WO2009107346A1

WO2009107346A1 - 回路板および回路板の製造方法

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Publication number: WO2009107346A1
Application number: PCT/JP2009/000738
Authority: WO
Inventors: 近藤正芳; 小宮谷壽郎
Original assignee: 住友ベークライト株式会社
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2009-09-03
Also published as: CN101965759A; TW200945984A; US20100326712A1; KR20100125276A; JPWO2009107346A1

Abstract

　接続信頼性を維持しつつ、多層積層に用いる層間接着剤の流れ出しが少ない回路板および回路板の製造方法を提供する。　回路板６８は、第一の基材１２と、第一の基材１２より突出した突出部１４および突出部１４を覆う金属被覆層１５から構成される導体ポスト４５とを備える第一の基板１６と、第二の基材１９と、導体回路１７とを備える第二の基板１８と、が層間接着剤１３を介して積層接着され、金属被覆層１５と導体回路１７との接合面４３で合金化されるとともに、接合面４３の断面視における金属被覆層１５の断面形状は、導体回路１７の接合面４３から第一の基板１６に向かって拡幅する形状であることを特徴とする。

Description

回路板および回路板の製造方法

　本発明は、回路板および回路板の製造方法に関する。

　近年、電子機器の高密度化に伴い、これに用いられるフレキシブルプリント配線板等の回路板の多層化が進んでいる。このような多層の回路板を積層する技術として、ビルドアップ法が採用されている。ビルドアップ法とは、樹脂のみで構成される樹脂層と導体層とを積み重ねながら、単層間で層間接続をする方法である。

　このビルドアップ法は、樹脂層にビアホールを形成してから層間接続する方法と、層間接続部を形成してから樹脂層を積層する方法に大別される。また、層間接続部は、ビアホールをめっきで形成する場合と、導電性ペーストで形成する場合等に分けられる。

　スタックドビアが可能で、かつ高密度化および配線設計の簡易化できる技術として、樹脂層に層間接続用の微細ビアホールをレーザーで形成し、該ビアホールを銅ペースト等の導電性接着剤で穴埋めし、この導電性接着剤により電気的に接続を得る方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
　しかし、この方法では、層間の電気的接続を導電性接着剤で行っているため、信頼性が十分でない場合がある。また、微細なビアホールに導電性接着剤を埋め込む高度な技術も必要となり、配線パターンの更なる微細化に対応することが困難である。

　そこで、導電性接着剤をビアホールに埋め込む手法に代わって、金属製の突起物（導体ポスト）を使用する技術が使用されている。しかし、導体ポストを使用する場合でも、層間接続する際に導体ポストが、層間接着剤を物理的に排除して導体パッドと接続する方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。
　しかし、この方法では、プレス等による高温時に導体ポストと導体パッドとの間の層間接着剤を除去すると同時に導体ポストが溶融して電気的接続を得るため、プレス内温度のばらつきで層間接着剤が先に硬化する場合があり、接続信頼性が不十分となることがあった。また、高温になるため、層間接着剤が回路板の外へ流れ出し、板厚精度が悪くなったり、外へ流れ出した接着剤が周辺の回路板を汚染する恐れがあった。

特開平８－３１６５９８号公報特開２０００－１８３５２８号公報

　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、接続信頼性が良好な回路板および回路板の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明による回路板は、第一の基材と、前記第一の基材より突出した突出部と、前記突出部を覆う金属被覆層とから構成される導体ポストとを備える第一の基板と、第二の基材と、導体回路とを備える第二の基板と、が層間接着剤を介して積層接着され、前記金属被覆層と前記導体回路との接合面で合金化されるとともに、前記接合面の断面視における前記金属被覆層の断面形状は、前記導体回路の前記接合面から第一の基板に向かって拡幅する形状であることを特徴とする。

　この回路板においては、前記接合面の断面視における前記金属被覆層の断面形状は、前記導体回路の前記接合面から第一の基板に向かって拡幅する形状である。これにより、金属被覆層が第一の基材と、第二の基材間で、略均一な厚さとなっているため接続の信頼性が増した回路板を提供できる。

　また、本発明による回路板の製造方法は、第一の基材と、前記第一の基材より突出した突出部を有するとともに、前記突出部を覆う金属被覆層とを有する導体ポストから構成される第一の基板を用意する工程と、第二の基材と、前記第二の基材の一方の面側に形成され、前記導体ポストを受ける導体回路とから構成される第二の基板を用意する工程と、前記導体ポスト面側、または、前記導体回路面側に層間接着剤が積層され、前記導体ポストと、前記導体回路とが対向するように配置して加熱加圧する第一の工程と、前記第一の工程の後、前記層間接着剤を加熱硬化する第二の工程と、前記第二の工程の後、前記金属被覆層を溶融することにより、前記導体ポストと、前記導体回路とを金属接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。

　これにより、回路板は、層間接着剤を硬化させたあとに金属被覆層を溶融させているため、層間接着剤の流れ出しが少なく、生産性、歩留まりに優れた回路板の製造方法が提供できる。

　また、前記層間接着剤は、三つ以上のグリシジルエーテル基を有し、エポキシ当量が１００～３００である多官能エポキシ樹脂（ａ）と、融点が５０℃以上、２３０℃以下であるカルボキシル基を有する化合物（ｂ）と、硬化剤（ｃ）と、を含んでいてもよい。また、カルボキシル基を有する化合物（ｂ）の沸点または分解温度が２４０℃以上であってもよい。さらに、合成ゴム系エラストマーを含んでいてもよい。また、硬化剤（ｃ）として、ノボラックフェノール樹脂を含んでいてもよい。

　接続信頼性が良好な回路板を提供することができる。

　上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
本実施形態の第一の基板と第二の基板を示す断面図である。本実施形態の第一の工程を示す断面図である。本実施形態の第二の工程を示す断面図である。本実施形態の接合工程を示す断面図である。本実施形態の回路板を部分的に示す断面写真図である。従来例を示す接合部の断面写真図である。

　以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、共通する構成要素には同一符号を付し、以下の説明において詳細な説明を適宜省略する。

　図１ないし図４は、本発明による回路板の製造方法の一実施形態を示す断面図である。
　図１（ａ）は第一の基板、図１（ｂ）は第二の基板の断面図である。図２は第一の工程、図３は第二の工程、図４は接合工程を示す断面図である。

　図４に示すように、本実施形態に示す回路板６８は、第一の基材１２と、第一の基材１２より突出した突出部１４および突出部１４を覆う金属被覆層１５から構成される導体ポスト４５とを備える第一の基板１６と、第二の基材１９と、導体回路１７とを備える第二の基板１８と、が層間接着剤１３を介して積層接着され、金属被覆層１５と導体回路１７との接合面４３で合金化され、金属合金層４１を形成している。
　また、接合面４３の断面視における金属被覆層１５の断面形状は、導体回路１７の接合面４３から第一の基板１６に向かって拡幅する形状である回路板６８となっている。

　第一および第二の基材１２、１９を構成する材料としては、繊維基材または樹脂フィルムなどが挙げられる。繊維基材として、例えばガラス繊布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材、あるいはガラス以外の無機化合物を成分とする繊布又は不繊布等の無機繊維基材、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等の有機繊維で構成される有機繊維基材等が挙げられる。また、樹脂フィルム基材としては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。これら中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。これにより、弾性率と耐熱性を特に向上することができる。

　基材１２、１９の厚さは、特に限定されないが、５～１００μｍが好ましく、８～５０μｍがより好ましく、１２．５～２５μｍがさらに好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に屈曲性に優れる。

　導体パッド１１、導体回路１７を構成する金属箔としては、鉄、アルミ、ステンレス、銅などが挙げられる。これらの中でも銅を金属箔として用いることが、電気特性の面からも好ましい。金属箔の厚さは、特に限定はされないが、５～３５μｍが好ましく、特に８～１８μｍが好ましい。

　金属被覆層１５の形状は、第一の基板１６に向かって広がる杯状の形状を有することが好ましい。これにより、導体回路１７と接合面４３を形成するとき、頭頂部から導体回路１７と接触するので、先端が変形しながら形成され、接合面４３の断面視における金属被覆層１５の断面形状が、導体回路１７の接合面４３から第一の基板１６に向かって拡幅するような形状となっている。また、接合面４３を、上面視したとき、第一の基材１２と、第一の基材１２の対向する面において、突出部１４を取り囲むように金属被覆層１５が形成されていてもよい。この取り囲むように形成される形状は円形状ばかりではなく、方形状、楕円状などであってもよい。また、金属被覆層１５の、拡幅する形も、第一の基板１６に向かって広がっていく杯状の形状や、お椀状、など拡径する形状であってもよい。

　金属被覆層１５を構成する金属として、特に限定はされないが、金、銀、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅からなる群より選択される少なくとも１種の金属または該金属を含む合金で構成される。例えば、錫－鉛系、錫－銀系、錫－亜鉛系、錫－ビスマス系、錫－アンチモン系、錫－銀－ビスマス系、錫－銅系等があるが、金属組み合わせや組成に限定されず、最適なものを選択すればよい。金属被覆層１５の厚さの最大値は、特に限定されないが、２μｍ以上が好ましく、特に３～２０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると導体ポスト４５と導体回路１７との接続の安定性に優れ、それによって信頼性が向上する。

　層間接着剤１３の厚さは、特に限定されないが、８～３０μｍが好ましく、特に１０～２５μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に密着性及び接着剤の染み出し抑制の双方に優れる。層間接着剤１３は、第一の基材１２に液状塗布する方法、真空ラミネータ等で加熱加圧する方法等があるが、後者の方がより簡便で、層間接着剤１３の厚みが安定する。

　層間接着剤１３は、金属表面の清浄化機能であるフラックス機能を有することが好ましく、例えば、金属表面に存在する酸化膜の除去機能や、酸化膜の還元機能を有した接着剤である。
　第一の好ましい層間接着剤１３の構成としては、三つ以上のグリシジルエーテル基を有し、エポキシ当量が１００～３００である多官能エポキシ樹脂（ａ）と、融点が５０℃以上、２３０℃以下であるカルボキシル基を有する化合物（ｂ）と、硬化剤（ｃ）を含んでいる。

　層間接着剤１３は、三つ以上のグリシジルエーテル基を有し、エポキシ当量が１００～３００である多官能エポキシ樹脂（ａ）を含む。これにより、耐熱信頼性に優れた層間接着剤１３とすることができる。多官能エポキシ樹脂（ａ）としては、特に限定はされないが、例えばフェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、アミノトリアジンフェノールノボラックエポキシ樹脂、アミノトリアジンクレゾールノボラックエポキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂などが単独もしくは組み合わせて使用できる。これらの中でも、ナフタレン骨格型４官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型３官能エポキシ樹脂および３官能固形エポキシ樹脂が好ましい。多官能エポキシ樹脂（ａ）の含有量は、特に限定はされないが、多官能エポキシ樹脂（ａ）と硬化剤（ｃ）を合わせて１００重量部としたとき、６０重量部以上、８０重量部以下が好ましい。含有量がこの範囲内にあると密着力に優れる。

　層間接着剤１３は、融点が５０℃以上、２３０℃以下であるカルボキシル基を有する化合物（ｂ）とを含む。また、カルボキシル基を有する化合物（ｂ）の沸点または分解温度が２４０℃以上であってもよい。カルボキシル基を有する化合物は、後述するように、金属被覆層が形成された導体ポストと、導体回路とを、金属被覆層を溶融させることにより金属接合する際、受け側の導体回路の酸化膜を除去および金属被覆層表面の酸化物を除去して濡れ性を向上させる働きがある。一般に、金属接合する際の温度は、２４０℃以上となることが多いため、カルボキシル基を有する化合物（ｂ）の沸点または分解温度が２４０℃以上であることが好ましい。沸点や分解温度が２４０℃以下であると層間にボイド（空洞）が発生したり、層間剥離が生じたりと信頼性が低下することがある。また、カルボキシル基を有する化合物（ｂ）の活性化が最も発現するのは融点を超えたときであるため、融点は２３０℃以下であることが好ましい。融点が、５０℃以下では、カルボキシル基を有する化合物（ｂ）が層間接着層から流れ出してくることがあるので融点は、５０℃以上であることが好ましい。

　カルボキシル基を有する化合物（ｂ）の含有量は、多官能エポキシ樹脂（ａ）と硬化剤（ｃ）を合わせて１００重量部としたとき、３重量部以上、１５重量部以下であることが好ましい。含有量がこの範囲にあると、金属表面の還元性に優れ良好な金属接合とすることができる。また、シート状のキャリア材料としたとき、フィルムとしての作業性に優れる。

　カルボキシル基を有する化合物（ｂ）としては、特に限定はされないが、例えば、以下のものが挙げられる。２，３－ピラジンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロブタンジカルボン酸、安息香酸、ｍ－メチル安息香酸、ｐ－メチル安息香酸、クマリン－３－カルボン酸、ベンゾフェノン－２－カルボン酸、セバシン酸、１，２，３，４－シクロペンタンテトラカルボン酸、２－ビフェニルカルボン酸、４－ビフェニルカルボン酸などの１種または２種以上の組合せで使用可能である。

　層間接着剤１３は、合成ゴム系エラストマーをさらに含んでいてもよい。これにより、シート状のキャリア材料としたとき、フィルム加工性に優れた層間接着剤１３とすることができる。合成ゴム系エラストマーはカルボン酸変性したものがポリイミドフィルムに対する密着力が良いため好ましく使用できる。例えばカルボン酸変性ＮＢＲ、カルボン酸変性アクリルゴム、カルボン酸変性ブタジエンゴムなど市販されている一般的なものでよい。
　合成ゴム系エラストマーの含有量は、特に限定はされないが、多官能エポキシ樹脂（ａ）と硬化剤（ｃ）を合わせて１００重量部としたとき、５重量部以上、３０重量部以下が好ましい。含有量がこの範囲内にあると、密着性と耐熱性のバランスに優れた層間接着剤１３とすることができる。また、合成ゴム系エラストマーの重量平均分子量が５０万以上であることが好ましい。これにより、加熱加圧時の成形性に優れた層間接着剤１３とすることができる。

　層間接着剤１３は、硬化剤（ｃ）としてノボラックフェノール樹脂を含んでいてもよい。ノボラックフェノール樹脂としては、特に限定されないが、アミノトリアジンノボラック型フェノール樹脂、または、アミノトリアジンクレゾールノボラック型フェノール樹脂であることが好ましい。アミノ基が存在することで塗工時の熱により一部のエポキシ基の反応が起こりＢステージ化する。これにより積層プレス時の染み出しが抑えられる。また、トリアジン部の窒素が難燃性に寄与する。ノボラックフェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、本発明に含まれる多官能エポキシ樹脂（ａ）に対して０．８～１．２当量を含むことが好ましい。当量がこの範囲内にあると、硬化性、反りなどに優れた層間接着剤１３とすることができる。

　層間接着剤１３は、密着力を向上させるためのカップリング剤、塗工の際に発泡やハジキを抑える消泡剤やレベリング剤、ゲルタイムを調整する為の少量の硬化促進剤や無機フィラーなどを添加することも可能である。

　第二の好ましい層間接着剤の構成としては、フェノール性水酸基を有するフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂などの樹脂（Ａ）と、前記樹脂の硬化剤（Ｂ）を含むものである。硬化剤としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂やイソシアネート化合物が挙げられる。

　フェノール性水酸基を有する樹脂の配合量は、全接着剤中２０重量部以上～８０重量部以下が好ましく、２０重量部未満であると金属表面を清浄化する作用が低下し、８０重量部を越えると十分な硬化物を得られず、その結果として接合強度と信頼性が低下するおそれがあり好ましくない。一方、硬化剤として作用する樹脂或いは化合物は、全接着剤中２０重量部以上～８０重量部以下が好ましい。層間接着剤には、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。

　第三の好ましい層間接着剤の構成としては、ビスフェノール系、フェノールノボラック系、アルキルフェノールノボラック系、ビフェノール系、ナフトール系、レゾルシノール系などのフェノールベースや、脂肪族、環状脂肪族や不飽和脂肪族などの骨格をベースとしてエポキシ化されたエポキシ樹脂（Ｃ）と、イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤（Ｄ）と、硬化性酸化防止剤（Ｅ）を含むものである。イミダゾール環を有する硬化剤としては、イミダゾール、２－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２－フェニルイミダゾール、１－ベンジル－２－メチルイミダゾール、２－ウンデシルイミダゾール、２－フェニル－４－メチルイミダゾール、ビス（２－エチル－４－メチル－イミダゾール）などが挙げられる。硬化性酸化防止剤は、酸化防止剤として作用し、かつ硬化剤と反応して硬化できる化合物であり、ベンジリデン構造を有する化合物や３－ヒドロキシ－２－ナフトイック酸、パモイック酸、２，４－ジヒドロキシ安息香酸、２，５－ジヒドロキシ安息香酸などが挙げられる。

　エポキシ樹脂の配合量は、全接着剤中３０重量部以上～９９重量部以下が好ましく、３０重量未満だと十分な硬化物が得られないおそれがあり好ましくない。
　上記２成分以外に、シアネート樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、マレイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を配合してもよい。又、必要に応じて着色剤、無機充填材、各種のカップリング剤、溶媒などを添加してもよい。

　イミダゾール環を有し、かつ前記エポキシ樹脂の硬化剤と前記硬化性酸化防止剤となるものの配合量としては、全接着剤中両者を併せ１重量部以上～２０重量部以下が好ましく、１重量部未満だと金属表面を清浄化する作用が低下し、エポキシ樹脂を十分に硬化させないおそれがあり好ましくない。１０重量部を越えると硬化反応が急激に進行し、接着剤層の流動性が劣るおそれがあり好ましくない。また、前記エポキシの硬化剤と前記硬化性酸化防止剤は両方を併用するまたは、片側の成分のみを単独で配合し使用することもできる。

　層間接着剤の調整方法は、例えば固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）と、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を溶媒に溶解して調整する方法、固形のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ａ）を液状の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）に溶解して調整する方法、固形の硬化剤として作用する樹脂（Ｂ）を液状のフェノール性水酸基を有する樹脂（Ｂ）に溶解して調整する方法、又固形のエポキシ樹脂（Ｃ）を溶媒に溶解した溶液に、イミダゾール環を有し、かつエポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物（Ｄ）と硬化性酸化防止剤（Ｅ）を分散もしくは溶解する方法などが挙げられる。使用する溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン、トルエン、ブチルセルソブル、エチルセロソブル、Ｎ－メチルピロリドン、γ－ブチルラクトンなどが挙げられる。好ましくは沸点が２００℃以下の溶媒である。

　次に、図１ないし図４をもちいて、本発明の回路板の製造方法の一実施形態について説明する。

（ステップＡ）
　まず、図１（ａ）に示すように、第一の基材１２と、第一の基材１２より突出した突出部１４を有するとともに、突出部１４を覆う金属被覆層１５とを有する導体ポスト４５から構成される第一の基板１６を用意する。第一の基材１２の一方の面には、導体パッド１１が形成されている。次に、図１（ｂ）に示すように、第二の基材１９と、第二の基材１９の一方の面側に形成され、導体ポスト４５を受ける導体回路１７とから構成される第二の基板１８を用意する。

（ステップＢ）
　次に、図２に示すように、導体ポスト４５面側、または、導体回路１７面側に層間接着剤１３を積層し、導体ポスト４５と、導体回路１７とが対向するように配置して加熱加圧する第一の工程を行う。

（ステップＣ）
　次に、図３に示すように、第一の工程の後、層間接着剤１３を加熱硬化する第二の工程を行う。

（ステップＤ）
　次に、第二の工程の後、金属被覆層１５を溶融することにより、導体ポスト４５と、導体回路１７とを金属接合する接合工程を行う。
　これらの工程を含む製造方法によって、回路板６８を得ることができる。

　各工程について説明する。

（ステップＡ）
　導体ポスト４５を有する第一の基板１６と導体ポスト４５を受ける導体回路１７を有する第二の基板１８を用意する（図１（ａ）、（ｂ））。

　突出部１４は、例えばペースト又はめっき法等で、銅ポストを形成する。引き続き、金属被覆層１５を合金等で形成し導体ポスト４５とする。突出部１４の高さは、特に限定されないが、第一基材１２の導体パッド１１が形成されている面と反対側の面から２～３０μｍ突出されることが好ましく、特に５～１５μｍ突出させることが好ましい。高さが前記範囲にあると、導体ポスト４５と導体回路１７との接続安定性に優れる。

（ステップＢ）
　次に第一の工程について説明する（図２）。第一の工程では、導体ポスト４５面側、または、導体回路１７面側に層間接着剤１３を積層し、導体ポスト４５と、導体回路１７とが対向するように配置して加熱加圧し、金属被覆層１５を覆っている層間接着剤１３を排除するとともに、金属被覆層１５の頂部を変形させる。

　予め、第一の基板１６と第二の基板１８の位置を合わせるため、導体パターンとして形成されているマークを画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、ピンで位置合わせする方法など用いて、位置合わせを行う。位置合わせした基板を真空中で所定の温度、圧力でプレスする。
　前記所定の温度は、１５０～２００℃が好ましく、特に１７０～１９０℃が好ましい。温度が前記範囲内であると層間接着剤１３が軟化し且つ、金属被覆層１５が溶融前であるため、金属被覆層１５と導体回路１７との間の層間接着剤１３を排除することができる。前記温度より低いと層間接着剤１３の軟化レベルが低く、また前記温度より高いと金属被覆層１５が溶融するため、完全には層間接着剤１３を排除することができない。
　前記所定の圧力は、１～３ＭＰａが好ましく、特に１．５～２．５ＭＰａが好ましい。圧力が前記範囲内であると金属被覆層１５が変形し導体回路１７との間の層間接着剤１３を排除することができる。金属被覆層１５の変形形状は、断面視において、金属被覆層１５と導体回路１７の界面から拡幅し、その変形を維持させる。
　処理時間は、２０秒以上、１０分以下が好ましく、特に３～７分が好ましい。処理時間が前記範囲であると、層間接着剤１３を排除できるとともに、金属被覆層１５の頂部をつぶすことが出来る。

（ステップＣ）
　次に、第二の工程について説明する（図３）。第二の工程では、層間接着剤１３を熱硬化させる。温度は１５０～２００℃が好ましく、特に１７０～１９０℃が好ましい。処理時間は、３０分以上、１２０分以下が好ましく、特に４５～７５分が好ましい。処理条件が前記範囲であると層間接着剤１３が硬化し、第一の基板１６と第二の基板１８の密着強度が向上する。このとき、金属被覆層１５の頂部の変形はその形状が維持されている。

（ステップＤ）
　次に接合工程について説明する（図４）。金属被覆層１５が溶融し導体回路１７と接合し、更に金属被覆層１５と導体ポスト４５、金属被覆層１５と導体回路１７との間で金属合金層４１を形成する状態である。金属被覆層１５を溶融させても、頂部が変形した形状を維持している。
　リフロー温度は２４０～２８０℃が好ましく、特に２５０～２７０℃が好ましい。温度が前記範囲であると安定した金属合金層４１を形成することができ、第一の基板１６と第二の基板１８の電気的接続信頼性が向上する。
　処理時間は、１～１０分が好ましく、特に３～８分が好ましい。前記範囲であると金属合金層４１が形成され、信頼性、生産性が向上する。

　図５は、回路板６８を部分的に示す断面写真図である。第一の基板１６は、第一の基材１２と、第一の基材１２より突出した突出部１４および突出部１４を覆う金属被覆層１５から構成される導体ポスト４５とを備えている。第一の基材１２の一方の面には、導体パッド１１が形成されている。また、第二の基板１８は、第二の基材１９と、導体回路１７とを備えている。この第一の基板１６と第二の基板１８とは、層間接着剤１３を介して積層接着されている。そして、金属被覆層１５と導体回路１７との接合面４３で合金化され、金属合金層４１を形成している。
　また、接合面４３の断面視における金属被覆層１５の断面形状は、導体回路１７の接合面４３から第一の基板１６に向かって拡幅する形状となっている。

　ステップＡからステップＤまで連続して行う必要はないが、連続して行った方が作業時間の短縮になり、また安定した基板を得られるため好ましい。

　第一の工程から接合工程まで所定の温度、圧力、処理時間を得ることができる装置であれば、特に限定されないが、予め所定の温度までに加熱した熱板を用いて行うもの、或いは急昇温ヒータを用いて行うものであっても良い。

　以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。
　例えば、本実施形態では、第一の基板１６、第二の基板１８を積層接着する工程について説明してきたが、第一の基板１６に導体回路１７を形成し、第一の基板１６の上層に導体ポスト４５を含む基板を積層接着した回路板の製造方法であってもよい。この様に、複数の層を所望する場合は第一の基板１６や第二の基板１８に追加することにより多層回路板を得ることができる。また、この多層回路板に半導体素子を搭載することにより半導体装置とすることが出来る。

　表１に示した各工程に沿って実施した。
　表１中、ＡＡは「良好」、ＣＣは「不良」を示す。

（実施例１）
　まず、銅はくが１２μｍ、基材がポリイミドフィルム厚み２５μｍの２層片面回路基板（宇部興産製　ＳＥ１３１０）を用意し、銅はくとは反対面から、ＵＶレーザーにより５０μｍ径のビアを形成した。プラズマによるデスミア処理を施した後、銅めっきと鉛フリー半田めっきを行うことにより、基材から突出量８μｍの銅突出部を形成し、更に鉛フリー半田めっきにより突出部へ１５μｍ厚さの金属被覆を行い導体ポストを形成した。そして、エッチングにより回路を形成し、第一の基板を得た。次に、銅はくが１２μｍ、基材がポリイミドフィルム厚み２５μｍの２層両面回路基板（三井化学製　ＮＦＸ－２ＡＢＥＰＦＥ（２５Ｔ））をエッチングにより回路形成し第二の基板を得た。

　この第一の基板の導体ポスト側に、厚さ１３μｍの層間接着剤を真空ラミネータにて１２０℃、０．２ＭＰａの条件で熱圧着した。

　なお、層間接着剤は以下のものを用いた。ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製　エピクロン８３０Ｓ）を４０重量部、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（ＤＩＣ製　ＨＰ－７２００：エポキシ当量２５８）１０重量部、ノボラック型フェノール樹脂（住友ベークライト株式会社製　ＰＲ－５３６４７）を２５重量部、アクリルゴム（ナガセケムテック製ＳＧ－７０８－６：重量平均分子量７０万）を２５重量部、アセトン１００重量部を測り取り混合攪拌して溶解し、それらの樹脂組成物１００重量部に対し、セバシン酸（関東化学株式会社製　試薬　融点１３１℃、沸点２９４．５℃／１３３ｈＰａ）を５重量部加えて攪拌、溶解しワニスを得た。離型可能な基材として静電防止処理をした厚み２５μｍのＰＥＴフィルムにコンマナイフ方式のコーターにて乾燥後の厚みが１３μｍとなるように塗工、乾燥して層間接着剤を作成した。

　第一の基板の導体ポストと第二の基板の導体回路とを画像処理による位置合わせ積層を行い、第一の工程として、真空プレスにて１８０℃、２ＭＰａで５分間熱圧着した後、第二の工程として、乾燥機にて１８０℃、６０分処理した後、最後に、接合工程として、リフローにて２６０℃で５分間処理をした。その結果、図５に示すように、得られた金属層の形状は、半田の頂部が変形し断面視において第一の基板へ拡幅している形状であり、接続安定性に優れ、温度サイクル信頼性評価（－２５℃～１２５℃　各９分　１０００ｃｙｃ）において、抵抗値変化率が１０％以下の良好な結果であった。

（実施例２）
　実施例１の層間接着剤を以下のものを用いた以外は、実施例１と同様に行った。層間接着剤として、ナフタレン骨格型４官能エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製　開発品番ＥＸＡ－４７００：エポキシ当量１６２）を４０重量部、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製　ＨＰ－７２００　エポキシ当量２５８）３０重量部、ノボラック型フェノール樹脂（住友ベークライト株式会社製　ＰＲ－５３６４７）を３０重量部、アセトン１００重量部を測り取り混合攪拌して溶解し、それらの樹脂組成物１００重量部に対し、融点が１８０℃のｐ－トルイル酸（関東化学株式会社製　試薬　沸点：２７５℃）を３重量部加えて攪拌、溶解しワニスを得た。離型可能な基材として静電防止処理をした厚み２５μｍのＰＥＴフィルムにコンマナイフ方式のコーターにて乾燥後の厚みが１３μｍとなるように塗工、乾燥して層間接着剤を作成した。

　その結果、図５に示すように、得られた金属層の形状は、半田の頂部が変形し断面視において第一の基板へ拡幅している形状であり、接続安定性に優れ、温度サイクル信頼性評価（－２５℃～１２５℃　各９分　１０００ｃｙｃ）において、抵抗値変化率が１０％以下の良好な結果であった。

（実施例３）
　実施例１の、第一の工程を、真空プレスにて１８０℃、２ＭＰａで１分間と、また、接合工程を、リフローにて２６０℃で３分間処理とし、層間接着剤として以下のものを用いた以外は、実施例１と同様に行った。

　グリシジルアミン型３官能エポキシ樹脂（ＪＥＲ社製　エピコート６３０：エポキシ当量１００）を２０重量部、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製　ＨＰ－７２００　エポキシ当量２５８）を４０重量部、ノボラック型フェノール樹脂（住友ベークライト株式会社製　ＰＲ－５３６４７）を４０重量部、アセトン１００重量部を測り取り混合攪拌して溶解し、それらの樹脂組成物１００重量部に対し、融点が２２５℃の４－ビフェニルカルボン酸（関東化学株式会社製　試薬　融点２２５℃以上）を１５重量部加えて攪拌、溶解しワニスを得た。それを実施例１と同様に接着剤厚みが１３μｍとなるようにコンマコーターにて塗工乾燥して層間接着剤を作成した。

（実施例４）
　実施例１の層間接着剤を以下のものを用いた以外は、実施例１と同様に行った。

　実施例２のｐ－トルイル酸を融点が１２８℃のベンゾフェノン－２－カルボン酸（関東化学株式会社製）とした以外は実施例１と同様に接着剤厚みが１３μｍとなるようにコンマコーターにて塗工乾燥して層間接着剤を作成した。

（比較例１）
　実施例１の、第一の工程を、真空プレスにて２６０℃、２ＭＰａで５分間とし、半田を溶融させ、リフローを行わなかった以外は、実施例１と同様に行った。その結果、図６に示すように、得られた金属層の形状は、断面視において第二の基板へ裾広がりに拡幅している形状であった。また、層間接着剤１３が硬化する前に半田を溶融させたため層間接着剤のシミ出しが認められた。

（比較例２）
　実施例１の、第一の工程を行わなかった以外は、実施例１と同様に行った。その結果、第一の工程で層間接着剤を金属被覆層頂部から排除されず導体回路との接続が十分行われなかった。

　この出願は、日本出願特願２００８－４８９８６、特願２００８－４８９８９、特願２００８－１０４２００、特願２００８－１０４２０８、特願２００８－１７４４３０、および特願２００８－１７４４２９を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。

Claims

　第一の基材と、
　前記第一の基材より突出した突出部および前記突出部を覆う金属被覆層から構成される導体ポストとを備える第一の基板と、
　第二の基材と、導体回路とを備える第二の基板と、
が層間接着剤を介して積層接着され、前記金属被覆層と前記導体回路との接合面で合金化されるとともに、
　前記接合面の断面視における前記金属被覆層の断面形状は、前記導体回路の前記接合面から前記第一の基板に向かって拡幅する形状であることを特徴とする回路板。
　前記第一の基材と、該第一の基材の対向する面において、前記突出部を取り囲むように前記金属被覆層が形成されている請求項１に記載の回路板。
　前記金属被覆層の形状は、前記第一の基板に向かって広がる杯状の形状を有する請求項１または２に記載の回路板。
　前記金属被覆層は、金、銀、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銅からなる群より選択される少なくとも１種の金属または該金属を含む合金で構成される請求項１ないし３のいずれかに記載の回路板。
　前記層間接着剤は、三つ以上のグリシジルエーテル基を有し、エポキシ当量が１００～３００である多官能エポキシ樹脂（ａ）と、融点が５０℃以上、２３０℃以下であるカルボキシル基を有する化合物（ｂ）と、硬化剤（ｃ）と、を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の回路板。
　前記カルボキシル基を有する化合物（ｂ）の沸点または分解温度が２４０℃以上である請求項５に記載の回路板。
　合成ゴム系エラストマーをさらに含む請求項５または６に記載の回路板。
　前記合成ゴム系エラストマーの重量平均分子量が５０万以上である請求項７に記載の回路板。
　前記合成ゴム系エラストマーが、カルボン酸変性されている請求項７または８に記載の回路板。
　前記硬化剤（ｃ）は、ノボラックフェノール樹脂を含む請求項５ないし９のいずれかに記載の回路板。
　前記ノボラックフェノール樹脂が、前記多官能エポキシ樹脂（ａ）に対して０．８～１．２当量の割合で配合されている請求項１０に記載の回路板。
　第一の基材と、前記第一の基材より突出した突出部を有するとともに、前記突出部を覆う金属被覆層とを有する導体ポストから構成される第一の基板を用意する工程と、
　第二の基材と、前記第二の基材の一方の面側に形成され、前記導体ポストを受ける導体回路とから構成される第二の基板を用意する工程と、
　前記導体ポスト面側、または、前記導体回路面側に層間接着剤が積層され、前記導体ポストと、前記導体回路とが対向するように配置して加熱加圧する第一の工程と、
　前記第一の工程の後、前記層間接着剤を加熱硬化する第二の工程と、
　前記第二の工程の後、前記金属被覆層を溶融することにより、前記導体ポストと、前記導体回路とを金属接合する接合工程と、
を含むことを特徴とする回路板の製造方法。
　前記第一の工程は、温度が１５０℃以上、２００℃以下であり、圧力が１ＭＰａ以上、３ＭＰａ以下である請求項１２に記載の回路板の製造方法。
　前記第一の工程は、前記金属被覆層を変形させる請求項１２または１３に記載の回路板の製造方法。
　前記金属被覆層の変形形状は、前記回路板の断面視において、前記導体回路の接合面から拡径している請求項１４に記載の回路板の製造方法。
　前記第二の工程は、実質的に無加圧で、かつ、温度が１５０℃以上、２００℃以下である請求項１２ないし１５のいずれかに記載の回路板の製造方法。
　前記接合工程は、温度が２４０℃以上、２８０℃以下である請求項１２ないし１６のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
　前記金属被覆層の溶融は、前記金属被覆層の変形形状を維持したまま行う請求項１４ないし１７のいずれかに記載の回路板の製造方法。
　前記第一の工程の処理時間が、２０秒以上、１０分以下である請求項１２ないし１８のいずれかに記載の回路板の製造方法。
　前記第二の工程の処理時間が、３０分以上、１２０分以下である請求項１２ないし１９のいずれかに記載の回路板の製造方法。
　前記接合工程の処理時間が、１分以上、１０分以下である請求項１２ないし２０のいずれかに記載の回路板の製造方法。
　前記層間接着剤は、三つ以上のグリシジルエーテル基を有し、エポキシ当量が１００～３００である多官能エポキシ樹脂（ａ）と、融点が５０℃以上、２３０℃以下であるカルボキシル基を有する化合物（ｂ）と、硬化剤（ｃ）と、を含む請求項１２ないし２１のいずれかに記載の回路板の製造方法。
　前記カルボキシル基を有する化合物（ｂ）の沸点または分解温度が２４０℃以上である請求項２２に記載の回路板の製造方法。
　合成ゴム系エラストマーをさらに含む請求項２２または２３に記載の回路板の製造方法。
　前記合成ゴム系エラストマーの重量平均分子量が５０万以上である請求項２４に記載の回路板の製造方法。
　前記合成ゴム系エラストマーが、カルボン酸変性されている請求項２４または２５に記載の回路板の製造方法。
　前記硬化剤（ｃ）は、ノボラックフェノール樹脂を含む請求項２２ないし２６のいずれかに記載の回路板の製造方法。
　前記ノボラックフェノール樹脂が、前記多官能エポキシ樹脂（ａ）に対して０．８～１．２当量の割合で配合されている請求項２７に記載の回路板の製造方法。