JPH04263486A - 焼結導体配線基板とその製造方法 - Google Patents

焼結導体配線基板とその製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は焼結導体配線基板とその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近は、電気回路で達成できる機能が随
分と多くなり、それに伴い電気回路が複雑になり、そこ
に使う電気部品の数がずいぶん増えてきた。そのために
、配線基板は複雑になり、小型化も要求されるようにな
った。これらの問題を解決するために、配線の密度がど
んどん大きくなると共に多層化の傾向が現れてきた。
【０００３】従来の印刷多層配線基板の製造法は樹脂支
持体上の銅箔を化学的にエッチング（フォトエッチ）し
、パターンを形成したものを複数枚積層し、上下面貫通
した穴を明け、穴の内面にメッキを施して各層の相互接
続を行うというものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】貫通穴はドリルで開け
るために直径３００μ位が限界であり、また、各層間の
接続がメッキによるものであるために各層間の位置精度
や貫通穴の内面の形状に厳しい精度が要求され、層数が
多くなると歩留まりが悪くなった。また高密度化すると
貫通穴が増加し、かえって配線できるスペ−スが狭くな
る。これが高密度化の障害になっていた。また、工程中
に使うエッチング液等の廃液も問題であった。また、工
程も長かった。従って、コスト的にも高いものであった
。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、離型性の基板上に焼結性導電体を焼結し、これを樹
脂支持体に転写して配線基板を得ている。また、これを
複数枚積層し、各層間の接続を導電性接続材で接続して
多層の配線基板を得るようにしている。
【０００６】
【作用】そのために、フォトエッチを使わず製法が簡単
で、各層間の位置精度も従来の製法のものに比べて緩く
てよいために多層化が容易である。そのため、高密度の
且つコストの安い印刷配線基板が得られる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の焼結導体配線基板とその製造
方法方法について図面を参照しながら説明する。図１は
本発明の焼結導体配線基板の断面図である。
【０００８】図１において、１０１は樹脂基板であり、
１０２は焼結導体でできたパターン状の配線であり、接
着剤層１０３によって樹脂基板上にくっついている。
【０００９】図２は図１のものと基本的な構成は同じで
あるが、焼結導体の一部が樹脂支持体からはみ出してい
る。この形状のものは一般的にはＴＡＢ（テープオート
メーティテッドボンディングの略）と呼ばれている。２
０１は樹脂基板であり、ポリイミドやＰＥＴが使える。 ２０２は焼結導体であり、金、銀、銅等ある。２０３は
接着剤層で、エポキシ樹脂等が使える。２０４はＩＣを
つけるために開けた窓である。２０５はリードと呼ばれ
るもので、ＩＣ等の外部回路への接続に利用する。
【００１０】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は図１、図２の焼
結導体配線基板の製造方法を示す工程図である。図３（
ａ）において、３０１は離型性基板である。例えば、六
方晶窒化硼素（ｈ−ＢＮ）が好ましい。このほかにも、
アルミナ基板上にアクアダック（日本アチソン株式会社
製、商品名水性グラファイト塗料）を塗布し、乾燥させ
たものが使える。アルミナ基板そのものでも、焼成の条
件や焼成用導体ペーストの組成により容易に剥離させる
ことが可能であり、使用可能である。１０２は焼成済み
の焼結導体でできた配線である。これは、前記基板の上
にスクリーン印刷等により導体ペーストを印刷し、高温
で焼成、焼結したものである。金、銀、銅等高導電率の
焼結導体の配線が可能である。この製法はセラミック関
係の技術者にはよく知られたものである。次に図３（ｂ
）のように、この焼結導体配線の上に接着剤層１０３を
有する樹脂支持体１０１を重ね、加熱押圧し、接着剤層
により焼結導体配線を樹脂支持体に転写する。図３（ｃ
）は転写後の状態を示している。離型性基板は再び使用
可能である。
【００１１】図２のリードつきの焼結導体配線基板は焼
結導体が樹脂支持体から適当な長さにはみ出るようにし
て転写すればできる。
【００１２】図１の焼結導体配線基板の両面に焼結導体
を転写した両面焼結導体配線基板を作ることもできる。
【００１３】図４（ａ）から（ｅ）は樹脂支持体の両面
に焼結導体を転写した両面焼結導体配線基板の製造方法
を示す工程図である。図４（ａ）から図４（ｃ）は穴を
開け、かつ両面に接着剤層を有する樹脂支持体４０１を
用いている以外は図３（ａ）から図３（ｃ）と同じであ
る。図４（ｄ）は穴に導電性接続材４０２を埋め込んで
いる工程である。スキージ４０３で導電性接続材４０２
をすりこむ。このようにした後、図４（ａ）から図４（
ｃ）の工程をもう一度くり返えして図４（ｅ）のように
両面焼結導体配線基板をえる。４０４は裏面の焼結導体
である。導電性接続材は例えば半田のような低融点の金
属やあるいは例えば銀ペーストのような金属粉末入りの
ペーストであってもよい。
【００１４】図５は多層焼結導体配線基板の断面図を示
す。穴の開いた樹脂支持体５０１の表面に接着剤層５０
３によって焼結導体５０２を転写し、穴に導電性接続材
５０４を埋め込み、積層したものである。製造方法は図
４（ｄ）の工程を終わった焼結導体配線基板を複数枚と
図４（ｄ）の工程を終わった両面焼結導体配線基板一枚
を穴の位置を合わせて重ね合わせ、加熱押圧して積層す
る。
【００１５】図５において焼結導体は接着剤に埋もれた
形に描いてあるが、加熱押圧するとこのようになり、機
械的に強固な多層焼結導体配線基板ができる。
【００１６】今までは離型性基板の表面は平坦であると
して説明したが、少し加工をおこなうことで上下の焼結
導体を確実に接続させることができる。
【００１７】図６（ａ）（ｂ）は離型性基板の表面に凹
部を作った場合の焼結導体の形と接続状態を示す断面図
である。図６（ａ）の６０１は表面に凹部を設けた離型
性基板である。
【００１８】この穴は異なる層の焼結導体配線基板上の
焼結導体を結合するために開けた樹脂支持体に開けた穴
の位置に対応している。すなわち、この離型性基板で作
った焼結導体には突起６０２ができる。図６（ｂ）は接
続部分の拡大図である。ここで、６０３は穴を開けた樹
脂支持体であり、６０４は焼結導体、６０５は導電性接
続材である。積層するとき、焼結導体でできた突起６０
２は穴に入り、導電性接続材を圧迫し、接続を確実にす
る。
【００１９】突起６０２は図１の焼結導体の上に印刷な
どでつけることもできる。 （実施例１）表面を平坦にした六方晶窒化硼素の板（デ
ンカ株式会社製、商品名ＴＧグレード）に以下の組成の
焼結性の導体ペースト を幅３００μｍのストライプ状のラインにスクリーン印
刷した。この導体ぺ−ストの作製方法は、上記の無機組
成にエチルセルロ−スをテルピネオ−ルで溶解させたビ
ヒクルを３段ロ−ルにて混練して得たものである。
【００２０】これを１２０℃−１０分間の乾燥の後、窒
素中の雰囲気でメッシュベルト炉で焼成した。その条件
は、９００℃−１０分間保持で投入から取り出しまで６
０分であった。その結果、焼結導体（焼結銅）のパタ−
ンが基板から剥がれる事が無く精度よく形成できた。焼
結導体のパタ−ン幅は約３００μｍで幅方向の収縮はほ
とんど無く、焼結導体の厚みは約１５μｍであった。
【００２１】エポキシ接着剤つきのポリイミドシート（
東レ株式会社製、　　ＦＰＣ用カバーレイシート以下単
にポリイミドシートと呼ぶ）を上記焼結導体の上に、焼
結導体の一部がポリイミドシートの端から１ｍｍほどは
み出るように重ねた後、１６０℃に加熱可圧した。冷却
後、ポリイミドシートを剥がしたところ、焼結導体はポ
リイミドシートに接着した。はみ出た焼結導体はフィン
ガー状に突き出た状態になり、一般に知られているＴＡ
Ｂができた。
【００２２】（実施例２）実施例１において、六方晶窒
化硼素の板の上にストライプ状の焼結導体を形成する際
、金導体、銅導体、金導体の三層構造にした。金ペース
トは約１μｍの金粉とガラス粉末を無機成分とし、これ
に前記ビヒクルを加えて作製した。銅導体は実施例１の
銅ペ−ストを使用した。両ぺ−ストをスクリ−ン印刷法
に金、銅金の順に重ねて印刷した。焼成条件は窒素中の
雰囲気で８５０℃−１０分間保持で実施例１と同様に行
った。
【００２３】このようにして作った三層構造の焼結導体
を実施例１と同様にポリイミドシートに転写すると、焼
結金で覆われたフィンガーをもつＴＡＢができた。
【００２４】（実施例３）実施例１で作った六方晶窒化
硼素上の焼結導体の上に半田フラックスを塗布し、溶融
した半田にディップしたところ、焼結導体は基板から離
れる事なくきれいに表面に半田を盛ることができた。こ
れを用いて実施例１と同等にポリイミドシートに転写す
ると、半田のついたフィンガーを有するＴＡＢができた
。
【００２５】（実施例４）実施例１と同様に焼結導体の
配線を作った。必要なところに穴を開けたポリイミドシ
ートを位置合わせして重ね加熱加圧して、焼結導体を転
写して焼結導体配線基板をえた。この焼結導体配線基板
の焼結導体のない側から熱可塑性のバインダの銀ペース
トを穴に擦り込んだ後、ペーストを乾燥させた。また、
もう一つの焼結導体の配線を実施例１と同様につくり、
先に作った焼結導体配線基板を位置合わせして、加熱加
圧し、焼結導体を転写して両面焼結導体配線基板を得た
。上下面の焼結導体は、穴に埋め込んだ銀ペーストで電
気的に接続できた。
【００２６】（実施例５）六方晶窒化硼素基板の表面の
必要なところに凹部を作った。これを離型性基板として
、実施例１と同様にこの上にスクリーン印刷を行い、焼
成し、穴の開いたポリイミドシートを位置合わせし、加
熱加圧して焼結導体を転写した。離型性基板の凹部に対
応したところに焼結導体の突起ができた。この焼結導体
配線基板の穴に熱可塑性の銀ペーストを埋め込んだ。 このようなものを複数枚作成し、突起と穴の位置を合わ
せ、加熱加圧して積層して多層焼結導体配線基板を得た
。この多層焼結導体配線基板は各層の接続が完全であっ
た。
【００２７】（実施例６）アルミナ基板の上にアクアダ
ック（日本アチソンン株式会社製グラファイトの分散液
の商標）を塗布し、乾燥させて離型性基板を作った。こ
の離型性基板を用いて、実施例１と同様に焼成したとこ
ろ、グラファイトは消失し、アルミナの上に、焼結導体
のパターンをえた。これに、ポリイミドシートを重ね加
熱加圧し、剥がしたところ、焼結導体が転写しされ、焼
結導体配線基板を得た。
【００２８】（実施例７）アルミナ基板の上に、無機成
分として約１μｍの平均粒径の銅粉末だけを用い実施例
１と同様のビヒクルとともに混練した銅導体ペーストを
スクリ−ン印刷した。これは無機成分中に基板との接着
を助ける添加物を一切含まないものである。焼成条件は
実施例１と同じ条件で行った。この焼結導体はアルミナ
基板との接着力が弱く、ポリイミドシートを重ね、加熱
加圧すると、転写し、焼結導体配線基板を得た。
【００２９】
【発明の効果】本発明を用いれば、精度の高い高密度回
路基板が得られるだけではなく、製法が簡単で、廃液等
の生ずる工程もなく、製造設備がコンパクトにであるた
めに、コストも安くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼結導体配線基板の断面図である。
【図２】焼結導体の一部が樹脂支持体からはみ出してい
る焼結導体配線基板の断面図である。
【図３】焼結導体配線基板の製造方法を示す工程図であ
る。
【図４】両面焼結導体配線基板の製造方法を示す工程図
である。
【図５】多層焼結導体配線基板の断面図である。
【図６】離型性基板の表面に凹部を作った場合の焼結導
体の形と接続状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１、２０１、４０１、５０１、６０３　　樹脂基板
１０２、２０２、４０４、５０２、６０４　　焼結導体
１０３、２０３、５０３　　接着剤層 ２０４　　窓 ２０５　　リード ３０１、６０１　　離型性基板 ４０２、５０４、６０５　　導電製接続材４０３　　ス
キージ ６０２　　突起

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　焼結導体を樹脂基板上に構成したこと
    を特徴とする焼結導体配線基板。
  2. 【請求項２】　　焼結導体が樹脂基板の外まではみ出し
    ていることを特徴とする請求項１に記載の焼結導体配線
    基板。
  3. 【請求項３】　　焼結導体を穴の開いた樹脂基板の両面
    に構成し、穴に埋められた導電性接続材で上下の層の焼
    結導電体が電気的に結合していることを特徴とする両面
    焼結導体配線基板。
  4. 【請求項４】　　焼結導体の一部がを穴の中に入りこむ
    ように、凸状に形成したことを特徴とする請求項３に記
    載の両面焼結導体配線基板。
  5. 【請求項５】　　導電性接続材が低融点金属であること
    を特徴とする請求項３に記載の両面焼結導体配線基板。
  6. 【請求項６】　　導電性接続材が導電性粉末入りペース
    トであることを特徴とする請求項３に記載の両面焼結導
    体配線基板。
  7. 【請求項７】　　焼結導電体を穴の開いた樹脂支持体上
    に構成し、これを複数枚積層した物であって、穴に埋め
    られた導電性接続材で各層の導電体が電気的に結合して
    いることを特徴とする多層焼結導体配線基板。
  8. 【請求項８】　　焼結導電体の一部がを穴の中に入りこ
    むように、凸状に形成したことを特徴とする請求項７に
    記載の多層焼結導体配線基板。
  9. 【請求項９】　　導電性接続材が低融点金属であること
    を特徴とする請求項７に記載の多層焼結導体配線基板。
  10. 【請求項１０】　　導電性接続材が導電性粉末入りペー
    ストであることを特徴とする請求項７に記載の多層焼結
    導体配線基板。
  11. 【請求項１１】　　離型性基板上に焼結性ペーストを印
    刷し、焼結した後、これを樹脂支持体上に転写して作成
    することを特徴とする焼結導体配線基板の製造方法。
  12. 【請求項１２】　　離型性基板に六方晶窒化硼素（ｈ−
    ＢＮ）を使うことを特徴とする請求項１１に記載の焼結
    導体配線基板の製造方法。
  13. 【請求項１３】　　離型性基板上に焼結性ペーストを印
    刷し、焼結した後、これを穴に導電性接続材を埋めた樹
    脂支持体の両面に転写して作成することを特徴とする両
    面焼結導体配線基板の製造方法。
  14. 【請求項１４】　　焼結導体の一部が樹脂支持体の穴に
    入りこむように、離型性基板状に凹部を設けたことを特
    徴とする請求項１３に記載の両面焼結導体配線基板の製
    造方法。
  15. 【請求項１５】　　離型性基板に六方晶窒化硼素（ｈ−
    ＢＮ）を使うことを特徴とする請求項１３または１４の
    いずれかに記載の両面焼結導体配線基板の製造方法。
  16. 【請求項１６】　　離型性基板上に焼結性ペーストを印
    刷し、焼結した後、穴を明けた樹脂支持体上に転写して
    焼結導体配線基板を作り、穴に導電性接続材を埋め込み
    、積層して作成することを特徴とする多層焼結導体配線
    基板の製造方法。
  17. 【請求項１７】　　焼結導体の一部が樹脂支持体の穴に
    入りこむように、離型性基板の表面に凹部を形成したこ
    とを特徴とする請求項１６に記載の多層焼結導体配線基
    板の製造方法。
  18. 【請求項１８】　　離型性基板に六方晶窒化硼素（ｈ−
    ＢＮ）を使うことを特徴とする請求項１６または１７の
    いずれかに記載の多層焼結導体配線基板の製造方法。
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