特許 7582509 配線基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】配線基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/40 20060101AFI20241106BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H05K3/40 K

H05K3/46 N

H05K3/46 G

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023561499

(86)(22)【出願日】2022-10-27

(86)【国際出願番号】 JP2022040179

(87)【国際公開番号】W WO2023090115

(87)【国際公開日】2023-05-25

【審査請求日】2024-01-16

(31)【優先権主張番号】P 2021188136

(32)【優先日】2021-11-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000914

【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ

(72)【発明者】

【氏名】小泉 夏織

(72)【発明者】

【氏名】山本 祐樹

【審査官】齊藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１６５５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０１／３９５６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２２１４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２７３５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５３３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５３７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５３７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０５５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－７４１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３８０１９９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １／００―３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁層と、
前記絶縁層に積層された導体層と、
前記絶縁層および前記導体層の積層方向に前記絶縁層を貫通して設けられ、前記導体層に接続された層間接続導体と、を備え、
前記積層方向における前記絶縁層の熱膨張係数をα_Ｚ１０、前記積層方向における前記層間接続導体の熱膨張係数をα_Ｚ３０、前記絶縁層の貯蔵弾性率をＥ’_１０、前記層間接続導体の貯蔵弾性率をＥ’_３０としたとき、－４０℃以上８５℃以下の温度範囲において、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の関係が成り立つ、配線基板。

【請求項2】

前記層間接続導体に含有される一部の導電性フィラーと前記導体層とが金属結合しているか、または、前記層間接続導体に含有される一部の導電性フィラー同士が金属結合している、請求項１に記載の配線基板。

【請求項3】

前記導電性フィラーは、表面の少なくとも一部が金属で被覆された銅または銅合金の粉末からなる、請求項２に記載の配線基板。

【請求項4】

前記導電性フィラーは、表面の少なくとも一部が銀で被覆された銅または銅合金の粉末からなる、請求項２に記載の配線基板。

【請求項5】

前記層間接続導体と前記導体層との界面において、前記導体層の凹みに前記層間接続導体が配置されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の配線基板。

【請求項6】

前記導体層は、前記絶縁層の一方の主面に設けられた第１導体層と、前記絶縁層の他方の主面に設けられた第２導体層と、を含み、
前記層間接続導体は、前記第１導体層側の端部に、前記第１導体層に向かって導体幅が広がる傾斜面を有し、
前記層間接続導体の前記第１導体層側の端部が、前記第１導体層と前記絶縁層とで挟まれている、請求項１～４のいずれか１項に記載の配線基板。

【請求項7】

前記層間接続導体と前記第２導体層との界面において、前記第２導体層の凹みに前記層間接続導体が配置されている、請求項６に記載の配線基板。

【請求項8】

前記層間接続導体と前記導体層との界面の少なくとも一部に防錆層が設けられていない、請求項１～４のいずれか１項に記載の配線基板。

【請求項9】

前記絶縁層が液晶ポリマーからなる、請求項１～４のいずれか１項に記載の配線基板。

【請求項10】

前記配線基板は、曲げ部を有するフレキシブル基板である、請求項１～４のいずれか１項に記載の配線基板。

【請求項11】

前記層間接続導体は、エポキシ樹脂を主成分とする樹脂を含有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の配線基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、多層配線基板の製造工程において形成されるビアホール等に充填され、回路間（層間）の電気的接続をする導電性ペーストが開示されている。特許文献１に記載の導電性ペーストは、全樹脂成分中の分子量１０，０００以上のエポキシ樹脂の含量が３０～９０重量％であり、かつ硬化後の８５℃での弾性率が２ＧＰａ以下である樹脂混合物、および導電粒子を含有し、該導電粒子の含有率が３０～７５体積％であることを特徴としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－１００１７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１によれば、導電性ペーストを構成する樹脂として、分子量１０，０００以上のエポキシ樹脂を所定割合含む混合樹脂を用いることにより、ビアホールへの充填性が向上すること、およびこの樹脂を含有する樹脂混合物を硬化させた後の弾性率を、所定の値以下とすることにより、この導電性ペーストを使用して形成された接続部分の、高温高湿の環境下での電気抵抗の経時的変化を減少させることができるとされている。

【0005】

しかしながら、本発明者らは、多層配線基板等の配線基板においては、高温高湿の環境よりも、－４０℃の低温から８５℃の高温までの使用によって繰り返し熱衝撃が加わる環境の方が抵抗値の変動に大きな影響を及ぼすことを突き止めた。したがって、特許文献１に記載されているように８５℃での弾性率を低くするだけでは、抵抗値の変動を抑制するには不充分であることが判明した。

【0006】

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、繰り返し熱衝撃が加わる環境下でも抵抗値の変動を抑制することが可能な配線基板を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の配線基板は、絶縁層と、上記絶縁層に積層された導体層と、上記絶縁層および上記導体層の積層方向に上記絶縁層を貫通して設けられ、上記導体層に接続された層間接続導体と、を備える。上記積層方向における上記絶縁層の熱膨張係数をα_Ｚ１０、上記積層方向における上記層間接続導体の熱膨張係数をα_Ｚ３０、上記絶縁層の貯蔵弾性率をＥ’_１０、上記層間接続導体の貯蔵弾性率をＥ’_３０としたとき、－４０℃以上８５℃以下の温度範囲において、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の関係が成り立つ。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、繰り返し熱衝撃が加わる環境下でも抵抗値の変動を抑制することが可能な配線基板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の配線基板の一例を模式的に示す断面図である。

【図2-1】図２－１は、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の条件下において、室温から－４０℃に降温したときの熱応力シミュレーションから計算される応力分布図である。

【図2-2】図２－２は、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の条件下において、室温から８５℃に昇温したときの熱応力シミュレーションから計算される応力分布図である。

【図3-1】図３－１は、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＜Ｅ’_３０の条件下において、室温から－４０℃に降温したときの熱応力シミュレーションから計算される応力分布図である。

【図3-2】図３－２は、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＜Ｅ’_３０の条件下において、室温から８５℃に昇温したときの熱応力シミュレーションから計算される応力分布図である。

【図4】図４は、銅張積層板の構成を模式的に示す断面図である。

【図5】図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、銅張積層板のビアホールに導電性ペーストを充填する方法を模式的に示す断面図である。

【図6】図６は、試験用基板の構成の一部を模式的に示す断面図である。

【図7】図７は、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２における層間接続導体ならびに絶縁層の貯蔵弾性率Ｅ’を示すグラフである。

【図8】図８は、実施例１および比較例３における層間接続導体ならびに絶縁層の積層方向の熱膨張係数αを示すグラフである。

【図9】図９は、実施例１における層間接続導体と導体層との界面付近を示すＳＥＭ写真である。

【図10】図１０は、実施例１における層間接続導体に含有される導電性フィラーを示すＳＥＭ写真である。

【図11】図１１は、実施例１における層間接続導体の形状を示すＳＥＭ写真である。

【図12】図１２は、実施例１における別の層間接続導体の形状を示すＳＥＭ写真である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の配線基板について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

【0011】

図１は、本発明の配線基板の一例を模式的に示す断面図である。

【0012】

図１には全体的な構成が示されていないが、配線基板１は、絶縁層１０と、絶縁層１０に積層された導体層２０と、絶縁層１０および導体層２０の積層方向（図１では上下方向）に絶縁層１０を貫通して設けられ、導体層２０に接続された層間接続導体３０と、を備える。

【0013】

配線基板１は、１層の絶縁層１０を備えてもよく、２層以上の絶縁層１０を備えてもよい。すなわち、配線基板１は、単層配線基板でもよく、多層配線基板でもよい。配線基板１が２層以上の絶縁層１０を備える場合、絶縁層１０の構成は同じでもよく、異なってもよい。

【0014】

絶縁層１０は、例えば、電気絶縁性を有する板状またはシート状の樹脂シートからなる。樹脂シートを構成する樹脂は、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。配線基板１が２層以上の絶縁層１０を備える場合、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートを用いると、導体層２０が形成された樹脂シートを複数枚積層し、熱処理によって一括圧着することができる。

【0015】

熱可塑性樹脂としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）等が挙げられる。

【0016】

絶縁層１０は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）からなることが好ましい。液晶ポリマーは他の熱可塑性樹脂に比べて吸水率が低い。したがって、絶縁層１０が液晶ポリマーからなる場合、絶縁層１０に残存する水分を少なくすることができる。

【0017】

絶縁層１０の厚みは、好ましくは１０μｍ以上、２００μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以上、１００μｍ以下である。配線基板１が２層以上の絶縁層１０を備える場合、絶縁層１０の厚みは、互いに同じでもよく、異なってもよい。

【0018】

導体層２０は、絶縁層１０の少なくとも一方の主面に設けられていればよい。図１に示す例では、導体層２０は、絶縁層１０の一方の主面に設けられた第１導体層２１と、絶縁層１０の他方の主面に設けられた第２導体層２２と、を含む。

【0019】

導体層２０は、配線等にパターン化されたパターン形状であってもよいし、一面に広がった面状であってもよい。

【0020】

導体層２０は、例えば、銅、銀、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、金、これらの金属の少なくとも１種を含有する合金等からなる金属層である。導体層２０は、金属箔からなることが好ましく、銅箔からなることがより好ましい。

【0021】

導体層２０は、一方の主面にマット面を有し、他方の主面にシャイニー面を有してもよい。

【0022】

導体層２０の厚みは、好ましくは１μｍ以上、３５μｍ以下であり、より好ましくは６μｍ以上、１８μｍ以下である。

【0023】

層間接続導体３０は、積層方向に絶縁層１０を貫通するが導体層２０を貫通せずに、導体層２０に接続されるように設けられている。層間接続導体３０は、２層以上の絶縁層１０を積層方向に貫通してもよい。

【0024】

図１に示す例では、層間接続導体３０は、積層方向に絶縁層１０を貫通しつつ、絶縁層１０の一方の主面側で第１導体層２１に接続され、絶縁層１０の他方の主面側で第２導体層２２に接続されている。つまり、第１導体層２１と第２導体層２２とは、層間接続導体３０を介して電気的に接続されている。

【0025】

層間接続導体３０は、例えば、絶縁層１０を厚み方向に貫通するが導体層２０を厚み方向に貫通せずに導体層２０に達するように設けられたビアホールに対して、導電性ペーストを充填した後に熱処理を行うことにより形成される。

【0026】

層間接続導体３０が導電性ペーストの熱処理で形成される場合、層間接続導体３０に含有される導電性フィラーとしては、例えば、導電率の高い銅または銅合金の粉末等が挙げられる。表面酸化を防止する観点から、銅または銅合金の粉末の表面の少なくとも一部が金属で被覆されていてもよく、好ましくは、比抵抗の低い銀で被覆されていてもよい。

【0027】

層間接続導体３０が導電性ペーストの熱処理で形成される場合、層間接続導体３０は、樹脂を含有してもよい。層間接続導体３０に含有される樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂またはその変性樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはアクリル樹脂、ウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。中でも、層間接続導体３０は、エポキシ樹脂を主成分とする樹脂を含有することが好ましい。エポキシ樹脂を用いることにより、耐熱性および接着性を両立させることができる。

【0028】

本明細書中、主成分とは、含有量（重量百分率）が最も多い成分を意味する。層間接続導体３０に含有される樹脂の種類は、例えば、赤外分光（ＩＲ）分析、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析等により同定することができる。上記の分析を実施するための試料は、例えば、後述の図６と同様の方向に沿った断面が見えるように配線基板１を研磨し、得られた断面から層間接続導体３０を掘り出すことにより作製することができる。

【0029】

配線基板１では、積層方向における絶縁層１０の熱膨張係数をα_Ｚ１０、積層方向における層間接続導体３０の熱膨張係数をα_Ｚ３０、絶縁層１０の貯蔵弾性率をＥ’_１０、層間接続導体３０の貯蔵弾性率をＥ’_３０としたとき、－４０℃以上８５℃以下の温度範囲において、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の関係が成り立つことを特徴とする。

【0030】

－４０℃以上８５℃以下の温度範囲において、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の関係が成り立つことにより、８５℃への加熱または－４０℃への冷却によって絶縁層１０が膨張または収縮しても、回路間の電気的接続が維持されやすくなる。その結果、繰り返し熱衝撃が加わる環境下でも抵抗値の変動を抑制することができる。

【0031】

α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の関係が成り立つことによる作用および効果については、以下のように考えられる。

【0032】

図２－１は、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の条件下において、室温から－４０℃に降温したときの熱応力シミュレーションから計算される応力分布図である。図２－２は、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の条件下において、室温から８５℃に昇温したときの熱応力シミュレーションから計算される応力分布図である。なお、図２－１および図２－２は、図１中のＳで示す領域における応力分布図であり、後述の実施例２に相当する。

【0033】

図２－１に示すように、－４０℃の低温下では、絶縁層１０および層間接続導体３０の貯蔵弾性率が増大するため、特に導体層２０と層間接続導体３０との界面に比較的大きな剪断応力が発生する。この剪断応力は、絶縁層１０および層間接続導体３０の貯蔵弾性率が低いほど低下する。絶縁層１０は一定の強度を確保する必要があるため、層間接続導体３０の貯蔵弾性率を低くすること、すなわち、Ｅ’_１０＞Ｅ’_３０とすることにより、抵抗値の増大の要因になり得る剪断応力を抑制することができる。

【0034】

一方で、図２－２に示すように、８５℃の高温下では、導体層２０と層間接続導体３０との界面に発生する応力（ここでは、剥離方向である厚み方向の応力）は低温時と比較してごく小さいため、導体層２０と層間接続導体３０との界面での剥離を引き起こす要因とはならない。したがって、８５℃の高温下ではなく－４０℃の低温下で導体層２０と層間接続導体３０との界面に発生する応力を調整することが重要である。

【0035】

図３－１は、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＜Ｅ’_３０の条件下において、室温から－４０℃に降温したときの熱応力シミュレーションから計算される応力分布図である。図３－２は、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＜Ｅ’_３０の条件下において、室温から８５℃に昇温したときの熱応力シミュレーションから計算される応力分布図である。なお、図３－１および図３－２は、図１中のＳで示す領域における応力分布図であり、後述の比較例２に相当する。

【0036】

図３－１においては、図２－１と比較して、導体層２０と層間接続導体３０との界面での応力が高くなっていることがわかる。一方で、図３－２においては、図２－２と同様、応力が緩和されていることがわかる。

【0037】

図２－２および図３－２に示すように、８５℃の高温下では、絶縁層１０および層間接続導体３０の貯蔵弾性率が低下することにより、導体層２０と層間接続導体３０との界面での応力は小さくなる。したがって、図２－２に示す条件および図３－２に示す条件のいずれにおいても、導体層２０と層間接続導体３０との界面での剥離が生じにくい状態となっている。

【0038】

これに対し、図２－１および図３－１に示すように、－４０℃の低温下では、絶縁層１０および層間接続導体３０の貯蔵弾性率が増大することにより、導体層２０と層間接続導体３０との界面に応力が集中している。しかし、図２－１に示す条件では、図３－１に示す条件に比べて層間接続導体３０の貯蔵弾性率が低いため、導体層２０と層間接続導体３０との界面にかかる応力を緩和することができる。

【0039】

また、α_Ｚ１０＜α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の条件下においては、室温から降温する過程で積層方向における層間接続導体３０の収縮量が絶縁層１０の収縮量よりも大きくなる。そのため、導体層２０と層間接続導体３０との界面に発生する応力の方向が、図２－１および図２－２と異なり、上記の剪断方向ではなく剥離方向となる。そして、低温下では絶縁層１０、層間接続導体３０ともに貯蔵弾性率が高くなるため、その応力が大きくなる結果、抵抗値の顕著な増大の要因となる。

【0040】

積層方向における絶縁層１０の熱膨張係数α_Ｚ１０および層間接続導体３０の熱膨張係数α_Ｚ３０は、例えば、後述の図６と同様の方向に沿った断面が見えるように配線基板１を研磨し、得られた断面から絶縁層１０または層間接続導体３０を個別にくり抜くことにより測定用試料をそれぞれ作製した後、高温ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて測定用試料の積層方向（厚み方向、Ｚ軸方向）の変位を測定することによって算出することができる。

【0041】

あるいは、積層方向における絶縁層１０の熱膨張係数α_Ｚ１０および層間接続導体３０の熱膨張係数α_Ｚ３０は、絶縁層１０または層間接続導体３０と同じ材料を用いて測定用試料をそれぞれ作製し、熱機械分析（ＴＭＡ）装置を用いて積層方向（厚み方向、Ｚ軸方向）の線膨張係数を測定することによって求めてもよい。測定条件は、例えば、温度範囲：－６０℃～２５０℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、荷重：２ｇｆ（０．０２Ｎ）、測定モード：引張モードである。測定用試料の厚みは特に限定されないが、例えば約２００μｍである。ＴＭＡ装置としては、特に限定されないが、例えばＮＥＴＺＳＣＨ製、ＴＭＡ４０００Ｓを用いることができる。

【0042】

絶縁層１０の貯蔵弾性率Ｅ’_１０および層間接続導体３０の貯蔵弾性率Ｅ’_３０は、例えば、後述の図６と同様の方向に沿った断面が見えるように配線基板１を研磨し、得られた断面から、ナノインデンターを用いて絶縁層１０または層間接続導体３０に圧子（探針）をそれぞれ押し当てることによって測定することができる。絶縁層１０または層間接続導体３０のそれぞれにおいてナノインデンターを用いた測定を数箇所で実施し、その平均値を算出することが好ましい。

【0043】

あるいは、絶縁層１０の貯蔵弾性率Ｅ’_１０および層間接続導体３０の貯蔵弾性率Ｅ’_３０は、絶縁層１０または層間接続導体３０と同じ材料を用いて測定用試料をそれぞれ作製し、動的粘弾性測定（ＤＭＡ）装置を用いて動的粘弾性試験を行うことにより得られる測定結果から算出してもよい。動的粘弾性試験の条件は、例えば、周波数：１Ｈｚ、昇温速度：５℃／ｍｉｎである。ＤＭＡ装置としては、特に限定されないが、例えば日立ハイテクサイエンス製、ＤＭＡ７１００を用いることができる。

【0044】

配線基板１は、リジッド基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。配線基板１がフレキシブル基板である場合、フレキシブル基板は曲げ部を有してもよい。－４０℃以上８５℃以下の温度範囲において、α_Ｚ１０＞α_Ｚ３０かつＥ’_１０＞Ｅ’_３０の関係が成り立つことにより、配線基板１が割れやすいフレキシブル基板であっても、抵抗値の変動を抑制することができる。

【実施例】

【0045】

以下、本発明の配線基板をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0046】

（実施例１）
エポキシ樹脂として、硬質エポキシ樹脂（三菱ケミカル製：ｊＥＲ １００９）１０重量部および柔軟エポキシ樹脂（三菱ケミカル製：ｊＥＲ ＹＸ７４００Ｎ）９０重量部に、導電性フィラーとして、平均粒径が３μｍの球形ＡｇコートＣｕ粉末（三井金属製：１３００Ｙ）を、硬化後の導電性ペースト中の割合が５５体積％となる量を加えた。さらに、溶剤としてブチルカルビトールを添加し、イミダゾール系の潜在性硬化剤（キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ－ＰＷ）を添加した後、３本ロールミルにて混合し、導電性ペーストを作製した。なお、硬質エポキシ樹脂であるｊＥＲ １００９は、予めブチルカルビトールに溶解したワニスとして調合した。

【0047】

別途、図４に示すように、回路が形成された銅張積層板１００を用意した。図４は、銅張積層板の構成を模式的に示す断面図である。

【0048】

図４に示す銅張積層板１００は、３層のシートから構成されており、具体的には、樹脂層１１０と、樹脂層１１０の一方の主面に配置された金属箔１２０と、樹脂層１１０の他方の主面に貼り付けられた樹脂シート１３０と、を備える。本実施例では、樹脂層１１０として液晶ポリマー（ＬＣＰ）、金属箔１２０として銅箔、樹脂シート１３０としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。

【0049】

図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、銅張積層板１００にビアホール１４０を形成した後、上記の方法で作製した導電性ペースト１５０をビアホールに充填した。図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、銅張積層板のビアホールに導電性ペーストを充填する方法を模式的に示す断面図である。

【0050】

図４に示す銅張積層板１００に対して、樹脂シート１３０側からレーザを照射することによって、図５Ａに示すように、樹脂シート１３０および樹脂層１１０を貫通するビアホール１４０を形成した。その後、デスミア処理を実施することにより、穴あけ時の残渣を除去した。

【0051】

次に、図５Ｂに示すように、ビアホール１４０内に、スキージを用いて導電性ペースト１５０を直接充填した。

【0052】

その後、樹脂層１１０の片側に貼り付けられた樹脂シート１３０を剥離した。これにより、図５Ｃに示すように、樹脂層１１０から導電性ペースト１５０が盛り上がった状態の導電性ペースト付きシート１６０を作製した。

【0053】

導電性ペースト付きシート１６０同士を重ね合わせて、減圧下における加熱（２７０℃）および加圧（最大１０ＭＰａ）を行うことによって、図６に示す試験用基板１Ａを作製した。図６は、試験用基板の構成の一部を模式的に示す断面図である。

【0054】

図６に示す試験用基板１Ａは、樹脂層１１０に由来する絶縁層１０と、金属箔１２０に由来する導体層２０と、導電性ペースト１５０が硬化された層間接続導体３０と、を備える。

【0055】

後述するように、試験用基板１Ａの上面に位置する導体層２０を抵抗値の測定箇所ＭＰとして使用した。図６には、１個の測定点が示されている。試験用基板１Ａには、複数個の測定点が設けられている。図６に示すように、各測定点には合計１６個の層間接続導体３０が接続されている。

【0056】

（実施例２）
硬質エポキシ樹脂であるｊＥＲ １００９を２０重量部、柔軟エポキシ樹脂であるｊＥＲ ＹＸ７４００Ｎを８０重量部に変更した以外は実施例１と同じ方法により試験用基板１Ａを作製した。実施例２では、導電性ペーストの硬化物である層間接続導体３０の貯蔵弾性率Ｅ’_３０が実施例１よりも高くなる。

【0057】

（実施例３）
イミダゾール系の潜在性硬化剤であるキュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ－ＰＷの代わりに、より硬化開始温度の高い潜在性硬化剤であるキュアゾール２ＰＨＺ－ＰＷを使用した以外は実施例１と同じ方法により試験用基板１Ａを作製した。

【0058】

実施例３では、導電性ペーストを充填した後のシートを乾燥する工程で導電性ペーストの硬化が進まず、加圧を行う段階で硬化が始まる。そのため、実施例１に比べて、導体層２０と層間接続導体３０との接着力を高めることができる。

【0059】

（実施例４）
溶剤によってワニス化したエポキシ樹脂ｊＥＲ １００９の代わりに、常温で液体のエポキシ樹脂ｊＥＲ ８２８を使用した以外は実施例１と同じ方法により試験用基板１Ａを作製した。

【0060】

実施例４では、導電性ペースト中に溶剤が含まれないため、導電性ペーストを充填した後のシートを乾燥する工程および加圧を行う工程において脱ガス量が抑制される。その結果、デラミネーション、ボイド等による信頼性不良を低減することができる。

【0061】

（実施例５）
導電性フィラーとして、球形ＡｇコートＣｕ粉末（三井金属製：１３００Ｙ）の代わりに、ＡｇコートＣｕＮｉ合金粉末を使用した以外は実施例１と同じ方法により試験用基板１Ａを作製した。

【0062】

実施例５では、完成品におけるマイグレーションが抑制されるため、ショート不良を抑制することができる。

【0063】

（比較例１）
硬質エポキシ樹脂であるｊＥＲ １００９を１００重量部、柔軟エポキシ樹脂であるｊＥＲ ＹＸ７４００Ｎを０重量部に変更した以外は実施例１と同じ方法により試験用基板１Ａを作製した。比較例１では、導電性ペーストの硬化物である層間接続導体３０の貯蔵弾性率Ｅ’_３０が実施例１および実施例２よりも高くなる。

【0064】

（比較例２）
硬質エポキシ樹脂であるｊＥＲ １００９を５０重量部、柔軟エポキシ樹脂であるｊＥＲ ＹＸ７４００Ｎを５０重量部に変更した以外は実施例１と同じ方法により試験用基板１Ａを作製した。比較例２では、導電性ペーストの硬化物である層間接続導体３０の貯蔵弾性率Ｅ’_３０が実施例１および実施例２よりも高くなる。

【0065】

（比較例３）
導電性フィラーである球形ＡｇコートＣｕ粉末（三井金属製：１３００Ｙ）を、硬化後の導電性ペースト中の割合が３０体積％となる量を加える以外は実施例１と同じ方法により試験用基板１Ａを作製した。比較例３では、実施例１よりも導電性フィラーの配合比率が小さいため、導電性ペーストの硬化物である層間接続導体３０の熱膨張係数α_Ｚ３０が実施例１よりも大きくなる。

【0066】

以上のようにして作製した試験用基板１Ａを用いて、－４０℃への冷却（保持時間３０分間）と８５℃への加熱（保持時間３０分間）を繰り返すヒートサイクル試験を行った。その結果を表１に示す。表１には、ヒートサイクル試験の回数と、試験後の抵抗値が初期の抵抗値の２倍以上になった測定点の比率を示した。表１に示す測定点の比率は、合計１００個の測定点で抵抗値を測定したときの比率である。なお、１個の測定点における抵抗値は、合計１６個の層間接続導体で接続された回路の抵抗値を、２端子法で測定した値であり、層間接続導体（導電性ペーストの硬化物）の抵抗、導体層（回路）の抵抗、層間接続導体と導体層との接触抵抗、および導体層と端子との接触抵抗の合計である。

【0067】

【表1】

【0068】

図７は、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２における層間接続導体ならびに絶縁層の貯蔵弾性率Ｅ’を示すグラフである。

【0069】

図７に示すように、ヒートサイクル試験の温度範囲である－４０℃から８５℃までのすべての温度領域で、実施例１および実施例２における層間接続導体３０（導電性ペーストの硬化物）の貯蔵弾性率Ｅ’_３０は、絶縁層１０（ＬＣＰ）の貯蔵弾性率Ｅ’_１０より低かった。なお、図７には示していないが、実施例３～５における層間接続導体３０（導電性ペーストの硬化物）の貯蔵弾性率Ｅ’_３０も同様に、－４０℃から８５℃までのすべての温度領域で絶縁層１０（ＬＣＰ）の貯蔵弾性率Ｅ’_１０より低かった。

【0070】

実施例１～５のように柔軟エポキシ樹脂の比率が高い導電性ペーストを用いることにより、上記の温度領域で硬化後においても柔軟な状態を維持できるために、層間接続導体３０と導体層２０との電気的接合が維持される。その結果、表１に示すように、抵抗値の変化が生じにくい。

【0071】

一方、比較例１および比較例２における層間接続導体３０（導電性ペーストの硬化物）の貯蔵弾性率Ｅ’_３０は、図７に示すように、－４０℃から室温付近までの温度領域において、絶縁層１０（ＬＣＰ）の貯蔵弾性率Ｅ’_１０よりも高かった。これにより、絶縁層１０の変形に対して層間接続導体３０が柔軟に追従することができないため、上記の温度領域で層間接続導体３０と導体層２０との界面に大きな応力が発生して剥離が生じやすくなる。その結果、表１に示すように、抵抗値が増大すると考えられる。

【0072】

図８は、実施例１および比較例３における層間接続導体ならびに絶縁層の積層方向の熱膨張係数αを示すグラフである。

【0073】

図８に示すように、ヒートサイクル試験の温度範囲である－４０℃から８５℃までのすべての温度領域で、実施例１における層間接続導体３０（導電性ペーストの硬化物）の積層方向の熱膨張係数α_Ｚ３０は、絶縁層１０（ＬＣＰ）の積層方向の熱膨張係数α_Ｚ１０より低かった。

【0074】

一方、比較例３における層間接続導体３０（導電性ペーストの硬化物）の積層方向の熱膨張係数α_Ｚ３０は、－４０℃から８５℃までのすべての温度領域で、絶縁層１０（ＬＣＰ）の積層方向の熱膨張係数α_Ｚ１０より高かった。比較例３では、室温から－４０℃に降温する際、層間接続導体３０が絶縁層１０よりも収縮しやすいため、層間接続導体３０と導体層２０との界面に剥離方向の大きな応力が発生する。その結果、表１に示すように、抵抗値が増大すると考えられる。

【0075】

以下、実施例１における試験用基板の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した。

【0076】

図９は、実施例１における層間接続導体と導体層との界面付近を示すＳＥＭ写真である。図１０は、実施例１における層間接続導体に含有される導電性フィラーを示すＳＥＭ写真である。

【0077】

図９中、破線で囲まれた層間接続導体３０と導体層２０との界面において、矢印で示した箇所のように、層間接続導体３０に含有される一部の導電性フィラー３３と導体層２０とが金属結合しているか、または、図１０中、矢印で示した箇所のように、層間接続導体３０に含有される一部の導電性フィラー３３同士が金属結合していることが好ましい。金属結合により、層間接続導体３０の抵抗値が安定化する。

【0078】

層間接続導体３０に含有される一部の導電性フィラー３３と導体層２０とが金属結合しているか、または、層間接続導体３０に含有される一部の導電性フィラー３３同士が金属結合している場合、導電性フィラー３３は、表面の少なくとも一部が金属で被覆された銅または銅合金の粉末からなることが好ましく、表面の少なくとも一部が銀で被覆された銅または銅合金の粉末からなることがより好ましい。導電性ペーストの硬化工程では最高２７０℃で１０ＭＰａ程度の加熱圧着が行われるため、導電性フィラー３３の表面が金属で被覆されていると、金属結合が促進されると推測される。

【0079】

図１１は、実施例１における層間接続導体の形状を示すＳＥＭ写真である。

【0080】

図１１に示すように、層間接続導体３０と導体層２０との界面において、導体層２０の凹み２５に層間接続導体３０が配置されていることが好ましい。この場合、低温時の剪断応力による層間接続導体３０の剥離を抑制することができる。導体層２０の凹み２５は、例えばエッチング等により形成することができる。

【0081】

導体層２０の凹み２５がエッチング等により形成される場合、層間接続導体３０と導体層２０との界面の少なくとも一部に防錆層が設けられていないことが好ましい。防錆層が設けられていない箇所では、層間接続導体３０と導体層２０との電気的接続性が向上する。その場合、層間接続導体３０と導体層２０との界面の全体に防錆層が設けられていなくてもよく、層間接続導体３０と導体層２０との界面の一部に防錆層が設けられていなくてもよい。

【0082】

一方、絶縁層１０と導体層２０との界面には、防錆層が設けられていてもよく、防錆層が設けられていなくてもよい。

【0083】

防錆層は、例えば、ニッケル、亜鉛、錫、コバルト、モリブデン、銅、タングステン、リン、ヒ素、クロム、バナジウム、チタン、アルミニウム、金、銀、白金族元素、鉄およびタンタルからなる群より選ばれる１種以上の元素を含む層であってもよく、ニッケル、亜鉛、錫、コバルト、モリブデン、銅、タングステン、リン、ヒ素、クロム、バナジウム、チタン、アルミニウム、金、銀、白金族元素、鉄およびタンタルからなる群より選ばれる１種以上の元素からなる金属層または合金層であってもよい。また、防錆層は、ニッケル、亜鉛、錫、コバルト、モリブデン、銅、タングステン、リン、ヒ素、クロム、バナジウム、チタン、アルミニウム、金、銀、白金族元素、鉄およびタンタルからなる群より選ばれる１種以上の元素を含む酸化物、窒化物、珪化物を含んでもよい。

【0084】

絶縁層１０に接する部分の導体層２０の表面粗さは、層間接続導体３０に接する部分の導体層２０の表面粗さよりも大きいことが好ましい。これにより、絶縁層１０と導体層２０との接着性が向上する。

【0085】

図１２は、実施例１における別の層間接続導体の形状を示すＳＥＭ写真である。

【0086】

図１２に示すように、導体層２０が第１導体層２１と第２導体層２２とを含む場合、層間接続導体３０は、第１導体層２１側の端部に、第１導体層２１に向かって導体幅が広がる傾斜面３５を有し、層間接続導体３０の第１導体層２１側の端部が、第１導体層２１と絶縁層１０とで挟まれていることが好ましい。層間接続導体３０の端部にすそ野のように広がりを持たせ、その部分を第１導体層２１と絶縁層１０とで挟み込むことで、層間接続導体３０と導体層２０とを強固に接続させることができる。

【0087】

図１１と同様に、層間接続導体３０と第２導体層２２との界面において、第２導体層２２の凹み２５に層間接続導体３０が配置されていることが好ましい。

【0088】

層間接続導体３０と第２導体層２２との界面の少なくとも一部に防錆層が設けられていないことが好ましい。その場合、層間接続導体３０と第２導体層２２との界面の全体に防錆層が設けられていなくてもよく、層間接続導体３０と第２導体層２２との界面の一部に防錆層が設けられていなくてもよい。一方、絶縁層１０と第２導体層２２との界面には、防錆層が設けられていてもよく、防錆層が設けられていなくてもよい。

【0089】

絶縁層１０に接する部分の第２導体層２２の表面粗さは、層間接続導体３０に接する部分の第２導体層２２の表面粗さよりも大きいことが好ましい。

【0090】

本発明の配線基板は、上記実施形態に限定されるものではなく、配線基板の構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

【符号の説明】

【0091】

１ 配線基板
１Ａ 試験用基板
１０ 絶縁層
２０ 導体層
２１ 第１導体層
２２ 第２導体層
２５ 導体層の凹み
３０ 層間接続導体
３３ 導電性フィラー
３５ 層間接続導体の傾斜面
１００ 銅張積層板
１１０ 樹脂層
１２０ 金属箔
１３０ 樹脂シート
１４０ ビアホール
１５０ 導電性ペースト
１６０ 導電性ペースト付きシート
ＭＰ 測定箇所

【図1】

【図2-1】

【図2-2】

【図3-1】

【図3-2】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】