from polysulfone resins and polyethersulfone resins. By using such a binder component, metal diffusion bonding can be further promoted.

第1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。   In the first aspect of the present invention, the average particle diameter of the first alloy particles and the second metal particles is preferably 10 μm or less, and the difference in average particle diameter is preferably 2 μm or less. By making the first alloy particles have such a particle size, it becomes easy to fill the via holes with the conductive paste composition, and metal diffusion tends to occur. Moreover, the effect which adjusts the viscosity of the electrically conductive paste composition at the time of carrying out heating lamination | stacking of a board | substrate by using a 2nd metal particle as such a particle size becomes favorable. Further, by making the average particle size difference between the first alloy particles and the second metal particles as close as possible, metal diffusion bonding can be easily generated.

第1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。   In the first invention, the first alloy particles are Sn, Sn—Ag, Sn—Cu, Sn—Sb, Sn—Bi, Sn—In, Sn—Zn, Sn—Ag—Cu, Sn—Ag—. One or more kinds selected from the group consisting of In, Sn—Ag—In—Bi, Sn—Zn—Bi, Sn—Ag—Bi, Sn—Ag—Cu—Bi, and Sn—Ag—Cu—Sb Lead solder particles are preferred. These non-lead solder particles are reliable in the effect of metal diffusion bonding of tin.

第1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。   In the first aspect of the present invention, the storage elastic modulus of the thermoplastic resin composition constituting the insulating substrate at the melting point of the lead-free solder particles is preferably 10 MPa or more and less than 7 GPa. By using a thermoplastic resin composition having such a storage elastic modulus, the thermoplastic resin composition has a certain degree of flexibility at the melting point of the lead-free solder particles and retains a certain degree of elasticity without melting. I am letting. Thereby, the conductive paste composition in the via and the thermoplastic resin composition on the side surface of the via hole can be compatible with each other. Moreover, metal diffusion bonding can be promoted.

第1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。   In the first present invention, the thermoplastic resin composition constituting the insulating substrate (10) is a polyaryl ketone resin and an amorphous polyetherimide resin having a crystal melting peak temperature (Tm) of 260 ° C. or higher. A mixed composition is preferred. By using such a mixed composition, it can be set as the thermoplastic resin composition provided with the preferable storage elastic modulus mentioned above.

第1の本発明において、熱可塑性樹脂以外からなる配線基版(300)は、ガラスエポキシ基版(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、液晶ポリマー(LCP)基板、および、低温焼成セラミック(TLCC)基板からなる群から選ばれる一種以上の配線基板であることが好ましい。これら例示した熱可塑性樹脂組成物以外からなる配線基板は、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材を備えた配線基板と交互に重ね合わせて、熱融着により良好に積層することができる。   In the first aspect of the present invention, the wiring base plate (300) made of other than the thermoplastic resin is a glass epoxy base plate (FR4 substrate), a two-layer polyimide substrate, a pseudo two-layer polyimide substrate, a three-layer polyimide substrate, a liquid crystal polymer (LCP). It is preferably one or more wiring substrates selected from the group consisting of a substrate and a low temperature fired ceramic (TLCC) substrate. A wiring board made of a material other than these exemplified thermoplastic resin compositions can be laminated with a wiring board provided with an insulating base made of a thermoplastic resin composition alternately, and can be satisfactorily laminated by thermal fusion.

第1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。   In the first aspect of the present invention, it is preferable that the batch lamination or sequential lamination by thermal fusion of the wiring boards is performed at a temperature of 150 ° C. or more and less than 260 ° C. and a pressure of 3 MPa or more and less than 8 MPa. By performing heat fusion lamination under such conditions, metal diffusion bonding is performed between the first alloy particles and the second metal particles and / or between the first alloy particles and the metal forming the conductor pattern. It can be formed effectively.

以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

図1に本発明の多層配線基板200a、200bの製造方法の概略を示す。図1(a)〜(g)に示すように、本発明の多層配線基板200aは、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材10、この絶縁基材上に設けられた導体パターン20を備え、この絶縁基材10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、複数枚かさね合わせて、熱融着により積層して製造される。   FIG. 1 shows an outline of a method for manufacturing multilayer wiring boards 200a and 200b of the present invention. As shown in FIGS. 1A to 1G, a multilayer wiring board 200a of the present invention includes an insulating base material 10 made of a thermoplastic resin composition, and a conductor pattern 20 provided on the insulating base material. A plurality of wiring boards 100a formed by forming vias 40 filled with a conductive paste composition on the insulating base material 10 are laminated and manufactured by heat sealing.

また、本発明の別の形態の多層配線基板200bは、図1(h)〜(l)に示すように、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材10を備え、この絶縁基材10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100bを、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と交互に重ね合わせて、熱融着により積層して製造される。以下、本発明の多層配線基板200a、200bの各構成要素を順次説明する。   In addition, as shown in FIGS. 1H to 1L, a multilayer wiring board 200b according to another embodiment of the present invention includes an insulating base material 10 made of a thermoplastic resin, and a conductive paste is provided on the insulating base material 10. The wiring board 100b formed with the via 40 filled with the composition is alternately overlapped with the wiring board 300 made of a material other than the thermoplastic resin composition different from the wiring board 100b, and is laminated by thermal fusion. Manufactured. Hereinafter, each component of the multilayer wiring boards 200a and 200b of the present invention will be described in order.

<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。
<Insulating base material 10 made of thermoplastic resin composition>
The thermoplastic resin composition forming the insulating substrate 10 made of a thermoplastic resin composition is a mixture of a polyaryl ketone resin and an amorphous polyetherimide resin having a crystal melting peak temperature (Tm) of 260 ° C. or higher. It is preferable to use a composition. Note that the polyaryl ketone resin and the amorphous polyetherimide resin are compatible systems, and these mixed compositions have one crystal melting peak temperature. That is, in the above, it means that one crystal melting temperature of the mixed composition of the polyaryl ketone resin and the amorphous polyetherimide resin is 260 ° C. or higher.

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。   This polyaryl ketone resin is a thermoplastic resin having an aromatic nucleus bond, an ether bond and a ketone bond in its structural unit, and representative examples include polyether ketone, polyether ether ketone, polyether ketone ketone, etc. Of these, polyetheretherketone is preferred. Polyether ether ketone is commercially available as “PEEK151G”, “PEEK381G”, “PEEK450G” (all are trade names of VICTREX), and the like.

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。   The amorphous polyetherimide resin is an amorphous thermoplastic resin containing an aromatic nucleus bond, an ether bond and an imide bond in the structural unit, and is not particularly limited. Polyetherimide is commercially available as “Ultem CRS 5001”, “Ultem 1000” (both are trade names of General Electric).

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。   The mixing ratio of the polyaryl ketone resin and the amorphous polyetherimide resin is 30% by mass or more and 70% by mass or less of the polyaryl ketone resin in consideration of adhesion to the other wiring boards 100a and 300 to be laminated. It is preferable to use a mixed composition containing an amorphous polyetherimide resin and inevitable impurities. Here, the reason why the content of the polyaryl ketone resin is limited to 30% by mass or more and 70% by mass or less is that when the content of the polyaryl ketone resin is too high, the crystallinity of the thermoplastic resin composition is high. This is because the lamination property at the time of multilayering is lowered, and if the content of the polyaryl ketone resin is too low, the crystallinity itself of the thermoplastic resin composition as a whole is lowered, and the crystal melting peak temperature is 260 ° C. It is because reflow heat resistance falls even if it is above.

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。   This thermoplastic resin composition may contain an inorganic filler. There is no restriction | limiting in particular as an inorganic filler, Any well-known thing can be used. Examples thereof include talc, mica, mica, glass flake, boron nitride (BN), plate-like carbon cal, plate-like aluminum hydroxide, plate-like silica, and plate-like potassium titanate. These may be added singly or in combination of two or more. In particular, a scale-like inorganic filler having an average particle size of 15 μm or less and an aspect ratio (particle size / thickness) of 30 or more can keep the linear expansion coefficient ratio in the plane direction and the thickness direction low, and the thermal shock cycle test. This is preferable because generation of cracks in the substrate at the time can be suppressed.

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。   The added amount of the inorganic filler is preferably 20 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin. This is because if the amount of the inorganic filler added is too large, a problem of poor dispersion of the inorganic filler occurs, and the linear expansion coefficient tends to vary or the strength tends to decrease. In addition, if the amount of the inorganic filler added is too small, the effect of reducing the linear expansion coefficient and improving the dimensional stability is small, which is caused by the difference in the linear expansion coefficient with the other wiring substrate 300 or the conductive pattern 20 in the reflow process. This is because internal stress is generated, and the substrate is warped and twisted.

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。   In addition, the thermoplastic resin composition has various additives other than other resins and inorganic fillers, such as a stabilizer, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a nucleating agent, a colorant, and a lubricant, to the extent that the properties are not impaired. In addition, flame retardants and the like may be appropriately contained. As a method of adding various additives including these inorganic fillers, a known method, for example, the following methods (a) and (b) can be used.

(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。   (A) Various additives were mixed with a polyaryl ketone resin and / or an amorphous polyetherimide resin base material (base resin) at a high concentration (typically about 10 to 60% by mass). A method of preparing a master batch separately, adjusting the concentration of the master batch and mixing the resin, and mechanically blending it using a kneader or an extruder. (B) A method in which various additives are mechanically blended directly with a resin to be used using a kneader or an extruder. Among these methods, the method (a) is preferable from the viewpoint of dispersibility and workability. Further, the surface of the insulating base material 10 made of the thermoplastic resin composition may be appropriately subjected to corona treatment or the like for the purpose of improving the lamination property.

<導体パターン20>
導体パターン20は、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材10上に、金属箔を熱圧着等により貼り付けた後、エッチング処理して導体パターン20とする方法、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材10を押出製膜する際に金属箔に直接ラミネートする方法、あるいは、熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材10上に、レジストを形成して、メッキにより導体パターン20を形成する方法、等の通常の回路パターンを作製する方法により形成することができる。なお、以下において説明するように、本発明における好ましい形態である熱可塑性樹脂組成物は、急冷製膜により非晶性フィルム化されているので、比較的低温において熱圧着することが可能である。導体パターン20を形成する金属としては、Au、Ag、Cu等の電気抵抗が小さい金属を使用することができる。この中でも、配線基板の導体パターンとして使用されてきた実績が豊富であること、コストが低いことから、Cuを使用することが好ましい。
<Conductor pattern 20>
The conductor pattern 20 is a method in which a metal foil is attached to an insulating substrate 10 made of a thermoplastic resin composition by thermocompression bonding and then etched to form the conductor pattern 20, or an insulation made of a thermoplastic resin composition. A method of directly laminating a metal foil when the substrate 10 is formed by extrusion, or a method of forming a conductor pattern 20 by plating by forming a resist on an insulating substrate 10 made of a thermoplastic resin composition, It can form by the method of producing normal circuit patterns, such as. In addition, as will be described below, the thermoplastic resin composition which is a preferred form in the present invention is formed into an amorphous film by quenching film formation, and thus can be thermocompression bonded at a relatively low temperature. As a metal for forming the conductor pattern 20, a metal having a small electric resistance such as Au, Ag, or Cu can be used. Among these, it is preferable to use Cu because of its abundant track record of being used as a conductor pattern of a wiring board and low cost.

<導電性ペースト組成物>
熱可塑性樹脂組成物からなる絶縁基材10には、ビアホール30が形成され、この中に
導電性ペースト組成物が充填される。本発明の多層配線基板200において使用される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。
<Conductive paste composition>
A via hole 30 is formed in the insulating base material 10 made of the thermoplastic resin composition, and the conductive paste composition is filled therein. The conductive paste composition used in the multilayer wiring board 200 of the present invention contains conductive powder and a binder component.

(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。
(Conductive powder)
The conductive powder used in the present invention is composed of first alloy particles and second metal particles.

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。   The first alloy particles are non-lead solder particles having a melting point of 130 ° C. or higher and 240 ° C. or lower. Examples of such lead-free solder particles include 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, and Sn-Ag-Cu-Sb can be mentioned. Furthermore, the composition and melting point of these lead-free solder particles are described below.

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。   Sn (232 ° C), SnAg3.5 (221 ° C), SnCu0.7 (227 ° C), SnSb5 (232-240 ° C), SnBi58 (138 ° C), SnIn52 (118 ° C), SnZn9 (199 ° C), SnAg4Cu0. 5 (217-224 ° C), SnAg3.9Cu0.6 (217-223 ° C), SnAg3Cu0.5 (217-220 ° C), SnAg3.5Cu0.9 (217 ° C), SnAg3.8Cu0.7 (217-218 ° C) ), SnAg2.8In20 (175-187 ° C), SnZn8Bi3 (191-198 ° C), SnAg3.4Bi4.8 (201-215 ° C), SnAg2Bi7.5 (191-216 ° C), SnAg1Bi57 (137-139 ° C), SnAg2.5Cu0.5Bi1 (214-221 ° C.), SnAg Cu0.75Bi3 (207-218 ° C), SnAg2.5Cu0.8Sb0.5 (217-225 ° C), SnAg0.2Cu2Sb0.8 (219-235 ° C), SnAg3.5In4Bi0.5 (210-215 ° C), SnAg3. 5In8Bi0.5 (197-208 ° C.). In addition, the number after each said element represents the composition (mass%) of this element. The composition of Sn is other than the other components. For example, in “SnAg3.5”, Sn is 96.5% by mass and Ag is 3.5% by mass.

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。   These lead-free solder particles are reliable in the effect of metal diffusion of tin. As the first alloy particles, a mixture of two or more of these non-lead solder particles can also be used.

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。   The second metal particles are at least one or more metal particles selected from the group consisting of Au, Ag, and Cu. The second metal particle is a particle formed of a metal having a low electric resistance value, and bears the electric conductivity of the via. The second metal particles have a higher melting point than the first alloy particles, and have a role of maintaining the viscosity of the conductive paste composition during heating.

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。   The mixing ratio of the first alloy particles and the second metal particles in the conductive powder is “76/24” or more and less than “90/10” by mass ratio (“first alloy particles” / “second” Metal particles "). When the amount of the first alloy particles is too large beyond this range, the viscosity of the conductive paste composition is greatly reduced when the substrate is heated and laminated, and the conductive paste composition flows out from the via hole 30. There is a risk that.

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。   The average particle diameter of the first alloy particles and the second metal particles is preferably 10 μm or less. By setting the first alloy particles to such a particle size, the conductive paste composition can be easily filled into the via hole 30, and metal diffusion can easily occur. Moreover, the effect which adjusts the viscosity of the electrically conductive paste composition at the time of carrying out heating lamination | stacking of a board | substrate by using a 2nd metal particle as such a particle size becomes favorable.

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。   The average particle size difference between the first alloy particles and the second metal particles is preferably 2 μm or less. By aligning the particle diameters as much as possible, metal diffusion bonding can be easily generated.

(バインダー成分)
本発明において使用するバインダー成分は、Tgが第1の合金粒子の融点未満で、流動開始温度が260℃以上の熱可塑性樹脂組成物である。バインダー成分は、Tgが合金粒子の融点未満であり、積層プレス時、第1の合金粒子が溶解した際に、バインダー成分は柔らかくなっている。このため、第1の合金粒子はバインダー成分に邪魔されずに、効率的に金属拡散することが可能となる。
(Binder component)
The binder component used in the present invention is a thermoplastic resin composition having a Tg lower than the melting point of the first alloy particles and a flow start temperature of 260 ° C. or higher. The binder component has a Tg lower than the melting point of the alloy particles, and the binder component is soft when the first alloy particles are dissolved during lamination pressing. For this reason, the first alloy particles can efficiently diffuse into the metal without being obstructed by the binder component.

また、バインダー成分の流動開始温度は260℃以上であり、積層プレス時(プレス温度:150℃以上260℃未満)において、バインダー成分は柔らかくなってはいるが、流動化していない。このため、流動化したバインダー成分が、溶解した第1の合金粒子と共に基板間に流れ出してしまう事態を防ぐことができる。   Further, the flow starting temperature of the binder component is 260 ° C. or higher, and the binder component is softened but not fluidized during lamination pressing (press temperature: 150 ° C. or higher and lower than 260 ° C.). For this reason, the fluidized binder component can be prevented from flowing out between the substrates together with the dissolved first alloy particles.

このように、本発明においては、多層配線基板の製造時における熱プレスの際に、バインダー成分を軟化はするが溶解しないように制御している。そして、金属拡散接合を促進すると共に配線のショート等の接続不良を防いでいる。また、バインダー成分は、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。また、バインダー成分の流動開始温度は、260℃以上270℃以下であることが好ましい。   As described above, in the present invention, the binder component is controlled to be softened but not melted during hot pressing during the production of the multilayer wiring board. In addition, metal diffusion bonding is promoted and connection failures such as wiring short-circuits are prevented. Moreover, although a binder component is soluble in an organic solvent, this is because it dissolves in an organic solvent to form a conductive paste composition. Moreover, it is preferable that the flow start temperature of a binder component is 260 degreeC or more and 270 degrees C or less.

バインダー成分としては、例えば、流動開始温度が260℃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。この中でも、流動開始温度が260℃以上270℃以下であるバインダー成分を用いることが好ましく、例えば、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂を挙げることができる。   Examples of the binder component include an amorphous polyester resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, and polyetherimide resin having a flow start temperature of 260 ° C. or higher. Among these, it is preferable to use a binder component having a flow start temperature of 260 ° C. or higher and 270 ° C. or lower, and examples thereof include a polysulfone resin and a polyether sulfone resin.

<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。
<The manufacturing method of the wiring board 100a provided with the insulating base material 10 which consists of a thermoplastic resin composition>
1A to 1E show a process for manufacturing a single-layer wiring board 100a. First, as shown to Fig.1 (a), the insulating base material 10 which consists of a thermoplastic resin composition is prepared. The insulating substrate 10 is preferably in the form of a film, a thin plate or a sheet. As a forming method, a known method such as an extrusion casting method using a T die or a calendar method can be adopted, and the method is particularly limited. However, an extrusion casting method using a T-die is preferable from the viewpoints of sheet formability and stable productivity. The molding temperature in the extrusion casting method using a T-die is appropriately adjusted depending on the flow characteristics and film-forming properties of the resin used, but is generally polyaryl ketone resin and amorphous having a crystal melting peak temperature of 260 ° C. or higher. In the case of a mixed composition of a conductive polyetherimide resin, the temperature is 360 to 400 ° C. In addition, it is necessary to form an amorphous film by rapidly forming a film during extrusion casting. Thereby, since the area | region where an elasticity modulus falls in 170-230 degreeC vicinity is expressed, thermoforming and heat fusion in this temperature range are attained. Specifically, the elastic modulus starts to decrease at around 170 ° C., and thermoforming and heat fusion are possible at around 200 ° C. The graph shown in FIG. 3 is obtained by measuring the elastic modulus at a temperature rising rate of 3 ° C./min. When the temperature rising rate is 10 ° C./min, the transition from amorphous to crystalline is delayed. In the vicinity of 230 ° C., the elastic modulus is the lowest.

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。   Subsequently, as shown in FIG.1 (b), metal foil is affixed on the surface of the insulating base material 10 which consists of a thermoplastic resin composition. As described above, since the insulating base material 10 made of the thermoplastic resin composition is in an amorphous state, the crystallization of the thermoplastic resin does not proceed greatly, and it takes a relatively short time at a temperature slightly above the glass transition temperature. Thus, the metal foil can be attached without causing crystallization of the insulating base material. Further, when forming the insulating base material 10, a metal foil may be laminated at the same time to obtain the stage shown in FIG. An example of the metal foil is a copper foil.

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。   Next, as shown in FIG. 1C, a via hole 30 is formed at a predetermined position of the insulating base 10 using a laser or a mechanical drill. Next, a conductor pattern 20 is formed as shown in FIG. 1D by a normal method such as applying a resist to the surface of the metal foil in a circuit pattern, etching, and removing the resist. In addition, after forming the via hole 30, the copper foil may be attached to form the conductor pattern 20, or the conductor pattern 20 may be formed and then the via hole 30 may be formed. Is not particularly limited. Subsequently, the via 40 is formed by filling the via hole 30 with a conductive paste composition by a normal printing method such as screen printing, and a single-layer wiring board 100a as shown in FIG. .

<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。
<Behavior of elastic modulus with respect to temperature of insulating substrate 10 made of thermoplastic resin composition>
Here, the behavior of the elastic modulus with respect to the temperature of the insulating substrate 10 made of the thermoplastic resin composition will be described. As a thermoplastic resin composition, a mixed composition of a polyaryl ketone resin and an amorphous polyetherimide resin having a crystal melting peak temperature (Tm) of 260 ° C. or higher, particularly a polyether as a polyaryl ketone resin The behavior of the elastic modulus with respect to temperature of the insulating base material 10 when ether ketone is used is shown in FIG.

「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。   “Before lamination” is a graph showing the behavior of the elastic modulus with respect to the temperature of the insulating base material 10 before lamination as the multilayer wiring board 200. Also, “after lamination” is displayed as a graph showing the behavior of the elastic modulus with respect to the temperature of the insulating base material 10 after the multilayer wiring board 200 is formed by heating and pressurizing under predetermined conditions. . In the state before lamination, as described above, the insulating base material 10 is formed into an amorphous film by rapid cooling. Therefore, the elastic modulus is sufficiently lowered in a relatively low temperature region of around 200 ° C. Thereby, the insulating base material 10 before lamination can be thermoformed and heat-sealed at a relatively low temperature.

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。   The insulating base material 10 formed into an amorphous film changes to crystallinity by heating and pressure molding under predetermined conditions when the multilayer wiring base material 200 is manufactured. Along with this, the elastic modulus of the insulating base material 10 is greatly changed to behave as shown in the graph after lamination in FIG. As a result, the effect of promoting metal diffusion bonding is demonstrated as will be described below, and the resistance value of the via hole of the multilayer wiring board 200 can be made extremely small, as well as moisture absorption heat resistance and connection reliability. In addition, it is considered that the adhesive strength of the conductor can be excellent.

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7GPa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。   Next, how metal diffusion bonding is promoted will be described. Here, the relationship between the non-lead solder particles in the conductive paste composition and the insulating base material 10 made of the thermoplastic resin composition is important, and the heat constituting the insulating base material 10 at the melting point of the non-lead solder particles. The storage elastic modulus of the plastic resin composition is preferably 10 MPa or more and less than 7 GPa. As shown in FIG. 3, when the thermoplastic ether composition constituting the insulating substrate 10 is a mixed composition of polyether ether ketone and amorphous polyether imide, which is the preferred form described above. The storage elastic modulus of the thermoplastic resin composition at the melting point of the lead-free solder particles of 130 ° C. or more and 240 ° C. or less is 10 MPa or more and less than 7 GPa. The storage elastic modulus of the thermoplastic resin composition is a value measured using a viscoelasticity evaluation apparatus at a measurement frequency of 1 Hz and a temperature increase rate of 3 ° C./min.

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。   As described above, in the melting point of the lead-free solder particles, the thermoplastic resin composition constituting the insulating base material 10 has a storage elastic modulus of 10 MPa or more and less than 7 GPa. This means that the plastic resin composition has a certain degree of flexibility and retains a certain degree of elasticity without melting.

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。   As described above, the conductive paste composition and the thermoplastic resin composition can mutually interact by giving the thermoplastic resin composition constituting the insulating base material 10 a certain degree of flexibility at the melting point of the lead-free solder particles. The adhesion between the conductive paste composition and the insulating substrate 10 made of the thermoplastic resin composition is improved. In addition, the thermoplastic resin composition does not melt at the melting point of the lead-free solder particles, and retains a certain degree of elastic modulus. It can be tightened by the thermoplastic resin composition that is the side surface of the via hole 30, and pressure can be applied to the conductive paste composition. Thereby, it is considered that the tin component in the lead-free solder particles can diffuse into the metal forming the second metal particles and / or the conductor pattern 20 to form a metal diffusion bonding.

<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。
<Wiring board 300 made of a material other than the thermoplastic resin composition>
The wiring substrate 300 made of a material other than the thermoplastic resin composition includes a glass epoxy substrate (FR4 substrate), a two-layer polyimide substrate, a pseudo two-layer polyimide substrate, a three-layer polyimide substrate, an LCP (liquid crystal polymer) substrate, and an LTCC (low temperature fired ceramic). ) A substrate can be used. Two or more kinds of these wiring boards 300 may be laminated together to form the multilayer board 200b.

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。   A method for manufacturing a glass epoxy substrate (FR4 substrate) will be described. First, an insulating base material (prepreg) in which a glass cloth is impregnated with a thermosetting resin to form a semi-cured state (B stage) is prepared. Next, a through-hole penetrating the insulating base material is formed at a predetermined position of the insulating base material using a laser or a mechanical drill, and this is used as a via hole. Next, a conductive paste is filled into the via hole by screen printing or the like. Then, if necessary, the conductive paste is solidified by heating to volatilize the solvent. The conductive paste used for the wiring substrate 300 is not particularly limited, and a general conductive paste used for filling via holes can be used. Moreover, the conductive paste composition used in the wiring base material 100 can also be used as the conductive paste used for the wiring substrate 300. Next, if necessary, the dried and solidified product of the conductive paste protruding on the surface of the insulating base material is removed by mechanical polishing or the like, and copper foil is applied to one or both surfaces of the insulating base material. The insulating substrate is completely cured simultaneously with thermocompression bonding (C-stage). Next, the copper foil is patterned by etching to form a conductor pattern. From the above, it is possible to manufacture the wiring substrate 300 made of a material other than the thermoplastic resin composition using the glass epoxy substrate.

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。   The “B stage” of the above-described epoxy resin refers to a semi-cured state in which the reaction proceeds to some extent when a resin and a curing agent are mixed. At this stage, most of it is no longer dissolved in the solvent, but when heated, it dissolves and the reaction proceeds further. The “C stage” refers to a completely cured state that is insoluble and infusible at the final stage of the reaction.

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。   A method for manufacturing a liquid crystal polymer (LCP) substrate will be described. First, an insulating substrate made of LCP is prepared. As the LCP, LCPI type (liquid crystal transition temperature: 350 ° C.), LCP II type (liquid crystal transition temperature: 300 ° C.), or the like can be used. As the insulating substrate made of LCP, a film shape, a thin plate shape, or a sheet shape is preferable. The molding method is preferably a known method, for example, an extrusion casting method using a T die, a calendar method, an inflation molding method, or the like, and is not particularly limited. Considering, an extrusion casting method using a T die is preferable. The molding temperature in the extrusion casting method using a T-die is appropriately adjusted depending on the fluidity and film-forming property of the resin used, but is generally 400 to 420 ° C. for the LCPI type resin and 350 for the LCP II type resin. ~ 370 ° C. The copper foil is affixed at the time of film formation, and then a via hole is formed in the insulating base material and patterned to form a conductor pattern, which is the same as in the above-described method for manufacturing a glass epoxy substrate.

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。   A two-layer polyimide substrate in which a polyimide layer is formed on a copper foil by a casting method or a casting method, a pseudo two-layer polyimide substrate in which a thermoplastic polyimide layer is bonded as an adhesive layer between a polyimide film and a copper foil, and a polyimide film A three-layer polyimide substrate using a thermosetting adhesive between copper foils can also be manufactured by the same manufacturing method as the above-described glass epoxy substrate and LCP substrate.

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。   The LTCC (low temperature fired ceramic) substrate is manufactured by forming via holes in the LTCC (low temperature fired ceramic) substrate before firing, filling the via holes with Ag paste, and applying Ag paste wiring to the surface layer and firing. Can do.

<本発明の多層配線基板200a、200b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、第一の合金粒子の融点以上とすることが好ましい。また、本発明においては、積層温度が、バインダー成分のTgと流動開始温度との間となるように、バインダー成分が規定されている。このようなバインダー成分を用いることにより金属拡散接合を効果的に起こらしめ、電気的な接続信頼性を高めることができる。
<Method for Manufacturing Multilayer Wiring Boards 200a and 200b of the Present Invention>
1E to 1G show the manufacturing process of the multilayer wiring board 200a. As shown in FIG. 1F, a plurality of produced single-layer wiring boards 100a are overlapped. In the illustrated form, three single-layer wiring boards 100a are overlaid. In addition, the lowermost substrate is superposed in a different direction so that the conductor pattern 20 is formed outside the multilayer substrate. Specifically, as shown in FIG. 4, the cushioning film 51, which has three cushion films 51 and wiring substrates 100 a having elasticity and releasability from the lower side, are stacked on the laminated jig 50 with a built-in heater. After that, the pressing jig 52 is pushed down in the direction of the arrow shown in the drawing, so that the three wiring base materials 100a are thermocompression bonded, and these are laminated and integrated to form the multilayer wiring board 200a. As the lamination conditions of each layer, from the viewpoint of effectively causing metal diffusion bonding, it is preferable that the temperature is 150 ° C. or more and less than 260 ° C., the pressure is 3 MPa or more and less than 8 MPa, and the press time is 10 minutes or more and less than 40 minutes. Note that the lamination temperature is preferably equal to or higher than the melting point of the first alloy particles. In the present invention, the binder component is defined so that the lamination temperature is between the Tg of the binder component and the flow start temperature. By using such a binder component, metal diffusion bonding can be effectively caused and electrical connection reliability can be improved.

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。   1 (h) to (l) show a multilayer structure in which a wiring board 100b provided with an insulating base material 10 made of a thermoplastic resin composition and a wiring board 300 made of a material other than the thermoplastic resin composition are alternately stacked. It is the figure which showed the process of manufacturing the wiring board 200b. First, as shown in FIG.1 (h), the insulating base material 10 which consists of a thermoplastic resin composition is prepared. The molding method is the same as in the case of FIG. Next, as shown in FIG. 1 (i), a via hole 30 is formed at a predetermined position of the insulating substrate 10 using a laser or a mechanical drill. Then, by a normal printing method such as screen printing, the formed via hole 30 is filled with the conductive paste composition, and the single-layer wiring board 100b in which the via 40 as shown in FIG. 1 (j) is formed is manufactured. Is done.

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。   Next, as shown in FIG. 1 (k), the manufactured single-layer wiring board 100b and the wiring board 300 made of a material other than the thermoplastic resin composition different from the wiring board 100b are alternately stacked. In the illustrated embodiment, the wiring board 300 made of a material other than the thermoplastic resin is disposed on both sides of the wiring board 100b in the middle.

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。   Then, under predetermined conditions, the layers are heat-sealed to produce a multilayer wiring board 200b as shown in FIG. The lamination method and lamination conditions are the same as the method and conditions shown in FIG.

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。   In addition, in the manufacturing method shown to Fig.1 (a)-(g), the conductor pattern 20 is formed in the single side | surface of the single layer wiring board 100a, and also shown to FIG.1 (h)-(l). In the manufacturing method, the conductor pattern 20 is formed on both surfaces of the wiring board 300 made of a material other than the thermoplastic resin composition without forming the conductor pattern 20 on the single-layer wiring board 100b, but the multilayer wiring board 200a to be manufactured is formed. As long as the conductor pattern 20 is formed at a desired position in 200b, the position where the conductor pattern is formed in the single-layer wiring boards 100a, 100b, 300 is not particularly limited, and can be changed as appropriate.

(実施例1)
導電性ペースト組成物のバインダー成分として、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)が223℃であり、流動開始温度が264.6℃である、ポリエーテルスルホン樹脂を用いた。
Example 1
As a binder component of the conductive paste composition, a polyether having a glass transition temperature (Tg) measured by a differential scanning calorimeter at a heating rate of 10 ° C./min is 223 ° C. and a flow start temperature is 264.6 ° C. A sulfone resin was used.

導電粉末の第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)、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93質量部に対して、溶媒として塩化メチレン溶液を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183Pa・s(1rpm)の導電性ペースト組成物を得た。   As the first alloy particles of the conductive powder, SnSb5 (average particle size 5.1 μm) having a melting point of 232 ° C. to 240 ° C. and Cu (average particle size 5.0 μm) as the second metal particles are in a mass ratio of 76/24. (First alloy particle / second metal particle). Then, 7 parts by mass of methylene chloride solution was added as a solvent to 93 parts by mass of the conductive powder and binder component blended at a mass ratio of 97/3 (conductive powder / binder component), and the mixture was roughly mixed with a planetary mixer. After kneading, kneading with three rolls, defoaming with a planetary mixer, and a viscosity at 25 ° C. measured by Brookfield viscometer DV-III spindle CP52 (angle 3.0 °, φ2.4 cm) is 183 Pa · A conductive paste composition of s (1 rpm) was obtained.

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。   Next, as an insulating base material made of a thermoplastic resin, a polyether ether ketone resin (product name PEEK450G) and a polyetherimide resin (product name PEI Ultem 1000) are used in a mass ratio of 40/60 (polyether ether ketone / polyether imide). To 100 parts by mass of the blended resin mixture, 39 parts by mass of mica having an average particle size of 3.5 μm and an average aspect ratio of 50 as an inorganic filler was added and melt-kneaded, and this kneaded product was further extruded by a T-die extrusion casting method. The film was rapidly cooled to obtain a film having a thickness of 50 μm.

このフィルムの、SnSb5の融点232℃〜240℃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。   The elastic modulus of this film at a melting point of 232 ° C. to 240 ° C. of SnSb5 was 37 MPa with a viscoelasticity measuring device under the conditions of 1 Hz and a heating rate of 3 ° C./min. Moreover, the copper foil (thickness 12 micrometers) was laminated at the time of extrusion, and the single-sided copper clad board was produced besides the film.

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。   Next, a via hole having a hole diameter of 100 μm was formed at a predetermined position of the single-sided copper-clad plate using a laser. Next, as shown in FIG. 1D, a conductor evaluation pattern having a bottomed via is formed by applying a resist to the surface of the copper foil in a circuit pattern, etching, and removing the resist. A circuit processed substrate was prepared. Next, this via hole is filled with the conductive paste composition prepared above using a screen printing method, and after filling, the solvent is volatilized at 125 ° C. for 45 minutes to form a via, as shown in FIG. A simple single-layer wiring board 100a was produced.

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SnSb5の融点232℃〜240℃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。   Next, 10 single-layer wiring boards 100a thus produced are stacked with only the lowermost single-layer board changed in its direction, and the melting point of the first alloy particles SnSb5 in the via is 232 ° C. to 240 ° C. or higher. These were laminated together at 240 ° C. and 5 MPa for 30 minutes to obtain a multilayer wiring board. In this multilayer wiring board, the copper circuit pattern exposed on the front side and the copper circuit pattern exposed on the back side are in a one-to-one correspondence with the via wiring in the inner layer portion, and 10,000 for one test board. A route wiring net is provided. The via / via distance is 250 μm at the minimum.

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。   Next, a method for evaluating the electrical reliability of this substrate is to dehumidify the multilayer wiring board over 125 ° C. for 24 hours, and then leave it in an atmosphere of 85 ° C. and 85% RH for 16 hours to forcibly absorb moisture. The initial resistance value was measured after passing through a reflow furnace having a maximum temperature of 260 ° C. four times, and the resistance value after 500 cycles of a −25 ° C./125° C. thermal shock test was measured. If the increase was less than 0.5Ω for all wiring nets, it was determined as OK. For those with 0.5Ω or more, the abnormal wiring net location of the evaluated multilayer wiring board was specified, and the cause was examined by observing the cross section with SEM. The result of the electrical reliability evaluation test of the multilayer wiring board of Example 1 was less than 0.5Ω in all wiring nets.

(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)として導電性ペースト組成物を得た以外は実施例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。
(Example 2)
A multilayer structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conductive paste composition was obtained by setting the mass ratio of the first alloy particles to the second metal particles to 80/20 (first alloy particles / second metal particles). A wiring board was obtained. Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

(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)として導電性ペースト組成物を得た以外は実施例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。
(Example 3)
A multilayer structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conductive paste composition was obtained by setting the mass ratio of the first alloy particles to the second metal particles to 88/12 (first alloy particles / second metal particles). A wiring board was obtained. Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

(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)として導電性ペースト組成物を得た以外は実施例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。
(Comparative Example 1)
A multilayer structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conductive paste composition was obtained by setting the mass ratio of the first alloy particles to the second metal particles to 72/28 (first alloy particles / second metal particles). A wiring board was obtained. Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

(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)として導電性ペースト組成物を得た以外は実施例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。
(Comparative Example 2)
A multilayer structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conductive paste composition was obtained by setting the mass ratio of the first alloy particles to the second metal particles to 92/8 (first alloy particles / second metal particles). A wiring board was obtained. Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

(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
て導電性ペースト組成物を得た以外は、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。
Example 4
A multilayer wiring board was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conductive paste and the binder component were blended at a mass ratio of 92/8 (conductive powder / binder component) to obtain a conductive paste composition. Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

(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)で配合して導電性ペースト組成物を得た以外は、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。
(Comparative Example 3)
A multilayer wiring board was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conductive paste and the binder component were blended at a mass ratio of 88/12 (conductive powder / binder component) to obtain a conductive paste composition. Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

(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)で配合して導電性ペースト組成物を得た以外は、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。
(Comparative Example 4)
A multilayer wiring board was obtained in the same manner as in Example 1 except that a conductive paste composition was obtained by blending the conductive powder and the binder component in a mass ratio of 98/2 (conductive powder / binder component). Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
バインダー成分として、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)が190℃であり、流動開始温度が260.5℃である、ポリスルホン樹脂を用い、第1の合金粒子として、融点を217℃〜218℃に有するSnAg3.5Cu0.5(平均粒径5.6μm)を用いて導電性ペースト組成物を得た以外は、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。
(Example 5)
As a binder component, a polysulfone resin having a glass transition temperature (Tg) measured with a differential scanning calorimeter at a temperature rising rate of 10 ° C./min is 190 ° C. and a flow start temperature is 260.5 ° C. is used. A multilayer wiring board in the same manner as in Example 1 except that the conductive paste composition was obtained using SnAg3.5Cu0.5 (average particle size 5.6 μm) having a melting point of 217 ° C. to 218 ° C. as the alloy particles. Got. Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
バインダー成分として、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)が216℃であり、流動開始温度が274.4℃である、ポリエーテルイミド樹脂(Ultem1000(GE))を用いて導電性ペースト組成物を得た以外は、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。
(Example 6)
As a binder component, a polyetherimide resin (Ultem1000 (GE) having a glass transition temperature (Tg) measured by a differential scanning calorimeter at a heating rate of 10 ° C./min at 216 ° C. and a flow start temperature of 274.4 ° C. A multilayer wiring board was obtained in the same manner as in Example 1 except that a conductive paste composition was obtained using Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例5)
バインダー成分として、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)が60℃であり、流動開始温度が120℃である、非晶性ポリエステル樹脂(東洋紡製、バイロンGK250)を用い、溶媒としてブチルカルビトールアセテート溶液を用いて導電性ペースト組成物を得た以外は、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。
(Comparative Example 5)
As a binder component, an amorphous polyester resin (byonbo, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a glass transition temperature (Tg) measured by a differential scanning calorimeter at a heating rate of 10 ° C./min at 60 ° C. and a flow start temperature of 120 ° C. A multilayer wiring board was obtained in the same manner as in Example 1 except that GK250) was used and a conductive paste composition was obtained using a butyl carbitol acetate solution as a solvent. Then, electrical reliability was evaluated. The results are shown in Table 1.

Figure 2009065009
Figure 2009065009

表1より、本発明の多層配線基板(実施例1〜実施例6)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。   From Table 1, in the multilayer wiring board (Examples 1 to 6) of the present invention, the resistance value increase amount was less than 0.5Ω in all the wiring nets, and good results were shown.

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多層配線基板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。   While the present invention has been described in connection with embodiments that are presently the most practical and preferred, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. However, the invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a multilayer wiring board accompanying such a change is also included in the technical scope of the present invention. Must be understood as.

本発明の多層配線基板200の製造方法の概要を示した図である。It is the figure which showed the outline | summary of the manufacturing method of the multilayer wiring board 200 of this invention. 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。It is the figure which showed a mode that the elasticity modulus of the specific thermoplastic resin composition which comprises the insulating base material 10 changes with temperature. 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。It is a conceptual diagram of the lamination jig | tool 50 for manufacturing the multilayer wiring board 200 by thermocompression bonding the wiring board 100. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Insulation base material which consists of thermoplastic resins 20 Conductor pattern 30 Via hole 40 Via 100a, 100b Single layer wiring board 200a, 200b Multilayer wiring board 50 Lamination jig 51 Cushion film 52 Pressing jig

Claims (8)

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であって、
前記導電性ペースト組成物が、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、Tgが第1の合金粒子の融点未満で、流動開始温度が260℃以上の熱可塑性樹脂組成物である、多層配線基板。
An insulating substrate made of a thermoplastic resin composition, a wiring board comprising a conductor pattern provided on the insulating substrate, and a via formed by filling the insulating substrate with a conductive paste composition, A multilayer wiring board in which a plurality of wiring boards are superposed on each other or alternately superposed on a wiring board made of a material other than a thermoplastic resin composition, which is different from the wiring board, and laminated or sequentially laminated by thermal fusion. Because
The conductive paste composition includes a conductive powder and a binder component, and a mass ratio of the conductive powder and the binder component is 90/10 or more and less than 98/2,
The conductive powder comprises first alloy particles and second metal particles,
The first alloy particles are non-lead solder particles having a melting point of 130 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, and the second metal particles are at least one selected from the group consisting of Au, Ag, Cu, The mass ratio between the first alloy particles and the second metal particles is 76/24 or more and less than 90/10,
The multilayer wiring board, wherein the binder component is a thermoplastic resin composition having a Tg of less than the melting point of the first alloy particles and a flow start temperature of 260 ° C or higher.
前記バインダー成分が、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂から選ばれる少なくとも1種以上である、請求項1に記載の多層配線基板。   The multilayer wiring board according to claim 1, wherein the binder component is at least one selected from a polysulfone resin and a polyethersulfone resin. 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または請求項2に記載の多層配線基板。   3. The multilayer wiring board according to claim 1, wherein an average particle size of the first alloy particles and the second metal particles is 10 μm or less, and an average particle size difference is 2 μm or less. 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3のいずれかに記載の多層配線基板。   The first alloy particles are Sn, Sn—Ag, Sn—Cu, Sn—Sb, Sn—Bi, Sn—In, Sn—Zn, Sn—Ag—Cu, Sn—Ag—In, Sn—Ag—. One or more lead-free solder particles selected from the group consisting of In—Bi, Sn—Zn—Bi, Sn—Ag—Bi, Sn—Ag—Cu—Bi, and Sn—Ag—Cu—Sb, The multilayer wiring board according to any one of claims 1 to 3. 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4のいずれかに記載の多層配線基板。   The multilayer wiring board according to any one of claims 1 to 4, wherein a storage elastic modulus of the thermoplastic resin composition constituting the insulating base material at a melting point of the lead-free solder particles is 10 MPa or more and less than 7 GPa. . 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5のいずれかに記載の多層配線基板。   The thermoplastic resin composition constituting the insulating substrate is a mixed composition of a polyaryl ketone resin and an amorphous polyetherimide resin having a crystal melting peak temperature (Tm) of 260 ° C or higher. The multilayer wiring board according to claim 5. 前記熱可塑性樹脂以外からなる配線基版が、ガラスエポキシ基版(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、液晶ポリマー(LCP)基板、および、低温焼成セラミック(TLCC)基板からなる群から選ばれる一種以上の配線基板である、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の多層配線基板。   A wiring substrate made of a material other than the thermoplastic resin is a glass epoxy substrate (FR4 substrate), a two-layer polyimide substrate, a pseudo two-layer polyimide substrate, a three-layer polyimide substrate, a liquid crystal polymer (LCP) substrate, and a low-temperature fired ceramic ( The multilayer wiring board according to claim 1, wherein the multilayer wiring board is at least one wiring board selected from the group consisting of (TLCC) boards. 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7のいずれかに記載の多層配線基板。   The batch lamination or sequential lamination by thermal fusion of the wiring board is performed at a temperature of 150 ° C. or more and less than 260 ° C. and a pressure of 3 MPa or more and less than 8 MPa, and between the first alloy particles and the second metal particles. 8. The multilayer wiring board according to claim 1, wherein metal diffusion bonding is formed between the first alloy particles and the metal forming the conductor pattern.
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JP2021511750A (en) * 2018-01-30 2021-05-06 バタフライ ネットワーク,インコーポレイテッド Methods and equipment for packaging ultrasonic on-chips
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