JP4863543B2

JP4863543B2 - Conductive paste and method for manufacturing wiring board using the same

Info

Publication number: JP4863543B2
Application number: JP2000296944A
Authority: JP
Inventors: 理一笹森
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: JP2002109956A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基板表面や内部に配線層やビアホール導体等の配線回路層を形成した配線基板における配線回路層用として好適な導体ペーストおよびそれを用いた配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を含む絶縁基板の表面に配線回路層を形成した、いわゆるプリント基板が回路基板や半導体素子を搭載したパッケージ等に適用されている。このようなプリント基板において配線回路層を形成する方法としては、絶縁基板の表面に銅箔を接着した後、これをエッチングして配線パターンを形成する方法、または配線パターンに形成された銅箔を絶縁基板に転写する方法、絶縁基板の表面に金属メッキ法によって配線パターンを形成する方法等が用いられている。
【０００３】
また、配線の多層化に伴い、異なる層間の配線回路層をビアホール導体によって電気的に接続することも行われているが、このビアホール導体は多層配線基板の絶縁基板の所定の箇所にドリル等でビアホールを開けた後に、ビアホール内の内壁にメッキ等を施すのが一般的である。
【０００４】
ところが、上記のような方法では化学的なメッキ処理を施すのに用いられる薬品が高価であり、処理時間も長いなど生産性と経済性に難がある。また、内壁にメッキを施したビアホール導体は、多層構造における任意の層間に形成することが難しく、配線回路層の密度を向上できないという問題がある。
【０００５】
このような問題に対して、最近では配線回路層を銀、銅、ハンダなどの金属粉末と熱硬化性樹脂や活性剤とを混合した導体ペーストを用い、これを絶縁基板の表面に塗布したり、ビアホール内に充填し、積層して多層化する方法が、特許第２６０３０５３号公報、特公平５−３９３６０号公報、特開昭５５−１６００７２号公報等にて開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の導体ペーストの充填によるビアホール導体を形成する方法では、導電性ペースト中の熱硬化性樹脂成分の量が多く、またビアホール導体中において金属粉末間の接触性が充分でないために、ビアホール導体の導電率が低いという問題があった。
【０００７】
このような問題に対して、ペースト中に銅などの粉末とともに、Ｐｂ−Ｓｎなどの低融点金属を含有させて銅粉末間を低融点金属によって接続させてビアホール導体の導電率を高めることも提案されている。
【０００８】
しかしながら、配線基板のビアホール導体中の低融点金属成分が完全に溶融する前に、ビアホール導体中の熱硬化性樹脂が硬化を始めた場合、ビアホール導体中の導体粉末間の接続および銅箔などからなる配線層とビアホール導体の接続状態が悪くなり、ビアホール導体の導電率が低下したり、配線層との接続信頼性が低くなるという問題があった。
【０００９】
従って本発明はこのような欠点を解消し、高い導電性を有するビアホール導体の形成が可能な導体ペーストと、これを用いて少なくとも熱硬化性樹脂を含有する絶縁基板を具備してなる配線基板に対して、配線層同士を電気的に接続するビアホール導体の導電性を高めるとともに、配線層との接続信頼性の高い配線基板を製造するための方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の導体ペーストは、熱硬化性樹脂成分としてトリアリルイソシアネートを５〜１０重量％と、７７．５Ｓｎ−２Ａｇ−０．５Ｃｕ−２０Ｂｉを５０重量％および銅粉末を３４０〜４５重量％と、からなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の配線基板の製造方法は、少なくともポリフェニレンエーテル樹脂を含有する未硬化あるいは半硬化状態の絶縁シートにビアホールを形成する工程と、該ビアホール中に、上記の導体ペーストを充填してビアホール導体を形成する工程と、前記ビアホール導体形成部を含む前記絶縁シートの表面に配線回路層を形成する工程と、該絶縁シートを２００℃〜２４０℃の温度に加熱して硬化する工程と、を具備することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、導体成分として、７７．５Ｓｎ−２Ａｇ−０．５Ｃｕ−２０Ｂｉを５０重量％および銅粉末を４０〜４５重量％と、熱硬化性樹脂成分としてトリアリルイソシアネートを５〜１０重量％とからなる導体ペーストにおいて、導体成分中に低融点金属を含有させるととともに、その低融点金属の溶融開始温度が熱硬化性樹脂であるトリアリルイソシアネートの熱硬化開始温度よりも低くなるように低融点金属および熱硬化性樹脂を組み合わせることによって、熱硬化性樹脂が硬化する前に、低融点金属が溶融してペースト中の導体成分同士が結合して導電路を形成することができる。
【００１５】
したがって、配線基板を製造するにあたり、未硬化の絶縁シートに上記の導体ペーストを充填したビアホール導体を形成した後、配線回路層を形成し、絶縁シートを熱硬化する際に、２００℃〜２４０℃の温度に加熱して硬化することによって、ビアホール導体の導電率を高めることができるとともに、配線層とビアホール導体との接続信頼性を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の導体ペーストは、基本的な成分として、熱硬化性樹脂成分としてトリアリルイソシアネートを５〜１０重量％と、７７．５Ｓｎ−２Ａｇ−０．５Ｃｕ−２０Ｂｉを５０重量％および銅粉末を４０〜４５重量％とを含有するものである。なお、熱硬化性樹脂成分であるトリアリルシアヌレートの含有量が５重量％より少ないか、あるいは導体成分である低融点金属および銅粉末量が９５重量％よりも多いと、ペーストの粘度が高すぎてビアホール内への埋込み性が悪くなり、導体配線の抵抗が増加するためである。また、熱硬化性樹脂成分が１０重量％より多いか、あるいは導体成分が９０重量％よりも少ないと、ペーストとしての粘度が低く保形性が低下して絶縁基板の表面からペーストがにじむおそれがあるとともに、抵抗が増大する。
【００１７】
また、本発明の導体ペーストは、導体成分として、溶融開始温度Ｔ１（℃）が熱硬化性樹脂成分であるトリアリルイソシアネートの熱硬化開始温度Ｔ２（℃）よりも１０℃以上低い低融点金属を含有するものであり、Ｔ１≦Ｔ２−１０を満足するものである。
【００１８】
低融点金属の溶融開始温度Ｔ１が熱硬化性樹脂成分であるトリアリルイソシアネートの熱硬化開始温度Ｔ２に対して、Ｔ１＞Ｔ２−１０の場合には、低融点金属が溶融して導電性粉末間さらには導電性粉末と銅箔等の配線間との接続が行われる前に熱硬化樹脂が硬化してしまい、接続信頼性が低くなってしまうためである。このため、特に、溶融開始温度Ｔ１と熱硬化開始温度Ｔ２とは、Ｔ１≦Ｔ２−１５、さらにはＴ１≦Ｔ２−２０であることが上記の効果を発揮させる上で望ましい。
【００１９】
また、この低融点金属の含有量はペースト全量中において、５０重量％の割合で含まれることが必要である。
【００２０】
本発明における導体成分は、上記の低融点金属と他の金属との混合物であるものがよい。他の金属は銅である。
【００２１】
特に、絶縁基板へのマイグレーション抑制およびコストの点で銅が好ましく、化学的安定性を考慮すると銀を被覆した銅粉末が最適である。また、錫を含有する低融点金属を添加した場合には、Ｃｕ₃Ｓｎを析出させて耐熱性を高めることが望ましい。
【００２７】
導体ペースト中には、粘度調整のために、例えば、イソプロピルアルコール、テオピネオール、２−オクタール、ブチルカルビトールアセテート等を微量添加することもできるが、絶縁基板および導体配線を熱硬化させる際に溶剤成分が揮発し、導体配線中の充填密度が低下するとともに、揮発気体により絶縁層間に膨れを生じる等の問題があるために、溶剤を実質的に含有しないことが望ましい。
【００２８】
導体ペーストを調製する場合には、熱硬化性樹脂成分であるトリアリルイソシアネートと、溶融開始温度がトリアリルイソシアネートの熱硬化開始温度よりも１０℃以上低い７７．５Ｓｎ−２Ａｇ−０．５Ｃｕ−２０Ｂｉの組成を有する低融点金属と、銅粉末との組成物を攪拌脱泡機、プラネタリーミキサ、回転ミルや３本ロール等で混練することにより所定粘度の導体ペーストを作製する。
【００２９】
また、上記の混合方法により混合された導体ペーストの粘度については、印刷した時にダレ、にじみが生じずファインピッチのビアホール導体を形成することができ、また、導体ペーストをビアホール内への埋込充填性を高める上で、せん断速度＝１００ｓ^−１において２０〜１０００Ｐａ・ｓであることが望ましい。
【００３０】
次に、上記導体ペーストを用いて配線基板を作製する方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、未硬化または半硬化状態の軟質の絶縁シート１１に対して、レーザー加工やマイクロドリルなどによってビアホール１２を形成する。
【００３１】
配線基板１は、少なくとも熱硬化性樹脂を含む絶縁材料から構成されるが、具体的には、有機樹脂としては例えば、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン）、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂およびそれらの混合物が使用可能であるが、とりわけ誘電特性がよく、吸水率が低い点でＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）を含有することが望ましい。
【００３２】
また、この有機樹脂の中には、基板全体の強度を高めるために、フィラーを複合化させることもできる。フィラーとしては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＢａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ゼオライト、ＣａＴｉＯ₃等の無機質フィラーが好適に使用される。また、ガラスやアラミド樹脂からなる不織布、織布等に上記樹脂を含浸させて用いてもよい。このようにフィラーと複合化する場合、有機樹脂とフィラーとは体積比率で３０：７０〜７０：３０の比率で複合化することが望ましい。
【００３３】
そして、図１（ｂ）に示すように、そのビアホール１２内に、前述したようにしてせん断速度＝１００ｓ^−１において、２０〜１０００Ｐａ・ｓに調製された本発明の導体ペーストをスクリーン印刷等によって充填してビアホール導体１３を形成する。このような粘度の導体ペーストによれば、ビアホールからの導体ペーストの流出を防止し、ビアホールへの導体ペーストの埋込充填性を高めることができる。
【００３４】
また、導体ペーストの粘度が上記範囲であれば、ビアホール内へ充填した導体ペーストの上面の一部が絶縁基板表面に対して突出するように形成でき、これを後述する配線回路層の形成時または絶縁基板の積層時に圧縮することによってビアホール導体と配線回路層との接続性を高めることもできる。
【００３５】
そして、導体ペーストの充填後に、所望により、有機バインダの融点以下に冷却することにより、ビアホール内の導体ペーストの粘度を、せん断速度＝１００ｓ^−１において、７６０〜２５００Ｐａ・ｓに高めることによりビアホール中の導体ペーストの保形性を高め、導体ペーストのビアホールからのダレの発生やにじみを防止できる。
【００３６】
次に、ビアホール導体１３を形成した絶縁シート１１の表面に、配線回路層１４を形成する。配線回路層１４としては、銅、アルミニウム、金、銀のうちから選ばれる少なくとも１種、または２種以上の合金、特に、銅あるいは銅を含む合金からなる厚さ５〜４０μｍの金属箔によって形成することにより、ビアホール導体１３を両端を封止して外気の影響を防止でき、しかも導体ペーストを充填して形成したビアホール導体１３との電気的な接続性に優れることから最も望ましい。
【００３７】
この金属箔による配線回路層１４の形成は、ａ）絶縁シートの表面に金属箔を貼り付けた後、エッチング処理して回路パターンを形成する方法、ｂ）絶縁シート表面にレジストを形成して、メッキにより金属箔層を形成する方法、ｃ）転写シート表面に金属箔を貼り付けた後、エッチング処理して回路パターンを形成した後、この金属箔の回路パターンを絶縁シート表面に転写させる方法、等が挙げられるが、この中でも、絶縁シートをエッチングやメッキ液などに浸漬する必要がなく、ビアホール導体内への薬品の侵入を防止する上では、ｃ）の転写法が最も望ましい。
【００３８】
そこで、ｃ）転写法による配線回路層を例にして以下に説明する。
【００３９】
図１（ｃ）に示すように、転写シート１５の表面に、金属箔からなる配線回路層１４を形成する。この配線回路層１４は、転写シート１５の表面に金属箔を接着剤によって接着した後、この金属箔の表面にレジストを回路パターン状に塗布した後、エッチング処理およびレジスト除去を行って形成される。この時、金属箔からなる配線回路層１４露出面は、エッチング等により表面粗さ（Ｒａ）０．１〜５μｍ、特に０．２〜４μｍ程度に粗化されていることが望ましい。
【００４０】
次に、図１（ｄ）に示すように、配線回路層１４が形成された転写シート１５を前記ビアホール導体１３が形成された軟質の絶縁シート１１の表面に位置合わせして加圧積層した後、転写シート１５を剥がして配線回路層１４を絶縁シート１１に転写させることにより配線層ａが形成される。
【００４１】
この時、絶縁シート１１が軟質状態であることから、配線回路層１４は、絶縁シート１１の表面に埋設され、実質的に絶縁シート１１表面と配線回路層１４の表面が同一平面となるように加圧積層する。この時の加圧積層条件としては、圧力２ＭＰａ以上、温度６０〜２４０℃が適当である。
【００４２】
このようにして作製した配線層を後述する硬化処理によって１層の絶縁層の片面または両面に配線回路層を形成した配線基板を作製することができるが、以下、多層配線基板を作製する場合について以下に述べる。
【００４３】
上記のようにして作製された一単位の配線層ａに対して、同様にして作製された一単位の配線層ｂ、ｃを図１（ｅ）に示すように積層圧着する。
そして、この積層体を絶縁シート中の熱硬化性樹脂が硬化する温度に加熱して完全硬化する。
【００４５】
なお、上記の転写シートからの回路転写によって配線回路層を形成する方法では、絶縁シートへのビアホール形成や積層化と、金属箔のパターン化による配線回路層の形成工程を並列的に行うことができるために、配線基板における製造時間を大幅に短縮することができる。
【００４７】
また、上記の製造方法では、絶縁シートの完全硬化およびビアホール導体の加熱処理を多層化後に一括して行ったが、この加熱処理は、積層前に個々の絶縁シートに対して施して硬化した後、積層して多層化することも可能である。
【００４８】
また、上記導体ペーストは、上記の製造方法では、ビアホール導体形成用として用いたが、本発明の導体ペーストはこれに限定されるものではなく、配線基板における配線層用として用いることもでき、この場合でも、配線層の保形性を高めるという効果がある。
【００４９】
【実施例】
まず、平均粒径が５．３μｍのＡｇ被覆Ｃｕ粉末（銀含有量３重量％）と、表１の組成物および融点（溶融開始温度）からなる低融点金属と、表１の熱硬化温度（熱硬化開始温度）を有する熱硬化性樹脂とを表１に示す割合で調合し、３本ロールで混練して導体ペーストを調製した。
【００５０】
一方、ポリフェニレンエーテル樹脂４０体積％と、シリカを６０体積％からなるＢステージの絶縁シートに対して、マイクロドリルによって直径が２００μｍのビアホールをビアホールの中心間の間隔５００μｍで２つ形成し、そのビアホール内に前記のようにして調製した導体ペーストを充填した。
【００５１】
そして、導体ペーストを埋め込んだＢステージ状態の絶縁シートの両面に、厚さ１２μｍの銅箔からなる配線回路層を転写法により前記ビアホール導体の両端を挟持するように貼り合わせた後、２００〜２４０℃で、２ＭＰａの圧力で、６０分間硬化処理を行い、単層の配線基板を作製した。
【００５２】
得られた配線基板におけるビアホール導体の体積固有抵抗率（表中ではビア抵抗と記載）を測定し、表１に示した。なお、この体積固有抵抗の測定は、ビアホール導体を両側から挟持する金属箔からなる配線回路層間の抵抗を測定したものである。
【００５３】
さらに、８５℃、８５％相対湿度において１０００時間経過後の導通抵抗（テスト１）と、９５％相対湿度中、−５５〜＋１２５℃の温度範囲において１０００サイクル後の導通抵抗（テスト２）を測定し、さらに、１５０℃、１０００時間経過後の導通抵抗（テスト３）を測定し、それぞれの条件における（初期抵抗とテスト後の抵抗差／初期抵抗）×１００（％）で表される抵抗変化率を計算し、それぞれ表１に示した。
【００５４】
また、硬化後の配線基板を２００℃に加熱、冷却した後、絶縁基板のビアホール導体形成部周囲について外観検査を行い、配線基板の膨れやボイドの発生、絶縁基板間に存在する不要な導電性粒子の有無を確認した。
【００５５】
【表１】

【００５６】
表１の結果から明らかなように、低融点金属の溶融開始温度が熱硬化性樹脂の熱硬化温度よりも高い従来の試料Ｎｏ．１０〜１３、１９、２０および２１では、導電率が低く、接続信頼性も低いものであった。なお、熱硬化性樹脂成分であるエポキシ樹脂の含有量が５重量％よりも少ない試料Ｎｏ．１、エポキシ樹脂の含有量が２０重量％よりも多い試料Ｎｏ．１６では、いずれも初期抵抗が高いものであった。
【００５７】
これに対して、導体ペースト中における低融点金属の溶融開始温度が熱硬化性樹脂成分であるトリアリルイソシアネートの熱硬化開始温度よりも１０℃以上低い場合、配線基板における例えばビアホール内に導体ペーストを充填して形成したビアホール導体の導電率が高まるとともに、ビアホール導体およびビアホール導体と配線回路層との接続信頼性を高めることができた。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の導体ペーストによれば、低融点金属が十分に溶融して導電路を形成した後に熱硬化性樹脂が硬化することにより、ビアホール導体の導電率を向上させることができるとともに、配線回路層との接続信頼性の高い配線基板を製造するための方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１配線基板
１１絶縁シート
１２ビアホール
１３ビアホール導体
１４配線回路層
１５転写シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a conductor paste suitable for a wiring circuit layer in a wiring board in which a wiring circuit layer such as a wiring layer or a via-hole conductor is formed on the surface or inside of an insulating substrate, and a method of manufacturing a wiring board using the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a so-called printed circuit board in which a wiring circuit layer is formed on the surface of an insulating substrate containing a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin is applied to a package or the like on which a circuit board or a semiconductor element is mounted. As a method of forming a wiring circuit layer in such a printed circuit board, after bonding a copper foil to the surface of an insulating substrate, the method of etching this to form a wiring pattern, or a copper foil formed in the wiring pattern is used. A method of transferring to an insulating substrate, a method of forming a wiring pattern on the surface of the insulating substrate by a metal plating method, and the like are used.
[0003]
In addition, wiring circuit layers between different layers are also electrically connected by via-hole conductors as the number of wiring layers increases. These via-hole conductors are drilled at predetermined locations on the insulating substrate of the multilayer wiring board. In general, after opening the via hole, the inner wall in the via hole is plated.
[0004]
However, in the method as described above, the chemicals used for performing the chemical plating treatment are expensive, and there are difficulties in productivity and economy such as a long treatment time. In addition, the via-hole conductor whose inner wall is plated is difficult to form between arbitrary layers in the multilayer structure, and there is a problem that the density of the wiring circuit layer cannot be improved.
[0005]
In order to deal with such problems, recently, a conductive paste in which a metal powder such as silver, copper, or solder and a thermosetting resin or activator is mixed is applied to the surface of an insulating substrate. A method of filling a via hole and laminating it into multiple layers is disclosed in Japanese Patent No. 2603053, Japanese Patent Publication No. 5-39360, Japanese Patent Laid-Open No. 55-160072, and the like.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method of forming a via-hole conductor by filling a conductive paste, the amount of the thermosetting resin component in the conductive paste is large, and the contact between metal powders in the via-hole conductor is not sufficient. There was a problem that the conductivity of the conductor was low.
[0007]
To solve this problem, it is also proposed to increase the conductivity of the via-hole conductor by including a low melting point metal such as Pb-Sn together with a powder such as copper in the paste and connecting the copper powder with the low melting point metal. Has been.
[0008]
However, if the thermosetting resin in the via-hole conductor begins to cure before the low melting point metal component in the via-hole conductor of the wiring board is completely melted, the connection between the conductor powder in the via-hole conductor and the copper foil, etc. There is a problem that the connection state between the wiring layer and the via-hole conductor becomes worse, the conductivity of the via-hole conductor is lowered, and the connection reliability with the wiring layer is lowered.
[0009]
Accordingly, the present invention eliminates such drawbacks and provides a wiring board comprising a conductive paste capable of forming a highly conductive via-hole conductor and an insulating substrate containing at least a thermosetting resin using the conductive paste. On the other hand, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a wiring board having high connection reliability with a wiring layer while enhancing the conductivity of a via-hole conductor that electrically connects the wiring layers.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Conductive paste of the present invention, a 5 to 10% by weight of triallyl isocyanate as a thermosetting resin component, 77.5Sn-2Ag-0.5Cu-20Bi 5 0 by weight% and copper powder 3 4 0-45 % By weight .
[0011]
The method for manufacturing a wiring board according to the present invention includes a step of forming a via hole in an uncured or semi-cured insulating sheet containing at least a polyphenylene ether resin, and filling the via paste with the above-mentioned conductor paste. forming a conductor, and forming a wiring circuit layer on the surface of the insulating sheet including the via-hole conductors formed part, and the step of curing by heating the insulating sheet to a temperature of 200 ° C. to 240 ° C., the It is characterized by comprising.
[0014]
According to the present invention, as the conductive component, and 4 0 to 45% by weight of 5 0 by weight% and copper powder 77.5Sn-2Ag-0.5Cu-20Bi, triallyl isocyanate as the thermosetting resin component 5 In the conductive paste composed of -10 wt%, a low melting point metal is contained in the conductor component, and the melting start temperature of the low melting point metal is lower than the thermosetting start temperature of triallyl isocyanate which is a thermosetting resin. By combining the low melting point metal and the thermosetting resin, the low melting point metal is melted and the conductive components in the paste are combined to form a conductive path before the thermosetting resin is cured. it can.
[0015]
Therefore, in manufacturing a wiring board, after forming a via-hole conductor filled with the above-mentioned conductor paste on an uncured insulating sheet, a wiring circuit layer is formed, and when the insulating sheet is thermally cured, 200 ° C. to 240 ° C. By heating and curing at the temperature, the conductivity of the via-hole conductor can be increased, and the connection reliability between the wiring layer and the via-hole conductor can be increased.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Conductive paste of the present invention, as the basic component, and 5 to 10% by weight of triallyl isocyanate as a thermosetting resin component, 5 0 by weight% of 77.5Sn-2Ag-0.5Cu-20Bi and copper powder Is contained in an amount of 40 to 45% by weight. If the content of triallyl cyanurate, which is a thermosetting resin component, is less than 5% by weight, or the amount of low melting point metal and copper powder, which is a conductor component, is more than 95% by weight, the viscosity of the paste is high. This is because the burying property in the via hole is deteriorated and the resistance of the conductor wiring is increased. Further, if the thermosetting resin component is more than 10% by weight or the conductor component is less than 90% by weight, the viscosity as a paste is low and the shape retention property is lowered, and the paste may bleed from the surface of the insulating substrate. At the same time, the resistance increases.
[0017]
The conductive paste of the present invention, as the conductive material component, the melting start temperature T1 (° C.) starting thermosetting triallyl isocyanate is a thermosetting resin component temperature T2 (℃) 10 ℃ or higher than a lower low-melting metal those that contain, at the even you satisfy T1 ≦ T2-10.
[0018]
When the melting start temperature T1 of the low melting point metal is T1> T2-10 with respect to the thermosetting start temperature T2 of triallyl isocyanate , which is the thermosetting resin component , the low melting point metal melts between the conductive powders. Furthermore, it is because the thermosetting resin is cured before the connection between the conductive powder and the wiring such as the copper foil is performed , and the connection reliability is lowered. For this reason, in particular, it is desirable that the melting start temperature T1 and the thermosetting start temperature T2 satisfy T1 ≦ T2-15, and further T1 ≦ T2-20, in order to exhibit the above effects.
[0019]
The content of the low melting point metal in the paste total amount, it is necessary to be included in an amount of 5 0 by weight%.
[0020]
Conductor component in the present invention, it is a mixture der shall of low melting point metals and other metals of the above. Other metals are Ru Oh copper.
[0021]
In particular, copper is preferable in terms of suppressing migration to an insulating substrate and cost, and copper powder coated with silver is optimal in view of chemical stability. In addition, when a low-melting-point metal containing tin is added, it is desirable to increase the heat resistance by precipitating Cu ₃ Sn.
[0027]
During conductors paste, for viscosity adjustment, for example, isopropyl alcohol, Teopineoru, 2 Okutaru, but the butyl carbitol acetate or the like may be added small amount solvent insulating substrate and a conductor wire when thermally curing The components are volatilized, the filling density in the conductor wiring is lowered, and there is a problem that the volatile gas causes swelling between the insulating layers. Therefore, it is desirable that the solvent is not substantially contained.
[0028]
When preparing a conductive paste, triallyl isocyanate, which is a thermosetting resin component, and 77.5Sn-2Ag-0.5Cu-20Bi , which has a melting start temperature 10 ° C. lower than the thermosetting start temperature of triallyl isocyanate. A conductive paste having a predetermined viscosity is prepared by kneading a composition of a low melting point metal having a composition of the above and copper powder with a stirring defoaming machine, a planetary mixer, a rotary mill, three rolls or the like.
[0029]
Also, the viscosity of the mixed conductor paste by mixing the above methods, sagging when printed, can blur to form a via hole conductors of fine pitch not occur, also buried filling a conductive paste into the via hole In order to improve the property, it is desirable that the shear rate is 20 to 1000 Pa · s at a shear rate of 100 s ⁻¹ .
[0030]
Next, a method for producing a wiring board using the conductor paste will be described. First, as shown in FIG. 1A, via holes 12 are formed on a soft insulating sheet 11 in an uncured or semi-cured state by laser processing, micro drill, or the like.
[0031]
The wiring board 1 is composed of an insulating material including at least a thermosetting resin. Specifically, examples of the organic resin include PPE (polyphenylene ether), BT resin (bismaleimide triazine), epoxy resin, and polyimide resin. Synthetic resins such as fluororesins and phenol resins and mixtures thereof can be used, but it is desirable to contain PPE (polyphenylene ether) in terms of particularly good dielectric properties and low water absorption.
[0032]
In addition, in this organic resin, a filler can be combined to increase the strength of the entire substrate. As the filler, inorganic fillers such as SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , ZrO ₂ , TiO ₂ , AlN, SiC, BaTiO ₃ , SrTiO ₃ , zeolite, and CaTiO ₃ are preferably used. Moreover, you may use the said resin to impregnate the nonwoven fabric, woven fabric, etc. which consist of glass or an aramid resin. Thus, when compounding with a filler, it is desirable that the organic resin and the filler are compounded at a volume ratio of 30:70 to 70:30.
[0033]
Then, as shown in FIG. 1B, the conductor paste of the present invention prepared at 20 to 1000 Pa · s at the shear rate = 100 s ⁻¹ in the via hole 12 as described above by screen printing or the like. The via-hole conductor 13 is formed by filling. According to the conductor paste having such a viscosity, it is possible to prevent the conductor paste from flowing out from the via hole, and to improve the filling property of the conductor paste into the via hole.
[0034]
Further, if the viscosity of the conductor paste is in the above range, it can be formed so that a part of the upper surface of the conductor paste filled into the via hole protrudes from the surface of the insulating substrate, which is formed at the time of forming the wiring circuit layer described later or By compressing at the time of laminating the insulating substrate, the connectivity between the via-hole conductor and the wiring circuit layer can be enhanced.
[0035]
Via holes and, after filling the conductive paste, if desired, by cooling below the melting point of the organic binder, the viscosity of the conductive paste in the via hole, at a shear rate = 100s ^-1, by increasing the 760~2500Pa · s The shape retention of the conductive paste inside can be improved, and the occurrence and bleeding of the conductive paste from the via hole can be prevented.
[0036]
Next, the wiring circuit layer 14 is formed on the surface of the insulating sheet 11 on which the via-hole conductor 13 is formed. The wiring circuit layer 14 is formed of a metal foil having a thickness of 5 to 40 μm made of at least one kind selected from copper, aluminum, gold, and silver, or an alloy containing two or more kinds, particularly copper or an alloy containing copper. by the most desirable because of its excellent electrical connection with the via-hole conductors 13 formed by filling the ambient air impact can be prevented, moreover conductors paste to seal the ends of the via-hole conductors 13.
[0037]
The formation of the wiring circuit layer 14 with this metal foil includes: a) a method of forming a circuit pattern by pasting a metal foil on the surface of the insulating sheet, and b) forming a resist on the surface of the insulating sheet, A method of forming a metal foil layer by plating, c) a method of transferring a circuit pattern of the metal foil to the surface of the insulating sheet after forming a circuit pattern by applying a metal foil to the surface of the transfer sheet and then etching, Among these, the transfer method of c) is most desirable in order to prevent the insulating sheet from being immersed in an etching or plating solution and to prevent chemicals from entering the via-hole conductor.
[0038]
Thus, c) a wiring circuit layer formed by the transfer method will be described as an example.
[0039]
As shown in FIG. 1C, a wiring circuit layer 14 made of metal foil is formed on the surface of the transfer sheet 15. The wiring circuit layer 14 is formed by bonding a metal foil to the surface of the transfer sheet 15 with an adhesive, applying a resist to the surface of the metal foil in a circuit pattern, and then performing an etching process and removing the resist. . At this time, it is desirable that the exposed surface of the wiring circuit layer 14 made of metal foil is roughened by etching or the like to a surface roughness (Ra) of 0.1 to 5 μm, particularly about 0.2 to 4 μm.
[0040]
Next, as shown in FIG. 1 (d), after the transfer sheet 15 on which the wiring circuit layer 14 is formed is aligned with the surface of the soft insulating sheet 11 on which the via-hole conductor 13 is formed and pressed and laminated. Then, the transfer sheet 15 is peeled off and the wiring circuit layer 14 is transferred to the insulating sheet 11 to form the wiring layer a.
[0041]
At this time, since the insulating sheet 11 is in a soft state, the wiring circuit layer 14 is embedded in the surface of the insulating sheet 11 so that the surface of the insulating sheet 11 and the surface of the wiring circuit layer 14 are substantially flush with each other. Laminate under pressure. As pressure lamination conditions at this time, a pressure of 2 MPa or more and a temperature of 60 to 240 ° C. are suitable.
[0042]
A wiring board in which a wiring circuit layer is formed on one or both sides of a single insulating layer can be manufactured by a curing process described later on the wiring layer thus manufactured. Hereinafter, a case of manufacturing a multilayer wiring board will be described. Described below.
[0043]
1 unit of wiring layers b and c manufactured in the same manner are laminated and pressure-bonded to the unit of wiring layer a manufactured as described above as shown in FIG.
Then, the laminate is heated to a temperature at which the thermosetting resin in the insulating sheet is cured to be completely cured .
[0045]
In the above method for forming a wiring circuit layer by circuit transfer from the transfer sheet, via hole formation and lamination on the insulating sheet and wiring circuit layer forming step by patterning a metal foil can be performed in parallel. Therefore, the manufacturing time of the wiring board can be greatly shortened.
[0047]
Further, in the above manufacturing method, the complete curing of the insulating sheet and the heat treatment of the via-hole conductor were performed in a lump after multi-layering, but this heat treatment was applied to individual insulating sheets before curing and cured. It is also possible to make a multilayer by stacking.
[0048]
In the above manufacturing method, the conductor paste is used for forming a via-hole conductor. However, the conductor paste of the present invention is not limited to this, and can also be used for a wiring layer in a wiring board. Even in this case, there is an effect of improving the shape retention of the wiring layer.
[0049]
【Example】
First, an Ag-coated Cu powder having an average particle size of 5.3 μm (silver content: 3% by weight), a low melting point metal comprising the composition and melting point (melting start temperature) of Table 1, and a thermosetting temperature of Table 1 ( A thermosetting resin having a thermosetting start temperature) was prepared at a ratio shown in Table 1, and kneaded with three rolls to prepare a conductor paste.
[0050]
On the other hand, two via holes having a diameter of 200 μm were formed with a micro-drill with a spacing of 500 μm between the via holes on a B-stage insulating sheet composed of 40% by volume of polyphenylene ether resin and 60% by volume of silica. The conductor paste prepared as described above was filled inside.
[0051]
Then, a wiring circuit layer made of copper foil having a thickness of 12 μm is bonded to both surfaces of the B-stage insulating sheet embedded with the conductive paste so as to sandwich both ends of the via-hole conductor by a transfer method. A curing process was performed at a pressure of 2 MPa at 60 ° C. for 60 minutes to produce a single-layer wiring board.
[0052]
The volume resistivity (described as via resistance in the table) of the via-hole conductor in the obtained wiring board was measured and shown in Table 1. The volume resistivity is measured by measuring the resistance between wiring circuit layers made of metal foil that sandwiches a via-hole conductor from both sides.
[0053]
Furthermore, the conduction resistance after 1000 hours at 85 ° C. and 85% relative humidity (test 1) and the conduction resistance after 1000 cycles (test 2) at a temperature range of −55 to + 125 ° C. at 95% relative humidity are measured. Furthermore, the conduction resistance (test 3) after 1000 hours at 150 ° C. was measured, and the resistance change represented by (initial resistance and resistance difference after test / initial resistance) × 100 (%) under each condition The rates were calculated and are shown in Table 1, respectively.
[0054]
In addition, after the cured wiring board is heated and cooled to 200 ° C., an appearance inspection is performed around the via-hole conductor forming portion of the insulating substrate to generate swelling and voids in the wiring substrate and unnecessary conductivity existing between the insulating substrates. The presence or absence of particles was confirmed.
[0055]
[Table 1]

[0056]
As is clear from the results in Table 1, the conventional sample No. 1 in which the melting start temperature of the low melting point metal is higher than the thermosetting temperature of the thermosetting resin. 10-13, 19 , 20, and 21 had low electrical conductivity and low connection reliability. In addition, sample No. whose content of the epoxy resin which is a thermosetting resin component is less than 5 weight%. 1. Sample No. having an epoxy resin content of more than 20% by weight. No. 16 had a high initial resistance.
[0057]
On the other hand, when the melting start temperature of the low melting point metal in the conductor paste is 10 ° C. or more lower than the thermosetting start temperature of triallyl isocyanate which is a thermosetting resin component, the conductor paste is placed in, for example, a via hole in the wiring board. it was possible to increase the connection reliability of the electrical conductivity is high or Rutotomoni via-hole conductor formed by filling a via-hole conductors and via-hole conductors and wiring circuit layers.
[0058]
【Effect of the invention】
As described above in detail , according to the conductor paste of the present invention, the low melting point metal is sufficiently melted to form a conductive path, and then the thermosetting resin is cured, thereby improving the conductivity of the via-hole conductor. it is possible to provide a method for manufacturing a high wiring board connection reliability between the wiring circuit layer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a wiring board according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wiring board 11 Insulation sheet 12 Via hole 13 Via hole conductor 14 Wiring circuit layer 15 Transfer sheet

Claims

And 5-10% by weight of triallyl isocyanate as a thermosetting resin component, and 4 0 to 45% by weight of 5 0 by weight% and copper powder 77.5Sn-2Ag-0.5Cu-20Bi, that it consists Characteristic conductor paste.

Forming a via hole in an uncured or semi-cured insulating sheet containing at least a polyphenylene ether resin, filling the conductor paste according to claim 1 in the via hole, and forming a via hole conductor; A wiring board comprising: a step of forming a wiring circuit layer on a surface of the insulating sheet including a via-hole conductor forming portion; and a step of curing the insulating sheet by heating to a temperature of 200 ° C. to 240 ° C. Manufacturing method.