導電体およびプリント配線板並びにそれらの製造方法
【課題】粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で接合を実現する導電体の製造方法を提供する。
【解決手段】第１導電材２１ａおよび第２導電材２４ａの間に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを充填する。錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で導体ペーストを加熱し、第１導電材２１ａから第２導電材２４ａまで連なる複数の銅錫系金属間化合物相３１を形成する。
【解決手段】第１導電材２１ａおよび第２導電材２４ａの間に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを充填する。錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で導体ペーストを加熱し、第１導電材２１ａから第２導電材２４ａまで連なる複数の銅錫系金属間化合物相３１を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電体およびその製造方法、並びに、プリント配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末は知られる。銅の過飽和固溶にあたってアトマイズ法やメルトスパン法といった急冷プロセスが用いられる。こういった錫粒子の粉末は摂氏２３０度付近で溶融する。凝固にあたって本来の成分比で錫相および銅錫合金相が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７８９０９号公報
【特許文献２】特開２００２−９４２４２号公報
【特許文献３】特開２００４−２３４９００号公報
【特許文献４】特開２００１−１８０９０号公報
【特許文献５】特開２００３−２７３５１７号公報
【特許文献６】特許第２６０３０５３号公報
【特許文献７】特許第３０３４２３８号公報
【特許文献８】特許第３１８７３７３号公報
【特許文献９】特許第３６３４９８４号公報
【特許文献１０】特開２００２−２５６３０３公報
【特許文献１１】特開２００５−３４０６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いわゆるはんだ材として前述の錫粒子の粉末の利用が模索される。しかしながら、プリント配線板やパッケージ基板の絶縁材料は一般に摂氏１５０度〜摂氏１８０度付近にガラス転移温度を有する。ガラス転移温度よりも高い温度に融点を有するはんだ材が使用されると、プリント配線板やパッケージ基板は、ガラス転移温度を超える温度に長時間にわたって曝される。こういった温度の印加が回避されれば、製品の信頼性は向上することができる。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で接合を実現する導電体の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で接合を実現するプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で溶融する導体ペースト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】
【０００６】
上記目的を達成するために、導電体の一具体例は、第１導電材と、第２導電材と、前記第２導電材に電気的に前記第１導電材を接合する接合材とを備える。前記接合材は、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成される。
【０００７】
一具体例に係る導電体の製造方法は、第１導電材および第２導電材の間に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを充填する工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備える。
【０００８】
その他、プリント配線板の一具体例は、第１絶縁層と、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層と、前記第１導電層に裏面で重ね合わせられて、裏面から表面まで突き抜けて部分的に前記第１導電層の表面に接する空間を形成する貫通孔を有する中間絶縁層と、前記中間絶縁層に重ね合わせられて、前記空間に部分的に接する第２導電層と、前記第２導電層に重ね合わせられる第２絶縁層と、前記空間を満たし、前記第２導電層に電気的に前記第１導電層を接合する接合材とを備える。前記接合材は、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成される。
【０００９】
一具体例に係るプリント配線板の製造方法は、第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放され、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで充填される空間を形成する工程と、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備える。
【００１０】
導体ペーストは、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含み、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で加熱されると、少なくとも所定の方向に連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で接合を実現する導電体の製造方法は提供される。同様に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で接合を実現するプリント配線板の製造方法は提供される。同様に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で溶融する導体ペーストは提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るプリント基板ユニットの構成を概略的に示す垂直断面図である。
【図２】接合材の拡大断面図である。
【図３】プリント配線板の製造にあたって使用される絶縁樹脂シートを概略的に示す垂直断面図である。
【図４】第１配線基板、および、第１配線基板に重ね合わせられる絶縁樹脂シートを概略的に示す垂直断面図である。
【図５】第１配線基板上で絶縁樹脂シートに貫通孔を穿つ工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図６】貫通孔に導体ペーストを充填する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図７】絶縁樹脂シートの表面からＰＥＴフィルムを剥離する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図８】第１配線基板上の絶縁樹脂シートに第２配線基板を重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図９】第１配線基板に第２配線基板を張り合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図１０】銅錫の平衡状態図である。
【図１１】粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の断面を示す電子顕微鏡写真である。
【図１２】急冷されずに製造された錫粒子の断面を示す電子顕微鏡写真である。
【図１３】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１４】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１５】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１６】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１７】錫ビスマスの平衡状態図である。
【図１８】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１９】錫ビスマスの共晶の残存率を示すグラフである。
【図２０】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２１】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２２】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２３】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２４】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２５】絶縁樹脂シートに貫通孔を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２６】第２配線基板の表面に導体ペーストを盛る工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２７】第１配線基板に第２配線基板を重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２８】金属箔に貼り付けられた絶縁樹脂シートを概略的に示す垂直断面図である。
【図２９】金属箔を維持しつつ絶縁樹脂シートに貫通孔を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３０】貫通孔に導体ペーストを充填する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３１】第１配線基板に、貫通孔に導体ペーストを保持する絶縁樹脂シートを重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３２】第２配線基板の表面で導体ペーストを固化する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３３】第１配線基板に第２配線基板を重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３４】第２実施形態に係るプリント基板ユニットの構成を概略的に示す垂直断面図である。
【図３５】プリント配線板の製造にあたって使用される絶縁樹脂シートを概略的に示す垂直断面図である。
【図３６】絶縁樹脂シートに貫通孔および開口を穿つ工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３７】第１配線基板に絶縁樹脂シートを重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３８】第２配線基板上に導体ペーストを供給する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３９】第２配線基板に第１配線基板を重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】
図１は第１実施形態に係るプリント基板ユニットを概略的に示す。このプリント基板ユニット１１はプリント配線板１２を備える。プリント配線板１２には電子部品としてのＬＳＩ（大規模集積回路）チップ１３が実装される。実装にあたってプリント配線板１２の表面には複数の導電ランド１４が露出する。個々の導電ランド１４ははんだボール１５を受け止める。個々のはんだボール１５は対応の導電ランド１４に金属拡散に基づき固着される。個々のはんだボール１５はＬＳＩチップ１３の導電端子すなわち導電パッド１６を受け止める。個々のはんだボール１５は対応の導電パッド１６に金属拡散に基づき固着される。個々の導電ランド１４と対応の導電パッド１６との間で電気信号はやり取りされる。
【００１５】
プリント配線板１２は第１絶縁層１８および第２絶縁層１９を備える。第１および第２絶縁層１８、１９は絶縁性を有する。第１および第２絶縁層１８、１９は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。第１および第２絶縁層１８、１９には例えばガラス繊維クロスが埋め込まれる。ガラス繊維クロスの繊維は第１および第２絶縁層１８、１９の表面に沿って延びる。第１および第２絶縁層１８、１９の形成にあたってガラス繊維クロスには樹脂が含浸される。ガラス繊維クロスはガラス繊維糸の織布および不織布のいずれかから形成される。
【００１６】
第１絶縁層１８の表面には第１導電層２１が形成される。第１導電層２１は１以上の導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂを備える。導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂは例えば銅といった導電材料から形成される。ただし、導電ランド２１ａの表面には、金めっき膜などの貴金属めっき膜やニッケルめっき膜、それらの複合めっき膜が形成されてもよい。例えば導電ランド２１ａ同士は配線パターン２１ｂで接続される。配線パターン２１ｂの働きで様々な信号経路が確立される。
【００１７】
第１導電層２１の表面には中間絶縁層２２が重ね合わせられる。中間絶縁層２２は絶縁性を有する。中間絶縁層２２は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。中間絶縁層２２の裏面は第１絶縁層１８の表面に密着する。中間絶縁層２２は第１導電層２１に覆い被さる。中間絶縁層２２には、裏面から表面まで突き抜ける１以上の貫通孔２３が形成される。個々の貫通孔２３は、対応の導電ランド２１ａに接する空間を区画する。空間は、例えば、導電ランド２１ａの表面に直交する中心軸を有する円柱形に形成される。その他、中間絶縁層２２は例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂といった熱可塑性樹脂から形成されてもよい。
【００１８】
中間絶縁層２２の表面には第２導電層２４が重ね合わせられる。第２導電層２４には第２絶縁層１９が重ね合わせられる。第２絶縁層１９の裏面に第２導電層２４の表面は密着する。同時に、第２絶縁層１９の裏面は中間絶縁層２２の表面に密着する。第２導電層２４は１以上の導電ランド２４ａおよび配線パターン２４ｂを備える。導電ランド２４ａおよび配線パターン２４ｂは例えば銅といった導電材料から形成される。ただし、導電ランド２４ａの表面には、金めっき膜などの貴金属めっき膜やニッケルめっき膜、それらの複合めっき膜が形成されてもよい。例えば導電ランド２４ａ同士は配線パターン２４ｂで接続される。配線パターン２４ｂの働きで様々な信号経路が確立される。
【００１９】
第２導電層２４の導電ランド２４ａは貫通孔２３の空間に接する。円柱形の空間の中心軸は導電ランド２４ａの表面に直交する。空間は導電性の接合材２５で満たされる。その結果、接合材２５は第２導電層２４の導電ランド２４ａに電気的に第１導電層２１の対応の導電ランド２１ａを接合する。いわゆるビアが形成される。電気的接続は確立される。導電ランド２１ａ、２４ａ同士の間で電気信号のやり取りは実現される。こうしてプリント配線板１２上には様々な信号経路が確立される。こうしたプリント配線板１２の働きでＬＳＩチップ１３は他の電子部品との間で電気信号をやり取りすることができる。
【００２０】
図２は接合材２５の拡大断面を示す。接合材２５は複数の銅錫系金属間化合物相３１を含む金属組織から形成される。個々の銅錫系金属間化合物相３１はＣｕ６Ｓｎ５で構成される。隣接する銅錫系金属間化合物相３１同士は相互に密着する。銅錫系金属間化合物相３１は第１導電層２１の導電ランド２１ａから第２導電層２４の導電ランド２４ａまで連なる。こうして連なる銅錫系金属間化合物相３１は導電性の電流路を提供する。
【００２１】
導電ランド２１ａ、２４ａの表面には拡散層３２が形成される。拡散層３２はＣｕ３Ｓｎで形成される。拡散層３２の確立にあたって接合材２５中の錫は導電ランド２１ａ、２４ａ内に拡散する。拡散層３２の働きで銅錫系金属間化合物相３１は導電ランド２１ａ、２４ａに固着される。その結果、複数の銅錫系金属間化合物相３１は導電ランド２１ａおよび導電ランド２４ａの間で信号経路を確立する。
【００２２】
接合材２５は錫ビスマス材３３およびマトリクス樹脂材３４をさらに含む。錫ビスマス材３３は錫ビスマスの二元合金から形成される。マトリクス樹脂材３４は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂材から形成される。錫ビスマス材３３は、錫ビスマスに固有の共晶温度に関連する温度（すなわち摂氏１３９度付近）以下で接合材２５の溶融反応を回避する割合で接合材２５中に含まれる。その結果、錫ビスマス材３３は銅錫系金属間化合物相３１同士の間や銅錫系金属間化合物相３１および導電ランド２１ａ、２４ａの間に部分的に存在する。こうして錫ビスマス材３３は銅錫系金属間化合物相３１で大きく分断されることから、錫ビスマス材３３の溶融反応は銅錫系金属間化合物相３１同士の隙間に閉じ込められる。その結果、錫ビスマスに固有の共晶温度に関連する温度以下で接合材２５の溶融反応は回避される。接合材２５の融点はＣｕ６Ｓｎ５の融点すなわち摂氏４１５度程度まで高められる。接合材２５の溶融は比較的に高い温度まで回避されることができる。接合材２５は比較的に高い温度まで固相状態を維持することができる。こうして接合材２５の耐熱性は高められる。ＬＳＩチップ１３の交換などに起因してプリント配線板１２に加熱処理が繰り返されても、接合材２５の導通状態は確実に良好に維持されることができる。マトリクス樹脂材３４は同様に銅錫系金属間化合物相３１同士の間や銅錫系金属間化合物相３１および導電ランド２１ａ、２４ａの間に部分的に存在する。
【００２３】
次に第１具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を詳述する。まず、図３に示されるように、絶縁樹脂シート３５が用意される。絶縁樹脂シート３５は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。その他、絶縁樹脂シート３５は例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂といった熱可塑性樹脂から形成されてもよい。絶縁樹脂シート３５には一般のプリプレグが利用されればよい。絶縁樹脂シート３５の両面にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）フィルム３６ａ、３６ｂが貼り付けられる。
【００２４】
図４に示されるように、第１配線基板３７が用意される。第１配線基板３７は絶縁層３８および導電層３９を備える。絶縁層３８は前述の第１絶縁層１８に相当する。導電層３９は前述の第１導電層２１に相当する。導電層３９は絶縁層３８の表面に形成される。導電層３９の形成にあたって絶縁層３８の表面には例えば銅箔が張り合わせられる。例えばフォトリソグラフィ技術に基づき銅箔から導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂは作り出される。
【００２５】
第１配線基板３７の表面には絶縁樹脂シート３５が重ね合わせられる。重ね合わせにあたって絶縁樹脂シート３５の裏面からＰＥＴフィルム３６ｂは剥がされる。絶縁樹脂シート３５の裏面は第１配線基板３７の表面に受け止められる。絶縁樹脂シート３５の裏面は絶縁層３８の表面に密着する。絶縁樹脂シート３５は導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂに覆い被さる。
【００２６】
図５に示されるように、絶縁樹脂シート３５には対応の導電ランド２１ａごとに貫通孔４１が穿たれる。貫通孔４１は絶縁樹脂シート３５を貫通する。貫通孔４１は導電ランド２１ａの表面から立ち上がる空間を規定する。貫通孔４１は絶縁樹脂シート３５の表面で開放される。貫通孔４１は同時にＰＥＴフィルム３６ａを貫通する。貫通孔４１の形成にあたって例えば炭酸ガス（ＣＯ２ガス）レーザーが利用される。絶縁樹脂シート３５およびＰＥＴフィルム３６ａの熱昇華に応じて貫通孔４１は形成される。貫通孔４１は円柱空間（または逆円錐台空間）を規定する。円柱空間（または逆円錐台空間）の軸心は導電ランド２１ａの中心で導電ランド２１ａの表面に直交する。少なくとも貫通孔４１の下端の直径は導電ランド２１ａの直径よりも小さく設定される。その結果、貫通孔４１の形成にあたって絶縁層３８の損傷は確実に回避されることができる。貫通孔４１の形成後、貫通孔４１内で導電ランド２１ａの表面にはプラズマ処理が施されてもよい。こういったプラズマ処理によれば、貫通孔４１の形成時に導電ランド２１ａの界面に残存する樹脂の残渣は除去されることができる。
【００２７】
図６に示されるように、貫通孔４１の空間には導体ペースト４２が充填される。導体ペースト４２はＰＥＴフィルム３６ａの表面に印刷される。印刷にあたってＰＥＴフィルム３６ａはステンシル板として機能することができる。ＰＥＴフィルム３６ａに代えてメタルマスクがステンシル板に利用されてもよい。この場合には、メタルマスクに貫通孔４１に合わせて開口が形成されればよい。こういったメタルマスクによれば、個々の貫通孔４１ごとに導体ペースト４２の供給量は増やされることができる。その他、導体ペースト４２の供給にあたってディスペンサーが利用されてもよい。導体ペースト４２の供給方法はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
導体ペースト４２は、錫粒子の粉末、錫ビスマス粉末および樹脂製バインダーを含む。個々の錫粒子中には銅が過飽和固溶する。樹脂製バインダーは例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂材から形成される。導体ペースト４２の融点は例えば摂氏１７０度程度以下に設定される。その他、導体ペースト４２の詳細は後述される。
【００２９】
その後、図７に示されるように、絶縁樹脂シート３５の表面からＰＥＴフィルム３６ａが剥離される。その結果、絶縁樹脂シート３５の表面は露出する。このとき、ＰＥＴフィルム３６ａ内で貫通孔４１に充填された導体ペースト４２はそのまま残存する。導体ペースト４２は、ＰＥＴフィルム３６ａの厚みに相当する高さで貫通孔４１の開放端から盛り上がる。こういった盛り上がりの確立にあたって導体ペースト４２の粘度やチクソトロピック性、貫通孔４１の直径は適正化される。開放端の高さはＰＥＴフィルム３６ａの厚みで調整されることができる。
【００３０】
導体ペースト４２の充填後、図８に示されるように、第１配線基板３７には第２配線基板４３が重ね合わせられる。第２配線基板４３は絶縁層４４および導電層４５を備える。絶縁層４４は前述の第２絶縁層１９に相当する。導電層４５は前述の第２導電層２４に相当する。導電層４５は絶縁層４４の表面に形成される。導電層４５の形成にあたって絶縁層４４の表面には例えば銅箔が張り合わせられる。例えばフォトリソグラフィ技術に基づき銅箔から導電ランド２４ａおよび配線パターン２４ｂは作り出される。第２配線基板４３は、裏返された後に第１配線基板３７の表面に受け止められる。
【００３１】
図９に示されるように、第２配線基板４３の表面は絶縁樹脂シート３５の表面に重ね合わせられる。絶縁層４４の表面は絶縁樹脂シート３５の表面に密着する。貫通孔４１の開放端は対応の導電ランド２４ａで塞がれる。このとき、導体ペースト４２は前述のように貫通孔４１の開放端から盛り上がることから、第１配線基板３７に向かって第２配線基板４３が押し付けられると、貫通孔４１内の空間は確実に導体ペースト４２で満たされることができる。導電ランド２４ａは確実に導体ペースト４２に接触することができる。
【００３２】
押し付けすなわち加圧が維持されたまま第１および第２配線基板３７、４３には加熱処理が施される。加熱処理は真空中で実施される。例えば加熱温度は摂氏１７０度程度に設定される。絶縁樹脂シート３５は軟化する。加圧に応じて絶縁樹脂シート３５は第１配線基板３７の表面の凹凸および第２配線基板４３の表面の凹凸に倣う。こうして導電ランド２１ａ、２４ａおよび配線パターン２１ｂ、２４ｂの出っ張り並びに絶縁層３８、４４そのものの凹凸は吸収される。第１配線基板３７の表面と絶縁樹脂シート３５との間で隙間は完全に排除される。両者は密着する。同様に、第２配線基板４３の表面と絶縁樹脂シート３５との間で隙間は完全に排除される。両者は密着する。
【００３３】
続いて温度が錫ビスマス合金の共晶温度を超えると、導体ペースト４２中で錫ビスマス粉末は溶融する。錫ビスマス粉末の溶融は錫粒子の溶融を誘引する。錫および銅は一体化する。錫および銅は平衡状態図の相比率に従って銅錫系金属間化合物すなわちＣｕ６Ｓｎ５を形成する。錫は導電ランド２１ａ、２４ａに拡散する。導電ランド２１ａ、２４ａには銅錫系金属間化合物すなわちＣｕ３Ｓｎの拡散層３２が形成される。前述のように加熱と同時に加圧されることから、一部に残留する錫ビスマスの液体は低圧の周辺部に押し出される。その結果、貫通孔４１内は銅錫系金属間化合物相３１の金属組織で占められる。こうして導体ペースト４２は接合材２５を提供する。
【００３４】
その後、絶縁樹脂シート３５および導体ペースト４２中の樹脂製バインダーは硬化する。絶縁樹脂シート３５は中間絶縁層２２に相当する。樹脂製バインダーはマトリクス樹脂材３４に相当する。冷却後に固化した錫ビスマスは錫ビスマス材３３に相当する。貫通孔４１はビアとして機能する。
【００３５】
ここで、導体ペースト４２の製造方法を詳述する。最初に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末が製造される。粉末の製造にあたって急冷プロセスのガスアトマイズ法が用いられる。ガスアトマイズ法の実施にあたって試料が調製される。試料では試料全体に対して７５重量％の錫および２５重量％の銅が配合される。製造された合金粉末から１０μｍ以下の粒子が分級される。こういった急冷プロセスの採用によれば、本来ならＣｕ６Ｓｎ５の金属間化合物を生成するはずの銅が錫中に強制的に過飽和固溶する。金属間化合物の量は錫および銅の比率から算出される理論値よりも大幅に減少する。その結果、図１０（銅錫の平衡状態図）に示されるように、錫粒子すなわち銅錫合金の融点は摂氏２２７度に設定されることができる。
【００３６】
本発明者は、前述のように急冷プロセスで製造された錫粒子の断面構造を観察した。観察にあたって電子顕微鏡が用いられた。図１１に示されるように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子４７では銅錫（合金）相中にサブミクロンに微細化したＣｕ６Ｓｎ５の金属間化合物が島状に散在することが確認された。図中、錫粒子４７中で白色部分（薄色）は銅錫相に相当する。白色部分上に散在する濃い色部分は金属間化合物に相当する。図１２に示されるように、急冷されずに製造された錫粒子４８では錫相中にＣｕ６Ｓｎ５の金属間化合物の塊が連続することが確認された。図中、錫粒子４８中で白色部分（薄色）は錫相に相当する。白色部分上に散在する濃い色部分は金属間化合物に相当する。
【００３７】
本発明者は、前述のように急冷プロセスで製造された錫粒子の融点を観察した。示差走査熱量分析（ＤＳＣ分析）が実施された。最初に本発明者はガスアトマイズ法の実施にあたって８５重量％の錫および１５重量％の銅の配合に基づき試料を調製した。図１３に示されるように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子は摂氏２２８．７度で吸熱反応のピークを示した。摂氏２２７度付近で溶融反応が確認された。同様に、本発明者はガスアトマイズ法の実施にあたって７５重量％の錫および２５重量％の銅の配合に基づき試料を調製した。図１４に示されるように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子は摂氏２２８．７度で吸熱反応のピークを示した。摂氏２２７度付近で溶融反応が確認された。同様に、本発明者はガスアトマイズ法の実施にあたって６８重量％の錫および３２重量％の銅の配合に基づき試料を調製した。図１５に示されるように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子は摂氏２２７．４度で吸熱反応のピークを示した。摂氏２２７度付近で溶融反応が確認された。同様に、本発明者はガスアトマイズ法の実施にあたって４０重量％の錫および６０重量％の銅の配合に基づき試料を調製した。図１６に示されるように、吸熱反応は確認されなかった。摂氏１７０度付近で発熱反応が確認された。銅錫合金の結晶化が確認された。前述の導体ペースト４２では、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する割合で錫成分および銅成分を含むことが望まれる。銅成分の比率の上昇に応じて銅錫の共晶温度が摂氏２２７度よりも上昇すると、導体ペースト４２の融点の上昇を招いてしまう。こういった融点の上昇は好ましくない。
【００３８】
導体ペースト４２の製造にあたって前述の錫粒子の粉末には錫ビスマス粉末が配合される。配合にあたって錫ビスマス粉末が製造される。錫ビスマス粉末は錫ビスマスの共晶合金から形成される。すなわち、錫ビスマス粉末では４２重量％の錫および５８重量％のビスマスの組成比で合金が確立される。製造された錫ビスマス粉末から１０μｍ以下の粒子が分級される。こうした錫ビスマス粉末の配合に基づき導体ペースト４２の融点（液相線温度）は引き下げられる。導体ペースト４２は絶縁層３８、絶縁樹脂シート３５および絶縁層４４の耐熱温度すなわちガラス転移温度未満で溶融することが望まれる。したがって、錫ビスマス粉末の融点は絶縁層３８、絶縁樹脂シート３５および絶縁層４４のガラス転移温度未満の温度に設定される。こういった融点の設定にあたって、例えば図１７（錫ビスマスの平衡状態図）から明らかなように、錫成分およびビスマス成分の組成比は調整される。例えば絶縁層３８、４４や絶縁樹脂シート３５のガラス転移温度が摂氏１７０度であれば、錫ビスマス全体に対して３０重量％〜７０重量％の割合で錫は含まれればよい。
【００３９】
銅錫系金属間化合物相の形成にあたって錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の配合割合は調整される。粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末で７５重量％の錫および２５重量％の銅の組成比が確立される際に、導体ペースト４２では錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の総量に対して１５重量％以下の割合で錫ビスマス粉末が配合される。こうした混合粉末は、錫ビスマス粉末の融点以上であって錫粒子の粉末の融点未満の温度で溶融する。すなわち、混合粉末の融点は絶縁層３８、絶縁樹脂シート３５および絶縁層４４のガラス転移温度未満の温度に設定されることができる。しかも、混合粉末が溶融後に再び固化すると、錫ビスマスに固有の共晶温度に関連する温度（すなわち摂氏１３９度付近）以下で固化物の溶融反応は回避されることができる。ここで、図１７から明らかなように、２０重量％〜９９重量％の範囲で錫ビスマスにビスマスが含まれると、錫ビスマスの固相線温度は錫ビスマスの共晶温度に一致する。
【００４０】
本発明者は、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末と錫ビスマス粉末との混合粉末から形成される固化物で示差走査熱量分析を実施した。錫粒子の粉末では粉末全体に対して７５重量％の錫および２５重量％の銅の組成比が確立された。錫ビスマス粉末では粉末全体に対して４２重量％の錫および５８重量％のビスマスの組成比が確立された。混合粉末の溶融にあたって混合粉末には活性剤が加えられた。混合粉末は熱で溶融した。混合材料の再固化後、再び溶融した混合材料に示差走査熱量分析が実施された。試料１では混合粉末全体に対して７０重量％の錫粒子の粉末および３０重量％の錫ビスマス粉末が配合された。図１８に示されるように、試料１に係る混合材料はで吸熱反応すなわち溶融反応が観察された。試料２では混合粉末全体に対して８０重量％の錫粒子の粉末および２０重量％の錫ビスマス粉末が配合された。図１８に示されるように、試料２に係る混合材料はで僅かながら吸熱反応すなわち溶融反応が観察された。ただし、吸熱反応は試料１に比べて著しく弱められた。試料３では混合粉末全体に対して９０重量％の錫粒子の粉末および１０重量％の錫ビスマス粉末が配合された。図１８に示されるように、試料３に係る混合材料ではで吸熱反応は消失した。すなわち、試料３に係る混合材料では錫ビスマスに固有の共晶温度に関連する温度以下で混合材料の溶融反応は回避された。
【００４１】
さらに、本発明者は混合材料で錫ビスマスの共晶の残存率を算出した。算出にあたって、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末と錫ビスマス粉末との混合粉末から固化物が形成された。前述と同様に、錫粒子の粉末では錫粒子全体に対して７５重量％の錫および２５重量％の銅の組成比が確立された。錫ビスマス粉末では粉末全体に対して４２重量％の錫および５８重量％のビスマスの組成比が確立された。混合粉末の溶融にあたって混合粉末には活性剤が加えられた。混合粉末は熱で溶融した。混合材料の再固化後、錫ビスマスの共晶の残存率が算出された。混合粉末に対して様々な割合で錫ビスマス粉末は配合された。その結果、図１９に示されるように、錫ビスマス粉末の混合比率が１５重量％を下回ると、錫ビスマスの共晶は消失することが確認された。言い換えれば、混合粉末中で錫ビスマス粉末の混合比率が１５重量％未満に設定されると、固化後の混合材料ではで吸熱反応が消失することが容易く想像される。ここで、本発明者は、錫粉末中で銅成分の組成比が減少すると図１９中の曲線は図中右側に移動することを確認した。すなわち、錫粉末中で銅成分の組成比が２５重量％以下に設定されても、混合粉末中で錫ビスマス粉末の混合比率が１５重量％未満に設定されると、固化後の混合材料ではで吸熱反応が確実に消失することが容易く想像される。
【００４２】
その他、導体ペースト４２の製造にあたって錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の混合粉末には粘性剤が混ぜ合わせられる。粘性剤は混合粉末をペースト化する。粘性剤には、例えば、１００重量部のエポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型およびビスフェノールＦ型）、７３重量部の硬化剤すなわちメチルテトラヒドロ無水フタル酸、２０重量部の有機酸すなわちアジピン酸、および、１０．３重量部のチクソトロピック促進剤すなわちステアリン酸アミドで構成される。ここで、有機酸は活性剤として機能する。粘性剤は導体ペースト４２全体の１４．５重量％で加えられる。その他、粘性剤には特定の熱硬化性樹脂、硬化剤、有機酸および硬化触媒の組み合わせが用いられてもよい。この場合、熱硬化性樹脂には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＢ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂および不飽和ポリエステル樹脂が挙げられる。硬化剤には、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸および無水ナジック酸といった酸無水物のほか、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、メタキシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミンおよびジアミノジフェニルスルフォンといったアミン系硬化剤や、フェノールノボラック系、パラキシリレン変性フェノール系およびジシクロペンタジエン変性フェノール系といったフェノール系硬化剤が挙げられる。有機酸には、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水安息香酸、無水フタル酸、無水シトラコン酸、無水ヘキサン酸、無水グリコール酸、無水グルタル酸、こはく酸、セバシン酸、アジピン酸、Ｌ-グルタミン酸、グルタル酸、ステアリン酸、パルミチン酸およびアビエチン酸が挙げられる。硬化触媒には、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ジアザビシクロウンデンセン、ジアザビシクロウンデンセントルエンスルホン酸塩およびジアザビシクロウンデンセントルエンオクチル酸塩が挙げられる。なお、活性剤として加えられる有機酸のカルボン酸も硬化触媒として機能するものの、硬化触媒が併用される。
【００４３】
さらに、発明者は酸無水物硬化剤の硬化反応を観察した。観察にあたって発明者はエポキシ樹脂系接着剤を用意した。エポキシ樹脂（７．４重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂および４１．９重量％のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂）、硬化剤（３６．０重量％のメチルテトラヒドロ無水フタル酸）、活性剤（９．８重量％のアジピン酸）およびチクソトロピック促進剤（４．９重量％のステアリン酸アミド）が混ぜ合わせられた。反応触媒（例えばイミダゾールアミン系触媒）は混入されなかった。接着剤単独で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２０に示されるように、摂氏２３０．６度で発熱のピークが観察された。摂氏２３０．６度の硬化反応温度が特定された。
【００４４】
続いて発明者は以上のエポキシ樹脂系接着剤と錫粉末とを混ぜ合わせた。配合割合は接着剤１５．５重量％および錫粉末８４．５重量％に設定された。錫粉末の粒子径は３８［μｍ］以下に設定された。反応触媒は混入されなかった。こうした混合物で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２１に示されるように、摂氏１３４．０度で発熱のピークが認められた。摂氏１３４．０度で硬化反応温度が特定された。錫粉末の混合に応じて硬化反応温度の低下が認められた。
【００４５】
続いて発明者は前述のエポキシ樹脂系接着剤と銅錫粉末とを混ぜ合わせた。配合割合は接着剤１５．５重量％および銅錫粉末８４．５重量％に設定された。銅錫粉末では２５重量％の銅および７５重量％の錫の組成比で合金が確立された。銅錫粉末の粒子径は１０［μｍ］以下（平均粒径３．０［μｍ］程度）に設定された。反応触媒は混入されなかった。こうした混合物で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２２に示されるように、摂氏１３１．８度で発熱のピークが認められた。摂氏１３１．８度で硬化反応温度が特定された。銅錫粉末の混合に応じて硬化反応温度の低下が認められた。
【００４６】
続いて発明者は前述のエポキシ樹脂系接着剤と錫ビスマス粉末とを混ぜ合わせた。配合割合は接着剤１５．５重量％および錫ビスマス粉末８４．５重量％に設定された。錫ビスマス粉末では４３重量％の錫および５７重量％のビスマスの組成比で合金が確立された。錫ビスマス粉末の粒子径は１０［μｍ］以下（平均粒径３．０［μｍ］程度）に設定された。反応触媒は混入されなかった。こうした混合物で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２３に示されるように、摂氏１３１．１度で発熱のピークが認められた。摂氏１３１．１度で硬化反応温度が特定された。錫粉末の混合に応じて硬化反応温度の低下が認められた。
【００４７】
続いて発明者は前述のエポキシ樹脂系接着剤と銀めっき銅粉末とを混ぜ合わせた。配合割合は接着剤１５．５重量％および銀めっき銅粉末８４．５重量％に設定された。銀めっき銅粉末では銅の粉末母材の表面は膜厚０．５［μｍ］程度のめっき膜で覆われた。銀めっき銅粉末の粒子径は１０［μｍ］以下（平均粒径４．０［μｍ］程度）に設定された。こうした混合物で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２４に示されるように、摂氏１９４．１度で発熱のピークが認められた。摂氏１９４．１度で硬化反応温度が特定された。錫粉末、銅錫粉末および錫ビスマス粉末ほどには硬化反応温度の低下は認められなかった。
【００４８】
次に第２具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を簡単に説明する。第１具体例と同様に絶縁樹脂シート３５が用意される。絶縁樹脂シート３５の両面にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）フィルム３６ａ、３６ｂが貼り付けられる。図２５に示されるように、絶縁樹脂シート３５およびＰＥＴフィルム３６ａ、３６ｂには貫通孔５１が穿たれる。貫通孔５１の形成にあたって、前述と同様に、例えば炭酸ガス（ＣＯ２ガス）レーザーが用いられればよい。貫通孔５１の配置は第１配線基板３７上の導電ランド２１ａの配置を反映する。その後、絶縁樹脂シート３５は第１配線基板３７の表面に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって絶縁樹脂シート３５の裏面からＰＥＴフィルム３６ｂは剥がされる。その結果、図５に示されるように、絶縁樹脂シート３５の裏面は第１配線基板３７の表面に受け止められる。絶縁樹脂シート３５の裏面は絶縁層３８の表面に密着する。絶縁樹脂シート３５は導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂに覆い被さる。導電ランド２１ａ上に貫通孔４１が形成される。貫通孔４１の空間は導電ランド２１ａに接する。その後、前述の第１具体例と同様に、貫通孔４１が導体ペースト４２で充填された後に、後続する処理は続行される。前述の第１具体例と均等な構成や構造には同一の符号が付される。
【００４９】
次に第３具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を簡単に説明する。この第３具体例では、前述と同様に、第１配線基板３７の表面で導電ランド２１ａ上に貫通孔４１の空間が形成される。その後、図２６に示されるように、第２配線基板４３の表面に導体ペースト４２が供給される。供給にあたって例えば印刷が利用されればよい。その他、導体ペースト４２の供給にあたってディスペンサーが用いられてもよい。印刷にあたって例えばメタルマスクが第２配線基板４３の表面に重ね合わせられる。メタルマスクには導電ランド２４ａに合わせて開口が形成される。こういったメタルマスクがステンシル板として機能する結果、導体ペースト４２は導電ランド２４ａ上に盛られる。導電ランド２４ａの表面から直交する方向に測定される導体ペースト４２の高さはメタルマスクの厚みに基づき設定されることができる。その後、第２配線基板４３は第１配線基板３７に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって、図２７に示されるように、第２配線基板４３は裏返される。第２配線基板４３の表面は絶縁樹脂シート３５の表面に重ね合わせられる。重ね合わせに先立って絶縁樹脂シート３５上からＰＥＴフィルム３６ａは剥がされる。こうして絶縁樹脂シート３５の表面に第２配線基板４３が重ね合わせられると、貫通孔４１は導体ペースト４２で充填される。貫通孔４１の開放端は対応の導電ランド２４ａで塞がれる。その後、前述の第１具体例と同様に、第１配線基板３７に向かって第２配線基板４３が押し付けられる。押し付けすなわち加圧が維持されたまま第１および第２配線基板３７、４３には加熱処理が施される。前述の第１および第２具体例と均等な構成や構造には同一の符号が付される。
【００５０】
次に第４具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を簡単に説明する。この第４具体例では、図２８に示されるように、ＰＥＴフィルム３６ｂに代えて絶縁樹脂シート３５の裏面には金属箔５２が貼られる。金属箔５２には例えば銅箔やニッケル箔が用いられる。金属箔５２の膜厚は１２μｍ〜３５μｍ程度に設定される。図２９に示されるように、絶縁樹脂シート３５およびＰＥＴフィルム３６ａには貫通孔５１が穿たれる。貫通孔５１の形成にあたって金属箔５２は維持される。その後、図３０に示されるように、貫通孔５１には導体ペースト４２が充填される。例えば、図３１に示されるように、金属箔５２が剥がされた後に絶縁樹脂シート３５は第１配線基板３７の表面に重ね合わせられる。絶縁樹脂シート３５の裏面は第１配線基板３７の表面に密着する。導電ランド２１ａ上に貫通孔４１は形成される。貫通孔４１に導体ペースト４２は維持される。続いて絶縁樹脂シート３５の表面からＰＥＴフィルム３６ａが剥がされる。第１具体例と同様に、絶縁樹脂シート３５の表面には第２配線基板４３が重ね合わせられる。その後、後続する処理は続行される。
【００５１】
次に第５具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を簡単に説明する。この第５具体例では、前述の第１具体例と同様に、第１配線基板３７の表面に絶縁樹脂シート３５が重ね合わせられる。絶縁樹脂シート３５の裏面は第１配線基板３７の表面に密着する。続いて、前述の第３具体例と同様に、第２配線基板４３の導電ランド２４ａ上に導体ペーストが供給される。このとき、導体ペーストは前述の錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の混合粉末で構成される。樹脂製バインダーといった接着剤成分は含まれない。ただし、錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の混合粉末には活性剤を含む粘性剤が添加される。こういった粘性剤にはいわゆるはんだフラックスやフラックスビヒクルといった材料と同等な機能を有する材料が用いられる。こういった粘性剤は、加熱時に昇華する、もしくは、加熱後に洗浄されて容易に除去されることができる。その他、適度な粘性および融点を示す材料として、イミダゾリウム塩、ピロリジニウム塩、ピリジニウム塩、アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム塩といったイオン液体が用いられてもよい。こういったイオン液体によれば、塩化物が錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の混合粉末の酸化膜に対して還元効果を発揮することができる。その結果、良好な接合が得られる。
【００５２】
導体ペーストには加熱処理が施される。加熱処理が窒素雰囲気下で実施されれば、導体ペースト中の金属粉末の酸化は防止されることができる。温度が錫ビスマス合金の共晶温度を超えると、前述と同様に、導体ペースト中で錫ビスマス粉末は溶融する。錫ビスマス粉末の溶融は錫粒子の溶融を誘引する。錫および銅は不完全に一体化する。導体ペーストは導電ランド２４ａ上で固化する。その結果、図３２に示されるように、導電ランド２４ａ上には固体の突起５３が形成される。加熱後、第２配線基板４３は洗浄される。洗浄にあたって有機溶剤や炭素水素系の溶剤が用いられる。炭化水素系の溶剤にはいわゆるフラックス洗浄剤が含まれる。溶剤の働きで第２配線基板４３の表面に付着する塩化物は除去される。
【００５３】
図３３に示されるように、第２配線基板４３は第１配線基板３７に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって第２配線基板４３は裏返される。第２配線基板４３の表面は絶縁樹脂シート３５の表面に重ね合わせられる。重ね合わせに先立って絶縁樹脂シート３５上からＰＥＴフィルム３６ａは剥がされる。加熱に応じて絶縁樹脂シート３５は軟化する。第２配線基板４３が第１配線基板３７の表面に向かって押し付けられると、突起５３は絶縁樹脂シート３５に食い込んでいく。その結果、突起５３の先端は第１配線基板３７上の導電ランド２１ａに接触する。その後、温度が錫ビスマス合金の共晶温度を超えると、一部に残存する錫ビスマス相は溶融する。錫粒子の粉末は完全に固溶する。突起５３は導電ランド２１ａ、２４ａに拡散層３２を形成する。錫および銅は前述と同様に銅錫系金属間化合物すなわちＣｕ６Ｓｎ５を形成する。
【００５４】
図３４は第２実施形態に係るプリント基板ユニットを概略的に示す。このプリント基板ユニット１１ａはプリント配線板６１を備える。プリント配線板６１内には１以上の電子部品６２が組み込まれる。電子部品６２は例えば抵抗チップといった受動素子であってもよくＬＳＩチップといった能動素子であってもよい。
【００５５】
プリント配線板６１は第１絶縁層６３および第２絶縁層６４を備える。第１および第２絶縁層６３、６４は絶縁性を有する。第１および第２絶縁層６３、６４は、前述の第１および第２絶縁層１８、１９と同様に、例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。第１および第２絶縁層６３、６４には同様に例えばガラス繊維クロスが埋め込まれる。
【００５６】
第１絶縁層６３の表面には第１導電層６５が形成される。第１導電層６５は１以上の導電ランド６５ａおよび配線パターン６５ｂを備える。導電ランド６５ａおよび配線パターン６５ｂは前述の導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂと同様に構成される。例えば導電ランド６５ａ同士は配線パターン６５ｂで接続される。配線パターン６５ｂの働きで様々な信号経路が確立される。導電ランド６５ａ上に電子部品６２は例えばはんだ付けされる。電子部品６２は第１導電層６５に電気的に接続される。はんだ付けに代えて導電性接着剤が用いられてもよい。
【００５７】
第１導電層６５の表面は中間絶縁層６６に重ね合わせられる。中間絶縁層６６は絶縁性を有する。中間絶縁層６６は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。中間絶縁層６６の裏面は第１絶縁層６３の表面に密着する。中間絶縁層６６は第１導電層６５に覆い被さる。
【００５８】
中間絶縁層６６は第２導電層６７の表面に重ね合わせられる。第２導電層６７は１以上の導電ランド６７ａおよび配線パターン（図示されず）を備える。導電ランド６７ａおよび配線パターンは前述の導電ランド２４ａおよび配線パターン２４ｂと同様に構成される。例えば導電ランド６７ａ同士は配線パターンで接続される。配線パターンの働きで様々な信号経路が確立される。
【００５９】
第２導電層６７は第２絶縁層６４の表面に重ね合わせられる。中間絶縁層６６は第２絶縁層６４の表面に密着する。中間絶縁層６６は第２導電層６７に覆い被さる。第２絶縁層６４の表面には窪み６９が形成される。窪み６９の輪郭に合わせて第２導電層６７には抜き７１が形成される。抜き７１および窪み６９は中間絶縁層６６で充填される。抜き７１および窪み６９内の空間に電子部品６２は配置される。
【００６０】
中間絶縁層６６には、裏面から表面まで突き抜ける１以上の貫通孔７２が形成される。個々の貫通孔７２は、導電ランド６５ａと対応の導電ランド６７ａとに接する空間を区画する。空間は、例えば、導電ランド６５ａおよび導電ランド６７ａの表面に直交する中心軸を有する円柱形に形成される。空間は導電性の接合材７３で満たされる。接合材７３は前述の接合材２５と同様に構成される。接合材７３は第２導電層６７の導電ランド６７ａに電気的に第１導電層６５の対応の導電ランド６５ａを接合する。いわゆるビアが形成される。電気的接続は確立される。導電ランド６５ａ、６７ａ同士の間で電気信号のやり取りは実現される。こうしてプリント配線板６１上には様々な信号経路が確立される。こうしたプリント配線板６１の働きで電子部品６２同士や電子部品６２と他の電子部品との間で電気信号はやり取りされることができる。
【００６１】
次に一具体例に従ってプリント配線板６１の製造方法を詳述する。まず、図３５に示されるように、第１配線基板７５が用意される。第１配線基板７５は絶縁層７６および導電層７７を備える。絶縁層７６は前述の第１絶縁層６３に相当する。導電層７７は前述の第１導電層６５に相当する。導電層７７は絶縁層７６の表面に形成される。導電層７７の形成にあたって絶縁層７６の表面には例えば銅箔が張り合わせられる。例えばフォトリソグラフィ技術に基づき銅箔から導電ランド６５ａおよび配線パターン６５ｂは作り出される。
【００６２】
第１配線基板７５上には電子部品６２が実装される。実装にあたって例えばはんだ７８が利用される。はんだ７８は特定の導電ランド６５ａに電子部品６２の電極を接合する。
【００６３】
図３６に示されるように、絶縁樹脂シート８１が用意される。絶縁樹脂シート８１の両面にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）フィルム８２ａ、８２ｂが貼り付けられる。絶縁樹脂シート８１およびＰＥＴフィルム８２ａ、８２ｂは前述の絶縁樹脂シート３５およびＰＥＴフィルム３６ａ、３６ｂと同様に構成される。絶縁樹脂シート８１およびＰＥＴフィルム８２ａ、８２ｂには貫通孔８３が穿たれる。貫通孔８３の形成にあたって、前述と同様に、例えば炭酸ガス（ＣＯ２ガス）レーザーが用いられればよい。貫通孔８３の配置は第１配線基板７５上の導電ランド６５ａの配置を反映する。同様に、絶縁樹脂シート８１およびＰＥＴフィルム８２ａ、８２ｂには開口８４が穿たれる。開口８４の配置は第１配線基板７５上の電子部品６２の配置を反映する。
【００６４】
図３７に示されるように、絶縁樹脂シート８１は第１配線基板７５の表面に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって絶縁樹脂シート８１の裏面からＰＥＴフィルム８２ｂは剥がされる。その結果、絶縁樹脂シート８１の裏面は第１配線基板７５の表面に受け止められる。絶縁樹脂シート８１の裏面は絶縁層７６の表面に密着する。絶縁樹脂シート８１は導電ランド６５ａおよび配線パターン６５ｂに覆い被さる。導電ランド６５ａ上に貫通孔８３が形成される。貫通孔８３の空間は導電ランド６５ａに接する。電子部品６２は開口８４に収容される。
【００６５】
図３８に示されるように、第２配線基板８５が用意される。第２配線基板８５は絶縁層８６および導電層８７を備える。絶縁層８６は前述の第２絶縁層６４に相当する。導電層８７は前述の第２導電層６７に相当する。導電層８７は絶縁層８６の表面に形成される。導電層８７の形成にあたって絶縁層８６の表面には例えば銅箔が張り合わせられる。例えばフォトリソグラフィ技術に基づき銅箔から導電ランド６７ａおよび配線パターン（図示されず）は作り出される。絶縁層８６の表面には窪み６９が形成される。窪み６９の輪郭に合わせて導電層８７には抜き７１が形成される。
【００６６】
その後、図３８に示されるように、第２配線基板８５の表面に導体ペースト４２が供給される。前述と同様に、供給にあたって例えば印刷が利用されればよい。その他、導体ペースト４２の供給にあたってディスペンサーが用いられてもよい。印刷にあたって例えばメタルマスクが第２配線基板８５の表面に重ね合わせられる。メタルマスクには導電ランド６７ａに合わせて開口が形成される。こういったメタルマスクがステンシル板として機能する結果、導体ペースト４２は導電ランド６７ａ上に盛られる。導電ランド６７ａの表面から直交する方向に測定される導体ペースト４２の高さはメタルマスクの厚みに基づき設定されることができる。
【００６７】
図３９に示されるように、第１配線基板７５は第２配線基板８５に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって第１配線基板７５は裏返される。絶縁樹脂シート８１の表面は第２配線基板８５の表面に重ね合わせられる。重ね合わせに先立って絶縁樹脂シート８１上からＰＥＴフィルム８２ａは剥がされる。こうして第２配線基板８５の表面に絶縁樹脂シート８１が重ね合わせられると、貫通孔８３は導体ペースト４２で充填される。貫通孔８３の開放端は対応の導電ランド６７ａで塞がれる。窪み６９および抜き７１は絶縁樹脂シート８１の材料で満たされる。その後、前述と同様に、第２配線基板８５に向かって第１配線基板７５が押し付けられる。押し付けすなわち加圧が維持されたまま第１および第２配線基板７５、８５には加熱処理が施される。前述の第１および第２具体例と均等な構成や構造には同一の符号が付される。
【００６８】
なお、プリント配線板６１の製造にあたって個々の工程または複数の工程は前述のプリント配線板１２の製造方法と同様に様々な工程で置き換えられることができる。プリント配線板１２、６１の製造方法は開示の方法に限定されるものではない。
【００６９】
以上の実施形態に関し出願人はさらに以下の付記を開示する。
【００７０】
（付記１） 第１導電材と、第２導電材と、前記第２導電材に電気的に前記第１導電材を接合する接合材とを備え、前記接合材は、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成されることを特徴とする導電体。
【００７１】
（付記２） 付記１に記載の導電体において、前記錫ビスマス相は、錫ビスマス合金に固有の共晶温度に関連する温度以下で前記接合材の溶融反応を回避する割合で前記接合材に含まれることを特徴とする導電体。
【００７２】
（付記３） 付記２に記載の導電体において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とする導電体。
【００７３】
（付記４） 第１絶縁層と、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層と、前記第１導電層に裏面で重ね合わせられて、裏面から表面まで突き抜けて部分的に前記第１導電層の表面に接する空間を形成する貫通孔を有する中間絶縁層と、前記中間絶縁層に重ね合わせられて、前記空間に部分的に接する第２導電層と、前記第２導電層に重ね合わせられる第２絶縁層と、前記空間を満たし、前記第２導電層に電気的に前記第１導電層を接合する接合材とを備え、前記接合材は、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成されることを特徴とするプリント配線板。
【００７４】
（付記５） 付記４に記載のプリント配線板において、前記錫ビスマス相は、錫ビスマス合金に固有の共晶温度に関連する温度以下で前記接合材の溶融反応を回避する割合で前記接合材に含まれることを特徴とするプリント配線板。
【００７５】
（付記６） 付記５に記載のプリント配線板において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とするプリント配線板。
【００７６】
（付記７） 第１導電材および第２導電材の間に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを充填する工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とする導電体の製造方法。
【００７７】
（付記８） 付記７に記載の導電体の製造方法において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とする導電体の製造方法。
【００７８】
（付記９） 付記７または８に記載の導電体の製造方法において、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とする導電体の製造方法。
【００７９】
（付記１０） 導電層の表面に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを盛る工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記導電層から立ち上がりつつ連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８０】
（付記１１） 第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放され、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで充填される空間を形成する工程と、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８１】
（付記１２） 付記１１に記載のプリント配線板の製造方法において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８２】
（付記１３） 付記１１または１２に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８３】
（付記１４） 付記１３に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫ビスマス粉末は、前記第１〜第３絶縁層のガラス転移温度未満の温度に固相線温度を設定する配合割合で錫成分およびビスマス成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８４】
（付記１５） 付記１４に記載のプリント配線板の製造方法において、前記導体ペーストでは前記錫粒子の粉末および前記錫ビスマス粉末の総量に対して２０重量％以下の割合で錫ビスマス粉末が配合されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８５】
（付記１６） 第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放される空間を形成する工程と、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで前記空間を充填しつつ、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８６】
（付記１７） 付記１６に記載のプリント配線板の製造方法において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８７】
（付記１８） 付記１６または１７に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８８】
（付記１９） 付記１８に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫ビスマス粉末は、前記第１〜第３絶縁層のガラス転移温度未満の温度に固相線温度を設定する配合割合で錫成分およびビスマス成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８９】
（付記２０） 付記１９に記載のプリント配線板の製造方法において、前記導体ペーストでは前記錫粒子の粉末および前記錫ビスマス粉末の総量に対して２０重量％以下の割合で錫ビスマス粉末が配合されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００９０】
（付記２１） 粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含み、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で加熱されると、少なくとも所定の方向に連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成することを特徴とする導体ペースト。
【００９１】
（付記２２） 付記２１に記載の導体ペーストにおいて、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とする導体ペースト。
【００９２】
（付記２３） 付記２１または２２に記載の導体ペーストにおいて、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とする導体ペースト。
【符号の説明】
【００９３】
１２ プリント配線板（導電体）、１８ 第１絶縁層、１９ 第２絶縁層、２１ 第１導電層（第１導電材）、２１ａ 導電層（導電ランド）、２４ａ 導電層（導電ランド）、２２ 中間絶縁層、２３ 貫通孔、２４ 第２導電層（第２導電材）、２５ 接合材、３１ 銅錫系金属間化合物相、３３ 錫ビスマス材、３５ 第２絶縁層（絶縁樹脂シート）、３８ 第１絶縁層（絶縁層）、３９ 第１導電層（導電層）、４１ 貫通孔（空間）、４２ 導体ペースト、４４ 第３絶縁層（絶縁層）、４７ 錫粒子、５１ 空間（貫通孔）６３ 第１絶縁層、６４ 第２絶縁層、６５ 第１導電層（第１導電材）、６６ 中間絶縁層、６７ 第２導電層（第２導電材）、６７ａ 導電層（導電ランド）、７３ 接合材、８２ 貫通孔（空間）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電体およびその製造方法、並びに、プリント配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末は知られる。銅の過飽和固溶にあたってアトマイズ法やメルトスパン法といった急冷プロセスが用いられる。こういった錫粒子の粉末は摂氏２３０度付近で溶融する。凝固にあたって本来の成分比で錫相および銅錫合金相が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７８９０９号公報
【特許文献２】特開２００２−９４２４２号公報
【特許文献３】特開２００４−２３４９００号公報
【特許文献４】特開２００１−１８０９０号公報
【特許文献５】特開２００３−２７３５１７号公報
【特許文献６】特許第２６０３０５３号公報
【特許文献７】特許第３０３４２３８号公報
【特許文献８】特許第３１８７３７３号公報
【特許文献９】特許第３６３４９８４号公報
【特許文献１０】特開２００２−２５６３０３公報
【特許文献１１】特開２００５−３４０６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いわゆるはんだ材として前述の錫粒子の粉末の利用が模索される。しかしながら、プリント配線板やパッケージ基板の絶縁材料は一般に摂氏１５０度〜摂氏１８０度付近にガラス転移温度を有する。ガラス転移温度よりも高い温度に融点を有するはんだ材が使用されると、プリント配線板やパッケージ基板は、ガラス転移温度を超える温度に長時間にわたって曝される。こういった温度の印加が回避されれば、製品の信頼性は向上することができる。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で接合を実現する導電体の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で接合を実現するプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で溶融する導体ペースト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】
【０００６】
上記目的を達成するために、導電体の一具体例は、第１導電材と、第２導電材と、前記第２導電材に電気的に前記第１導電材を接合する接合材とを備える。前記接合材は、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成される。
【０００７】
一具体例に係る導電体の製造方法は、第１導電材および第２導電材の間に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを充填する工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備える。
【０００８】
その他、プリント配線板の一具体例は、第１絶縁層と、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層と、前記第１導電層に裏面で重ね合わせられて、裏面から表面まで突き抜けて部分的に前記第１導電層の表面に接する空間を形成する貫通孔を有する中間絶縁層と、前記中間絶縁層に重ね合わせられて、前記空間に部分的に接する第２導電層と、前記第２導電層に重ね合わせられる第２絶縁層と、前記空間を満たし、前記第２導電層に電気的に前記第１導電層を接合する接合材とを備える。前記接合材は、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成される。
【０００９】
一具体例に係るプリント配線板の製造方法は、第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放され、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで充填される空間を形成する工程と、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備える。
【００１０】
導体ペーストは、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含み、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で加熱されると、少なくとも所定の方向に連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で接合を実現する導電体の製造方法は提供される。同様に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で接合を実現するプリント配線板の製造方法は提供される。同様に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末を利用しつつ比較的に低い温度で溶融する導体ペーストは提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るプリント基板ユニットの構成を概略的に示す垂直断面図である。
【図２】接合材の拡大断面図である。
【図３】プリント配線板の製造にあたって使用される絶縁樹脂シートを概略的に示す垂直断面図である。
【図４】第１配線基板、および、第１配線基板に重ね合わせられる絶縁樹脂シートを概略的に示す垂直断面図である。
【図５】第１配線基板上で絶縁樹脂シートに貫通孔を穿つ工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図６】貫通孔に導体ペーストを充填する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図７】絶縁樹脂シートの表面からＰＥＴフィルムを剥離する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図８】第１配線基板上の絶縁樹脂シートに第２配線基板を重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図９】第１配線基板に第２配線基板を張り合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図１０】銅錫の平衡状態図である。
【図１１】粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の断面を示す電子顕微鏡写真である。
【図１２】急冷されずに製造された錫粒子の断面を示す電子顕微鏡写真である。
【図１３】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１４】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１５】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１６】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１７】錫ビスマスの平衡状態図である。
【図１８】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図１９】錫ビスマスの共晶の残存率を示すグラフである。
【図２０】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２１】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２２】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２３】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２４】示差熱量分析の結果を示すグラフである。
【図２５】絶縁樹脂シートに貫通孔を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２６】第２配線基板の表面に導体ペーストを盛る工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２７】第１配線基板に第２配線基板を重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２８】金属箔に貼り付けられた絶縁樹脂シートを概略的に示す垂直断面図である。
【図２９】金属箔を維持しつつ絶縁樹脂シートに貫通孔を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３０】貫通孔に導体ペーストを充填する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３１】第１配線基板に、貫通孔に導体ペーストを保持する絶縁樹脂シートを重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３２】第２配線基板の表面で導体ペーストを固化する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３３】第１配線基板に第２配線基板を重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３４】第２実施形態に係るプリント基板ユニットの構成を概略的に示す垂直断面図である。
【図３５】プリント配線板の製造にあたって使用される絶縁樹脂シートを概略的に示す垂直断面図である。
【図３６】絶縁樹脂シートに貫通孔および開口を穿つ工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３７】第１配線基板に絶縁樹脂シートを重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３８】第２配線基板上に導体ペーストを供給する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３９】第２配線基板に第１配線基板を重ね合わせる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】
図１は第１実施形態に係るプリント基板ユニットを概略的に示す。このプリント基板ユニット１１はプリント配線板１２を備える。プリント配線板１２には電子部品としてのＬＳＩ（大規模集積回路）チップ１３が実装される。実装にあたってプリント配線板１２の表面には複数の導電ランド１４が露出する。個々の導電ランド１４ははんだボール１５を受け止める。個々のはんだボール１５は対応の導電ランド１４に金属拡散に基づき固着される。個々のはんだボール１５はＬＳＩチップ１３の導電端子すなわち導電パッド１６を受け止める。個々のはんだボール１５は対応の導電パッド１６に金属拡散に基づき固着される。個々の導電ランド１４と対応の導電パッド１６との間で電気信号はやり取りされる。
【００１５】
プリント配線板１２は第１絶縁層１８および第２絶縁層１９を備える。第１および第２絶縁層１８、１９は絶縁性を有する。第１および第２絶縁層１８、１９は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。第１および第２絶縁層１８、１９には例えばガラス繊維クロスが埋め込まれる。ガラス繊維クロスの繊維は第１および第２絶縁層１８、１９の表面に沿って延びる。第１および第２絶縁層１８、１９の形成にあたってガラス繊維クロスには樹脂が含浸される。ガラス繊維クロスはガラス繊維糸の織布および不織布のいずれかから形成される。
【００１６】
第１絶縁層１８の表面には第１導電層２１が形成される。第１導電層２１は１以上の導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂを備える。導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂは例えば銅といった導電材料から形成される。ただし、導電ランド２１ａの表面には、金めっき膜などの貴金属めっき膜やニッケルめっき膜、それらの複合めっき膜が形成されてもよい。例えば導電ランド２１ａ同士は配線パターン２１ｂで接続される。配線パターン２１ｂの働きで様々な信号経路が確立される。
【００１７】
第１導電層２１の表面には中間絶縁層２２が重ね合わせられる。中間絶縁層２２は絶縁性を有する。中間絶縁層２２は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。中間絶縁層２２の裏面は第１絶縁層１８の表面に密着する。中間絶縁層２２は第１導電層２１に覆い被さる。中間絶縁層２２には、裏面から表面まで突き抜ける１以上の貫通孔２３が形成される。個々の貫通孔２３は、対応の導電ランド２１ａに接する空間を区画する。空間は、例えば、導電ランド２１ａの表面に直交する中心軸を有する円柱形に形成される。その他、中間絶縁層２２は例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂といった熱可塑性樹脂から形成されてもよい。
【００１８】
中間絶縁層２２の表面には第２導電層２４が重ね合わせられる。第２導電層２４には第２絶縁層１９が重ね合わせられる。第２絶縁層１９の裏面に第２導電層２４の表面は密着する。同時に、第２絶縁層１９の裏面は中間絶縁層２２の表面に密着する。第２導電層２４は１以上の導電ランド２４ａおよび配線パターン２４ｂを備える。導電ランド２４ａおよび配線パターン２４ｂは例えば銅といった導電材料から形成される。ただし、導電ランド２４ａの表面には、金めっき膜などの貴金属めっき膜やニッケルめっき膜、それらの複合めっき膜が形成されてもよい。例えば導電ランド２４ａ同士は配線パターン２４ｂで接続される。配線パターン２４ｂの働きで様々な信号経路が確立される。
【００１９】
第２導電層２４の導電ランド２４ａは貫通孔２３の空間に接する。円柱形の空間の中心軸は導電ランド２４ａの表面に直交する。空間は導電性の接合材２５で満たされる。その結果、接合材２５は第２導電層２４の導電ランド２４ａに電気的に第１導電層２１の対応の導電ランド２１ａを接合する。いわゆるビアが形成される。電気的接続は確立される。導電ランド２１ａ、２４ａ同士の間で電気信号のやり取りは実現される。こうしてプリント配線板１２上には様々な信号経路が確立される。こうしたプリント配線板１２の働きでＬＳＩチップ１３は他の電子部品との間で電気信号をやり取りすることができる。
【００２０】
図２は接合材２５の拡大断面を示す。接合材２５は複数の銅錫系金属間化合物相３１を含む金属組織から形成される。個々の銅錫系金属間化合物相３１はＣｕ６Ｓｎ５で構成される。隣接する銅錫系金属間化合物相３１同士は相互に密着する。銅錫系金属間化合物相３１は第１導電層２１の導電ランド２１ａから第２導電層２４の導電ランド２４ａまで連なる。こうして連なる銅錫系金属間化合物相３１は導電性の電流路を提供する。
【００２１】
導電ランド２１ａ、２４ａの表面には拡散層３２が形成される。拡散層３２はＣｕ３Ｓｎで形成される。拡散層３２の確立にあたって接合材２５中の錫は導電ランド２１ａ、２４ａ内に拡散する。拡散層３２の働きで銅錫系金属間化合物相３１は導電ランド２１ａ、２４ａに固着される。その結果、複数の銅錫系金属間化合物相３１は導電ランド２１ａおよび導電ランド２４ａの間で信号経路を確立する。
【００２２】
接合材２５は錫ビスマス材３３およびマトリクス樹脂材３４をさらに含む。錫ビスマス材３３は錫ビスマスの二元合金から形成される。マトリクス樹脂材３４は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂材から形成される。錫ビスマス材３３は、錫ビスマスに固有の共晶温度に関連する温度（すなわち摂氏１３９度付近）以下で接合材２５の溶融反応を回避する割合で接合材２５中に含まれる。その結果、錫ビスマス材３３は銅錫系金属間化合物相３１同士の間や銅錫系金属間化合物相３１および導電ランド２１ａ、２４ａの間に部分的に存在する。こうして錫ビスマス材３３は銅錫系金属間化合物相３１で大きく分断されることから、錫ビスマス材３３の溶融反応は銅錫系金属間化合物相３１同士の隙間に閉じ込められる。その結果、錫ビスマスに固有の共晶温度に関連する温度以下で接合材２５の溶融反応は回避される。接合材２５の融点はＣｕ６Ｓｎ５の融点すなわち摂氏４１５度程度まで高められる。接合材２５の溶融は比較的に高い温度まで回避されることができる。接合材２５は比較的に高い温度まで固相状態を維持することができる。こうして接合材２５の耐熱性は高められる。ＬＳＩチップ１３の交換などに起因してプリント配線板１２に加熱処理が繰り返されても、接合材２５の導通状態は確実に良好に維持されることができる。マトリクス樹脂材３４は同様に銅錫系金属間化合物相３１同士の間や銅錫系金属間化合物相３１および導電ランド２１ａ、２４ａの間に部分的に存在する。
【００２３】
次に第１具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を詳述する。まず、図３に示されるように、絶縁樹脂シート３５が用意される。絶縁樹脂シート３５は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。その他、絶縁樹脂シート３５は例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂といった熱可塑性樹脂から形成されてもよい。絶縁樹脂シート３５には一般のプリプレグが利用されればよい。絶縁樹脂シート３５の両面にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）フィルム３６ａ、３６ｂが貼り付けられる。
【００２４】
図４に示されるように、第１配線基板３７が用意される。第１配線基板３７は絶縁層３８および導電層３９を備える。絶縁層３８は前述の第１絶縁層１８に相当する。導電層３９は前述の第１導電層２１に相当する。導電層３９は絶縁層３８の表面に形成される。導電層３９の形成にあたって絶縁層３８の表面には例えば銅箔が張り合わせられる。例えばフォトリソグラフィ技術に基づき銅箔から導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂは作り出される。
【００２５】
第１配線基板３７の表面には絶縁樹脂シート３５が重ね合わせられる。重ね合わせにあたって絶縁樹脂シート３５の裏面からＰＥＴフィルム３６ｂは剥がされる。絶縁樹脂シート３５の裏面は第１配線基板３７の表面に受け止められる。絶縁樹脂シート３５の裏面は絶縁層３８の表面に密着する。絶縁樹脂シート３５は導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂに覆い被さる。
【００２６】
図５に示されるように、絶縁樹脂シート３５には対応の導電ランド２１ａごとに貫通孔４１が穿たれる。貫通孔４１は絶縁樹脂シート３５を貫通する。貫通孔４１は導電ランド２１ａの表面から立ち上がる空間を規定する。貫通孔４１は絶縁樹脂シート３５の表面で開放される。貫通孔４１は同時にＰＥＴフィルム３６ａを貫通する。貫通孔４１の形成にあたって例えば炭酸ガス（ＣＯ２ガス）レーザーが利用される。絶縁樹脂シート３５およびＰＥＴフィルム３６ａの熱昇華に応じて貫通孔４１は形成される。貫通孔４１は円柱空間（または逆円錐台空間）を規定する。円柱空間（または逆円錐台空間）の軸心は導電ランド２１ａの中心で導電ランド２１ａの表面に直交する。少なくとも貫通孔４１の下端の直径は導電ランド２１ａの直径よりも小さく設定される。その結果、貫通孔４１の形成にあたって絶縁層３８の損傷は確実に回避されることができる。貫通孔４１の形成後、貫通孔４１内で導電ランド２１ａの表面にはプラズマ処理が施されてもよい。こういったプラズマ処理によれば、貫通孔４１の形成時に導電ランド２１ａの界面に残存する樹脂の残渣は除去されることができる。
【００２７】
図６に示されるように、貫通孔４１の空間には導体ペースト４２が充填される。導体ペースト４２はＰＥＴフィルム３６ａの表面に印刷される。印刷にあたってＰＥＴフィルム３６ａはステンシル板として機能することができる。ＰＥＴフィルム３６ａに代えてメタルマスクがステンシル板に利用されてもよい。この場合には、メタルマスクに貫通孔４１に合わせて開口が形成されればよい。こういったメタルマスクによれば、個々の貫通孔４１ごとに導体ペースト４２の供給量は増やされることができる。その他、導体ペースト４２の供給にあたってディスペンサーが利用されてもよい。導体ペースト４２の供給方法はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
導体ペースト４２は、錫粒子の粉末、錫ビスマス粉末および樹脂製バインダーを含む。個々の錫粒子中には銅が過飽和固溶する。樹脂製バインダーは例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂材から形成される。導体ペースト４２の融点は例えば摂氏１７０度程度以下に設定される。その他、導体ペースト４２の詳細は後述される。
【００２９】
その後、図７に示されるように、絶縁樹脂シート３５の表面からＰＥＴフィルム３６ａが剥離される。その結果、絶縁樹脂シート３５の表面は露出する。このとき、ＰＥＴフィルム３６ａ内で貫通孔４１に充填された導体ペースト４２はそのまま残存する。導体ペースト４２は、ＰＥＴフィルム３６ａの厚みに相当する高さで貫通孔４１の開放端から盛り上がる。こういった盛り上がりの確立にあたって導体ペースト４２の粘度やチクソトロピック性、貫通孔４１の直径は適正化される。開放端の高さはＰＥＴフィルム３６ａの厚みで調整されることができる。
【００３０】
導体ペースト４２の充填後、図８に示されるように、第１配線基板３７には第２配線基板４３が重ね合わせられる。第２配線基板４３は絶縁層４４および導電層４５を備える。絶縁層４４は前述の第２絶縁層１９に相当する。導電層４５は前述の第２導電層２４に相当する。導電層４５は絶縁層４４の表面に形成される。導電層４５の形成にあたって絶縁層４４の表面には例えば銅箔が張り合わせられる。例えばフォトリソグラフィ技術に基づき銅箔から導電ランド２４ａおよび配線パターン２４ｂは作り出される。第２配線基板４３は、裏返された後に第１配線基板３７の表面に受け止められる。
【００３１】
図９に示されるように、第２配線基板４３の表面は絶縁樹脂シート３５の表面に重ね合わせられる。絶縁層４４の表面は絶縁樹脂シート３５の表面に密着する。貫通孔４１の開放端は対応の導電ランド２４ａで塞がれる。このとき、導体ペースト４２は前述のように貫通孔４１の開放端から盛り上がることから、第１配線基板３７に向かって第２配線基板４３が押し付けられると、貫通孔４１内の空間は確実に導体ペースト４２で満たされることができる。導電ランド２４ａは確実に導体ペースト４２に接触することができる。
【００３２】
押し付けすなわち加圧が維持されたまま第１および第２配線基板３７、４３には加熱処理が施される。加熱処理は真空中で実施される。例えば加熱温度は摂氏１７０度程度に設定される。絶縁樹脂シート３５は軟化する。加圧に応じて絶縁樹脂シート３５は第１配線基板３７の表面の凹凸および第２配線基板４３の表面の凹凸に倣う。こうして導電ランド２１ａ、２４ａおよび配線パターン２１ｂ、２４ｂの出っ張り並びに絶縁層３８、４４そのものの凹凸は吸収される。第１配線基板３７の表面と絶縁樹脂シート３５との間で隙間は完全に排除される。両者は密着する。同様に、第２配線基板４３の表面と絶縁樹脂シート３５との間で隙間は完全に排除される。両者は密着する。
【００３３】
続いて温度が錫ビスマス合金の共晶温度を超えると、導体ペースト４２中で錫ビスマス粉末は溶融する。錫ビスマス粉末の溶融は錫粒子の溶融を誘引する。錫および銅は一体化する。錫および銅は平衡状態図の相比率に従って銅錫系金属間化合物すなわちＣｕ６Ｓｎ５を形成する。錫は導電ランド２１ａ、２４ａに拡散する。導電ランド２１ａ、２４ａには銅錫系金属間化合物すなわちＣｕ３Ｓｎの拡散層３２が形成される。前述のように加熱と同時に加圧されることから、一部に残留する錫ビスマスの液体は低圧の周辺部に押し出される。その結果、貫通孔４１内は銅錫系金属間化合物相３１の金属組織で占められる。こうして導体ペースト４２は接合材２５を提供する。
【００３４】
その後、絶縁樹脂シート３５および導体ペースト４２中の樹脂製バインダーは硬化する。絶縁樹脂シート３５は中間絶縁層２２に相当する。樹脂製バインダーはマトリクス樹脂材３４に相当する。冷却後に固化した錫ビスマスは錫ビスマス材３３に相当する。貫通孔４１はビアとして機能する。
【００３５】
ここで、導体ペースト４２の製造方法を詳述する。最初に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末が製造される。粉末の製造にあたって急冷プロセスのガスアトマイズ法が用いられる。ガスアトマイズ法の実施にあたって試料が調製される。試料では試料全体に対して７５重量％の錫および２５重量％の銅が配合される。製造された合金粉末から１０μｍ以下の粒子が分級される。こういった急冷プロセスの採用によれば、本来ならＣｕ６Ｓｎ５の金属間化合物を生成するはずの銅が錫中に強制的に過飽和固溶する。金属間化合物の量は錫および銅の比率から算出される理論値よりも大幅に減少する。その結果、図１０（銅錫の平衡状態図）に示されるように、錫粒子すなわち銅錫合金の融点は摂氏２２７度に設定されることができる。
【００３６】
本発明者は、前述のように急冷プロセスで製造された錫粒子の断面構造を観察した。観察にあたって電子顕微鏡が用いられた。図１１に示されるように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子４７では銅錫（合金）相中にサブミクロンに微細化したＣｕ６Ｓｎ５の金属間化合物が島状に散在することが確認された。図中、錫粒子４７中で白色部分（薄色）は銅錫相に相当する。白色部分上に散在する濃い色部分は金属間化合物に相当する。図１２に示されるように、急冷されずに製造された錫粒子４８では錫相中にＣｕ６Ｓｎ５の金属間化合物の塊が連続することが確認された。図中、錫粒子４８中で白色部分（薄色）は錫相に相当する。白色部分上に散在する濃い色部分は金属間化合物に相当する。
【００３７】
本発明者は、前述のように急冷プロセスで製造された錫粒子の融点を観察した。示差走査熱量分析（ＤＳＣ分析）が実施された。最初に本発明者はガスアトマイズ法の実施にあたって８５重量％の錫および１５重量％の銅の配合に基づき試料を調製した。図１３に示されるように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子は摂氏２２８．７度で吸熱反応のピークを示した。摂氏２２７度付近で溶融反応が確認された。同様に、本発明者はガスアトマイズ法の実施にあたって７５重量％の錫および２５重量％の銅の配合に基づき試料を調製した。図１４に示されるように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子は摂氏２２８．７度で吸熱反応のピークを示した。摂氏２２７度付近で溶融反応が確認された。同様に、本発明者はガスアトマイズ法の実施にあたって６８重量％の錫および３２重量％の銅の配合に基づき試料を調製した。図１５に示されるように、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子は摂氏２２７．４度で吸熱反応のピークを示した。摂氏２２７度付近で溶融反応が確認された。同様に、本発明者はガスアトマイズ法の実施にあたって４０重量％の錫および６０重量％の銅の配合に基づき試料を調製した。図１６に示されるように、吸熱反応は確認されなかった。摂氏１７０度付近で発熱反応が確認された。銅錫合金の結晶化が確認された。前述の導体ペースト４２では、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する割合で錫成分および銅成分を含むことが望まれる。銅成分の比率の上昇に応じて銅錫の共晶温度が摂氏２２７度よりも上昇すると、導体ペースト４２の融点の上昇を招いてしまう。こういった融点の上昇は好ましくない。
【００３８】
導体ペースト４２の製造にあたって前述の錫粒子の粉末には錫ビスマス粉末が配合される。配合にあたって錫ビスマス粉末が製造される。錫ビスマス粉末は錫ビスマスの共晶合金から形成される。すなわち、錫ビスマス粉末では４２重量％の錫および５８重量％のビスマスの組成比で合金が確立される。製造された錫ビスマス粉末から１０μｍ以下の粒子が分級される。こうした錫ビスマス粉末の配合に基づき導体ペースト４２の融点（液相線温度）は引き下げられる。導体ペースト４２は絶縁層３８、絶縁樹脂シート３５および絶縁層４４の耐熱温度すなわちガラス転移温度未満で溶融することが望まれる。したがって、錫ビスマス粉末の融点は絶縁層３８、絶縁樹脂シート３５および絶縁層４４のガラス転移温度未満の温度に設定される。こういった融点の設定にあたって、例えば図１７（錫ビスマスの平衡状態図）から明らかなように、錫成分およびビスマス成分の組成比は調整される。例えば絶縁層３８、４４や絶縁樹脂シート３５のガラス転移温度が摂氏１７０度であれば、錫ビスマス全体に対して３０重量％〜７０重量％の割合で錫は含まれればよい。
【００３９】
銅錫系金属間化合物相の形成にあたって錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の配合割合は調整される。粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末で７５重量％の錫および２５重量％の銅の組成比が確立される際に、導体ペースト４２では錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の総量に対して１５重量％以下の割合で錫ビスマス粉末が配合される。こうした混合粉末は、錫ビスマス粉末の融点以上であって錫粒子の粉末の融点未満の温度で溶融する。すなわち、混合粉末の融点は絶縁層３８、絶縁樹脂シート３５および絶縁層４４のガラス転移温度未満の温度に設定されることができる。しかも、混合粉末が溶融後に再び固化すると、錫ビスマスに固有の共晶温度に関連する温度（すなわち摂氏１３９度付近）以下で固化物の溶融反応は回避されることができる。ここで、図１７から明らかなように、２０重量％〜９９重量％の範囲で錫ビスマスにビスマスが含まれると、錫ビスマスの固相線温度は錫ビスマスの共晶温度に一致する。
【００４０】
本発明者は、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末と錫ビスマス粉末との混合粉末から形成される固化物で示差走査熱量分析を実施した。錫粒子の粉末では粉末全体に対して７５重量％の錫および２５重量％の銅の組成比が確立された。錫ビスマス粉末では粉末全体に対して４２重量％の錫および５８重量％のビスマスの組成比が確立された。混合粉末の溶融にあたって混合粉末には活性剤が加えられた。混合粉末は熱で溶融した。混合材料の再固化後、再び溶融した混合材料に示差走査熱量分析が実施された。試料１では混合粉末全体に対して７０重量％の錫粒子の粉末および３０重量％の錫ビスマス粉末が配合された。図１８に示されるように、試料１に係る混合材料はで吸熱反応すなわち溶融反応が観察された。試料２では混合粉末全体に対して８０重量％の錫粒子の粉末および２０重量％の錫ビスマス粉末が配合された。図１８に示されるように、試料２に係る混合材料はで僅かながら吸熱反応すなわち溶融反応が観察された。ただし、吸熱反応は試料１に比べて著しく弱められた。試料３では混合粉末全体に対して９０重量％の錫粒子の粉末および１０重量％の錫ビスマス粉末が配合された。図１８に示されるように、試料３に係る混合材料ではで吸熱反応は消失した。すなわち、試料３に係る混合材料では錫ビスマスに固有の共晶温度に関連する温度以下で混合材料の溶融反応は回避された。
【００４１】
さらに、本発明者は混合材料で錫ビスマスの共晶の残存率を算出した。算出にあたって、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末と錫ビスマス粉末との混合粉末から固化物が形成された。前述と同様に、錫粒子の粉末では錫粒子全体に対して７５重量％の錫および２５重量％の銅の組成比が確立された。錫ビスマス粉末では粉末全体に対して４２重量％の錫および５８重量％のビスマスの組成比が確立された。混合粉末の溶融にあたって混合粉末には活性剤が加えられた。混合粉末は熱で溶融した。混合材料の再固化後、錫ビスマスの共晶の残存率が算出された。混合粉末に対して様々な割合で錫ビスマス粉末は配合された。その結果、図１９に示されるように、錫ビスマス粉末の混合比率が１５重量％を下回ると、錫ビスマスの共晶は消失することが確認された。言い換えれば、混合粉末中で錫ビスマス粉末の混合比率が１５重量％未満に設定されると、固化後の混合材料ではで吸熱反応が消失することが容易く想像される。ここで、本発明者は、錫粉末中で銅成分の組成比が減少すると図１９中の曲線は図中右側に移動することを確認した。すなわち、錫粉末中で銅成分の組成比が２５重量％以下に設定されても、混合粉末中で錫ビスマス粉末の混合比率が１５重量％未満に設定されると、固化後の混合材料ではで吸熱反応が確実に消失することが容易く想像される。
【００４２】
その他、導体ペースト４２の製造にあたって錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の混合粉末には粘性剤が混ぜ合わせられる。粘性剤は混合粉末をペースト化する。粘性剤には、例えば、１００重量部のエポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型およびビスフェノールＦ型）、７３重量部の硬化剤すなわちメチルテトラヒドロ無水フタル酸、２０重量部の有機酸すなわちアジピン酸、および、１０．３重量部のチクソトロピック促進剤すなわちステアリン酸アミドで構成される。ここで、有機酸は活性剤として機能する。粘性剤は導体ペースト４２全体の１４．５重量％で加えられる。その他、粘性剤には特定の熱硬化性樹脂、硬化剤、有機酸および硬化触媒の組み合わせが用いられてもよい。この場合、熱硬化性樹脂には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＢ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂および不飽和ポリエステル樹脂が挙げられる。硬化剤には、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸および無水ナジック酸といった酸無水物のほか、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、メタキシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミンおよびジアミノジフェニルスルフォンといったアミン系硬化剤や、フェノールノボラック系、パラキシリレン変性フェノール系およびジシクロペンタジエン変性フェノール系といったフェノール系硬化剤が挙げられる。有機酸には、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水安息香酸、無水フタル酸、無水シトラコン酸、無水ヘキサン酸、無水グリコール酸、無水グルタル酸、こはく酸、セバシン酸、アジピン酸、Ｌ-グルタミン酸、グルタル酸、ステアリン酸、パルミチン酸およびアビエチン酸が挙げられる。硬化触媒には、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ジアザビシクロウンデンセン、ジアザビシクロウンデンセントルエンスルホン酸塩およびジアザビシクロウンデンセントルエンオクチル酸塩が挙げられる。なお、活性剤として加えられる有機酸のカルボン酸も硬化触媒として機能するものの、硬化触媒が併用される。
【００４３】
さらに、発明者は酸無水物硬化剤の硬化反応を観察した。観察にあたって発明者はエポキシ樹脂系接着剤を用意した。エポキシ樹脂（７．４重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂および４１．９重量％のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂）、硬化剤（３６．０重量％のメチルテトラヒドロ無水フタル酸）、活性剤（９．８重量％のアジピン酸）およびチクソトロピック促進剤（４．９重量％のステアリン酸アミド）が混ぜ合わせられた。反応触媒（例えばイミダゾールアミン系触媒）は混入されなかった。接着剤単独で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２０に示されるように、摂氏２３０．６度で発熱のピークが観察された。摂氏２３０．６度の硬化反応温度が特定された。
【００４４】
続いて発明者は以上のエポキシ樹脂系接着剤と錫粉末とを混ぜ合わせた。配合割合は接着剤１５．５重量％および錫粉末８４．５重量％に設定された。錫粉末の粒子径は３８［μｍ］以下に設定された。反応触媒は混入されなかった。こうした混合物で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２１に示されるように、摂氏１３４．０度で発熱のピークが認められた。摂氏１３４．０度で硬化反応温度が特定された。錫粉末の混合に応じて硬化反応温度の低下が認められた。
【００４５】
続いて発明者は前述のエポキシ樹脂系接着剤と銅錫粉末とを混ぜ合わせた。配合割合は接着剤１５．５重量％および銅錫粉末８４．５重量％に設定された。銅錫粉末では２５重量％の銅および７５重量％の錫の組成比で合金が確立された。銅錫粉末の粒子径は１０［μｍ］以下（平均粒径３．０［μｍ］程度）に設定された。反応触媒は混入されなかった。こうした混合物で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２２に示されるように、摂氏１３１．８度で発熱のピークが認められた。摂氏１３１．８度で硬化反応温度が特定された。銅錫粉末の混合に応じて硬化反応温度の低下が認められた。
【００４６】
続いて発明者は前述のエポキシ樹脂系接着剤と錫ビスマス粉末とを混ぜ合わせた。配合割合は接着剤１５．５重量％および錫ビスマス粉末８４．５重量％に設定された。錫ビスマス粉末では４３重量％の錫および５７重量％のビスマスの組成比で合金が確立された。錫ビスマス粉末の粒子径は１０［μｍ］以下（平均粒径３．０［μｍ］程度）に設定された。反応触媒は混入されなかった。こうした混合物で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２３に示されるように、摂氏１３１．１度で発熱のピークが認められた。摂氏１３１．１度で硬化反応温度が特定された。錫粉末の混合に応じて硬化反応温度の低下が認められた。
【００４７】
続いて発明者は前述のエポキシ樹脂系接着剤と銀めっき銅粉末とを混ぜ合わせた。配合割合は接着剤１５．５重量％および銀めっき銅粉末８４．５重量％に設定された。銀めっき銅粉末では銅の粉末母材の表面は膜厚０．５［μｍ］程度のめっき膜で覆われた。銀めっき銅粉末の粒子径は１０［μｍ］以下（平均粒径４．０［μｍ］程度）に設定された。こうした混合物で示差走査熱量が測定された。測定にあたって昇温速度は１分あたり摂氏１０度に設定された。図２４に示されるように、摂氏１９４．１度で発熱のピークが認められた。摂氏１９４．１度で硬化反応温度が特定された。錫粉末、銅錫粉末および錫ビスマス粉末ほどには硬化反応温度の低下は認められなかった。
【００４８】
次に第２具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を簡単に説明する。第１具体例と同様に絶縁樹脂シート３５が用意される。絶縁樹脂シート３５の両面にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）フィルム３６ａ、３６ｂが貼り付けられる。図２５に示されるように、絶縁樹脂シート３５およびＰＥＴフィルム３６ａ、３６ｂには貫通孔５１が穿たれる。貫通孔５１の形成にあたって、前述と同様に、例えば炭酸ガス（ＣＯ２ガス）レーザーが用いられればよい。貫通孔５１の配置は第１配線基板３７上の導電ランド２１ａの配置を反映する。その後、絶縁樹脂シート３５は第１配線基板３７の表面に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって絶縁樹脂シート３５の裏面からＰＥＴフィルム３６ｂは剥がされる。その結果、図５に示されるように、絶縁樹脂シート３５の裏面は第１配線基板３７の表面に受け止められる。絶縁樹脂シート３５の裏面は絶縁層３８の表面に密着する。絶縁樹脂シート３５は導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂに覆い被さる。導電ランド２１ａ上に貫通孔４１が形成される。貫通孔４１の空間は導電ランド２１ａに接する。その後、前述の第１具体例と同様に、貫通孔４１が導体ペースト４２で充填された後に、後続する処理は続行される。前述の第１具体例と均等な構成や構造には同一の符号が付される。
【００４９】
次に第３具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を簡単に説明する。この第３具体例では、前述と同様に、第１配線基板３７の表面で導電ランド２１ａ上に貫通孔４１の空間が形成される。その後、図２６に示されるように、第２配線基板４３の表面に導体ペースト４２が供給される。供給にあたって例えば印刷が利用されればよい。その他、導体ペースト４２の供給にあたってディスペンサーが用いられてもよい。印刷にあたって例えばメタルマスクが第２配線基板４３の表面に重ね合わせられる。メタルマスクには導電ランド２４ａに合わせて開口が形成される。こういったメタルマスクがステンシル板として機能する結果、導体ペースト４２は導電ランド２４ａ上に盛られる。導電ランド２４ａの表面から直交する方向に測定される導体ペースト４２の高さはメタルマスクの厚みに基づき設定されることができる。その後、第２配線基板４３は第１配線基板３７に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって、図２７に示されるように、第２配線基板４３は裏返される。第２配線基板４３の表面は絶縁樹脂シート３５の表面に重ね合わせられる。重ね合わせに先立って絶縁樹脂シート３５上からＰＥＴフィルム３６ａは剥がされる。こうして絶縁樹脂シート３５の表面に第２配線基板４３が重ね合わせられると、貫通孔４１は導体ペースト４２で充填される。貫通孔４１の開放端は対応の導電ランド２４ａで塞がれる。その後、前述の第１具体例と同様に、第１配線基板３７に向かって第２配線基板４３が押し付けられる。押し付けすなわち加圧が維持されたまま第１および第２配線基板３７、４３には加熱処理が施される。前述の第１および第２具体例と均等な構成や構造には同一の符号が付される。
【００５０】
次に第４具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を簡単に説明する。この第４具体例では、図２８に示されるように、ＰＥＴフィルム３６ｂに代えて絶縁樹脂シート３５の裏面には金属箔５２が貼られる。金属箔５２には例えば銅箔やニッケル箔が用いられる。金属箔５２の膜厚は１２μｍ〜３５μｍ程度に設定される。図２９に示されるように、絶縁樹脂シート３５およびＰＥＴフィルム３６ａには貫通孔５１が穿たれる。貫通孔５１の形成にあたって金属箔５２は維持される。その後、図３０に示されるように、貫通孔５１には導体ペースト４２が充填される。例えば、図３１に示されるように、金属箔５２が剥がされた後に絶縁樹脂シート３５は第１配線基板３７の表面に重ね合わせられる。絶縁樹脂シート３５の裏面は第１配線基板３７の表面に密着する。導電ランド２１ａ上に貫通孔４１は形成される。貫通孔４１に導体ペースト４２は維持される。続いて絶縁樹脂シート３５の表面からＰＥＴフィルム３６ａが剥がされる。第１具体例と同様に、絶縁樹脂シート３５の表面には第２配線基板４３が重ね合わせられる。その後、後続する処理は続行される。
【００５１】
次に第５具体例に従ってプリント配線板１２の製造方法を簡単に説明する。この第５具体例では、前述の第１具体例と同様に、第１配線基板３７の表面に絶縁樹脂シート３５が重ね合わせられる。絶縁樹脂シート３５の裏面は第１配線基板３７の表面に密着する。続いて、前述の第３具体例と同様に、第２配線基板４３の導電ランド２４ａ上に導体ペーストが供給される。このとき、導体ペーストは前述の錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の混合粉末で構成される。樹脂製バインダーといった接着剤成分は含まれない。ただし、錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の混合粉末には活性剤を含む粘性剤が添加される。こういった粘性剤にはいわゆるはんだフラックスやフラックスビヒクルといった材料と同等な機能を有する材料が用いられる。こういった粘性剤は、加熱時に昇華する、もしくは、加熱後に洗浄されて容易に除去されることができる。その他、適度な粘性および融点を示す材料として、イミダゾリウム塩、ピロリジニウム塩、ピリジニウム塩、アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム塩といったイオン液体が用いられてもよい。こういったイオン液体によれば、塩化物が錫粒子の粉末および錫ビスマス粉末の混合粉末の酸化膜に対して還元効果を発揮することができる。その結果、良好な接合が得られる。
【００５２】
導体ペーストには加熱処理が施される。加熱処理が窒素雰囲気下で実施されれば、導体ペースト中の金属粉末の酸化は防止されることができる。温度が錫ビスマス合金の共晶温度を超えると、前述と同様に、導体ペースト中で錫ビスマス粉末は溶融する。錫ビスマス粉末の溶融は錫粒子の溶融を誘引する。錫および銅は不完全に一体化する。導体ペーストは導電ランド２４ａ上で固化する。その結果、図３２に示されるように、導電ランド２４ａ上には固体の突起５３が形成される。加熱後、第２配線基板４３は洗浄される。洗浄にあたって有機溶剤や炭素水素系の溶剤が用いられる。炭化水素系の溶剤にはいわゆるフラックス洗浄剤が含まれる。溶剤の働きで第２配線基板４３の表面に付着する塩化物は除去される。
【００５３】
図３３に示されるように、第２配線基板４３は第１配線基板３７に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって第２配線基板４３は裏返される。第２配線基板４３の表面は絶縁樹脂シート３５の表面に重ね合わせられる。重ね合わせに先立って絶縁樹脂シート３５上からＰＥＴフィルム３６ａは剥がされる。加熱に応じて絶縁樹脂シート３５は軟化する。第２配線基板４３が第１配線基板３７の表面に向かって押し付けられると、突起５３は絶縁樹脂シート３５に食い込んでいく。その結果、突起５３の先端は第１配線基板３７上の導電ランド２１ａに接触する。その後、温度が錫ビスマス合金の共晶温度を超えると、一部に残存する錫ビスマス相は溶融する。錫粒子の粉末は完全に固溶する。突起５３は導電ランド２１ａ、２４ａに拡散層３２を形成する。錫および銅は前述と同様に銅錫系金属間化合物すなわちＣｕ６Ｓｎ５を形成する。
【００５４】
図３４は第２実施形態に係るプリント基板ユニットを概略的に示す。このプリント基板ユニット１１ａはプリント配線板６１を備える。プリント配線板６１内には１以上の電子部品６２が組み込まれる。電子部品６２は例えば抵抗チップといった受動素子であってもよくＬＳＩチップといった能動素子であってもよい。
【００５５】
プリント配線板６１は第１絶縁層６３および第２絶縁層６４を備える。第１および第２絶縁層６３、６４は絶縁性を有する。第１および第２絶縁層６３、６４は、前述の第１および第２絶縁層１８、１９と同様に、例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。第１および第２絶縁層６３、６４には同様に例えばガラス繊維クロスが埋め込まれる。
【００５６】
第１絶縁層６３の表面には第１導電層６５が形成される。第１導電層６５は１以上の導電ランド６５ａおよび配線パターン６５ｂを備える。導電ランド６５ａおよび配線パターン６５ｂは前述の導電ランド２１ａおよび配線パターン２１ｂと同様に構成される。例えば導電ランド６５ａ同士は配線パターン６５ｂで接続される。配線パターン６５ｂの働きで様々な信号経路が確立される。導電ランド６５ａ上に電子部品６２は例えばはんだ付けされる。電子部品６２は第１導電層６５に電気的に接続される。はんだ付けに代えて導電性接着剤が用いられてもよい。
【００５７】
第１導電層６５の表面は中間絶縁層６６に重ね合わせられる。中間絶縁層６６は絶縁性を有する。中間絶縁層６６は例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂から形成される。中間絶縁層６６の裏面は第１絶縁層６３の表面に密着する。中間絶縁層６６は第１導電層６５に覆い被さる。
【００５８】
中間絶縁層６６は第２導電層６７の表面に重ね合わせられる。第２導電層６７は１以上の導電ランド６７ａおよび配線パターン（図示されず）を備える。導電ランド６７ａおよび配線パターンは前述の導電ランド２４ａおよび配線パターン２４ｂと同様に構成される。例えば導電ランド６７ａ同士は配線パターンで接続される。配線パターンの働きで様々な信号経路が確立される。
【００５９】
第２導電層６７は第２絶縁層６４の表面に重ね合わせられる。中間絶縁層６６は第２絶縁層６４の表面に密着する。中間絶縁層６６は第２導電層６７に覆い被さる。第２絶縁層６４の表面には窪み６９が形成される。窪み６９の輪郭に合わせて第２導電層６７には抜き７１が形成される。抜き７１および窪み６９は中間絶縁層６６で充填される。抜き７１および窪み６９内の空間に電子部品６２は配置される。
【００６０】
中間絶縁層６６には、裏面から表面まで突き抜ける１以上の貫通孔７２が形成される。個々の貫通孔７２は、導電ランド６５ａと対応の導電ランド６７ａとに接する空間を区画する。空間は、例えば、導電ランド６５ａおよび導電ランド６７ａの表面に直交する中心軸を有する円柱形に形成される。空間は導電性の接合材７３で満たされる。接合材７３は前述の接合材２５と同様に構成される。接合材７３は第２導電層６７の導電ランド６７ａに電気的に第１導電層６５の対応の導電ランド６５ａを接合する。いわゆるビアが形成される。電気的接続は確立される。導電ランド６５ａ、６７ａ同士の間で電気信号のやり取りは実現される。こうしてプリント配線板６１上には様々な信号経路が確立される。こうしたプリント配線板６１の働きで電子部品６２同士や電子部品６２と他の電子部品との間で電気信号はやり取りされることができる。
【００６１】
次に一具体例に従ってプリント配線板６１の製造方法を詳述する。まず、図３５に示されるように、第１配線基板７５が用意される。第１配線基板７５は絶縁層７６および導電層７７を備える。絶縁層７６は前述の第１絶縁層６３に相当する。導電層７７は前述の第１導電層６５に相当する。導電層７７は絶縁層７６の表面に形成される。導電層７７の形成にあたって絶縁層７６の表面には例えば銅箔が張り合わせられる。例えばフォトリソグラフィ技術に基づき銅箔から導電ランド６５ａおよび配線パターン６５ｂは作り出される。
【００６２】
第１配線基板７５上には電子部品６２が実装される。実装にあたって例えばはんだ７８が利用される。はんだ７８は特定の導電ランド６５ａに電子部品６２の電極を接合する。
【００６３】
図３６に示されるように、絶縁樹脂シート８１が用意される。絶縁樹脂シート８１の両面にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）フィルム８２ａ、８２ｂが貼り付けられる。絶縁樹脂シート８１およびＰＥＴフィルム８２ａ、８２ｂは前述の絶縁樹脂シート３５およびＰＥＴフィルム３６ａ、３６ｂと同様に構成される。絶縁樹脂シート８１およびＰＥＴフィルム８２ａ、８２ｂには貫通孔８３が穿たれる。貫通孔８３の形成にあたって、前述と同様に、例えば炭酸ガス（ＣＯ２ガス）レーザーが用いられればよい。貫通孔８３の配置は第１配線基板７５上の導電ランド６５ａの配置を反映する。同様に、絶縁樹脂シート８１およびＰＥＴフィルム８２ａ、８２ｂには開口８４が穿たれる。開口８４の配置は第１配線基板７５上の電子部品６２の配置を反映する。
【００６４】
図３７に示されるように、絶縁樹脂シート８１は第１配線基板７５の表面に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって絶縁樹脂シート８１の裏面からＰＥＴフィルム８２ｂは剥がされる。その結果、絶縁樹脂シート８１の裏面は第１配線基板７５の表面に受け止められる。絶縁樹脂シート８１の裏面は絶縁層７６の表面に密着する。絶縁樹脂シート８１は導電ランド６５ａおよび配線パターン６５ｂに覆い被さる。導電ランド６５ａ上に貫通孔８３が形成される。貫通孔８３の空間は導電ランド６５ａに接する。電子部品６２は開口８４に収容される。
【００６５】
図３８に示されるように、第２配線基板８５が用意される。第２配線基板８５は絶縁層８６および導電層８７を備える。絶縁層８６は前述の第２絶縁層６４に相当する。導電層８７は前述の第２導電層６７に相当する。導電層８７は絶縁層８６の表面に形成される。導電層８７の形成にあたって絶縁層８６の表面には例えば銅箔が張り合わせられる。例えばフォトリソグラフィ技術に基づき銅箔から導電ランド６７ａおよび配線パターン（図示されず）は作り出される。絶縁層８６の表面には窪み６９が形成される。窪み６９の輪郭に合わせて導電層８７には抜き７１が形成される。
【００６６】
その後、図３８に示されるように、第２配線基板８５の表面に導体ペースト４２が供給される。前述と同様に、供給にあたって例えば印刷が利用されればよい。その他、導体ペースト４２の供給にあたってディスペンサーが用いられてもよい。印刷にあたって例えばメタルマスクが第２配線基板８５の表面に重ね合わせられる。メタルマスクには導電ランド６７ａに合わせて開口が形成される。こういったメタルマスクがステンシル板として機能する結果、導体ペースト４２は導電ランド６７ａ上に盛られる。導電ランド６７ａの表面から直交する方向に測定される導体ペースト４２の高さはメタルマスクの厚みに基づき設定されることができる。
【００６７】
図３９に示されるように、第１配線基板７５は第２配線基板８５に重ね合わせられる。重ね合わせにあたって第１配線基板７５は裏返される。絶縁樹脂シート８１の表面は第２配線基板８５の表面に重ね合わせられる。重ね合わせに先立って絶縁樹脂シート８１上からＰＥＴフィルム８２ａは剥がされる。こうして第２配線基板８５の表面に絶縁樹脂シート８１が重ね合わせられると、貫通孔８３は導体ペースト４２で充填される。貫通孔８３の開放端は対応の導電ランド６７ａで塞がれる。窪み６９および抜き７１は絶縁樹脂シート８１の材料で満たされる。その後、前述と同様に、第２配線基板８５に向かって第１配線基板７５が押し付けられる。押し付けすなわち加圧が維持されたまま第１および第２配線基板７５、８５には加熱処理が施される。前述の第１および第２具体例と均等な構成や構造には同一の符号が付される。
【００６８】
なお、プリント配線板６１の製造にあたって個々の工程または複数の工程は前述のプリント配線板１２の製造方法と同様に様々な工程で置き換えられることができる。プリント配線板１２、６１の製造方法は開示の方法に限定されるものではない。
【００６９】
以上の実施形態に関し出願人はさらに以下の付記を開示する。
【００７０】
（付記１） 第１導電材と、第２導電材と、前記第２導電材に電気的に前記第１導電材を接合する接合材とを備え、前記接合材は、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成されることを特徴とする導電体。
【００７１】
（付記２） 付記１に記載の導電体において、前記錫ビスマス相は、錫ビスマス合金に固有の共晶温度に関連する温度以下で前記接合材の溶融反応を回避する割合で前記接合材に含まれることを特徴とする導電体。
【００７２】
（付記３） 付記２に記載の導電体において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とする導電体。
【００７３】
（付記４） 第１絶縁層と、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層と、前記第１導電層に裏面で重ね合わせられて、裏面から表面まで突き抜けて部分的に前記第１導電層の表面に接する空間を形成する貫通孔を有する中間絶縁層と、前記中間絶縁層に重ね合わせられて、前記空間に部分的に接する第２導電層と、前記第２導電層に重ね合わせられる第２絶縁層と、前記空間を満たし、前記第２導電層に電気的に前記第１導電層を接合する接合材とを備え、前記接合材は、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成されることを特徴とするプリント配線板。
【００７４】
（付記５） 付記４に記載のプリント配線板において、前記錫ビスマス相は、錫ビスマス合金に固有の共晶温度に関連する温度以下で前記接合材の溶融反応を回避する割合で前記接合材に含まれることを特徴とするプリント配線板。
【００７５】
（付記６） 付記５に記載のプリント配線板において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とするプリント配線板。
【００７６】
（付記７） 第１導電材および第２導電材の間に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを充填する工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とする導電体の製造方法。
【００７７】
（付記８） 付記７に記載の導電体の製造方法において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とする導電体の製造方法。
【００７８】
（付記９） 付記７または８に記載の導電体の製造方法において、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とする導電体の製造方法。
【００７９】
（付記１０） 導電層の表面に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを盛る工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記導電層から立ち上がりつつ連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８０】
（付記１１） 第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放され、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで充填される空間を形成する工程と、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８１】
（付記１２） 付記１１に記載のプリント配線板の製造方法において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８２】
（付記１３） 付記１１または１２に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８３】
（付記１４） 付記１３に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫ビスマス粉末は、前記第１〜第３絶縁層のガラス転移温度未満の温度に固相線温度を設定する配合割合で錫成分およびビスマス成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８４】
（付記１５） 付記１４に記載のプリント配線板の製造方法において、前記導体ペーストでは前記錫粒子の粉末および前記錫ビスマス粉末の総量に対して２０重量％以下の割合で錫ビスマス粉末が配合されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８５】
（付記１６） 第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放される空間を形成する工程と、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで前記空間を充填しつつ、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８６】
（付記１７） 付記１６に記載のプリント配線板の製造方法において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８７】
（付記１８） 付記１６または１７に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８８】
（付記１９） 付記１８に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫ビスマス粉末は、前記第１〜第３絶縁層のガラス転移温度未満の温度に固相線温度を設定する配合割合で錫成分およびビスマス成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００８９】
（付記２０） 付記１９に記載のプリント配線板の製造方法において、前記導体ペーストでは前記錫粒子の粉末および前記錫ビスマス粉末の総量に対して２０重量％以下の割合で錫ビスマス粉末が配合されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【００９０】
（付記２１） 粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含み、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で加熱されると、少なくとも所定の方向に連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成することを特徴とする導体ペースト。
【００９１】
（付記２２） 付記２１に記載の導体ペーストにおいて、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とする導体ペースト。
【００９２】
（付記２３） 付記２１または２２に記載の導体ペーストにおいて、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とする導体ペースト。
【符号の説明】
【００９３】
１２ プリント配線板（導電体）、１８ 第１絶縁層、１９ 第２絶縁層、２１ 第１導電層（第１導電材）、２１ａ 導電層（導電ランド）、２４ａ 導電層（導電ランド）、２２ 中間絶縁層、２３ 貫通孔、２４ 第２導電層（第２導電材）、２５ 接合材、３１ 銅錫系金属間化合物相、３３ 錫ビスマス材、３５ 第２絶縁層（絶縁樹脂シート）、３８ 第１絶縁層（絶縁層）、３９ 第１導電層（導電層）、４１ 貫通孔（空間）、４２ 導体ペースト、４４ 第３絶縁層（絶縁層）、４７ 錫粒子、５１ 空間（貫通孔）６３ 第１絶縁層、６４ 第２絶縁層、６５ 第１導電層（第１導電材）、６６ 中間絶縁層、６７ 第２導電層（第２導電材）、６７ａ 導電層（導電ランド）、７３ 接合材、８２ 貫通孔（空間）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電材と、第２導電材と、前記第２導電材に電気的に前記第１導電材を接合する接合材とを備え、前記接合材は、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成されることを特徴とする導電体。
【請求項２】
請求項１に記載の導電体において、前記錫ビスマス相は、錫ビスマス合金に固有の共晶温度に関連する温度以下で前記接合材の溶融反応を回避する割合で前記接合材に含まれることを特徴とする導電体。
【請求項３】
第１絶縁層と、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層と、前記第１導電層に裏面で重ね合わせられて、裏面から表面まで突き抜けて部分的に前記第１導電層の表面に接する空間を形成する貫通孔を有する中間絶縁層と、前記中間絶縁層に重ね合わせられて、前記空間に部分的に接する第２導電層と、前記第２導電層に重ね合わせられる第２絶縁層と、前記空間を満たし、前記第２導電層に電気的に前記第１導電層を接合する接合材とを備え、前記接合材は、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成されることを特徴とするプリント配線板。
【請求項４】
第１導電材および第２導電材の間に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを充填する工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とする導電体の製造方法。
【請求項５】
第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放され、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで充填される空間を形成する工程と、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のプリント配線板の製造方法において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫ビスマス粉末は、前記第１〜第３絶縁層のガラス転移温度未満の温度に固相線温度を設定する配合割合で錫成分およびビスマス成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のプリント配線板の製造方法において、前記導体ペーストでは前記錫粒子の粉末および前記錫ビスマス粉末の総量に対して２０重量％以下の割合で錫ビスマス粉末が配合されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放される空間を形成する工程と、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで前記空間を充填しつつ、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項１】
第１導電材と、第２導電材と、前記第２導電材に電気的に前記第１導電材を接合する接合材とを備え、前記接合材は、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成されることを特徴とする導電体。
【請求項２】
請求項１に記載の導電体において、前記錫ビスマス相は、錫ビスマス合金に固有の共晶温度に関連する温度以下で前記接合材の溶融反応を回避する割合で前記接合材に含まれることを特徴とする導電体。
【請求項３】
第１絶縁層と、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層と、前記第１導電層に裏面で重ね合わせられて、裏面から表面まで突き抜けて部分的に前記第１導電層の表面に接する空間を形成する貫通孔を有する中間絶縁層と、前記中間絶縁層に重ね合わせられて、前記空間に部分的に接する第２導電層と、前記第２導電層に重ね合わせられる第２絶縁層と、前記空間を満たし、前記第２導電層に電気的に前記第１導電層を接合する接合材とを備え、前記接合材は、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相、および、前記銅錫系金属間化合物相に囲まれる錫ビスマス相を含む金属組織から形成されることを特徴とするプリント配線板。
【請求項４】
第１導電材および第２導電材の間に、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストを充填する工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電材から前記第２導電材まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とする導電体の製造方法。
【請求項５】
第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放され、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで充填される空間を形成する工程と、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のプリント配線板の製造方法において、前記銅錫系金属間化合物相はＣｕ６Ｓｎ５から形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫粒子の粉末は、摂氏２２７度に銅錫の共晶温度を設定する配合割合で錫成分および銅成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のプリント配線板の製造方法において、前記錫ビスマス粉末は、前記第１〜第３絶縁層のガラス転移温度未満の温度に固相線温度を設定する配合割合で錫成分およびビスマス成分を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のプリント配線板の製造方法において、前記導体ペーストでは前記錫粒子の粉末および前記錫ビスマス粉末の総量に対して２０重量％以下の割合で錫ビスマス粉末が配合されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
第１絶縁層の表面に重ね合わせられる第２絶縁層に、前記第１絶縁層の表面に形成される第１導電層の表面から立ち上がって前記第２絶縁層の表面で開放される空間を形成する工程と、粒子中に過飽和固溶した銅を含む錫粒子の粉末、および、錫ビスマス粉末を含む導体ペーストで前記空間を充填しつつ、前記第２絶縁層の表面に第３絶縁層の表面を重ね合わせ、前記第３絶縁層の表面に形成される第２導電層で前記空間の開放端を塞ぐ工程と、錫ビスマス合金の共晶温度以上であって銅錫合金の固相線温度未満の温度で前記導体ペーストを加熱し、前記第１導電層から前記第２導電層まで連なる複数の銅錫系金属間化合物相を形成する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【公開番号】特開２０１１−９６９００（Ｐ２０１１−９６９００Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５０５１０（Ｐ２００９−２５０５１０）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（０００１８００７０）山陽特殊製鋼株式会社 (601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（０００１８００７０）山陽特殊製鋼株式会社 (601)
【Ｆターム（参考）】
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