JP5200879B2 - 多層回路基板導電用充填材料およびその充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、多層回路基板の製造に用いる樹脂フィルムに形成された孔内に充填され、構成成分である導電用の金属フィラーが焼結されて配線層間の電気的導通が確保される多層回路基板導電用充填材料（以下、導電用充填材料と呼ぶ）およびその充填方法に関する。

多層回路基板の製造時において樹脂フィルムに形成された孔内に充填し、構成成分である導電用の金属フィラーを焼結させて配線層間の電気的導通を確保する導電用充填材料およびその充填方法が、例えば、特開２００３−８６９４８号公報（特許文献１）と特開２００３−１８２０２３号公報（特許文献２）に開示されている。

図６は、特許文献１と同様の導電ペーストを用いた多層回路基板の製造方法を説明する図で、図６（ａ）〜（ｆ）は、多層回路基板９０の製造工程別の断面図である。

図６（ａ）〜（ｆ）に示す多層回路基板９０の製造方法では、最初に、図６（ａ）に示すように、加熱プレスによって、熱可塑性樹脂１からなる樹脂フィルム２０の片面に、金属（銅）箔２を貼り合わせる。次に、図６（ｂ）に示すように、エッチングによって、銅箔２を所定の導体パターンＰに加工する。次に、図６（ｃ）に示すように、樹脂フィルム２０の所定の位置に、レーザ加工で導体パターンＰを底とする有底孔Ｈを開ける。次に、図６（ｄ）に示すように、有底孔Ｈに導電ペースト４を充填する。これによって、片面に導体パターンＰが形成され、有底孔Ｈに導電ペースト４が充填された、熱可塑性樹脂１からなる樹脂フィルム２０ａが準備できる。

次に、図６（ｅ）に示すように、同様にして準備した樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆを、図のように途中で反転させて積層する。最後に、上記積層体を熱プレス板により加熱加圧して、図６（ｆ）に示すように、熱可塑性樹脂１からなる樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆを相互に貼り合わせると共に、導電ペースト４を焼結させて接続導体４ａとし、導体パターンＰを相互に電気接続する。

以上の工程によって、図６（ｆ）の多層回路基板９０が製造される。

図７は、有底孔Ｈへの導電ペースト４の充填の様子をより詳細に示した図で、図６（ｃ），（ｄ）の各工程に対応した図である。図７（ａ）は、シート材１０表面への有底孔Ｈの形成の様子を示した模式的な断面図であり、図７（ｂ）は、有底孔Ｈへの導電ペースト４の充填の様子を示す断面図である。また、図７（ｃ）は、有底孔Ｈに充填された導電ペースト４について、その後の処理に伴う変化の様子を示した模式的な断面図である。

尚、図７のシート材１０において、図６に示した樹脂フィルム２０と同様の部分については、同じ符号を付した。また、有底孔Ｈの形成時においては、銅箔２は図６（ｃ）に示したように所定の導体パターンＰに加工されているが、図示を簡略化して図７では銅箔２で示してある。

図６（ｃ），（ｄ）では簡略化のために図示を省略しているが、有底孔Ｈの形成と導電ペースト４の充填時には、一般的に図７（ａ），（ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂１からなる樹脂フィルムの銅箔２が貼られた面と反対側の面に、保護フィルム３が貼られている。そして、図７（ａ）に示す孔形成工程において、レーザ加工装置Ｌによるレーザ光を保護フィルム３の上からシート材１０に照射して、銅箔２を底とする有底孔Ｈを形成する。保護フィルム３は、有底孔Ｈ以外の樹脂フィルム表面に導電ペースト４が付着しないようにするためのもので、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる。また、樹脂フィルムに形成される有底孔Ｈは、直径が１００μｍ程度、深さが５０μｍ程度の微細な孔である。

次に、図７（ｂ）に示すペースト充填工程において、真空容器内でシート材１０の表面に供給された導電ペースト４を、機械的にスキージ（ヘラ）Ｓを用いて保護フィルム３越しに有底孔Ｈ内へ押し込み充填する。導電ペースト４は、例えば銀（Ａｇ）と錫（Ｓｎ）の数μｍの微細粉末を金属フィラーとし、銀と錫の比率を安定した状態に保つため、テルピネ等の揮発性溶剤に分散してペースト状としたものである。

次に、図７（ｃ）の（１）に示すように、有底孔Ｈへの充填直後の導電ペースト４は、
スキージＳにより保護フィルム３の表面で摺り切り充填されるため、表面が平坦である。
次に、図７（ｃ）の（２）に示すように、溶剤が蒸発することにより有底孔Ｈの中央部における導電ペースト４の表面が低下して、表面がすり鉢状になる。次に、図７（ｃ）の（３）に示すように、保護フィルム３を剥離すると、導電ペースト４は熱可塑性樹脂１からなる樹脂フィルムの表面から突き出た状態となる。これで、図６（ｄ）に示した樹脂フィルム２０ａと同じ状態の樹脂フィルムが得られる。
特開２００３−８６９４８号公報 特開２００３−１８２０２３号公報

前述した従来の導電ペースト４とその充填方法においては、図７（ｃ）の（２）に示すように、充填後の溶剤蒸発で有底孔Ｈの中央部における導電ペースト４の表面が低下して、表面がすり鉢状になっている。また、充填後にシート材１０の表面に残存する導電ペースト４をスキージＳでワイプ除去するが、この時に有底孔Ｈに充填されている導電ペースト４まで余分に掻き取り、有底孔Ｈに充填された導電ペースト４の表面を窪ませてしまうこともある。

溶剤蒸発後の導電ペースト４は保形性が乏しいため、図７（ｃ）の（３）に示す導電ペースト４の樹脂フィルム表面からの突出部分は、崩壊し易い状態にある。特に、上述したように表面が窪んで樹脂フィルム表面からの突出部分が鋭角となっている導電ペースト４は、角部が崩れ易い。従って、保護フィルム３を剥がす際や、図６（ｅ）に示示した樹脂フィルム２０ａ〜２０ｆを積層する際には特に注意を要するため、作業に大きな工数を要する。また、上記導電ペースト４の崩れが発生すると配線層間の接続不良や崩れた導電ペースト４の粉末による短絡不良の問題が生じるため、配線層間の接続導体として導電ペースト４を用いる従来の多層回路基板９０は、製造歩留りが低い。

そこで本発明は、多層回路基板における配線層間の接続導体として、従来の導電ペーストに較べて製造時の取り扱いが容易であり、接続信頼性と製造歩留りを高めることのできる導電用充填材料およびその充填方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、多層回路基板の製造に用いる樹脂フィルムに形成された孔内に充填され、構成成分である導電用の金属フィラーが焼結されて配線層間の電気的導通が確保される導電用充填材料であって、前記樹脂フィルムが、熱可塑性樹脂からなり、前記導電用充填材料が、前記金属フィラーと、溶剤からなるバインダー成分と異なり、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態であるパラフィン系炭化水素または脂肪酸（以下、低融点室温固体蝋材と呼ぶ）との混合物からなり、該導電用充填材料が、室温で固体状態であり、該導電用充填材料が前記樹脂フィルムと共に加熱され、軟化されて前記孔内に充填されることを特徴としている。

上記導電用充填材料は、従来の導電ペーストと同様に、多層回路基板の製造時において樹脂フィルムに形成された孔内に充填し、構成成分である導電用の金属フィラーを焼結させて配線層間の電気的導通を確保する材料である。

一方、上記導電用充填材料は、従来の導電ペーストと異なり、金属フィラーと、溶剤からなるバインダー成分と異なり、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態である低融点室温固体蝋材との混合物からなり、室温で固体状態である。従って、多層回路基板の製造時において上記導電用充填材料を樹脂フィルムに形成された孔内に充填する時には、樹脂フィルムと共に加熱し、上記導電用充填材料を軟化した上で、スキージ等により孔内に押し込み充填する。この孔への押し込み充填時には、上記導電用充填材料が軟化しているため、従来の導電ペーストと同様に充填することが可能である。

次に、孔への充填が終了し、上記導電用充填材料が樹脂フィルムと共に室温まで冷却されると、上記導電用充填材料は固体状態に戻る。従って、孔へ充填されている上記導電用充填材料は、従来の導電ペーストと異なり、溶剤蒸発による表面低下で表面がすり鉢状になることもなく、充填後のスキージによるワイプ除去で余分に掻き取られる不具合も抑制することができる。そして、溶剤蒸発後の従来の導電ペーストと異なり、保形性が乏しくなって崩壊し易い状態になることもない。このため、多層回路基板の製造時において、樹脂フィルムに貼られた保護フィルムを剥がす際や樹脂フィルムを積層する際の取り扱いが容易であり、従来の導電ペーストを用いる場合に較べて、作業時間を大幅に短縮することができる。また、孔へ充填後の保形性が良いため、配線層間の接続不良や短絡不良を抑制することができ、従来の導電ペーストを用いる場合に較べて、多層回路基板の製造歩留りを向上することができる。

以上のようにして、上記導電用充填材料は、多層回路基板における配線層間の接続導体として、従来の導電ペーストに較べて製造時の取り扱いが容易であり、接続信頼性と製造歩留りを高めることのできる導電用充填材料とすることができる。

上記導電用充填材料を簡単な加熱で容易に軟化させるためには、請求項２に記載のように、前記低融点室温固体蝋材の融点が、１００℃以下であることが好ましい。

また、多層回路基板を製造する上で、上記導電用充填材料の構成要素である前記低融点室温固体蝋材が最後まで残存して悪影響を及ぼすことがないようにするためには、請求項３に記載のように、前記低融点室温固体蝋材が、前記金属フィラーの焼結温度より低い温度で分解または揮発することが好ましい。

この場合、請求項４に記載のように、例えば多層回路基板の製造時における積層した樹脂フィルムの一括貼り合わせ工程において、低融点室温固体蝋材の分解または揮発と金属フィラーの焼結を同時に行い、貼り合わせ後に低融点室温固体蝋材の残渣を残さないようにするためには、前記低融点室温固体蝋材の分解または揮発する温度が、３５０℃以下であることが好ましい。

例えば請求項５に記載のように、前記パラフィン系炭化水素として、パラフィンまたはエイコサンを選択することができ、例えば請求項６に記載のように、前記脂肪酸として、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノデカン酸またはアラキン酸を選択することができる。

上記導電用充填材料における前記金属フィラーは、例えば請求項７に記載のように、銀（Ａｇ）と錫（Ｓｎ）からなる構成とすることができる。

また、上記導電用充填材料を充填する前記孔は、請求項８に記載のように、前記樹脂フィルムの片面に形成された金属箔からなる導体パターンを底とする有底孔であってよい。そして、上記導電用充填材料が、前記導体パターンが形成された樹脂フィルムと共に加熱され、軟化されて前記有底孔内に充填される。

以上のようにして、上記導電用充填材料は、多層回路基板における配線層間の接続導体として、従来の導電ペーストに較べて製造時の取り扱いが容易であり、接続信頼性と製造歩留りを高めることのできる導電用充填材料である。

従って、上記導電用充填材料は、請求項９に記載のように、前記多層回路基板が、前記樹脂フィルムが複数枚積層され、一括した加熱加圧により、該樹脂フィルムが相互に貼り合わされると共に、前記金属フィラーが焼結されてなる多層回路基板である場合に好適である。そして、前記導電用充填材料が、前記樹脂フィルムの孔内に充填されて、積層される複数枚の該樹脂フィルムと共に、一括して加熱加圧される。

請求項１０〜１９に記載の発明は、上記導電用充填材料の充填方法に関する発明である。

請求項１０に記載の発明は、多層回路基板の製造に用いる樹脂フィルムに形成された孔内に充填され、構成成分である導電用の金属フィラーが焼結されて配線層間の電気的導通が確保される導電用充填材料であって、前記樹脂フィルムが、熱可塑性樹脂からなり、前記導電用充填材料が、前記金属フィラーと、溶剤からなるバインダー成分と異なり、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態であるパラフィン系炭化水素または脂肪酸（以下、低融点室温固体蝋材と呼ぶ）との混合物からなり、該導電用充填材料が、室温で固体状態であり、該導電用充填材料を前記樹脂フィルムと共に加熱し、軟化させて前記孔内に充填する、導電用充填材料の充填方法であって、前記樹脂フィルムを室温以上に加熱する加熱工程と、加熱された前記樹脂フィルム上に前記導電用充填材料を供給し、軟化した該導電用充填材料を前記孔内に押し込み充填する充填工程と、充填が終了した前記樹脂フィルムを室温に冷却して、前記導電用充填材料を固体状態に戻す冷却工程と、を有することを特徴としている。

これにより、上記導電用充填材料を容易に孔内に充填することができ、前述した上記導電用充填材料の効果を発揮させることができる。

前述したように、上記導電用充填材料は保形性に優れ、孔に充填した後のスキージによるワイプ除去で余分に掻き取られることもない。

従って、上記導電用充填材料の充填方法では、特に請求項１１に記載のように、前記充填工程において、保護フィルムを介することなく、前記導電用充填材料を加熱された前記樹脂フィルムの表面上に直接供給するようにしてもよい。

請求項１２〜１９に記載の充填方法は、上述した請求項２〜９に記載の導電用充填材料の充填に対応するものである。充填によって得られる効果については、上述したとおりであり、その説明は省略する。

本発明は、多層回路基板の製造に用いる樹脂フィルムに形成された孔内に充填され、構成成分である導電用の金属フィラーが焼結されて配線層間の電気的導通が確保される、導電用充填材料およびその充填方法に関する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る導電用充填材料４０を示した模式的な断面図である。図２は、導電用充填材料４０を樹脂フィルム３０に形成された孔Ｈ内に充填する様子を示した模式的な断面図である。図３（ａ），（ｂ）は、孔Ｈに充填された導電用充填材料４０について、その後の処理に伴う変化の様子を示した模式的な断面図である。また、図４は、保護フィルム３が貼られていない樹脂フィルム３０ａを用いた場を示す図で、孔Ｈに充填された導電用充填材料４０について、充填後の様子を示した模式的な断面図である。尚、図２〜図４に示す樹脂フィルム３０，３０ａにおいて、図６に示した樹脂フィルム２０および図７に示したシート材１０と同様の部分については、同じ符号を付した。また、図２では、樹脂フィルム３０における保護フィルム３の図示を省略している。

図１に示す導電用充填材料４０は、金属フィラー４１と低融点室温固体蝋材４２との混合物からなる。金属フィラー４１は、図６および図７に示した従来の導電ペースト４に含まれている導電用の金属フィラーと同様で、多層回路基板の製造時において焼結させ、配線層間の電気的導通を確保するための成分である。金属フィラー４１は、粒子サイズが数十μｍ以下、好ましくは数μｍ以下の微細金属粉末で、例えば比較的低い温度で焼結が可能な銀（Ａｇ）と錫（Ｓｎ）からなる構成とすることができる。一方、低融点室温固体蝋材４２は、従来の導電ペースト４に含まれている分散剤や溶剤からなるバインダー成分と異なり、金属フィラー４１の焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態の蝋材である。従って、金属フィラー４１と低融点室温固体蝋材４２との混合物からなる導電用充填材料４０は、図１に示すように、室温で固体状態である。

図５は、上記導電用充填材料４０の低融点室温固体蝋材４２として採用可能な蝋材の代表例を、融点と共に示した図である。

図５に示すように、低融点室温固体蝋材４２は、例えばパラフィン系炭化水素、テレビン油または脂肪酸のいずれかであってよい。より具体的には、パラフィン系炭化水素として、パラフィンまたはエイコサンを選択することができる。例えば、パラフィンは分子量によって融点が異なり、４２〜７０℃の融点のものが利用できる。テレビン油としては、例えばαテルピネを選択することができる。また、脂肪酸としては、例えばカプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノデカン酸またはアラキン酸を選択することができる。

図１の導電用充填材料４０は、室温で固体状態であるため、図２に示すように、加熱しながら樹脂フィルム３０に形成された孔Ｈ内に充填する。

より詳細に説明すると、樹脂フィルム３０を載せる基盤ステージＢＳには、加熱ヒータＫＨが埋め込まれている。樹脂フィルム３０を真空チャックＶＣで基盤ステージＢＳ上に保持すると、樹脂フィルム３０が、加熱ヒータＫＨからの伝導熱で室温以上の所定温度に加熱される。次に、加熱された樹脂フィルム３０上に図１の導電用充填材料４０を供給すると、樹脂フィルム３０からの伝導熱で軟化する。この軟化した導電用充填材料４０を、図２に示すように、スキージＳで樹脂フィルム３０に形成された孔Ｈ内に押し込み充填する。

このように、上記導電用充填材料４０は、従来と同様の方法を用いて容易に孔内に充填することができ、後述する上記導電用充填材料４０の効果を発揮させることができる。

充填が終了した樹脂フィルム３０を基盤ステージＢＳから取り出して室温に冷却すると、図３（ａ）に示すように、樹脂フィルム３０の孔Ｈ内に充填された導電用充填材料４０が次第に固まり、固体状態に戻る。次に、図３（ｂ）に示すように、保護フィルム３を剥離すると、導電用充填材料４０が樹脂フィルム３０の表面から突き出た状態となる。

以上のようにして複数枚の樹脂フィルム３０を準備し、図６（ｅ）と同様に積層した後、図６（ｆ）に示に示した加熱・加圧による一括貼り合わせ工程を行う。これによって、隣り合う樹脂フィルム３０同士を相互に貼り合わせると共に、導電用充填材料４０の金属フィラー４１を焼結させて接続導体とし、導体パターンを相互に電気接続する。

以上の工程によって、図６（ｆ）と同様の多層回路基板を製造することができる。

以上説明したように、図１の導電用充填材料４０は、図６と図７に示した従来の導電ペースト４と同様に、多層回路基板の製造時において樹脂フィルム３０に形成された孔Ｈ内に充填し、構成成分である導電用の金属フィラー４１を焼結させて配線層間の電気的導通を確保する材料である。

一方、図１の導電用充填材料４０は、図６と図７に示した従来の導電ペースト４と異なり、金属フィラー４１と、該金属フィラー４１の焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態である低融点室温固体蝋材４２との混合物からなり、室温で固体状態である。従って、図２に示したように、多層回路基板の製造時において上記導電用充填材料４０を樹脂フィルム３０に形成された孔Ｈ内に充填する時には、樹脂フィルム３０と共に加熱し、導電用充填材料４０を軟化した上で、スキージＳ等により孔Ｈ内に押し込み充填する。この孔Ｈへの押し込み充填時には、導電用充填材料４０が軟化しているため、従来の導電ペースト４と同様に充填することが可能である。

次に、図３に示したように、孔Ｈへの充填が終了し、導電用充填材料４０が樹脂フィルム３０と共に室温まで冷却されると、導電用充填材料４０は固体状態に戻る。従って、孔Ｈへ充填されている導電用充填材料４０は、図６と図７に示した従来の導電ペースト４と異なり、溶剤蒸発による表面低下で表面がすり鉢状になることもなく、充填後のスキージによるワイプ除去で余分に掻き取られる不具合も抑制することができる。そして、溶剤蒸発後の従来の導電ペースト４と異なり、保形性が乏しくなって崩壊し易い状態になることもない。このため、図３に示したように、多層回路基板の製造時において、樹脂フィルム３０に貼られた保護フィルム３を剥がす際や樹脂フィルム３０を積層する際の取り扱いが容易であり、従来の導電ペースト４を用いる場合に較べて、作業時間を大幅に短縮することができる。また、孔Ｈへ充填後の保形性が良いため、配線層間の接続不良や短絡不良を抑制することができ、従来の導電ペースト４を用いる場合に較べて、多層回路基板の製造歩留りを向上することができる。

また、上記したように、導電用充填材料４０は保形性に優れ、孔Ｈに充填した後のスキージによるワイプ除去で余分に掻き取られることもない。従って、上記した導電用充填材料４０の充填方法では、図２に示した充填工程において、保護フィルム３を介することなく、導電用充填材料４０を加熱された保護フィルム３の無い樹脂フィルムの表面上に直接供給するようにしてもよい。この場合には、図４に示すように、導電用充填材料４０の表面が充填後のスキージによるワイプ除去で余分に掻き取られて凹む不具合がなく、充填後の導電用充填材料４０の表面と樹脂フィルム３０ａの表面と一致して平坦となる。図４に示す導電用充填材料４０が孔Ｈに充填された樹脂フィルム３０ａも、図３（ｂ）に示した樹脂フィルム３０と同様に、多層回路基板の製造に好適である。

以上のようにして、上記導電用充填材料４０は、多層回路基板における配線層間の接続導体として、従来の導電ペーストに較べて製造時の取り扱いが容易であり、接続信頼性と製造歩留りを高めることのできる導電用充填材料となっている。

上記導電用充填材料４０は、室温で固体状態であり、加熱して樹脂フィルム３０に形成された孔Ｈ内に充填する点に特徴がある。従って、上記導電用充填材料４０を簡単な加熱で容易に軟化させるためには、構成成分である低融点室温固体蝋材４２の融点が、１００℃以下であることが好ましい。図５に例示した低融点室温固体蝋材４２として採用可能な各樹脂材料は、いずれも１００℃以下の融点を持ち、室温で固体状態の樹脂材料である。

また、上記導電用充填材料４０は最終的に多層回路基板の配線層間の電気的導通を確保するためのである。従って、多層回路基板を製造する上で、上記導電用充填材料４０の構成要素である低融点室温固体蝋材４２が最後まで残存して悪影響を及ぼすことがないようにするためには、低融点室温固体蝋材４２が、金属フィラー４１の焼結温度より低い温度で分解または揮発することが好ましい。

例えば、図６（ｆ）で示したように、多層回路基板の製造時における積層した樹脂フィルムの一括貼り合わせ工程において、低融点室温固体蝋材４２の分解または揮発と金属フィラー４１の焼結を同時に行い、貼り合わせ後に低融点室温固体蝋材４２の残渣を残さないようにするためには、低融点室温固体蝋材４２の分解または揮発する温度が、３５０℃以下であることが好ましい。

また、図２と図３に示した例において、導電用充填材料４０を充填する樹脂フィルム３０に形成された孔Ｈは、樹脂フィルム３０の片面に形成された銅箔２からなる導体パターンを底とした有底孔であった。しかしながら、これ限らず、上記導電用充填材料４０は室温で固体状態に戻り、十分な保形性を有するようになるため、底の無い貫通孔に充填することも可能である。

以上のようにして、上記導電用充填材料４０は、多層回路基板における配線層間の接続導体として、図６と図７に示した従来の導電ペースト４に較べて製造時の取り扱いが容易であり、接続信頼性と製造歩留りを高めることのできる導電用充填材料である。

従って、上記導電用充填材料４０は、図６で説明した多層回路基板９０の製造工程において、従来の導電ペースト４の代わりに用いて好適である。すなわち、上記導電用充填材料４０は、前記樹脂フィルムが、熱可塑性樹脂からなり、前記多層回路基板が、前記樹脂フィルムが複数枚積層され、一括した加熱加圧により、該樹脂フィルムが相互に貼り合わされると共に、前記金属フィラーが焼結されてなる多層回路基板である場合に好適である。

次に、より具体的な実施例について説明する。

実施例１．
上記導電用充填材料の金属フィラーとして、平均粒径５μｍの球状銀（Ａｇ）粉末と平均粒径２．５μｍの球状錫（Ｓｎ）粉末を、両者の配合比が銀／錫＝７／３となるように調整した。次に、低融点室温固体蝋材として融点４３℃のパラフィン８ｗｔ％を添加し、６０℃のホットプレート上にて上記金属フィラーと混練した。次に、保護フィルムの無い熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを、加熱ヒータで６０℃に設定した基盤ステージ上に置いた後、上記導電用充填材料を、銅箔を底とする有底孔へスキージで真空充填した。その後、上記導電用充填材料を充填した樹脂フィルムを基盤ステージより取り出し、加熱ヒータの無い別のステージに置き、樹脂フィルムが室温となったのを接触式の表面温度計にて確認した。次に、樹脂フィルム表面に残存した上記導電用充填材料を硬質ペーパーでふき取り除去した後、準備した複数枚の樹脂フィルムを重ね合わせた。この重ね合わせ工程において、ハンドリングによる振動や樹脂フィルムの反転積層によって、有底孔に充填されている上記導電用充填材料が崩壊しないことを、金属顕微鏡による観察で確認した。次に、重ね合わせた複数枚の樹脂フィルムを、３２０℃、４０ｍｉｎ、４ＭＰａの条件で加熱真空プレスした。これにて得られた多層回路基板における配線層間の接続部の断面を顕微鏡で観察した結果、銅箔との拡散接合が良好で、有底孔へ充填された上記導電用充填材料の金属フィラーが良好に焼成されていることを確認した。また、電気的な導通も良好なものであった。

実施例２．
実施例１と同じ金属フィラーを用い、低融点室温固体蝋材として融点３７℃のエイコサン８ｗｔ％を添加し、６０℃のホットプレート上にて金属フィラーと混練した。その後、実施例１と同様の工程を経て、多層回路基板を作製した。これにて得られた多層回路基板における配線層間の接続部の断面を顕微鏡で観察した結果、銅箔との拡散接合が良好で、金属フィラーが良好に焼成されていることを確認した。また、電気的な導通も良好なものであった。

実施例３．
実施例１と同じ金属フィラーを用い、低融点室温固体蝋材として融点７０℃のステアリン酸８ｗｔ％を添加し、１００℃のホットプレート上にて金属フィラーと混練した。次に、保護フィルムの無い熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを、加熱ヒータで１００℃に設定した基盤ステージ上に置いた後、上記導電用充填材料を、銅箔を底とする有底孔へスキージで真空充填した。その後、実施例１と同様の工程を経て、多層回路基板を作製した。これにて得られた多層回路基板における配線層間の接続部の断面を顕微鏡で観察した結果、低融点室温固体蝋材としてパラフィンやエイコサンを採用した実施例１，２に較べると、金属フィラーの焼結性が若干劣っていた。これは、パラフィンやエイコサンとステアリン酸の熱分解性の違いが起因しているものと思われる。但し、銅箔との拡散接合や電気的な導通は、良好なものであった。

以上に説明したように、上記導電用充填材料およびその充填方法は、多層回路基板における配線層間の接続導体として、従来の導電ペーストに較べて製造時の取り扱いが容易であり、接続信頼性と製造歩留りを高めることのできる導電用充填材料およびその充填方法である。

本発明に係る導電用充填材料４０を示した模式的な断面図である。 導電用充填材料４０を樹脂フィルム３０に形成された孔Ｈ内に充填する様子を示した模式的な断面図である。 （ａ），（ｂ）は、孔Ｈに充填された導電用充填材料４０について、その後の処理に伴う変化の様子を示した模式的な断面図である。 保護フィルム３が貼られていない樹脂フィルム３０ａを用いた場を示す図で、孔Ｈに充填された導電用充填材料４０について、充填後の様子を示した模式的な断面図である。 導電用充填材料４０の低融点室温固体蝋材４２として採用可能な樹脂材料の代表例を、融点と共に示した図である。 特許文献１と同様の導電ペーストを用いた多層回路基板の製造方法を説明する図で、（ａ）〜（ｆ）は、多層回路基板９０の製造工程別の断面図である。 有底孔Ｈへの導電ペースト４の充填の様子をより詳細に示した図である。（ａ）は、シート材１０表面への有底孔Ｈの形成の様子を示した模式的な断面図であり、（ｂ）は、有底孔Ｈへの導電ペースト４の充填の様子を示す断面図である。また、（ｃ）は、有底孔Ｈに充填された導電ペースト４について、その後の処理に伴う変化の様子を示した模式的な断面図である。

１ 熱可塑性樹脂
２ 金属箔（銅箔）
３ 保護フィルム
３０，３０ａ 樹脂フィルム
Ｈ 孔
４０ 導電用充填材料
４１ 金属フィラー
４２ 低融点室温固体蝋材
９０ 多層回路基板

Claims (19)

1. 多層回路基板の製造に用いる樹脂フィルムに形成された孔内に充填され、構成成分である導電用の金属フィラーが焼結されて配線層間の電気的導通が確保される多層回路基板導電用充填材料であって、
   前記樹脂フィルムが、熱可塑性樹脂からなり、
   前記多層回路基板導電用充填材料が、
   前記金属フィラーと、溶剤からなるバインダー成分と異なり、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態であるパラフィン系炭化水素または脂肪酸（以下、低融点室温固体蝋材と呼ぶ）との混合物からなり、
   該多層回路基板導電用充填材料が、室温で固体状態であり、
   該多層回路基板導電用充填材料が前記樹脂フィルムと共に加熱され、軟化されて前記孔内に充填されることを特徴とする多層回路基板導電用充填材料。
2. 前記低融点室温固体蝋材の融点が、１００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板導電用充填材料。
3. 前記低融点室温固体蝋材が、
   前記金属フィラーの焼結温度より低い温度で分解または揮発することを特徴とする請求項１または２に記載の多層回路基板導電用充填材料。
4. 前記分解または揮発する温度が、３５０℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の多層回路基板導電用充填材料。
5. 前記パラフィン系炭化水素が、
   パラフィンまたはエイコサンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料。
6. 前記脂肪酸が、
   カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノデカン酸またはアラキン酸であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料。
7. 前記金属フィラーが、銀（Ａｇ）と錫（Ｓｎ）からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料。
8. 前記孔が、前記樹脂フィルムの片面に形成された金属箔からなる導体パターンを底とする有底孔であり、
   前記多層回路基板導電用充填材料が、前記導体パターンが形成された樹脂フィルムと共に加熱され、軟化されて前記有底孔内に充填されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料。
9. 前記多層回路基板が、前記樹脂フィルムが複数枚積層され、一括した加熱加圧により、該樹脂フィルムが相互に貼り合わされると共に、前記金属フィラーが焼結されてなる多層回路基板であり、
   前記多層回路基板導電用充填材料が、前記樹脂フィルムの孔内に充填されて、積層される複数枚の該樹脂フィルムと共に、一括して加熱加圧される多層回路基板導電用充填材料であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料。
10. 多層回路基板の製造に用いる樹脂フィルムに形成された孔内に充填され、構成成分である導電用の金属フィラーが焼結されて配線層間の電気的導通が確保される多層回路基板導電用充填材料であって、
    前記樹脂フィルムが、熱可塑性樹脂からなり、
    前記多層回路基板導電用充填材料が、
    前記金属フィラーと、溶剤からなるバインダー成分と異なり、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態であるパラフィン系炭化水素または脂肪酸（以下、低融点室温固体蝋材と呼ぶ）との混合物からなり、
    該多層回路基板導電用充填材料が、室温で固体状態であり、
    該多層回路基板導電用充填材料を前記樹脂フィルムと共に加熱し、軟化させて前記孔内に充填する、多層回路基板導電用充填材料の充填方法であって、
    前記樹脂フィルムを室温以上に加熱する加熱工程と、
    加熱された前記樹脂フィルム上に前記多層回路基板導電用充填材料を供給し、軟化した該多層回路基板導電用充填材料を前記孔内に押し込み充填する充填工程と、
    充填が終了した前記樹脂フィルムを室温に冷却して、前記多層回路基板導電用充填材料を固体状態に戻す冷却工程と、を有することを特徴とする多層回路基板導電用充填材料の充填方法。
11. 前記充填工程において、
    保護フィルムを介することなく、前記多層回路基板導電用充填材料を加熱された前記樹脂フィルムの表面上に直接供給することを特徴とする請求項１０に記載の多層回路基板導電用充填材料の充填方法。
12. 前記低融点室温固体蝋材の融点が、１００℃以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の多層回路基板導電用充填材料の充填方法。
13. 前記低融点室温固体蝋材が、
    前記金属フィラーの焼結温度より低い温度で分解または揮発することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料の充填方法。
14. 前記分解または揮発する温度が、３５０℃以下であることを特徴とする請求項１３に記載の多層回路基板導電用充填材料の充填方法。
15. 前記パラフィン系炭化水素が、
    パラフィンまたはエイコサンであることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料の充填方法。
16. 前記脂肪酸が、
    カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノデカン酸またはアラキン酸であることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料の充填方法。
17. 前記金属フィラーが、銀（Ａｇ）と錫（Ｓｎ）からなることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料の充填方法。
18. 前記孔が、前記樹脂フィルムの片面に形成された金属箔からなる導体パターンを底とする有底孔であり、
    前記多層回路基板導電用充填材料を、前記導体パターンが形成された樹脂フィルムと共に加熱し、軟化させて前記有底孔内に充填することを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料の充填方法。
19. 前記多層回路基板が、前記樹脂フィルムが複数枚積層され、一括した加熱加圧により、該樹脂フィルムが相互に貼り合わされると共に、前記金属フィラーが焼結されてなる多層回路基板であり、
    前記樹脂フィルムの孔内に充填された前記多層回路基板導電用充填材料が、積層される複数枚の該樹脂フィルムと共に、一括して加熱加圧されることを特徴とする請求項１０乃至１８のいずれか一項に記載の多層回路基板導電用充填材料の充填方法。

Images