JP2000068640A

JP2000068640A - 層間接続方法

Info

Publication number: JP2000068640A
Application number: JP10240409A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Goto; 英之後藤; Daisuke Ito; 大輔伊東
Original assignee: Harima Chemical Inc
Current assignee: Harima Chemical Inc
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の、基板に形成された小径非貫通孔に
歩留まりよく、経済的に導電性ペーストを充填し層間接
続をする層間接続方法を提供すること目的とする。【解決手段】少なくとも１層の絶縁層を有する基板に
おいて、前記絶縁層の上下に設けられた導通部をつなぐ
非貫通孔に導電性ペーストを充填し電気的に接続する層
間接続方法であって、この非貫通孔を覆うように前記導
電性ペーストを塗布する工程と、この導電性ペーストが
塗布された基板を真空下に保持し、前記非貫通孔に抱き
込まれた空気を脱気する真空脱気工程とを含む層間接続
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非貫通孔を有する
ＬＳＩ搭載基板、ＬＳＩパッケージ搭載基板の非貫通孔
に導電性ペーストを充填する導通プロセスに関し、特に
該非貫通孔の径が、穴径１００μｍ程度、もしくはそれ
以下の小径非貫通孔の導通プロセスに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高集積化と高機能化により、コ
ンピュータ等の電子機器においても高性能化、軽薄短小
化が進んでいる。こういった電子機器の高性能化、軽薄
短小化により、電子部品や基板も、より多ピン化、より
狭ピッチ化の方向にあるにあり、高密実装技術に対する
要求も高くなってきている。

【０００３】このため近年多数の新規実装技術が提案さ
れているが、特に１００μｍ程度、もしくはそれ以下の
小径ビアを有する超高密度基板における層間接続をどの
ように行うのかが、一つのキーテクノロジーとなってい
る。例えば、ＬＳＩを搭載するリジット多層基板におい
ては、高密度実装化を目的とした、表層ビアホール構造
（ＳＶＨ構造と称せられる）や、ビルドアップ法におけ
る内層ビアホール構造（ＩＶＨ構造と称せられる）に代
表される小径非貫通孔を有する基板が製品化されてい
る。これらのビアホールの径は、現在１００〜１５０μ
ｍで今後さらに小径化が進むと考えられる。例えば、Ｌ
ＳＩを搭載するパッケージング技術として、ＴＣＰ（テ
ープキャリアパッケージ）が挙げられる。このＴＣＰに
おけるビアホールの径は、３０〜１００μｍとリジット
基板に比べてさらに小径化しており、層間接続をとるこ
とがより一層困難になってきている。このような小径非
貫通孔を、良好な導通性を確保しながら、低コストで行
う層間接続技術の重要性が増している。図１に、ＴＣＰ
の小径非貫通孔の一例として、この小径非貫通孔の断面
図及び平面図を示す。この図では、厚さ５０〜１００μ
ｍのポリイミドフィルム１０２に表面にラウンドランド
１０１が形成され、５０〜１００μｍ小径が開孔されて
いる。一方裏面は、配線（もしくはボールパッド）１０
３が施され、これによりビアホールが非貫通となってい
る。

【０００４】このような非貫通孔に導電性ペーストを充
填した場合、孔に通気性がないため、導電性ペーストが
全く入らないか、気泡が残り、充分な導通を確保できな
い。図２は、図１に示すＴＣＰの小径非貫通孔に導電性
ペーストをスクリーン印刷した場合の充填の様子を模式
的に示したものである。この際用いた導電性ペースト
は、リジット基板におけるスルーホール導通プロセスで
通常用いられる銀ペーストである。導電性ペーストの粘
度として、粘度、塗れ性を変えたもの３種類を用いて、
１００μｍのビア径にスクリーン印刷により充填させ
た。

【０００５】図２（ａ）は、導電性ペーストとして、粘
度が１０（Ｐａ・ｓ）未満で濡れ性のよいペーストを用
いた場合の埋め込み性を模式的に表したものである。導
電性ペースト１０４が、ランド部分までしか入っておら
ず、このような空隙１０５が存在するような充填形状で
あると、まったく導通しない。図２（ｂ）は、導電性ペ
ーストとして、粘度が１０〜２０（Ｐａ・ｓ）で濡れ性
の悪いペーストを用いた場合の埋め込み性を模式的に表
したものである。ペーストが高粘度になるに従い、導電
性ペーストに回転運動が加わるため、ビアに入り込む力
すなわちローリング力が付与され、ビアの中に押し込ま
れた形にはなる様子が分かる。しかしながら、濡れ性が
悪いために下部の配線までは到達していない。図２
（Ｃ）は、導電性ペーストとして、粘度が２０〜３０
（Ｐａ・ｓ）で濡れ性のよいペーストを用いた場合の埋
め込み性を模式的に表したものである。さきの（ａ）、
（ｂ）の例と比べると、導電性ペーストが下部の配線ま
で到達しており、一応の導通は確保できることが分か
る。これは粘度が高いためにローリング力が付与されこ
とにより、さらに埋め込み性が向上しているためであ
る。しかしながら、なおも空隙が存在し、例えば、高温
多湿下で導通する場合、空隙部に徐々に吸湿が起こり、
接続信頼性が低下することが明らかである。このよう
に、粘度や、濡れ性を変えることにより多少の埋め込み
性の形状に効果が認められるが、これらを検討するだけ
で、完全な埋め込み性を達成することは、非常に難し
い。このように、小径の非貫通孔の場合、孔に通気性が
ないために、充填性が悪く、導通性が低下することが明
らかである。

【０００６】また、図２（ａ）〜（ｃ）は、導電性ペー
ストをスクリーン印刷した場合であるが、ディスペンス
による塗布の場合、ローリング力を付与できないため、
スクリーン印刷の場合より、さらに、導電性ペーストの
充填性が低下する。

【０００７】このような小径非貫通孔を埋める技術とし
て、例えば、非貫通孔の穴に無電解メッキ等により、仮
導通を確保し、電解メッキにより補強する導通プロセス
が考えられるが、装置が高価であり、またプロセスが非
常に複雑になり、コストアップを免れない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題に鑑みなされたものであり、１００μｍ程度ある
いは、それ以下の小径非貫通孔を有する基板であって
も、歩留まりよく、経済的に導電性ペーストを充填し層
間接続をする層間接続方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
層の絶縁層を有する基板において、前記絶縁層の上下層
に設けられた導通部をつなぐ非貫通孔に導電性ペースト
を充填し電気的に接続する層間接続方法であって、この
非貫通孔を覆うように前記導電性ペーストを塗布する工
程と、この導電性ペーストが塗布された基板を減圧下に
保持し、前記非貫通孔に抱き込まれた空気を脱気する減
圧脱気工程とを含む層間接続方法に関する。

【００１０】さらに、本発明は、少なくとも１層の絶縁
層を有する基板において、前記絶縁層の上下層に設けら
れた導通部をつなぐ非貫通孔に導電性ペーストを充填し
電気的に接続する層間接続方法であって、この非貫通孔
を覆うように前記導電性ペーストを塗布する工程と、こ
の導電性ペーストが塗布された基板を減圧下に保持し、
前記非貫通孔に抱き込まれた空気を脱気する減圧脱気工
程と、前記基板の表面から、導電性ペーストを除去する
工程と、次いで、この基板上に有機ハンダを塗布する工
程とを含む層間接続方法に関する。

【００１１】さらに本発明は、少なくとも１層の絶縁層
を有する基板において、前記絶縁層の上下層に設けられ
た導通部をつなぐ非貫通孔に導電性ペーストを充填し電
気的に接続する層間接続方法であって、この非貫通孔の
開口した面にドライフィルムを粘着する工程と、前記ド
ライフィルムに露光プロセスにより、非貫通孔上に開孔
を設ける工程と、このドライフィルムの上から開孔を覆
うように前記導電性ペーストを塗布する工程と、この導
電性ペーストが塗布された基板を減圧下に保持し、前記
非貫通孔に抱き込まれた空気を脱気する減圧脱気工程
と、前記ドライフィルムを剥離し、余剰の導電性ペース
トを除去する工程とを含む層間接続方法に関する。

【００１２】さらに本発明は、少なくとも１層の絶縁層
を有する基板において、前記絶縁層の上下層に設けられ
た導通部をつなぐ非貫通孔に導電性ペーストを充填し電
気的に接続する層間接続方法であって、この非貫通孔の
開孔面に、あらかじめ非貫通孔と同一パターンに開孔を
設けたメタルマスクを所定位置に圧接する工程と、この
メタルマスクの上から開孔を覆うように前記導電性ペー
ストを塗布する工程と、この導電性ペーストが塗布され
た基板を減圧下に保持し、前記非貫通孔に抱き込まれた
空気を脱気する減圧脱気工程と、前記メタルマスクの圧
接を解除し、余剰の導電性ペーストを除去する工程とを
含む層間接続方法に関する。

【００１３】本発明によれば、基板上の非貫通孔を覆う
ように導電性ペーストを塗布し、さらに減圧下に基板を
保持することにより、孔内と孔外との差圧により、非貫
通孔に存在する空気を脱気し、導電性ペーストが充填す
る。図３は、導電性ペーストが非貫通孔に充填する様子
を断面図で示したものである。図１と同様に基板はポリ
イミドフィルム１０２を絶縁層とし、その表面にラウン
ドランド１０１及び下部配線１０３が形成されている。
図３（ａ）は、大気圧下で、印刷した直後の様子を示
す。孔内と外部で差圧がないため、空隙１０５が存在す
る。孔のサイズによっては、表面張力により、空隙部
が、ドーム形状となる。図３（ｂ）は、導電性ペースト
塗布ごの基板を減圧下に保持した時の空隙部の様子を示
す。このように、孔内と孔外との差圧により、孔内の空
気が泡となり、その泡が破泡することにより脱気され
る。図３（ｃ）は、（ｂ）の脱気により、導電性ペース
トが孔内に充填した状態で減圧状態が解除されたときの
断面図である。

【００１４】また、導電性ペーストの硬化後に、有機ハ
ンダを塗布し、さらに確実に導通を確保することもでき
る。これは、有機ハンダが金属上で選択的にハンダを形
成するといった性質を利用したものである。

【００１５】また、余剰ペーストを取り除く工程を簡便
に行うために、非貫通孔が形成された基板の開口面の方
に、ドライフィルムを粘着し、通常の露光プロセスによ
り、ドライフィルムの基板開孔部と同じ場所に開口した
のち、導電性ペーストを塗布し、減圧下で脱気した後
に、硬化前にドライフィルムを剥離し、余剰ペーストを
取り除くことができる。

【００１６】また、このドライフィルムの代わりに、あ
らかじめ非貫通孔に位置を合わせた開口パターンを有す
るメタルマスクを、非貫通孔が形成された基板の開口面
の側に圧接し、導電性ペーストを充填し、減圧下で脱気
した後に、さきのメタルマスクの圧接を解除し、余剰の
ペーストを取り除くこともできる。この方法は、同一の
メタルマスクを何度も使用できるという利点がある。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明を適用可能な基板は、リジ
ット基板、フレキシブル基板、ＴＣＰテープ等が挙げら
れる。リジット基板は、絶縁層として例えば、ガラスエ
ポキシ、ガラスＢＴ、ガラスポリイミド、ガラスＰＰ
Ｏ、紙フェノール層を有し、さらにその層の上下層に金
属箔を配線加工した導通部を有する基板であり、絶縁層
及び配線層を交互に多層化したものも含む。またこのリ
ジット基板上に感光性樹脂層を形成し、ビアホールを形
成した後、無電解−電解銅メッキプロセスにより、積層
構造をビルドアップした基板も含む。また、フレキシブ
ル基板やＴＣＰテープは、絶縁層として、ポリイミド層
を有し、その層の上下層に金属箔を配線加工したもの導
通部を有する基板であり、絶縁層及び配線層を交互に多
層化したものも含む。

【００１８】この基板上の小径ビアは、通常用いられる
方法によって形成される。例えば、プラズマ用いる場
合、穴径は１５０〜４００μｍで特に絶縁層がポリイミ
ドの場合に有効である。炭酸ガスレーザを用いる場合
は、穴径１００〜２００μｍで、絶縁層が樹脂層であれ
ばよい。エキシマレーザを用いる場合は、穴径３０〜１
００μｍで、絶縁層が樹脂層であればよい。ＵＶ（ＹＡ
Ｇ）レーザを用いる場合は、穴径３０〜１５０μｍで、
銅箔にも穴開けできるため、貫通孔も開けることができ
る。

【００１９】この基板上に形成された小径ビアについて
は、サイズは特に限定しないが、通常のドリルで機械的
に穴開けする３００μｍ程度のスルーホールについて
は、従来法で十分穴埋めできるため、それ以下のビア径
をもつ基板に対しては、特に本発明が有効に機能する。

【００２０】本願発明の導電性ペーストを充填する層間
接続方法では、特に従来不可能であった小径非貫通孔を
対象としており、その工程中に非貫通孔内を減圧で脱気
し、孔内と孔外との差圧を利用して導電性ペーストの充
填を行っているため、非貫通孔であることが必要であ
り、片面に開口を持つＳＶＨ構造、ＩＶＨ構造、ＴＣＰ
の非貫通孔に対して本発明の方法を好適に用いることが
できる。

【００２１】しかし、特に基板に形成された貫通孔（ス
ルーホール）でも、この貫通孔の表裏の開口部のうち片
側をテープ等でふさぐことにより、非貫通孔として扱え
る。したがって、特にビアが貫通孔であっても、２００
μｍ以下の小径で、従来法では、導電性ペーストを充填
しにくい場合は、本願発明の層間接続方法を用いること
ができる。

【００２２】導電性ペーストとしては、熱硬化性樹脂に
導電性フィラーを分散させたものが好適に用いられる。
例えば、導電性ペーストは、熱硬化樹脂に導電性フィラ
ーを分散させたものが、好ましく、熱硬化樹脂として、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリオール樹脂、フラン
樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、アミノ樹脂が使用で
き、その中でも、一液型のエポキシ樹脂、レゾール型フ
ェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂の単体もし
くは混合した樹脂が、耐熱性、作業性、耐薬品性、導電
性の観点から好ましい。さらに、エポキシ樹脂の中でも
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型
エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂等が
存在するが、この中でもビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂が、低粘度でか
つ結晶化しにくいため好適に用いることができる。

【００２３】導電性ペーストとしては、無溶剤型である
ことが好ましいが、フェノール樹脂を用いる場合やペー
ストの粘度を下げたい場合には重量比で、１０％以下の
溶剤を添加することができる。１０％を越える量の溶剤
を添加すると、硬化後にくぼみができるためである。こ
の際に、使用する溶剤の沸点が２５０℃以上の高沸点溶
剤を使用すると、減圧排気工程で非貫通孔に導電性ペー
ストを空隙がないように充填しても、その後の加熱工程
で、導電性ペースト中にボイドとして残留する場合があ
るので、使用しないか、使用する場合も量をコントロー
ルし、ボイドが残留しない範囲で適宜添加することが必
要である。また、沸点が１２０℃以下の低沸点溶剤を用
いる場合は、印刷中に特に粘度が上昇しやすいために、
使用しないか、比較的沸点の高い溶剤と併用する等の工
夫が必要である。

【００２４】特に最適な溶剤として、エチレングルコー
ルモノメチルエーテル、エチレングルコールモノエチル
エーテル、エチレングルコールモノブチルエーテル、ジ
エチレングルコールモノメチルエーテル、ジエチレング
ルコールモノエチルエーテル、もしくはジエチレングル
コールモノブチルエーテルとこれら化合物をアセテート
化したもの、または、アセチルアセトン、ベンジルアル
コール、２−エチルヘキシルアミン、酢酸ブチル等の液
状樹脂の粘度調製等で通常用いられる溶剤を適宜用いる
ことができる。

【００２５】導電性ペーストの粘度は、塗布方法によっ
て適宜設定できるが、スクリーン印刷、メタルマスクを
用いたスキージングによる塗布、ディスペンス等での作
業性を考慮した場合、２（Ｐａ・ｓ）〜２０（Ｐａ・
ｓ）の範囲に調製することが好ましい。

【００２６】導電性フィラーとしては、例えば、銀粉、
銅粉、金粉、ニッケル粉、黒鉛粉等の導電性を有する金
属粉を用いる。また、ガラス粉や樹脂粉に銀メッキ、金
メッキ、白金メッキをしたものでも適用可能である。こ
の導電性フィラーの含有量は、導通性に比例するため、
１穴あたりの上下の導通抵抗が、好ましくは２０ｍΩ以
下になるように、最適な含有量が要求される。また、特
に貴金属フィラーは高価であるため、導通抵抗や充填性
を考慮しフィラー含有量を制御し、コストとのバランス
を図ることが好ましい。

【００２７】それらのフィラーのサイズは、対象の非貫
通孔のビア径（ビアの直径）に依存し、特に絶対値とし
て限定されるものではないが、充填性の観点からは、フ
ィラーの最大粒径は、少なくともビア径の１／５以下で
あることが好ましく、さらには、ビア径の１／１０であ
ることが最も好ましい。

【００２８】また、フィラーの形状については、やはり
非貫通孔のビア径と密接に関わっており、ビア径が、１
００μｍ程度以上であれば、フレーク状や樹枝状のフィ
ラーを使用できるが、ビア径が１００μｍ程度以下にな
ってくると、このような不定形のフィラーでは、充填性
が顕著に低下してくるため、適宜球状のフィラーを併用
したり、また好ましくは、使用するフィラーのすべてが
球状のものを用いる。また、フィラー形状が、真球状で
あり、かつ粒度分布が揃っていると、さらに低粘度化を
図ることができ好ましい。

【００２９】この導電性ペーストをスクリーン印刷、メ
タルマスク印刷（メタルマスクを介して、導電性ペース
トをスキージングにより塗布する場合もメタルマスク印
刷に含む）、ディスペンス等の塗布方法により、非貫通
孔を覆うように塗布する。いくつかの非貫通孔にまたが
るようにベタ状に塗布する場合は、通常のスクリーン印
刷、メタルマスク印刷、またディスペンスにより、塗布
することができる。この場合、後工程でいくつかの非貫
通孔にブリッジした余剰の導電性ペーストを除去する工
程が必要である。この方法としては、例えば、スキージ
ングにより、おおよその余剰導電性ペーストを除去した
後、溶剤を含ませた布で、表面をワイピングし、乾いた
布でワイピングし、さらに粘着ローラで、導電性フィラ
ー等の残留物を取り除くといった方法が挙げられる。

【００３０】また、非貫通孔に合わせてドット印刷する
場合や、ディスペンスにより、非貫通孔に合わせてドッ
ト形状に導電性ペーストを塗布することもできる。ドッ
ト印刷は、非貫通孔にあらかじめ開口位置を合わせたス
クリーンマスクを用いてスクリーン印刷を行ったり、ま
た同じく開口位置を合わせたメタルマスク印刷により行
うことができる。このような導電性ペーストの塗布を行
うことにより、その後の工程で、いくつかの非貫通孔に
ブリッジする余剰の導電性ペーストを除去する必要がな
く、工程を簡略化できる。

【００３１】ディスペンスで行う場合は、例えばパター
ンが図１のようにランド間が１００μｍのＴＣＰに導電
性ペーストを充填する場合は、ディスペンス装置とし
て、打点精度が絶対精度が±５０μｍの装置を使う必要
がある。また、２００μｍ以下の直径でドット形状の塗
布を行う場合、ディスペンサーの先端のノズルの形状も
重要になってくる。ノズルの内径は、その対象ドット径
と同等か、小さくすることが望ましい。しかし、ノズル
内径を細くするだけではなく、ノズル外径を細くするこ
とも重要である。これは、ノズル径が細くなればなるほ
ど、ノズル先端からペーストが吐出されるときに、その
表面張力により、ノズル外周に回り込み、結果的に意図
したドット径に塗布できないためである。さらに、ドッ
ト径が、１００μｍ以下になる場合はその傾向が顕著で
あり、特にノズル先端を金属製のものから、ルビー等の
加工しやすいものに変えて、ノズル先端の外周を削り、
回り込みを抑えることが必要となってくる。図７は、ノ
ズル先端からペーストが吐出されるときの吐出形状を示
す。図７（ａ）は、ノズル先端を加工していない場合
で、ペーストが吐出されたときに、外周まで回り込んで
いる様子がわかる。また、図７（ｂ）は、外周が削られ
ているために、ペーストが外周に回り込まず、ドット径
が制御された塗布が可能であることを示している。

【００３２】また、スクリーン印刷で行う場合も精度を
挙げるために、バイアスが０゜の紗がよく、また紗もス
テンレスの線形の細いものでかつ、高メッシュのものを
好適に用いることができる。このようなスクリーン版を
用いた場合、ペーストの版からの抜けがよく、印刷時
に、メッシュがビアにかかる場合とそのでない場合と
で、塗布量がバラツキにくいためである。この理由によ
り、メッシュサイズの選択は、その開口部が、ビア径よ
りなるべく小さいものを選択することが好ましい。例え
ば、ビア径が１００μｍ程度であれば、＃１８０以上の
ものを用いる。

【００３３】導電性ペーストを塗布した後、基板ごと減
圧下に放置するが、装置としては、通常のＢＯＸ型真空
チャンバー、コンベア式連続真空チャンバー等が例示さ
れるが、これらに限定されず、２００Torr以下、さらに
好ましくは１００Torr以下に脱気する能力があれば本願
発明に用いることができるが、対象としている非貫通孔
の穴径を考慮して適宜選択できる。

【００３４】印刷時の導電性ペーストの温度または、減
圧脱気中の基板温度については、室温でも良いが、導電
性ペーストの硬化反応が開始し、急激に増粘する反応開
始温度以下であれば、加熱により、導電性ペーストの粘
度を下げることができる。この温度は導電性ペーストの
種類によっても異なるが、通常は８０℃以下であれば、
増粘することもない。

【００３５】本願発明によれば、非貫通孔を覆うように
導電性ペーストを塗布し、さらに減圧脱気することによ
り、穴中に存在する空気を脱気し、その後大気圧に戻す
ことにより、穴中に導電性ペーストが入り込む。この場
合の真空度は高ければ高い方が、充填性が上がり好まし
いが、圧力にして、１００Torr以下であれば、３０〜１
００μｍの小径非貫通孔にも空隙がない状態で導電性ペ
ーストを充填することができ、好ましい。

【００３６】より確実に導通性能を確保するために、導
電性ペーストを充填した後、有機ハンダさらに塗布する
ことができる。例えば、導電性ペーストがいくつかの非
貫通孔にまたがるようにブリッジした場合、この余剰導
電性ペーストの除去が必要となる。この際、スキージン
グ及び溶剤含浸の布でのワイピングにより余剰の導電性
ペーストを取り除いた場合、ラウンドランド上のペース
トもおおむね取り除かれるため、一定の工程バラツキの
中で、導通不良の危険性が発生する。したがって、この
ような導通不良の危険を取り除くために、さらに、導電
性ペーストを重ねて塗布することも可能であるが、新た
に有機ハンダを用いて、導電性の確保をすることもでき
る。

【００３７】図４に有機ハンダを用いる場合の層間接続
方法を工程ごとに模式図で表したものである。図中の基
板は、図１と同様のポリイミドフィルムを絶縁層とした
ＴＣＰを表す。図４（ａ）は、導電性ペーストをいくつ
かの非貫通孔にまたがる形でベタ形状に塗布し、減圧脱
気することにより、導電性ペーストを非貫通孔の中に充
填する工程である。ついで、図４（ｂ）では、スキージ
１０６を用いてスキージングすることにより、余剰の導
電性ペーストをかき落とす工程である。この際に、基板
上に形成された配線上の余剰の導電性ペーストが除去さ
れる。図４（ｃ）では、溶剤を含浸させた布１０７で、
ワイピングし、配線やランドをブリッジするように残っ
ている余剰の導電性ペーストが除去する工程である。さ
らにこの工程では、粘着ロールを用いて、拭きとれなか
った導電性ペーストや、導電性ペーストが含有する導電
性フィラー等を取り除く。さらに、導電性ペーストを加
熱により、硬化を行う。図４（ｄ）は、有機ハンダ１０
８を塗布する工程である。この有機ハンダはその後の加
熱工程を経て、選択的に金属上にハンダを形成するた
め、パターン加工の必要がなく、全面コートすれば足り
る。図４（ｅ）は、加熱により、ハンダが配線及び導電
性ペースト上に形成されている様子を示す。また、この
とき基板表面に有機ハンダの未反応物が残っても、洗浄
溶剤により取り除くことが可能である。

【００３８】ここで用いる有機ハンダとは、通常のクリ
ームハンダのハンダ粉末の代わりに有機酸鉛塩と錫金属
粉末を組成とするハンダで、塗布すべきパターンを覆う
形で塗布し、その後加熱することにより、鉛と錫のイオ
ン化傾向の差により、鉛が析出し、錫金属粉末の表面に
拡散していくことハンダ成分になるハンダをいう。この
反応はパターンとなる金属パットの金属付近を反応の場
とするため、パターンに選択的にハンダが析出する。加
熱後に、パターンに析出したハンダ成分以外の成分は洗
浄溶剤で洗浄することで、ファインなハンダ付けが可能
となる。従って、導電性ペーストの塗布のみで導通が完
全でなかった場合の補完を簡便にできるという利点があ
る。

【００３９】例えば、このような有機ハンダとして、ハ
リマ化成株式会社及び古河電気工業株式会社製スーパー
ソルダーＳＰ−１０１、ＳＰ−３０１等が挙げられ、加
熱条件は１８３℃以上であればよく、標準的な加熱条件
としては、２００〜２２０℃３分である。ここで、スー
パーソルダーは、ハリマ化成株式会社及び古河電気工業
株式会社の商標である。

【００４０】余剰導電性ペーストを取り除く手段とし
て、ドライフィルムを用いることもできる。図中の基板
は、図４と同様のＴＣＰを表す。図５にドライフィルム
を用いる本願発明の工程について模式図を用いて説明す
る。図５（ａ）は、非貫通孔が形成された基板の開口面
の方に、ドライレジストフィルム１０９を粘着し、フォ
トマスクを配置する工程である。このドライフィルム上
には、フォトレジスト１１０が形成されており、露光に
より所定パターンに開口できる。このとき用いるドライ
フィルムは、積層板の配線パターン形成に通常用いられ
る３０μｍの回路形成可能なドライフィルムであれば使
用可能である。図５（ｂ）は、通常の露光プロセスによ
り、非貫通孔の位置に合わせて、開口する工程である。
図５（ｃ）は、導電性ペースト１０４を塗布する工程で
ある。本図では、ベタ形状に塗布しているが、ドット印
刷または、ディスペンスにより、ドット形状に導電性の
ペーストを供給してもよい。図５（ｄ）は、図５（ｃ）
の基板を減圧脱気する工程であり、図５（ｄ）では、減
圧脱気により、導電性ペーストが、非貫通孔に充填した
様子を示す。図５（ｅ）で、スキージングにより、ドラ
イフィルム上の余剰な導電性ペーストを除去する工程で
ある。図５（ｇ）で、ドライフィルムをピーリングによ
り、剥離し、さらに加熱することにより、非貫通孔と表
面配線（ランド）との層間接続が完了する。

【００４１】図６は、ドライフィルムの代わりに、メタ
ルマスクを用いた例である。図６（ａ）では、支持台１
１４の上に、基板１１３をセットする工程である。この
際、基板には、すでに非貫通孔が形成され、メタルマス
ク１１１には、非貫通孔と位置の合った開口部が形成さ
れている。図６（ｂ）では、導電性ペースト１０４をメ
タルマスクの上から印刷する工程である。本図では、導
電性ペーストの塗布にスキージングを用いているが、メ
タルマスクの上から所定位置にディスペンスすることも
可能である。図６（ｃ）は、基板に導電性ペーストを塗
布した状態で、メタルマスクと基板を圧接し、基板固定
治具１１５により、メタルマスクが基板に対して移動し
ないように固定し、この状態で、減圧脱気を行う工程で
ある。移動しないように固定できれば、特に固定方法に
ついては限定しない。脱気した後に固定した状態で予備
乾燥を行ってもよい。これは、特に導電性ペーストが、
溶剤等の揮発成分を含有する場合に、ボイド発生を抑え
るのに有効であり、例えば、予備乾燥条件として、温度
４０〜８０℃、時間２０〜８０分程度の範囲で行うこと
ができる。これは、通常の熱硬化樹脂が、温度１４０〜
１８０℃、時間２０〜６０分で本硬化するために、比較
的低温での予備乾燥を行うことによって、硬化する前
に、揮発分を導電性ペースト中から除去できるからであ
る。また、特に導電性ペーストに用いられている樹脂
が、エポキシ樹脂である場合、硬化剤によっては、硬化
発熱が非常に大きいため、一度に硬化させずに、予備乾
燥を入れることによって硬化物物性が優れる場合もある
からである。図６（ｅ）は、さきのメタルマスクの圧接
を解除し、余剰のペーストを取り除く固定である。さら
にこの状態で加熱を行い、層間接続が完了する。この方
法は、同一のメタルマスクを何度も使用できるという利
点がある。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、１００μｍ程度ある
い、それ以下の小径非貫通孔を有する基板であっても、
歩留まりよく、経済的に導電性ペーストを充填し、層間
接続する層間接続方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＴＣＰに形成された小径非貫通孔の断面図及び
平面図を示す。

【図２】ＴＣＰに形成された非貫通孔に従来法により、
導電性ペーストをスクリーン印刷した場合の充填の様子
を断面図で示したものである。

【図３】減圧脱気工程により、導電性ペーストが非貫通
孔に充填する様子を断面図で示したたものである。

【図４】本願発明の一実施態様である導電性ペーストと
有機ハンダを用いた場合の層間接続方法の工程を示す図
である。

【図５】本願発明の一実施態様であるドライフィルムを
用いて余剰の導電性ペーストを除去する場合の工程を示
す図である。

【図６】本願発明の一実施態様であるメタルマスクを用
いて余剰の導電性ペーストを除去する場合の工程を示す
図である。

【図７】ノズル先端からペーストが吐出されるときの吐
出形状を示す図である。

【符号の説明】

１０１ラウンドランド１０２ポリイミドフィルム１０３下部配線１０４導電性ペースト１０５空隙１０６スキージ１０７溶剤を含浸させた布１０８有機ハンダ１０９ドライフィルム１１０フォトレジ１１１メタルマスク１１２スペーサ１１３基板１１４支持台１１５基板固定治具１１６通常のノズル先端１１７外周が削られたノズル先端１１８導電性ペースト

フロントページの続きＦターム(参考） 5E317 AA11 AA21 AA24 BB01 BB02 BB03 BB11 CC17 CC18 CC25 CC32 CC33 CD01 CD23 CD31 GG05 GG14 GG16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１層の絶縁層を有する基板に
おいて、前記絶縁層の上下層に設けられた導通部をつな
ぐ非貫通孔に導電性ペーストを充填し電気的に接続する
層間接続方法であって、この非貫通孔を覆うように前記
導電性ペーストを塗布する工程と、この導電性ペースト
が塗布された基板を減圧下に保持し、前記非貫通孔に抱
き込まれた空気を脱気する減圧脱気工程とを含む層間接
続方法。
【請求項２】前記導電性ペーストの塗布が、前記非貫
通孔の開口部へのドット印刷であることを特徴とする塗
布方法である請求項１記載の層間接続方法。
【請求項３】前記導電性ペーストの塗布が、前記非貫
通孔の開口部へのドット形状のディスペンスであること
特徴とする請求項１記載の層間接続方法。
【請求項４】前記導電性ペーストの塗布が、いくつか
の非貫通孔の開口部にまたがるようなベタ状の塗布であ
ることを特徴とする請求項１記載の層間接続方法。
【請求項５】少なくとも１層の絶縁層を有する基板に
おいて、前記絶縁層の上下層に設けられた導通部をつな
ぐ非貫通孔に導電性ペーストを充填し電気的に接続する
層間接続方法であって、この非貫通孔を覆うように前記
導電性ペーストを塗布する工程と、この導電性ペースト
が塗布された基板を減圧下に保持し、前記非貫通孔に抱
き込まれた空気を脱気する減圧脱気工程と、前記基板の
表面から、導電性ペーストを除去する工程と、次いで、
この基板上に有機ハンダを塗布する工程とを含む層間接
続方法。
【請求項６】少なくとも１層の絶縁層を有する基板に
おいて、前記絶縁層の上下層に設けられた導通部をつな
ぐ非貫通孔に導電性ペーストを充填し電気的に接続する
層間接続方法であって、この非貫通孔の開口した面にド
ライフィルムを粘着する工程と、前記ドライフィルムに
露光プロセスにより、非貫通孔上に開孔を設ける工程
と、このドライフィルムの上から開孔を覆うように前記
導電性ペーストを塗布する工程と、この導電性ペースト
が塗布された基板を減圧下に保持し、前記非貫通孔に抱
き込まれた空気を脱気する減圧脱気工程と、前記ドライ
フィルムを剥離し、余剰の導電性ペーストを除去する工
程とを含む層間接続方法。
【請求項７】少なくとも１層の絶縁層を有する基板に
おいて、前記絶縁層の上下層に設けられた導通部をつな
ぐ非貫通孔に導電性ペーストを充填し電気的に接続する
層間接続方法であって、この非貫通孔の開孔面に、あら
かじめ非貫通孔と同一パターンに開孔を設けたメタルマ
スクを所定位置に圧接する工程と、このメタルマスクの
上から開孔を覆うように前記導電性ペーストを塗布する
工程と、この導電性ペーストが塗布された基板を減圧下
に保持し、前記非貫通孔に抱き込まれた空気を脱気する
減圧脱気工程と、前記メタルマスクの圧接を解除し、余
剰の導電性ペーストを除去する工程とを含む層間接続方
法。
【請求項８】前記減圧脱気を、圧力０．５Torr以上２
００Torr以下で行うことを特徴とする請求項１〜７記載
の層間接続方法。
【請求項９】前記導電性ペーストが、熱硬化性樹脂に
導電性フィラーを分散させた導電性ペーストであること
を特徴とする請求項１〜８記載の層間接続方法。
【請求項１０】前記導電性フィラーの最大粒径が、非
貫通孔の穴径の１／１０以下に制御されていることを特
徴とする請求項９記載の層間接続方法。
【請求項１１】前記非貫通孔の穴径が、３０μｍ〜１
００μｍであること請求項１〜１０記載の層間接続方
法。