説明

回路形成用材料と、この回路形成用材料を用いた回路基板及びその製造方法

【課題】 製造工程を簡素化するために用いられる回路形成用材料と、この回路形成用材料を用いた回路基板及びその製造方法とを提供する。
【解決手段】 絶縁層6の表面上には、配線パターン層7、孔8aを有する絶縁層8、異方導電性接着剤層3、金属層2、絶縁層9が、この順に形成されている。なお、異方導電性接着剤層3側を絶縁層8表面に向けて、補強フィルム4、金属層2及び異方導電性接着剤層3からなる回路形成用材料1を加熱圧着し、異方導電性接着剤層3の一部を孔8aに入り込ませ、金属層2と配線パターン層7とを電気的に接続させている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回路基板や回路部品等を電気的に相互接続するために用いる回路形成用材料と、この回路形成用材料を用いた回路基板及びその製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、電子手帳、携帯端末等に代表される小型電子機器を製造するために、使用する電子基板を高密度、小面積化するために、基板の多層化がなされており、種々の製造方法が提案されている。たとえば、ALIVE基板、ビルドアップ基板、B2it基板に代表されるものである。多層化する際に当たり、メッキスルーホールの形成、ビアに対してアディテイブメッキ、導電性ペ−ストを使用する方法等があるが、特にメッキによる多層接続は、メッキ時間、設備の面で、コストを押し上げる要因になっている。
【0003】
上記のような電子機器で用いられる回路基板や回路部品等を電気的に相互接続するために、従来から、下記特許文献1に開示される半導体装置や下記特許文献2に開示される配線基板が用いられている。特許文献1の半導体装置は、フレキシブル・プリント基板の複数の電極部が異方導電性接着材料を介して別の被接続基体の対応する電極部と電気的に接続される領域を具備し、前記異方導電性接着材料と共に前記領域内における複数の電気的接続部相互間を埋める絶縁部材を設けたことを特徴とすることをその主旨としている。特許文献2の配線基板は、2層以上の配線基板において、層間の電気的接続が異方性導電材料とランド部に形成された突起状導電体からなることを特徴とすることをその主旨としている。
【特許文献1】特開2000−195899号公報
【特許文献2】特開2003−133674号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の半導体装置は、最初に配線基板や回路基板等を形成してから、異方導電性接着材料によって電極同士を電気的に接続して形成するものであるが、その製造工程の簡素化がさらに望まれている。特許文献2の配線基板は、配線パターン上に突起状導電体を形成し、その上にさらに異方導電性フィルムを加圧、加熱して、配線パターンと銅箔とを導電させるものであるが、これについても製造工程の簡素化が望まれている。
【0005】
そこで、本発明の目的は、製造工程を簡素化するために用いられる回路形成用材料と、この回路形成用材料を用いた回路基板及びその製造方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の回路形成用材料は、電極層と、この電極層の表面に形成された異方導電性接着剤層とを備えたものである。なお、本発明の回路形成用材料は、前記電極層に対して、前記異方導電性接着剤層と反対側の面に形成された補強フィルムをさらに備えたものであることが好ましい。また、前記異方導電性接着剤が、導電性粒子を含む熱接着性ポリマーであることが好ましい。また、前記異方導電性接着剤が、低融点金属をさらに含むものであることが好ましい。
上記構成により、導電性に優れ、配線基板等の回路の製造工程を簡素化できる回路形成用材料を提供できる。また、補強フィルムを有するので、加工のハンドリング性や、加圧加工の際のクッション材としての効果も奏する。
【0007】
また、本発明の回路基板は、第1絶縁層と、前記第1絶縁層の表面に形成された配線パターン層と、前記配線パターン層の表面に形成され、所定位置に孔を複数有する第2絶縁層と、前記孔を介して、前記配線パターン層と前記異方導電性接着剤層とが接するように、前記第2絶縁層の表面に圧着された上述の回路形成用材料とを備えたものである。
上記構成により、異方導電性接着剤層のみを介して、回路形成用材料の金属層と配線パターン層とが電気的に接続されているので、簡素な構成で導電性に優れた回路基板を提供できる。
【0008】
また、本発明の回路基板の製造方法は、金属層の表面に異方導電性接着剤層を形成し、回路形成用材料を作製する工程と、第1絶縁層の表面に配線パターン層を形成する工程と、
前記配線パターン層の表面に第2絶縁層を形成する工程と、前記第2絶縁層に、前記配線パターン層の配線パターン表面に連通する孔を形成する工程と、前記孔を介して、前記電極層と前記異方導電性接着剤層とが接するように、前記第2絶縁層の表面に前記回路形成用材料を圧着する工程とを備えているものである。
本発明の回路基板の製造方法は、配線パタ−ンと回路形成用材料との接続を乾式で行うものなので、スクリーン印刷やメッキ等の湿式の製造方法に比べ、製造工程を簡素化でき、容易かつ迅速に回路基板を形成できる。また、スクリーン印刷やメッキ等の湿式の製造方法のように、高価な装置が必要ではないので、コスト低減もできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
次に、図を参照しながら、本発明の実施形態に係る回路形成用材料と、この回路形成用材料を用いた回路基板及びその製造方法について説明する。
【0010】
まず、本発明の第1実施形態に係る回路形成用材料について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る回路形成用材料1の断面図である。2は金属層、3は異方導電性接着剤、4は補強フィルムである。
【0011】
金属層2は、5〜15μmの厚みの銅箔であることが好ましいが、これに限られない。この金属層2は、配線パターンを形成できるものである。
【0012】
異方導電性接着剤層3は、導電性粒子を含む熱接着性ポリマーからなり、100〜200℃で加熱圧着可能な接着剤である。
【0013】
熱接着性ポリマーとしては、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーを使用することができる。
熱可塑性ポリマーとしては、ポリウレタン、飽和ポリエステル(非晶性)、SBS(スチレン−ブタジエン−スチレン)、SIS(スチレン−イソプレン−スチレン)、SEBS(スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン)、SEPS(スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン)、EVA、共重合ナイロン、ダイマー酸ベースポリアミド、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム等があり、少なくとも1種類、または、2種類以上をブレンドして使用できる。
熱硬化性ポリマーとしては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フェノ−ル樹脂、メラミン樹脂、アクリル−メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が使用できる。
【0014】
導電性粒子としては、ニッケル、銀、銅、タングステン、若しくは、ニッケル又は銅に対して金メッキ又は銀メッキしたもので、平均粒子径が、10〜50μのものである。
【0015】
なお、導電性粒子がニッケルである場合、ニッケルの導電性をさらに良くするために施す金メッキは、1〜10wt%であることが好ましい。1wt%未満だとニッケル粉表面全体を均一にメッキできず、導電性が不安定になり、10wt%を超える場合は、粉体のコストが著しく高くなるので、経済的でないからである。また、導電性粒子がニッケルである場合、本実施形態の異方導電性接着剤に0.5〜20wt%配合されるものであることが好ましい。0.5wt%未満だと異方導電性接着剤の電気抵抗が高くなりすぎ、20wt%を超えると異方導電性接着剤の電気的異方性を保持できなくなるためである。
【0016】
また、導電性粒子が、銅粉である場合、銅粉の導電性を良くするために施す銀メッキは、5〜20wt%であることが好ましい。5wt%未満だと、導電性が不安定になり、20wt%を超えると粉体コストが著しく高くなるので、経済的でないからである。
【0017】
なお、異方導電性接着剤層3は、導電性粒子として、錫‐銀‐銅、錫‐銀‐銅‐ビスマス、錫‐銀‐銅‐インジウム、錫‐銀‐銅‐ビスマス‐インジウム、錫‐銀‐ビスマス‐インジウム、錫‐ビスマス、錫‐銀‐ビスマス、錫‐亜鉛‐ビスマス、錫‐亜鉛、錫‐インジウムなどの金属組成よりなるものであってもよい。具体的には、千住金属工業(株)製 エコソルダー(品番:M20、M30、M31、M33、M35、M37、M41、M42、M51、M704、M705、M706、M707、M715、M716、L11、L20、L21、L23)や、旭化成(株)製 合金粉(特開2000−144203号公報、特開2001−176331号公報に開示されている)などを使用することができる。なお、単独で低融点となるInやSnなどの材料が含まれる又は用いられてもよい。なお、本発明においては、旭化成(株)製 合金粉を用いることが特に好ましい。例えば、後述する接着シートとして使用された後の工程で、熱プレス加工を施せば、この合金粉は変形するため、回路基板本体表面の絶縁層への突き刺さりがなく、かつ、上記プレス加工により導電性接着剤層3中において低融点合金が溶融して電極部分と合金を形成するため、電気接続信頼性に優れる。また、銅粉にSnメッキをしたものも導電性粒子として使用できる。また、異方導電性接着剤層3の材質は、上述したものに限られず、異方導電性を有する接着剤であればどのようなものでもよい。
【0018】
補強フィルム4は、PETフィルムに粘着剤層を有するものであり、金属層2を補強することができる上、剥離等の加工性にも優れたものである。
【0019】
次に、回路形成用材料1の製造方法について説明する。図2は、回路形成用材料1の製造工程を示す図である。まず、金属層2の片面側に補強フィルム4を貼り付ける(図2(a))。次に、金属層2に対して補強フィルム4とは反対側の面に異方導電性接着剤層3を塗布することにより、回路形成用材料1は製造される(図2(b))。なお、金属層2への補強フィルム4の貼り付けと異方導電性接着剤層3の塗布とは、工程順序が逆でもよい。
【0020】
上記のように構成された本実施形態によれば、導電性に優れ、配線基板等の回路の製造工程を簡素化できる回路形成用材料1を提供できる。また、補強フィルム4を有するので、加工のハンドリング性や、加圧加工の際のクッション材としての効果も奏する。
【0021】
次に、本発明の第2実施形態に係る回路基板について説明する。なお、上述した第1実施形態に係る回路形成用材料1と同様の部分については説明を省略することがある。図3は、本発明の第2実施形態に係る回路基板5の断面図である。6、8、9は絶縁層、7は配線パターン層である。回路基板5は、絶縁層6の表面上に、配線パターン層7、絶縁層8、異方導電性接着剤層3、金属層2、絶縁層9が、この順に形成されてなる。
【0022】
絶縁層6、8、9は、ポリイミド、ガラスエポキシ、液晶ポリマー、エンジニアリングプラスチックス等の絶縁樹脂であることが好ましいが、これらに限られず、絶縁性材料であればよい。なお、絶縁層8は、一方の面から他方の面に連通する孔8aを複数(図3では例として1つのみ図示)有している。
【0023】
配線パターン層7は、所定の配線パターンが形成された銅からなる金属層である。この配線パターン層7の表面上の所定部分が、孔8aに入り込んだ異方導電性接着剤層3と接触しており、配線パターン層7と金属層2とが電気的に接続され、回路を形成している。
【0024】
次に、回路基板5の製造方法について説明する。図4は、回路基板5の製造工程を示す図である。
【0025】
まず、絶縁層6の表面に配線パターン層7を形成する(図4(a))。次に、配線パターン層7の表面上に絶縁層8を形成する(図4(b))。そして、レーザーを用いて絶縁層8に、その表面から配線パターン層7の表面まで連通する孔8aを形成する(図4(c))。その後、上記第1実施形態の回路形成用材料1を接触させる。このとき、異方導電性接着剤層3側を絶縁層8に接触させる(図4(d))。次に、熱プレス装置で補強フィルム4側と絶縁層6側の両方から挟み込み、加熱・加圧を行って圧着し、異方導電性接着剤層3の一部が孔8aに入り込むように処理を行う(図4(e))。そして、補強フィルム4を剥がして、金属層2に所定の配線パターンを形成する(図4(f))。その後、絶縁層9を形成して、金属層2を保護することにより、回路基板5が完成する(図4(g))。
【0026】
本実施形態によれば、異方導電性接着剤層3のみを介して、金属層2と配線パターン層7とが電気的に接続させることができるので、簡素な構成で導電性に優れた回路基板5を提供できる。また、回路基板5の製造方法は、乾式で行うことができるので、スクリーン印刷やメッキ等の湿式の製造方法に比べ、製造工程を簡素化でき、容易かつ迅速に回路基板5を形成できる。また、スクリーン印刷やメッキ等の湿式の製造方法のように、高価な装置が必要ではなく、例えば熱プレス装置を用いることができるので、コスト低減も可能である。
【0027】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の回路基板5の絶縁層9に孔を開けて、さらに回路形成用材料を熱圧着することにより、導電性接着剤を介して配線パターン加工された金属層2とあらたな金属層とが電気的に導通した回路基板としてもよい。このように、さらに回路形成用材料を積層して回路基板を作成できるので、配線パターンを複数積層させた回路基板を容易に作製できる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の第1実施形態に係る回路形成用材料の断面図である。
【図2】図1に示す回路形成用材料の製造工程を示す図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る回路基板の断面図である。
【図4】図3に示す回路基板の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【0029】
1 回路形成用材料
2 金属層
3 異方導電性接着剤
4 補強フィルム
5 回路基板
6、8、9 絶縁層
7 配線パターン層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属層と、この金属層の表面に形成された異方導電性接着剤層とを備えた回路形成用材料。
【請求項2】
前記金属層に対して、前記異方導電性接着剤層と反対側の面に形成された補強フィルムをさらに備えた請求項1記載の回路形成用材料。
【請求項3】
前記異方導電性接着剤が、導電性粒子を含む熱接着性ポリマーである請求項1又は2に記載の回路形成用材料。
【請求項4】
前記異方導電性接着剤が、低融点金属をさらに含むものである請求項3に記載の回路形成用材料。
【請求項5】
第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の表面に形成された配線パターン層と、
前記配線パターン層の表面に形成され、所定位置に孔を複数有する第2絶縁層と、
前記孔を介して、前記配線パターン層と前記異方導電性接着剤層とが接するように、前記第2絶縁層の表面に圧着された請求項1〜4のいずれか1項に記載の回路形成用材料とを備えた回路基板。
【請求項6】
金属層の表面に異方導電性接着剤層を形成し、回路形成用材料を作製する工程と、
第1絶縁層の表面に配線パターン層を形成する工程と、
前記配線パターン層の表面に第2絶縁層を形成する工程と、
前記第2絶縁層に、その表面から配線パターン表面まで連通する孔を形成する工程と、
前記孔を介して、前記電極層と前記異方導電性接着剤層とが接するように、前記第2絶縁層の表面に前記回路形成用材料を圧着する工程とを備えている回路基板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−297602(P2006−297602A)
【公開日】平成18年11月2日(2006.11.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−117799(P2005−117799)
【出願日】平成17年4月15日(2005.4.15)
【出願人】(503346913)タツタ システム・エレクトロニクス株式会社 (31)
【Fターム(参考)】