積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法
【課題】ボイドの発生を防止しつつ、ランド間を接合することを課題とする。
【解決手段】積層回路基板は、表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と、表面に第２ランドが形成されている第２配線基板とで形成される。さらに、積層回路基板は、第１配線基板と第２配線基板との間に配置され、第１ランドと第２ランドを導電性材料にて電気的に接合する接着層を有する。そして、接着層は、中心層を成す誘電材料の粘度が表裏層を成す誘電材料の粘度よりも高く形成される。
【解決手段】積層回路基板は、表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と、表面に第２ランドが形成されている第２配線基板とで形成される。さらに、積層回路基板は、第１配線基板と第２配線基板との間に配置され、第１ランドと第２ランドを導電性材料にて電気的に接合する接着層を有する。そして、接着層は、中心層を成す誘電材料の粘度が表裏層を成す誘電材料の粘度よりも高く形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビルトアップ基板において広く利用されているアディティブ法やセミアディティブ法などによる基板製造方法は、層数の増加に伴い、製造手番が大幅に増加し、また、歩留まりが著しく低下している。これらの対策として、別々に製造した基板の層を導電ペーストや導電性材料で一括接続、積層する手法が注目されている。
【０００３】
例えば、積層する基板のビア材料としては、無電解、電解メッキなどの手法により形成される銅のビアやスルーホールが用いられる。また、基板を接合する手法としては、導電性ペーストで基板のランド間を接合する手法や、低融点粉末を含む導電性材料で接合する手法が利用される。また、ＢＧＡ（Ball Grid Array）などの電子部品と基板との接合には、半田材料や上記導電性の接着剤などを用いた接合手法が利用される。
【０００４】
ここで、図８を用いて、一般的な多層基板を用いた貼り合わせ（接合）用の基板の製造方法について説明する。図８は、従来技術に係る貼り合わせ用基板の製造方法の例を示す図である。図８に示すように、まず、スルーホールめっき用の電源供給や表面のパターン形成のために、配線２を有する表面に銅箔が塗布された銅箔層を有する多層基板１に孔をあけて、露出した表面を覆うようにスルーホールめっきを施す。続いて、孔にエポキシ系の樹脂３を入れて孔を埋めて研磨する。その後、基板全体を覆うように蓋めっきを施した後に、パターニングを実施して貼り合わせ用基板が作成される。
【０００５】
このようにして生成された貼り合わせ用基板同士は、接着材料で接合され、当該基板のランド４間は、接着材料に貫通孔を空けて充填させた導電性材料（導電性フィラー）によって電気的に接続される。この結果、個々の多層基板１を接合して１枚の基板を作成することができる。
【０００６】
ところが、図８のような一般的な手法で貼り合わせ用基板を作成した場合、当該基板１の表面は、銅箔層、スルーホールめっき層、蓋めっき層の３層で形成されるので、基板表面の配線パターンやランドが厚くなる。したがって、このような厚い配線パターンやランドを表面に有する基板同士を貼り合わせて１枚の基板を生成する場合、配線間またはランド間を正確にずれることなく貼り合わせるために、粘性の高い接着材料７を用いる必要がある。しかし、粘性の高い接着材料７は、接着対象の表面全体に広がりにくい。この結果として、図９に示すように、基板１と基板５を接合する接着層にボイド８が発生しやすい。なお、図９は、ボイドが発生した例を示す図である。
【０００７】
そして、ボイド８が存在する基板を電子機器に用いた場合には、故障の原因等になりやすいので、ボイド８が残らない接合手法として、接着対象の表面全体に広がりやすい粘性のあるフロー性のよい接着材料を用いて接合する手法が利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１２３４３６号公報
【特許文献２】特開平１１−２０４９３９号公報
【特許文献３】特開平９−２９８３６１号公報
【特許文献４】特許第２６０３０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、フロー性のよい接着材料７を用いた場合には、接着材料に貫通孔をあけて充填させた導電性材料６が基板を接合する際に貫通孔に留まるごとができず、ランド間を電気的に接合することができない場合があるという課題があった。
【００１０】
例えば、接合する際に基板に加えた圧力によって、導電性材料６が貫通孔内に留まることができず、図１０に示すように、フロー性のよい接着材料７とともに、貫通孔内から接着対象の表面に広がってしまう。この結果、ランド間に導電性材料６が存在せず、ランド間を接続することができない。図１０は、ランドを接続する接着材が流れる例を示した図である。
【００１１】
つまり、粘性の高い接着材料を用いて基板同士を接合した場合には、導電性材料が貫通孔内に留まるのでランド間を接続することができるが、ボイドが残ることがあり、故障が発生しやすい基板が生成されてしまう場合がある。一方、フロー性のよい接着材料を用いて基板同士を接合した場合には、ボイドの発生を防止することができるものの、導電性材料が貫通孔内から流れてしまい、ランド間が接続されていない基板が生成されてしまう場合がある。
【００１２】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ボイドの発生を防止しつつ、ランド間を接合することが可能である積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法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】
【００１３】
本願の開示する積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法は、一つの態様において、表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と、表面に第２ランドが形成されている第２配線基板と、前記第１配線基板と前記第２配線基板との間に配置され、前記第１ランドと前記第２ランドを導電性材料にて電気的に接合する接着層と、を有し、前記接続層は、中心層を成す誘電材料の粘度が表裏層を成す誘電材料の粘度よりも高く形成される。
【発明の効果】
【００１４】
本願の開示する積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法の一つの態様によれば、ボイドの発生を防止しつつ、ランド間を接合することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る積層回路基板の断面図を示す図である。
【図２】図２は、接着層を形成する１枚の接着シートを製造する工程例を示す図である。
【図３】図３は、３枚の接着シートを組み合わせた接着層を製造する工程例を示す図である。
【図４】図４は、３枚の接着シートを組み合わせた接着層を製造する工程例を示す図である。
【図５】図５は、単層基板同士を接合して１枚の積層回路基板を製造する工程を示す図である。
【図６】図６は、ランド間の接続を示す図である。
【図７】図７は、本実施例で説明した積層回路基板の有用性を示す図である。
【図８】図８は、従来技術に係る貼り合わせ用基板の製造方法の例を示す図である。
【図９】図９は、ボイドが発生した例を示す図である。
【図１０】図１０は、ランドを接続する接着材が流れる例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本願の開示する積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１に係る積層回路基板の断面図を示す図である。図１に示すように、積層回路基板１０は、多層基板２０と多層基板２１とが電気的に接合されて形成される。
【００１８】
多層基板２０は、絶縁体とパターンを積み重ねたものであり、スルーホール２０ａの電源供給や表面のパターン形成のために表面に銅箔が塗布された銅箔層を有する複数の基板が積層される。このような多層基板２０は、スルーホール２０ａとランド２２と配線２０ｂとを有して形成される。スルーホール２０ａは、層間の回路を電気的に接続するものであり、内部にエポキシ系の樹脂が混入される。
【００１９】
ランド２２は、スルーホール２０ａを有する多層基板２０とスルーホール２１ａを有する多層基板２１とを接合して１枚の基板を生成する場合に、多層基板２０と多層基板２１とを電気的に接合する銅箔等である。配線２０ｂは、多層基板２０において、多層基板２１と接続される表面に配置された配線である。なお、多層基板２１は、スルーホール２１ａとランド２３と配線２１ｂとを有し、多層基板２０と同様の部品で形成されるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００２０】
そして、積層回路基板１０は、上記多層基板２０と多層基板２１とを接着層２５を用いて電気的に接合して形成される。接着層２５は、接着材２５ａと接着材２５ｂと接着材２５ｃの３層で形成される接着シートである。
【００２１】
接着層２５ａは、接着材２５ｂと接着材２５ｃとの間に位置する接着層２５の中心層であり、接着材２５ｂおよび接着材２５ｃよりも粘度の高い誘電材料で形成される接着シートなどである。例えば、接着層２５ａは、一般的なエポキシ系の材料でもよく、ポリメイド系、液晶ポリマーなど様々な材料を用いることができる。また、接着層２５ａは、多層基板２０と多層基板２１とを接着する圧力をかけた際などの温度上昇を考慮し、最低粘度を３０００Ｐａ・ｓ（パスカル秒）とすることが好ましい。
【００２２】
接着材２５ｂは、多層基板２０と接着する接着層２５の表面層を形成し、接着層２５ａよりも粘度の低い誘電材料で形成される接着シートなどである。例えば、接着材２５ｂは、接着層２５ａと同様の材料を用いることができ、最低粘度を１０００Ｐａ・ｓとすることが好ましい。また、接着材２５ｃは、多層基板２１と接着する接着層２５の裏面層を形成し、接着層２５ａよりも粘度の低い誘電材料で形成される接着シートなどである。例えば、接着材２５ｃは、接着層２５ａと同様の材料を用いることができ、接着材２５ｂと同様に最低粘度を１０００Ｐａ・ｓとすることが好ましい。
【００２３】
また、接着層２５には貫通孔があけられ、当該貫通孔には、ランド２２とランド２３とを電気的に接続するための導電性材料２６が充填させられる。この導電性材料２６は、金属合金粉末と活性化材料と接着樹脂とが混合されたものである。かかる金属合金粉末は、ランド２２とランド２３と金属間化合物を形成して結合するものである。また、活性化材料は、金属合金粉末を金属合金として一体化させるものである。また、接着樹脂は、金属合金粉末と活性化材料とを混合して粘性を与えて印刷性を持たせるとともに、活性化材料を取り込んで硬化する熱硬化性の樹脂である。
【００２４】
この導電性材料２６では、金属合金粉末が積層温度で溶解して一体化する過程で熱硬化性の樹脂である接着樹脂と分離し、中心が金属粉末が溶け合わされてできた金属合金２６ａの柱となる。そして、導電性材料２６は、金属合金２６ａの柱の周囲を硬化した接着樹脂２６ｂを覆った２重円柱の形状を有する。この結果、積層回路基板１０は、多層基板２０と多層基板２１とが電気的に接続されるビア接続構造を有する電子部品などの積層体となる。
【００２５】
このように、実施例１によれば、多層基板２０または多層基板２１との接合には粘性が強すぎずフロー性のよい接着材２５ｂまたは接着材２５ｃを用いることができるので、ボイドの発生を防止することができる。また、貫通孔に充填された導電性材料２６の周囲を粘度の高い接着層２５ａで覆うことができるので、多層基板２０と多層基板２１とを接合する際に圧力を加えても、導電性材料２６が貫通孔内に留まることができる。この結果、ランド間に導電性材料が存在し、ランド間を電気的に接合することができない。つまり、実施例１によれば、ボイドの発生を防止しつつ、ランド間を接合することが可能である。
【実施例２】
【００２６】
次に、図２〜図４を用いて、図１で説明した接着層２５（接着シート）の製造方法について説明する。図２は、接着層を形成する１枚の接着シートを製造する工程例を示す図であり、図３と図４は、３枚の接着シートを組み合わせた接着層を製造する工程例を示す図である。なお、ここで説明する接着層の製造工程は、所定の製造装置もしくは手作業にておこなわれるが、ここでは製造装置が実施する例について説明する。
【００２７】
図２に示すように、製造装置は、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルム３０にワニスなどのエポキシ樹脂３１を塗布する。例えば、製造装置は、厚さが５０μｍのＰＥＴフィルム３０にエポキシ樹脂３１を１００μｍにて塗布する。また、製造装置は、最終的に粘度を増粘するために、塗布するエポキシ樹脂３１に対してシリカフィラー粉末を加える。さらに、製造装置は、エポキシ樹脂３１とのカップリング性を高めるためのシランカップリング材および希釈溶媒としてトルエン、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）からなる溶剤を混練する。製造装置は、このようにして生成された液状材料をエポキシ樹脂３１として塗布する。
【００２８】
続いて、製造装置は、加熱炉にて乾燥させた２枚のＰＥＴフィルム３０におけるエポキシ樹脂３１が塗布された面で、例えば約１００μｍの厚さであるガラス繊維ペーパ３２を挟むように熱版３３で熱圧着して、接着シートとしてのプリプレグ３４を作成する。このようにして、製造装置は、接着層２５を形成する１枚の接着シートを製造することができる。なお、ガラス繊維ペーパ３２とは、例えばガラス繊維の織布などである。
【００２９】
また、製造装置は、上述した手法によって１枚の接着シートを製造するが、その際に、接着層２５の中心層となる接着シートと表裏層となる接着シートとの両方を製造する。つまり、製造装置は、粘度の異なる接着シートを製造する。
【００３０】
例えば、粘度を調整する方法としては、製造装置は、フィラーの添加（シリカのような無機だけでなく有機フィラーも可能)、ガラス繊維（無機だけでなく有機繊維も可能）への含浸を行うことで、粘度の高い接着シートを製造することができる。また、製造装置は、樹脂の重合度合いを変えてゲルタイムを調整することでも、粘度の高い接着シートを製造することができる。また、別の手法としては、製造装置は、材料の分子量を増やして剛直骨格を含有させて粘性を材料の粘性を高めた材料として用いる手法やノボラック型の樹脂のような室温で固形の材料を混ぜ合わせる手法など一般的な手法を用いることができる。
【００３１】
そして、製造装置は、上述した手法で、粘度を低く調整した低粘度調整プリプレグ３５を生成し、同様に、粘度を高く調整した高粘度調整プリプレグ３６を生成する。その後、製造装置は、図３に示すように、２枚の低粘度調整プリプレグ３５で高粘度調整プリプレグ３６を挟んだ状態で、熱版３３で熱圧着して３層から形成される接着層２５としてのプリプレグ３７を作成する。
【００３２】
このように、図３では、一旦個別にプルプレグ化した後に貼り合わせる手法を例示したが、これ以外でも接着層２５を生成することができる。例えば、製造装置は、図４に示すように、ＰＥＴフィルム３０にワニスなどのエポキシ樹脂３１を塗布する。また、製造装置は、上述した手法で粘度を高く調整した高粘度調整プリプレグ３６を生成する。その後、製造装置は、加熱炉にて乾燥させた２枚のＰＥＴフィルム３０におけるエポキシ樹脂３１が塗布された面で、高粘度調整プリプレグ３６を挟むように熱版３３で熱圧着して、プリプレグ３８を作成する。そして、製造装置は、最終的に表面のエポキシ樹脂の粘度が１０００Ｐａ・ｓ以下になるように、上述した粘度を調整する方法によってプリプレグ３８の表面の樹脂層を調整する。この結果、製造装置は、３層から形成される接着層２５を生成することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、無機繊維のガラス繊維ペーパを用いる例を説明したが、アラミドなどの有機繊維を用いても良く、また、必ずしも特定の繊維のペーパを必要とするものでもなく、そのまま熱圧着の工程を経ずに、プリプレグ化してもかまわない。
【００３４】
また、中心層の粘性性が３０００Ｐａ・ｓであれば良いので、この粘性の高い層が複数層からなってもかまわない。複数層の組み合わせとしては、複数材料を組み合わせで複数層の材料を得る場合、また、同一の材料を複数層組み合わせても良い。複数層とする場合は、図３で説明した一旦個別にプルプレグ化した後に貼り合わせる手法や図４で説明したシーケンシャルに貼り合わる手法でも生成することができる。
【００３５】
また、本実施例では、中心層に用いたエポキシ樹脂は、ＰＥＴフィルムに塗布した後に、プリプレグ化した手法を示したが、これに限定されるものではない。例えば、銅箔などの耐熱材料に塗布し、プリプレグ化する段階で完全に硬化した後に銅箔をエッチングアウトしてエポキシ樹脂板とする手法を用いることができる。また、一旦プリプレグ化した後に、銅箔と積層して硬化させ、同様に銅箔をエッチングアウトする方法により一旦エポキシ樹脂板を作成し、さらに、１０００Ｐａ・ｓ以下の接着層を表裏に形成して得られた３層構造体としても良い。さらに、表面の低粘性の材料は、中心層と同一の材料を用いたが、例えば、流れ性が良いものとして、液上樹脂をフィルム化したものを用いることもできる。
【実施例３】
【００３６】
ところで、実施例１や２で説明した３層で形成される接着層（接着シート）は、複数の層で形成される多層基板同士を接合する際以外にも、１層で形成される単層基板同士を接合する際に用いることもできる。なお、ここでは、単層基板同士を接合する例について説明するが、単層基板と多層基板とを接合する際にも同様に用いることができる。また、ここで説明する接着層の製造工程は、所定の製造装置もしくは手作業にておこなわれるが、ここでは製造装置が実施する例について説明する。
【００３７】
そこで、実施例３では、図５を用いて、単層基板同士を接合する例について説明する。図５は、単層基板同士を接合して１枚の積層回路基板を製造する工程を示す図である。図５に示すように、製造装置は、例えば図８などの一般的な手法でランド５２とパターン５３とが生成された単層基板５１に、実施例２で生成された３層から形成される接着シート５０を貼り付ける（ラミネート）。このとき、製造装置は、接着シート５０の両面には粘度を保つためのフィルム５０ａが貼り付けてあるので、このフィルム５０ａが剥がされた面と単層基板５１とを貼り付ける。
【００３８】
続いて、製造装置は、接着シート５０がランド５２と接着されている箇所に貫通孔５４をあけて、あけた貫通孔５４に導電性材料５５を印刷（充填）する。その後、製造装置は、接着シート５０に残っているフィルム５０ａを剥がし、フィルム５０ａを剥がした面と、ランド６２とパターン６３とを有する単層基板６１とを接着する。このとき、製造装置は、単層基板６１のランド６２が導電性材料５５と接着するように貼り付ける。
【００３９】
この結果、製造装置は、単層基板５１と単層基板６１とが接合されるとともに、単層基板５１のランドと単層基板６１のランドとが接続ビア７０で電気的に接合された積層回路基板７１を製造することができる。なお、実施例３では、接着シート５０を積層後にレーザドリルなどで、接着シート５０に貫通孔５４を作成する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、一旦、接着シート５０に貫通孔５４を形成したものを、単層基板５１に貼り合わせしても良い。このように、実施例３によれば、単層基板であっても、多層基板であっても、本願の開示する接着シートを用いることで、ボイドの発生を防止しつつ、ランド間を接合した積層回路基板を製造することができる。
【実施例４】
【００４０】
実施例４では、実施例１〜３で説明した積層回路基板におけるランド間の接合について、具体的な例を挙げて説明する。図６は、ランド間の接続を示す図である。
【００４１】
ランド間に存在する導電性材料は、金属合金粉末と活性化材料と接着樹脂とが混合されたものである。したがって、図６に示すように、金属合金粉末が積層温度で溶解して一体化する過程で熱硬化性の樹脂である接着樹脂と分離して接続ビアとなり、接着材成分が金属の塊の外周を覆う形で分離する。
【００４２】
そして、接続層における表裏層の厚さは、言い換えると、接着シートの表裏それぞれのシートの厚さは、ランドが形成される配線面の厚さと等しいことが好ましい。例えば、接着シートが粘度の低い１層（表層）と、粘度の高い２層（中心層）、粘度の低い３層（裏層）から形成され、接続対象のランドそれぞれが２０μｍであったとする。この場合、１層と３層それぞれの厚さは、２０μｍであることが好ましい。
【００４３】
また、接着シートの表裏それぞれのシートの厚さを、ランドが形成される配線面の厚さから、ランドを有する配線面の残銅率を除いた厚さ以上にすることもできる。例えば、接続する高さが約１１０μｍで、ランドの厚さが最大７０μｍ、平均５５μｍであったとする。この場合、使用した接着シートの仕様のうち、表裏の低粘度の樹脂層の厚さは、残銅率の２０％であるランド間の隙間の体積に合わせ、約４４μｍ（５５μｍ×０．８）とすることが好ましい。この場合、導電性材料を充填するために接着シートには、３００μｍの貫通孔をあけ、その中に導電性材料を充填することとなる。
【００４４】
そして、ランド間を接続する導電性材料の接続ビアは、寄生容量が少なく、ビア径を細く、かつ、短くし、また、ビアの導体部が粗密とならないことが必要となる。このため、ビア接続法として、フィラー間に樹脂が残こる銀などのフィラーを導電性の接着材による接続や銅粉などの導電性ペーストの接触により接続を得る方法などがある。この方法の場合、ビアの金属部が誘電材料である樹脂部と接触する表面積が、同一体積の金属塊が樹脂部と接触する表面積より増加して、寄生容量が増えてしまうので、低融点金属を用いて一体の塊となるようなビア接続方法が有利である。
【００４５】
このため、本願では、寄生容量を小さくするためにビア径を細くする手段として、低融点金属の表面の酸化膜を取り除くための活性剤成分を導電性材料に含ませる。さらに、この活性剤成分を取り込んで硬化するとともに材料の充填性を改善する接着材の成分を、全体の導電性材料の体積の半分以上添加する。この結果、積層時の熱で溶融し、かつ、樹脂分と分離して中心に凝集させ柱状のビアとなる構造とすることができる。
【００４６】
ここで、寄生容量が少なく、ビア径を細く、かつ、短くできる導電性材料の具体例を説明する。例えば、貫通孔に充填した導電性材料は、低融点合金として、錫-銅の粉末および錫ビスマス粉末の混合物を用いる。また、当該導電性材料には、接着材成分として、エポキシ樹脂とその硬化に必要な硬化剤、および、金属粉末の酸化膜除去および活性剤として有機酸を加え、粘度調整のためにチクソ剤を混合粉末に加える。
【００４７】
より詳細には、導電性材料は、樹脂分と金属粉末の体積比は３：２とする。また、エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型とビスフェノールＦ型を用い、硬化剤は、メチルテトラヒドロ無水フタル酸を用いることができ、活性剤は、アジピン酸チクソ剤はスベリン酸アミドを用いることができる。なお、金属粉末に錫ビスマス粉末を選定した理由は、融点１３８度と積層温度１７０度に比較して低いことであり、錫-銅は凝集性を高めるため、および、銅を過飽和まで添加することにより積層後の金属ビアの融点を高めるためである。
【００４８】
この結果、導電性材料は、凝集性がよく、接着材成分が金属の塊の外周を囲う形できれいに分離する。そして、金属面の表面積を最小にてランド間を結合でき、ビアの寄生容量も少なく、強度的な接続信頼性も高くすることができる。
【実施例５】
【００４９】
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に異なる実施例を説明する。
【００５０】
（有用性）
例えば、本実施例１〜４によって、ボイドが低減されたことおよび導電性材料の流動が減少するが、これら以外にも、本実施例１〜４によって製造された積層回路基板が有するビア（以下、「ビア」という）の許容電流も向上させることができる。図７には、１５０℃の電流量とビアの短絡時間との関係を示した。図７に示すように、一般的な銅粉系材料を用いた場合のビア（以下、「従来ビア」という）とビアとのそれぞれに同じ電流を流した場合に、ビアの方が従来ビアよりも寿命が長いことがわかる。したがって、本実施例１〜４によって、ビアの許容電流も向上させることができる。なお、図７は、本実施例で説明した積層回路基板の有用性を示す図である。
【００５１】
なお、本実施例１〜４で説明した３層で形成される接着層（接着シート）の中心層と表裏層とは、同一樹脂材料で、それぞれの硬化の進み度合いを調整した材料でもよい。また、中心層は、積層前に既に表裏層の材料が硬化した材料であってもよい。
【００５２】
（基板）
上記実施例では、多層基板または単層基板を接合した１つの積層回路基板について説明したが、これに限定されるものではない。開示の技術は、目的を達成するため、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、インターポーザ、マザーボード、半導体素子一般、パッケージ基板一般、中継基板一般、回路基板一般に広く適用可能である。また、上記実施例では、基板同士を接続する例について説明したが、開示の接着シートは、電気部品と基板または電気同士などのも適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 積層回路基板
２０、２１ 多層基板
２０ａ、２１ａ スルーホール
２０ｂ、２１ｂ 配線
２２、２３ ランド
２５ 接着層
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 接着材
２６ 導電性材料
２６ａ 金属合金
２６ｂ 接着樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビルトアップ基板において広く利用されているアディティブ法やセミアディティブ法などによる基板製造方法は、層数の増加に伴い、製造手番が大幅に増加し、また、歩留まりが著しく低下している。これらの対策として、別々に製造した基板の層を導電ペーストや導電性材料で一括接続、積層する手法が注目されている。
【０００３】
例えば、積層する基板のビア材料としては、無電解、電解メッキなどの手法により形成される銅のビアやスルーホールが用いられる。また、基板を接合する手法としては、導電性ペーストで基板のランド間を接合する手法や、低融点粉末を含む導電性材料で接合する手法が利用される。また、ＢＧＡ（Ball Grid Array）などの電子部品と基板との接合には、半田材料や上記導電性の接着剤などを用いた接合手法が利用される。
【０００４】
ここで、図８を用いて、一般的な多層基板を用いた貼り合わせ（接合）用の基板の製造方法について説明する。図８は、従来技術に係る貼り合わせ用基板の製造方法の例を示す図である。図８に示すように、まず、スルーホールめっき用の電源供給や表面のパターン形成のために、配線２を有する表面に銅箔が塗布された銅箔層を有する多層基板１に孔をあけて、露出した表面を覆うようにスルーホールめっきを施す。続いて、孔にエポキシ系の樹脂３を入れて孔を埋めて研磨する。その後、基板全体を覆うように蓋めっきを施した後に、パターニングを実施して貼り合わせ用基板が作成される。
【０００５】
このようにして生成された貼り合わせ用基板同士は、接着材料で接合され、当該基板のランド４間は、接着材料に貫通孔を空けて充填させた導電性材料（導電性フィラー）によって電気的に接続される。この結果、個々の多層基板１を接合して１枚の基板を作成することができる。
【０００６】
ところが、図８のような一般的な手法で貼り合わせ用基板を作成した場合、当該基板１の表面は、銅箔層、スルーホールめっき層、蓋めっき層の３層で形成されるので、基板表面の配線パターンやランドが厚くなる。したがって、このような厚い配線パターンやランドを表面に有する基板同士を貼り合わせて１枚の基板を生成する場合、配線間またはランド間を正確にずれることなく貼り合わせるために、粘性の高い接着材料７を用いる必要がある。しかし、粘性の高い接着材料７は、接着対象の表面全体に広がりにくい。この結果として、図９に示すように、基板１と基板５を接合する接着層にボイド８が発生しやすい。なお、図９は、ボイドが発生した例を示す図である。
【０００７】
そして、ボイド８が存在する基板を電子機器に用いた場合には、故障の原因等になりやすいので、ボイド８が残らない接合手法として、接着対象の表面全体に広がりやすい粘性のあるフロー性のよい接着材料を用いて接合する手法が利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１２３４３６号公報
【特許文献２】特開平１１−２０４９３９号公報
【特許文献３】特開平９−２９８３６１号公報
【特許文献４】特許第２６０３０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、フロー性のよい接着材料７を用いた場合には、接着材料に貫通孔をあけて充填させた導電性材料６が基板を接合する際に貫通孔に留まるごとができず、ランド間を電気的に接合することができない場合があるという課題があった。
【００１０】
例えば、接合する際に基板に加えた圧力によって、導電性材料６が貫通孔内に留まることができず、図１０に示すように、フロー性のよい接着材料７とともに、貫通孔内から接着対象の表面に広がってしまう。この結果、ランド間に導電性材料６が存在せず、ランド間を接続することができない。図１０は、ランドを接続する接着材が流れる例を示した図である。
【００１１】
つまり、粘性の高い接着材料を用いて基板同士を接合した場合には、導電性材料が貫通孔内に留まるのでランド間を接続することができるが、ボイドが残ることがあり、故障が発生しやすい基板が生成されてしまう場合がある。一方、フロー性のよい接着材料を用いて基板同士を接合した場合には、ボイドの発生を防止することができるものの、導電性材料が貫通孔内から流れてしまい、ランド間が接続されていない基板が生成されてしまう場合がある。
【００１２】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ボイドの発生を防止しつつ、ランド間を接合することが可能である積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法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】
【００１３】
本願の開示する積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法は、一つの態様において、表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と、表面に第２ランドが形成されている第２配線基板と、前記第１配線基板と前記第２配線基板との間に配置され、前記第１ランドと前記第２ランドを導電性材料にて電気的に接合する接着層と、を有し、前記接続層は、中心層を成す誘電材料の粘度が表裏層を成す誘電材料の粘度よりも高く形成される。
【発明の効果】
【００１４】
本願の開示する積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法の一つの態様によれば、ボイドの発生を防止しつつ、ランド間を接合することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る積層回路基板の断面図を示す図である。
【図２】図２は、接着層を形成する１枚の接着シートを製造する工程例を示す図である。
【図３】図３は、３枚の接着シートを組み合わせた接着層を製造する工程例を示す図である。
【図４】図４は、３枚の接着シートを組み合わせた接着層を製造する工程例を示す図である。
【図５】図５は、単層基板同士を接合して１枚の積層回路基板を製造する工程を示す図である。
【図６】図６は、ランド間の接続を示す図である。
【図７】図７は、本実施例で説明した積層回路基板の有用性を示す図である。
【図８】図８は、従来技術に係る貼り合わせ用基板の製造方法の例を示す図である。
【図９】図９は、ボイドが発生した例を示す図である。
【図１０】図１０は、ランドを接続する接着材が流れる例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本願の開示する積層回路基板、接着シート、積層回路基板の製造方法および接着シートの製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１に係る積層回路基板の断面図を示す図である。図１に示すように、積層回路基板１０は、多層基板２０と多層基板２１とが電気的に接合されて形成される。
【００１８】
多層基板２０は、絶縁体とパターンを積み重ねたものであり、スルーホール２０ａの電源供給や表面のパターン形成のために表面に銅箔が塗布された銅箔層を有する複数の基板が積層される。このような多層基板２０は、スルーホール２０ａとランド２２と配線２０ｂとを有して形成される。スルーホール２０ａは、層間の回路を電気的に接続するものであり、内部にエポキシ系の樹脂が混入される。
【００１９】
ランド２２は、スルーホール２０ａを有する多層基板２０とスルーホール２１ａを有する多層基板２１とを接合して１枚の基板を生成する場合に、多層基板２０と多層基板２１とを電気的に接合する銅箔等である。配線２０ｂは、多層基板２０において、多層基板２１と接続される表面に配置された配線である。なお、多層基板２１は、スルーホール２１ａとランド２３と配線２１ｂとを有し、多層基板２０と同様の部品で形成されるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００２０】
そして、積層回路基板１０は、上記多層基板２０と多層基板２１とを接着層２５を用いて電気的に接合して形成される。接着層２５は、接着材２５ａと接着材２５ｂと接着材２５ｃの３層で形成される接着シートである。
【００２１】
接着層２５ａは、接着材２５ｂと接着材２５ｃとの間に位置する接着層２５の中心層であり、接着材２５ｂおよび接着材２５ｃよりも粘度の高い誘電材料で形成される接着シートなどである。例えば、接着層２５ａは、一般的なエポキシ系の材料でもよく、ポリメイド系、液晶ポリマーなど様々な材料を用いることができる。また、接着層２５ａは、多層基板２０と多層基板２１とを接着する圧力をかけた際などの温度上昇を考慮し、最低粘度を３０００Ｐａ・ｓ（パスカル秒）とすることが好ましい。
【００２２】
接着材２５ｂは、多層基板２０と接着する接着層２５の表面層を形成し、接着層２５ａよりも粘度の低い誘電材料で形成される接着シートなどである。例えば、接着材２５ｂは、接着層２５ａと同様の材料を用いることができ、最低粘度を１０００Ｐａ・ｓとすることが好ましい。また、接着材２５ｃは、多層基板２１と接着する接着層２５の裏面層を形成し、接着層２５ａよりも粘度の低い誘電材料で形成される接着シートなどである。例えば、接着材２５ｃは、接着層２５ａと同様の材料を用いることができ、接着材２５ｂと同様に最低粘度を１０００Ｐａ・ｓとすることが好ましい。
【００２３】
また、接着層２５には貫通孔があけられ、当該貫通孔には、ランド２２とランド２３とを電気的に接続するための導電性材料２６が充填させられる。この導電性材料２６は、金属合金粉末と活性化材料と接着樹脂とが混合されたものである。かかる金属合金粉末は、ランド２２とランド２３と金属間化合物を形成して結合するものである。また、活性化材料は、金属合金粉末を金属合金として一体化させるものである。また、接着樹脂は、金属合金粉末と活性化材料とを混合して粘性を与えて印刷性を持たせるとともに、活性化材料を取り込んで硬化する熱硬化性の樹脂である。
【００２４】
この導電性材料２６では、金属合金粉末が積層温度で溶解して一体化する過程で熱硬化性の樹脂である接着樹脂と分離し、中心が金属粉末が溶け合わされてできた金属合金２６ａの柱となる。そして、導電性材料２６は、金属合金２６ａの柱の周囲を硬化した接着樹脂２６ｂを覆った２重円柱の形状を有する。この結果、積層回路基板１０は、多層基板２０と多層基板２１とが電気的に接続されるビア接続構造を有する電子部品などの積層体となる。
【００２５】
このように、実施例１によれば、多層基板２０または多層基板２１との接合には粘性が強すぎずフロー性のよい接着材２５ｂまたは接着材２５ｃを用いることができるので、ボイドの発生を防止することができる。また、貫通孔に充填された導電性材料２６の周囲を粘度の高い接着層２５ａで覆うことができるので、多層基板２０と多層基板２１とを接合する際に圧力を加えても、導電性材料２６が貫通孔内に留まることができる。この結果、ランド間に導電性材料が存在し、ランド間を電気的に接合することができない。つまり、実施例１によれば、ボイドの発生を防止しつつ、ランド間を接合することが可能である。
【実施例２】
【００２６】
次に、図２〜図４を用いて、図１で説明した接着層２５（接着シート）の製造方法について説明する。図２は、接着層を形成する１枚の接着シートを製造する工程例を示す図であり、図３と図４は、３枚の接着シートを組み合わせた接着層を製造する工程例を示す図である。なお、ここで説明する接着層の製造工程は、所定の製造装置もしくは手作業にておこなわれるが、ここでは製造装置が実施する例について説明する。
【００２７】
図２に示すように、製造装置は、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルム３０にワニスなどのエポキシ樹脂３１を塗布する。例えば、製造装置は、厚さが５０μｍのＰＥＴフィルム３０にエポキシ樹脂３１を１００μｍにて塗布する。また、製造装置は、最終的に粘度を増粘するために、塗布するエポキシ樹脂３１に対してシリカフィラー粉末を加える。さらに、製造装置は、エポキシ樹脂３１とのカップリング性を高めるためのシランカップリング材および希釈溶媒としてトルエン、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）からなる溶剤を混練する。製造装置は、このようにして生成された液状材料をエポキシ樹脂３１として塗布する。
【００２８】
続いて、製造装置は、加熱炉にて乾燥させた２枚のＰＥＴフィルム３０におけるエポキシ樹脂３１が塗布された面で、例えば約１００μｍの厚さであるガラス繊維ペーパ３２を挟むように熱版３３で熱圧着して、接着シートとしてのプリプレグ３４を作成する。このようにして、製造装置は、接着層２５を形成する１枚の接着シートを製造することができる。なお、ガラス繊維ペーパ３２とは、例えばガラス繊維の織布などである。
【００２９】
また、製造装置は、上述した手法によって１枚の接着シートを製造するが、その際に、接着層２５の中心層となる接着シートと表裏層となる接着シートとの両方を製造する。つまり、製造装置は、粘度の異なる接着シートを製造する。
【００３０】
例えば、粘度を調整する方法としては、製造装置は、フィラーの添加（シリカのような無機だけでなく有機フィラーも可能)、ガラス繊維（無機だけでなく有機繊維も可能）への含浸を行うことで、粘度の高い接着シートを製造することができる。また、製造装置は、樹脂の重合度合いを変えてゲルタイムを調整することでも、粘度の高い接着シートを製造することができる。また、別の手法としては、製造装置は、材料の分子量を増やして剛直骨格を含有させて粘性を材料の粘性を高めた材料として用いる手法やノボラック型の樹脂のような室温で固形の材料を混ぜ合わせる手法など一般的な手法を用いることができる。
【００３１】
そして、製造装置は、上述した手法で、粘度を低く調整した低粘度調整プリプレグ３５を生成し、同様に、粘度を高く調整した高粘度調整プリプレグ３６を生成する。その後、製造装置は、図３に示すように、２枚の低粘度調整プリプレグ３５で高粘度調整プリプレグ３６を挟んだ状態で、熱版３３で熱圧着して３層から形成される接着層２５としてのプリプレグ３７を作成する。
【００３２】
このように、図３では、一旦個別にプルプレグ化した後に貼り合わせる手法を例示したが、これ以外でも接着層２５を生成することができる。例えば、製造装置は、図４に示すように、ＰＥＴフィルム３０にワニスなどのエポキシ樹脂３１を塗布する。また、製造装置は、上述した手法で粘度を高く調整した高粘度調整プリプレグ３６を生成する。その後、製造装置は、加熱炉にて乾燥させた２枚のＰＥＴフィルム３０におけるエポキシ樹脂３１が塗布された面で、高粘度調整プリプレグ３６を挟むように熱版３３で熱圧着して、プリプレグ３８を作成する。そして、製造装置は、最終的に表面のエポキシ樹脂の粘度が１０００Ｐａ・ｓ以下になるように、上述した粘度を調整する方法によってプリプレグ３８の表面の樹脂層を調整する。この結果、製造装置は、３層から形成される接着層２５を生成することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、無機繊維のガラス繊維ペーパを用いる例を説明したが、アラミドなどの有機繊維を用いても良く、また、必ずしも特定の繊維のペーパを必要とするものでもなく、そのまま熱圧着の工程を経ずに、プリプレグ化してもかまわない。
【００３４】
また、中心層の粘性性が３０００Ｐａ・ｓであれば良いので、この粘性の高い層が複数層からなってもかまわない。複数層の組み合わせとしては、複数材料を組み合わせで複数層の材料を得る場合、また、同一の材料を複数層組み合わせても良い。複数層とする場合は、図３で説明した一旦個別にプルプレグ化した後に貼り合わせる手法や図４で説明したシーケンシャルに貼り合わる手法でも生成することができる。
【００３５】
また、本実施例では、中心層に用いたエポキシ樹脂は、ＰＥＴフィルムに塗布した後に、プリプレグ化した手法を示したが、これに限定されるものではない。例えば、銅箔などの耐熱材料に塗布し、プリプレグ化する段階で完全に硬化した後に銅箔をエッチングアウトしてエポキシ樹脂板とする手法を用いることができる。また、一旦プリプレグ化した後に、銅箔と積層して硬化させ、同様に銅箔をエッチングアウトする方法により一旦エポキシ樹脂板を作成し、さらに、１０００Ｐａ・ｓ以下の接着層を表裏に形成して得られた３層構造体としても良い。さらに、表面の低粘性の材料は、中心層と同一の材料を用いたが、例えば、流れ性が良いものとして、液上樹脂をフィルム化したものを用いることもできる。
【実施例３】
【００３６】
ところで、実施例１や２で説明した３層で形成される接着層（接着シート）は、複数の層で形成される多層基板同士を接合する際以外にも、１層で形成される単層基板同士を接合する際に用いることもできる。なお、ここでは、単層基板同士を接合する例について説明するが、単層基板と多層基板とを接合する際にも同様に用いることができる。また、ここで説明する接着層の製造工程は、所定の製造装置もしくは手作業にておこなわれるが、ここでは製造装置が実施する例について説明する。
【００３７】
そこで、実施例３では、図５を用いて、単層基板同士を接合する例について説明する。図５は、単層基板同士を接合して１枚の積層回路基板を製造する工程を示す図である。図５に示すように、製造装置は、例えば図８などの一般的な手法でランド５２とパターン５３とが生成された単層基板５１に、実施例２で生成された３層から形成される接着シート５０を貼り付ける（ラミネート）。このとき、製造装置は、接着シート５０の両面には粘度を保つためのフィルム５０ａが貼り付けてあるので、このフィルム５０ａが剥がされた面と単層基板５１とを貼り付ける。
【００３８】
続いて、製造装置は、接着シート５０がランド５２と接着されている箇所に貫通孔５４をあけて、あけた貫通孔５４に導電性材料５５を印刷（充填）する。その後、製造装置は、接着シート５０に残っているフィルム５０ａを剥がし、フィルム５０ａを剥がした面と、ランド６２とパターン６３とを有する単層基板６１とを接着する。このとき、製造装置は、単層基板６１のランド６２が導電性材料５５と接着するように貼り付ける。
【００３９】
この結果、製造装置は、単層基板５１と単層基板６１とが接合されるとともに、単層基板５１のランドと単層基板６１のランドとが接続ビア７０で電気的に接合された積層回路基板７１を製造することができる。なお、実施例３では、接着シート５０を積層後にレーザドリルなどで、接着シート５０に貫通孔５４を作成する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、一旦、接着シート５０に貫通孔５４を形成したものを、単層基板５１に貼り合わせしても良い。このように、実施例３によれば、単層基板であっても、多層基板であっても、本願の開示する接着シートを用いることで、ボイドの発生を防止しつつ、ランド間を接合した積層回路基板を製造することができる。
【実施例４】
【００４０】
実施例４では、実施例１〜３で説明した積層回路基板におけるランド間の接合について、具体的な例を挙げて説明する。図６は、ランド間の接続を示す図である。
【００４１】
ランド間に存在する導電性材料は、金属合金粉末と活性化材料と接着樹脂とが混合されたものである。したがって、図６に示すように、金属合金粉末が積層温度で溶解して一体化する過程で熱硬化性の樹脂である接着樹脂と分離して接続ビアとなり、接着材成分が金属の塊の外周を覆う形で分離する。
【００４２】
そして、接続層における表裏層の厚さは、言い換えると、接着シートの表裏それぞれのシートの厚さは、ランドが形成される配線面の厚さと等しいことが好ましい。例えば、接着シートが粘度の低い１層（表層）と、粘度の高い２層（中心層）、粘度の低い３層（裏層）から形成され、接続対象のランドそれぞれが２０μｍであったとする。この場合、１層と３層それぞれの厚さは、２０μｍであることが好ましい。
【００４３】
また、接着シートの表裏それぞれのシートの厚さを、ランドが形成される配線面の厚さから、ランドを有する配線面の残銅率を除いた厚さ以上にすることもできる。例えば、接続する高さが約１１０μｍで、ランドの厚さが最大７０μｍ、平均５５μｍであったとする。この場合、使用した接着シートの仕様のうち、表裏の低粘度の樹脂層の厚さは、残銅率の２０％であるランド間の隙間の体積に合わせ、約４４μｍ（５５μｍ×０．８）とすることが好ましい。この場合、導電性材料を充填するために接着シートには、３００μｍの貫通孔をあけ、その中に導電性材料を充填することとなる。
【００４４】
そして、ランド間を接続する導電性材料の接続ビアは、寄生容量が少なく、ビア径を細く、かつ、短くし、また、ビアの導体部が粗密とならないことが必要となる。このため、ビア接続法として、フィラー間に樹脂が残こる銀などのフィラーを導電性の接着材による接続や銅粉などの導電性ペーストの接触により接続を得る方法などがある。この方法の場合、ビアの金属部が誘電材料である樹脂部と接触する表面積が、同一体積の金属塊が樹脂部と接触する表面積より増加して、寄生容量が増えてしまうので、低融点金属を用いて一体の塊となるようなビア接続方法が有利である。
【００４５】
このため、本願では、寄生容量を小さくするためにビア径を細くする手段として、低融点金属の表面の酸化膜を取り除くための活性剤成分を導電性材料に含ませる。さらに、この活性剤成分を取り込んで硬化するとともに材料の充填性を改善する接着材の成分を、全体の導電性材料の体積の半分以上添加する。この結果、積層時の熱で溶融し、かつ、樹脂分と分離して中心に凝集させ柱状のビアとなる構造とすることができる。
【００４６】
ここで、寄生容量が少なく、ビア径を細く、かつ、短くできる導電性材料の具体例を説明する。例えば、貫通孔に充填した導電性材料は、低融点合金として、錫-銅の粉末および錫ビスマス粉末の混合物を用いる。また、当該導電性材料には、接着材成分として、エポキシ樹脂とその硬化に必要な硬化剤、および、金属粉末の酸化膜除去および活性剤として有機酸を加え、粘度調整のためにチクソ剤を混合粉末に加える。
【００４７】
より詳細には、導電性材料は、樹脂分と金属粉末の体積比は３：２とする。また、エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型とビスフェノールＦ型を用い、硬化剤は、メチルテトラヒドロ無水フタル酸を用いることができ、活性剤は、アジピン酸チクソ剤はスベリン酸アミドを用いることができる。なお、金属粉末に錫ビスマス粉末を選定した理由は、融点１３８度と積層温度１７０度に比較して低いことであり、錫-銅は凝集性を高めるため、および、銅を過飽和まで添加することにより積層後の金属ビアの融点を高めるためである。
【００４８】
この結果、導電性材料は、凝集性がよく、接着材成分が金属の塊の外周を囲う形できれいに分離する。そして、金属面の表面積を最小にてランド間を結合でき、ビアの寄生容量も少なく、強度的な接続信頼性も高くすることができる。
【実施例５】
【００４９】
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に異なる実施例を説明する。
【００５０】
（有用性）
例えば、本実施例１〜４によって、ボイドが低減されたことおよび導電性材料の流動が減少するが、これら以外にも、本実施例１〜４によって製造された積層回路基板が有するビア（以下、「ビア」という）の許容電流も向上させることができる。図７には、１５０℃の電流量とビアの短絡時間との関係を示した。図７に示すように、一般的な銅粉系材料を用いた場合のビア（以下、「従来ビア」という）とビアとのそれぞれに同じ電流を流した場合に、ビアの方が従来ビアよりも寿命が長いことがわかる。したがって、本実施例１〜４によって、ビアの許容電流も向上させることができる。なお、図７は、本実施例で説明した積層回路基板の有用性を示す図である。
【００５１】
なお、本実施例１〜４で説明した３層で形成される接着層（接着シート）の中心層と表裏層とは、同一樹脂材料で、それぞれの硬化の進み度合いを調整した材料でもよい。また、中心層は、積層前に既に表裏層の材料が硬化した材料であってもよい。
【００５２】
（基板）
上記実施例では、多層基板または単層基板を接合した１つの積層回路基板について説明したが、これに限定されるものではない。開示の技術は、目的を達成するため、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、インターポーザ、マザーボード、半導体素子一般、パッケージ基板一般、中継基板一般、回路基板一般に広く適用可能である。また、上記実施例では、基板同士を接続する例について説明したが、開示の接着シートは、電気部品と基板または電気同士などのも適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 積層回路基板
２０、２１ 多層基板
２０ａ、２１ａ スルーホール
２０ｂ、２１ｂ 配線
２２、２３ ランド
２５ 接着層
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 接着材
２６ 導電性材料
２６ａ 金属合金
２６ｂ 接着樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層回路基板であって、
表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と、
表面に第２ランドが形成されている第２配線基板と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板との間に配置され、前記第１ランドと前記第２ランドを導電性材料にて電気的に接合する接着層と、を有し、
前記接着層は、中心層を成す誘電材料の粘度が表裏層を成す誘電材料の粘度よりも高く形成されることを特徴とする積層回路基板。
【請求項２】
前記接着層における表裏層の厚さは、前記第１ランドまたは前記第２ランドが形成される配線面の厚さと等しいことを特徴とする請求項１に記載の積層回路基板。
【請求項３】
前記接着層における表裏層の厚さは、前記第１ランドまたは前記第２ランドが形成される配線面の厚さから、前記第１ランドまたは前記第２ランドを有する配線面の残銅率を除いた厚さ以上であることを特徴とする請求項１に記載の積層回路基板。
【請求項４】
前記導電性材料は、前記第１ランドまたは前記第２ランドと金属間化合物を形成して結合する金属合金粉末と、前記金属合金粉末を金属合金として一体化させる活性化材料と、前記金属合金粉末と活性化材料とを混合して粘性を与えて印刷性を持たせるとともに前記活性化材料を取り込んで硬化する接着樹脂とが混合されたものであることを特徴とする請求項１に記載の積層回路基板。
【請求項５】
表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と表面に第２ランドが形成されている第２配線基板との間に配置され、前記第１ランドと前記第２ランドを導電性材料にて電気的に接合する接着シートであって、
中心層を成す誘電材料の粘度が表裏層を成す誘電材料の粘度よりも高く形成されることを特徴とする接着シート。
【請求項６】
当該接着シートにあけられた貫通孔に充填された前記導電性材料にて、前記第１ランドと前記第２ランドとを電気的に接合することを特徴とする請求項５に記載の接着シート。
【請求項７】
前記導電性材料は、前記第１ランドまたは前記第２ランドと金属間化合物を形成して結合する金属合金粉末と、前記金属合金粉末を金属合金として一体化させる活性化材料と、前記金属合金粉末と活性化材料とを混合して粘性を与えて印刷性を持たせるとともに前記活性化材料を取り込んで硬化する接着樹脂とが混合されたものであることを特徴とする請求項５に記載の接着シート。
【請求項８】
積層回路基板を製造する製造装置が、
第１配線基板において第１ランドが形成されている表面と、導電性材料を有する接着シートとを接着するステップと、
第２配線基板において第２ランドが形成されている表面と、前記接着シートにおける前記第１配線基板が接続される面とは反対側の面とを、前記第１ランドと前記第２ランドとを導電性材料にて接合されるように接着するステップと、
を含んだことを特徴とする積層回路基板の製造方法。
【請求項９】
積層回路基板を製造する製造装置が、
第１配線基板において第１ランドが形成されている表面と、導電性材料を有する接着シートとを接着するステップと、
第２配線基板において第２ランドが形成されている表面と、前記接着シートにおける前記第１配線基板が接続される面とは反対側の面とを接着するステップと、
前記接着シートにおける前記第１ランドと前記第２ランドとが接着されている箇所に貫通孔をあけて導電性材料を充填させ、前記第１ランドと前記第２ランドとを電気的に接合するステップと
を含んだことを特徴とする積層回路基板の製造方法。
【請求項１０】
表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と表面に第２ランドが形成されている第２配線基板と接合する接着シートを製造する製造装置が、
ポリエステルフィルムにエポキシ樹脂を塗布するステップと、
前記ポリエステルフィルムのエポキシ樹脂が塗布された面と、他のポリエステルフィルムのエポキシ樹脂が塗布された面とで、誘電材料であるガラス繊維ペーパを挟むように熱圧着し、粘度を調整してプリプレグを生成するステップと、
前記粘度が低く調整された２枚のプリプレグで、前記粘度が高く調整されたプリプレグを挟むように熱圧着して、中心層の粘度が表裏層の粘度よりも高く形成される接着シートを製造するステップと
を含んだことを特徴とする接着シートの製造方法。
【請求項１】
積層回路基板であって、
表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と、
表面に第２ランドが形成されている第２配線基板と、
前記第１配線基板と前記第２配線基板との間に配置され、前記第１ランドと前記第２ランドを導電性材料にて電気的に接合する接着層と、を有し、
前記接着層は、中心層を成す誘電材料の粘度が表裏層を成す誘電材料の粘度よりも高く形成されることを特徴とする積層回路基板。
【請求項２】
前記接着層における表裏層の厚さは、前記第１ランドまたは前記第２ランドが形成される配線面の厚さと等しいことを特徴とする請求項１に記載の積層回路基板。
【請求項３】
前記接着層における表裏層の厚さは、前記第１ランドまたは前記第２ランドが形成される配線面の厚さから、前記第１ランドまたは前記第２ランドを有する配線面の残銅率を除いた厚さ以上であることを特徴とする請求項１に記載の積層回路基板。
【請求項４】
前記導電性材料は、前記第１ランドまたは前記第２ランドと金属間化合物を形成して結合する金属合金粉末と、前記金属合金粉末を金属合金として一体化させる活性化材料と、前記金属合金粉末と活性化材料とを混合して粘性を与えて印刷性を持たせるとともに前記活性化材料を取り込んで硬化する接着樹脂とが混合されたものであることを特徴とする請求項１に記載の積層回路基板。
【請求項５】
表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と表面に第２ランドが形成されている第２配線基板との間に配置され、前記第１ランドと前記第２ランドを導電性材料にて電気的に接合する接着シートであって、
中心層を成す誘電材料の粘度が表裏層を成す誘電材料の粘度よりも高く形成されることを特徴とする接着シート。
【請求項６】
当該接着シートにあけられた貫通孔に充填された前記導電性材料にて、前記第１ランドと前記第２ランドとを電気的に接合することを特徴とする請求項５に記載の接着シート。
【請求項７】
前記導電性材料は、前記第１ランドまたは前記第２ランドと金属間化合物を形成して結合する金属合金粉末と、前記金属合金粉末を金属合金として一体化させる活性化材料と、前記金属合金粉末と活性化材料とを混合して粘性を与えて印刷性を持たせるとともに前記活性化材料を取り込んで硬化する接着樹脂とが混合されたものであることを特徴とする請求項５に記載の接着シート。
【請求項８】
積層回路基板を製造する製造装置が、
第１配線基板において第１ランドが形成されている表面と、導電性材料を有する接着シートとを接着するステップと、
第２配線基板において第２ランドが形成されている表面と、前記接着シートにおける前記第１配線基板が接続される面とは反対側の面とを、前記第１ランドと前記第２ランドとを導電性材料にて接合されるように接着するステップと、
を含んだことを特徴とする積層回路基板の製造方法。
【請求項９】
積層回路基板を製造する製造装置が、
第１配線基板において第１ランドが形成されている表面と、導電性材料を有する接着シートとを接着するステップと、
第２配線基板において第２ランドが形成されている表面と、前記接着シートにおける前記第１配線基板が接続される面とは反対側の面とを接着するステップと、
前記接着シートにおける前記第１ランドと前記第２ランドとが接着されている箇所に貫通孔をあけて導電性材料を充填させ、前記第１ランドと前記第２ランドとを電気的に接合するステップと
を含んだことを特徴とする積層回路基板の製造方法。
【請求項１０】
表面に第１ランドが形成されている第１配線基板と表面に第２ランドが形成されている第２配線基板と接合する接着シートを製造する製造装置が、
ポリエステルフィルムにエポキシ樹脂を塗布するステップと、
前記ポリエステルフィルムのエポキシ樹脂が塗布された面と、他のポリエステルフィルムのエポキシ樹脂が塗布された面とで、誘電材料であるガラス繊維ペーパを挟むように熱圧着し、粘度を調整してプリプレグを生成するステップと、
前記粘度が低く調整された２枚のプリプレグで、前記粘度が高く調整されたプリプレグを挟むように熱圧着して、中心層の粘度が表裏層の粘度よりも高く形成される接着シートを製造するステップと
を含んだことを特徴とする接着シートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２５８８３８（Ｐ２０１１−２５８８３８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３３４０６（Ｐ２０１０−１３３４０６）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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