JPH11140280A

JPH11140280A - スルーホール充填用ペースト及びそれを用いたプリント配線板

Info

Publication number: JPH11140280A
Application number: JP9327104A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Sumi; 泰志墨; Masahiko Okuyama; 雅彦奥山
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1999-05-25
Anticipated expiration: 2017-11-11
Also published as: JP3415756B2

Abstract

(57)【要約】【課題】穴埋め工程において生成する硬化体からの銅
メッキ層の剥がれ等を生ずることがなく、また、ビルド
アップ層におけるクラックの発生等が抑えられるスルー
ホール充填用ペースト及びそれを用いたプリント配線板
を提供する。【解決手段】金属フィラーとエポキシ樹脂組成物とか
らなるペーストを使用する。金属フィラーとしては、球
状であって、平均粒径０．５〜２０μｍの銅粉等を使用
する。特に、黒化処理された銅粉が好ましい。また、エ
ポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ
樹脂を７０〜９９重量部、ビスフェノールＡ型及びビス
フェノールＦ型エポキシ樹脂を１〜３０重量部使用し、
このエポキシ樹脂に特定量のイミダゾール系等の硬化剤
を添加してエポキシ樹脂組成物とする。尚、穴埋め工程
における加熱温度は１２０〜１７０℃、はんだリフロー
工程における加熱温度は２３０〜２８０℃とすることが
好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板に
設けられたスルーホールに充填して用いられるスルーホ
ール充填用ペースト及びそれを用いたプリント配線板に
関する。本発明のペーストは、密度の高いプリント配線
板、特に多層プリント配線板において有用であり、ＭＰ
Ｕ用ＩＣパッケージなど、過酷な使用条件に晒される各
種の情報通信用プリント配線板において使用することが
できる。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の性能向上を目的とし
て、プリント配線板において、フォトプロセスを利用し
た配線の高密度化或いはビルドアップ工法による多層化
等が種々検討されている。しかし、従来のプリント配線
板では、その表面にスルーホールが開口しており、スル
ーホール上には配線を形成することができなかった。そ
のため、スルーホールを回避して配線を引き回すなど、
設計上の制約があり、目的とする配線の高密度化或いは
多層化の妨げとなっていた。

【０００３】そこで、最近では、スルーホール内に樹脂
ペーストを充填し、スルーホール上にも配線し、また、
絶縁層をビルドアップし、配線の高密度化或いは多層化
を達成しようという方法が開発され、注目を浴びてい
る。このペーストには硬化時の熱収縮を抑えるためフィ
ラーが添加されており、一般にシリカ等の無機フィラー
が用いられている（特開平２−２８４９５１号公報
等）。更に、基板の表裏の導通をとるためスルーホール
の壁面等には銅メッキ層が形成されている（特開平５−
２８９１９号公報等）。このような構造のプリント基板
においてアディティブ法によって配線し、絶縁層をビル
ドアップする場合、バイアホールをスルーホールの上に
形成することはできず、図３のようにスルーホールを回
避して形成しなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、、プリント配
線板における高密度化或いは多層化の要求はますます高
まっており、スルーホール上にバイアホールを形成する
ことも必要になってきている。そのためにはスルーホー
ル上にも銅メッキ層を形成する必要がある。しかし、樹
脂にシリカ等の無機フィラーを添加した従来のペースト
では、穴埋め工程において生成した硬化体とスルーホー
ル上に形成された銅メッキ層との密着性に劣り、図４の
ように銅メッキ層が硬化体から剥離したり、一部に膨れ
を生じたりして、硬化体表面と銅メッキ層との間に空隙
を生じてしまう等の問題がある。また、樹脂と無機フィ
ラーとの密着性も不十分であり、硬化体そのものに気泡
を生ずることもある。

【０００５】一方、樹脂に銅或いは銀等の金属フィラー
を添加した導電性ペースト（特開平８−３１１１５７公
報、特開平７−１４４２７号公報、特公平８−２１２５
４号公報等）も提供されており、このペーストを用いれ
ば硬化体と銅メッキ層との密着性は改善される。しか
し、依然としてスルーホール上の銅メッキ層の剥離、膨
れを十分に抑えることはできず、特に、厳しい使用環境
において高信頼性を要求される用途では問題が残る。ま
た、スルーホールの壁面に形成された銅メッキ層と硬化
体との間が剥離し、隙間を生ずることもある。

【０００６】更に、はんだリフロー工程における硬化体
の熱収縮によって、ビルドアップ層において厚さ方向に
引張応力が発生し、ビルドアップ層にクラックを生ずる
こともある。また、ペーストの組成等によっては、はん
だリフロー工程において生成した硬化体が硬く脆くな
り、硬化体そのものにクラックが発生することもある。
更に、熱サイクル試験等において、この硬化体にクラッ
クを生ずることもある。

【０００７】本発明は、上記の従来の問題を解決するも
のであり、穴埋め工程において生成するペーストの硬化
体と、スルーホール上に形成された銅メッキ層との密着
性に優れ、銅メッキ層が剥離したり、膨れを生じたりす
ることのないスルーホール充填用ペースト及びそれを用
いたプリント配線板を提供することを目的とする。ま
た、本発明のペーストを使用すれば、スルーホールの壁
面に形成された銅メッキ層と硬化体との間の剥離、及び
はんだリフロー工程でのビルドアップ層におけるクラッ
クの発生も十分に抑えられる。そのため、このペースト
は、特に、厳しい使用環境において高信頼性を要求され
る用途におけるプリント配線板においても使用すること
ができる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１発明のスルーホール
充填用ペーストは、プリント配線板のスルーホールに充
填して用いられるスルーホール充填用ペーストにおい
て、該ペーストは、平均粒径０．５〜２０μｍの金属フ
ィラーと、エポキシ樹脂及び硬化剤により構成されるエ
ポキシ樹脂組成物とからなり、該エポキシ樹脂組成物を
１００重量部とした場合に、上記エポキシ樹脂は９０〜
９９．５重量部であり、上記硬化剤は０．５〜１０重量
部であって、上記金属フィラーは５００〜１０００重量
部であり、且つ上記ペーストの２５℃における粘度が２
００００ポイズ以下であって、穴埋め工程における加熱
による上記ペーストの揮発分が１．０％以下であり、上
記穴埋め工程における加熱によって生成する第１硬化体
をはんだリフロー工程において加熱し、冷却することに
より生成する第２硬化体の、上記スルーホールの長さ方
向における収縮率が０．１％以下であることを特徴とす
る。尚、この収縮率は下記の式によって表わされる。収縮率（％）＝（スルーホールの長さ方向における第１
硬化体の長さ−スルーホールの長さ方向における第２硬
化体の長さ）／スルーホールの長さ方向における第１硬
化体の長さ×１００

【０００９】第１発明において、上記「ペースト」の２
５℃における粘度は「２００００ポイズ以下」であり、
特に１５０００ポイズ以下、更には１００００から５０
０ポイズであることが好ましい。この粘度が２００００
ポイズを越える場合は、スルーホールにペーストを充填
する際の作業性が大きく低下する。また、穴埋め工程に
おけるペーストの揮発分は「１．０％以下」であり、特
に０．２％以下であることが好ましい。この揮発分が
１．０％を越える場合は、信頼性試験等においてスルー
ホール上の銅メッキ層の剥離、膨れを生じ、また、上記
「第１硬化体」に気泡が発生することもある。更に、ス
ルーホールの壁面に形成された銅メッキ層と第１硬化体
との間が剥離し、隙間を生ずることもある。

【００１０】更に、はんだリフロー工程において生成す
る上記「第２硬化体」の収縮率が０．１％を越える場合
は、このはんだリフロー工程における冷却の後、或いは
その後の信頼性試験等において、ビルドアップ層にクラ
ックが発生することがある。このような銅メッキ層の剥
離、膨れ、及びスルーホール内における隙間、或いはビ
ルドアップ層におけるクラックなどを抑えるため、第１
発明では、硬化時に収縮し難い樹脂に、特に高い量比で
金属フィラーを添加し、これをスルーホール充填用ペー
ストとして使用する。また、このペーストでは、揮発性
の溶媒等を必要としない。そのため、穴埋め工程におけ
る硬化時の揮発分が非常に少なく、これによって第１硬
化体における気泡の発生が抑えられる。

【００１１】上記「金属フィラー」としては、銅、銀及
びこれらの混合物等の粉末からなるフィラーを用いるこ
とができる。これら金属粉末の平均粒径が０．５μｍ未
満では、第１硬化体と銅メッキ層との密着性が低下す
る。一方、この平均粒径が２０μｍを越える場合も、第
１硬化体と銅メッキ層との剥離を生じ、銅メッキ層に膨
れを生ずることがある。また、金属フィラーの添加量が
５００重量部未満では、第１硬化体の吸水率が高くな
る。更に、はんだリフロー工程での第２硬化体の収縮率
が大きくなり、ビルドアップ層においてクラックが発生
する。一方、この添加量が１０００重量部を越える場合
は、ペーストの粘度が上昇しスルーホールへ充填する際
の作業性が低下する。

【００１２】金属粉末の平均粒径は特に３〜１５μｍ、
更には５〜１０μｍの範囲が好ましい。また、金属フィ
ラーの添加量は特に５００〜８００重量部の範囲が好ま
しい。金属粉末の平均粒径及び金属フィラーの添加量が
この範囲であれば、第１硬化体と銅メッキ層との剥離強
度はより高くなり、且つはんだリフロー工程でのビルド
アップ層におけるクラックの発生も十分に抑えられる。

【００１３】金属フィラーとしては、銅メッキとの親和
性に優れる銅粉末からなるフィラーが特に好ましい。ま
た、銅粉末には球状、フレーク状、樹枝状等があるが、
得られるペーストの２５℃における粘度が２００００ポ
イズ以下である限り、特に限定はされない。しかし、多
量に添加した場合のペーストの粘度上昇を抑えるため、
少なくともその半分量以上が球状粉末からなるフィラー
を使用することが好ましい。更に、球状の銅粉末をソフ
トエッチングしたもの、或いは第２発明のように、この
銅粉末を「黒化処理」したものを用いることがより好ま
しい。この黒化処理により、粉末粒子の表面には酸化銅
からなる針状の被膜が形成されて粗面化され、アンカー
効果及び化学的な親和性の向上によって樹脂と銅粉末と
の密着性が高まる。それによって第１硬化体における気
泡の発生が抑えられ、且つこの硬化体と銅メッキ層との
密着性も向上する。

【００１４】また、第３発明のように、金属フィラーの
表面を「エポキシ基を有するシランカップリング剤」に
よって処理することにより、エポキシ樹脂と金属フィラ
ーとの親和性を高めることもできる。特に、疎水基側に
エポキシ基を有するエポキシシランを使用することによ
り、第１硬化体の吸水率を低下させることもできる。

【００１５】エポキシ樹脂は一般に硬化時の収縮が他の
樹脂に比べて小さく、スルーホール充填用ペーストの用
途において有用である。第１発明において、上記「エポ
キシ樹脂組成物」は、エポキシ樹脂と所要量の硬化剤と
からなる。この「硬化剤」としては酸無水物又は触媒系
のものなどを広く用いることができる。しかし、ペース
トの粘度及び第１硬化体の吸水率等を低下させるために
は、触媒系、例えば、イミダゾール系の硬化剤が特に好
ましい。また、硬化剤は、特に２〜７重量部、更には５
重量部程度とすることが好ましい。

【００１６】第４発明において、上記「フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂」は、硬化時の収縮がより小さ
く、且つＴｇも比較的高く、スルーホール充填用ペース
トの用途において有用である。しかし、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂と金属フィラーとからなるペース
トでは、第２硬化体が硬く脆くなり、その後の熱サイク
ル等の熱履歴などによって、第２硬化体そのものにクラ
ックが発生するとの問題がある。そのため、第４発明で
は、このフェノールノボラック型エポキシ樹脂に可とう
性に優れる他の種類のエポキシ樹脂を配合する。それに
よって、第２硬化体の硬さが調整され、この硬化体その
もののクラックの発生が抑えられる

【００１７】この可とう性に優れるエポキシ樹脂として
は、上記「ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂」及び上記
「ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂」を使用することが
できる。これらのビスフェノール型エポキシ樹脂は、通
常、硬化時の収縮率がフェノールノボラック型エポキシ
樹脂に比較して大きく、Ｔｇも低い。しかし、可とう性
が大きく、また、室温における粘度が比較的低いものが
多く、吸水率も低い。そのため、フェノールノボラック
型エポキシ樹脂にビスフェノール型エポキシ樹脂を配合
することにより、スルーホールへの充填の作業性に優
れ、且つはんだリフロー工程での硬化後、適度な硬さを
有するペーストとすることができる。尚、エポキシ樹脂
は、そのＴｇが１２５℃以上、特に１３０℃以上、更に
は１４０℃以上であれば、十分な耐熱性を有する。

【００１８】ビスフェノール型エポキシ樹脂の、フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂への配合量が１重量部未
満では、第２硬化体が硬くなりすぎ、この硬化体そのも
のにクラックが発生することがある。また、ペーストの
粘度が高く、スルーホールへの充填が容易ではない。一
方、この配合量が３０重量部を越える場合は、はんだリ
フロー工程での第２硬化体の収縮率が大きくなり、ビル
ドアップ層においてクラックが発生することがある。更
に、エポキシ樹脂の耐熱性も低下する傾向にある。この
配合量は５〜２５重量部、特に１０〜２０重量部とする
ことが好ましい。この範囲の配合量であれば、充填し易
く、且つはんだリフロー工程での収縮率の小さいペース
トとすることができる。

【００１９】ペーストの樹脂成分としてエポキシ樹脂を
用いる場合、第５発明のように、上記「穴埋め工程」に
おける加熱温度を「１２０〜１７０℃」とし、上記「は
んだリフロー工程」における加熱温度を「２３０〜２８
０℃」とすることが好ましい。穴埋め工程における加熱
温度が１２０℃未満では、エポキシ樹脂が十分に硬化し
ないため好ましくない。一方、この加熱温度が１７０℃
を越えると、はんだリフロー工程でのビルドアップ層に
おけるクラックは抑えられるものの、その後の熱サイク
ル試験等において、第２硬化体そのものにクラックが発
生することがある。更に、はんだリフロー工程における
加熱温度が２３０未満では、ＩＣチップ等を実装するこ
とができない。一方、この加熱温度が２８０℃を越える
場合は、エポキシ樹脂が熱劣化を生ずることがあるため
好ましくない。

【００２０】尚、第１硬化体の表面に、電解メッキ法に
よって形成された銅メッキ層の、ＪＩＳＣ６４８１
によって測定した剥離強度は、第６発明のように「０．
８ｋｇｆ／ｃｍ以上」であることが好ましい。このよう
に第１硬化体と銅メッキ層との剥離強度が大きれば、銅
メッキ層の剥離及び膨れが十分に抑えられる。また、第
１硬化体の吸水率は、第７発明のように「０．３％以
下」であることが好ましい。このように吸水率の低い硬
化体であれば、この第１硬化体と銅メッキ層との剥離強
度が高くなり、銅メッキ層の剥離、膨れがより確実に防
止される。

【００２１】第８発明のスルーホール充填用ペースト
は、プリント配線板のスルーホールに充填して用いられ
るスルーホール充填用ペーストにおいて、該ペースト
は、平均粒径０．５〜２０μｍの金属フィラーと、エポ
キシ樹脂及び硬化剤により構成されるエポキシ樹脂組成
物とからなり、該エポキシ樹脂組成物を１００重量部と
した場合に、上記エポキシ樹脂は９０〜９９．５重量部
であり、上記硬化剤は０．５〜１０重量部であって、上
記金属フィラーは５００〜１０００重量部であり、且つ
上記ペーストの２５℃における粘度が２００００ポイズ
以下であって、穴埋め工程における加熱による上記ペー
ストの揮発分が１．０％以下であり、上記ペーストから
なる厚さ１００μｍのフィルムを１５０℃で５時間加熱
し、硬化させ、その後、このフィルムを用いて幅５ｍｍ
の試片を作製し、次いで、該試片の長さ方向に５ｇの荷
重を加えた状態で、２３℃から２７０℃にまで昇温させ
た後、２３℃にまで降温させた場合に、前記の式によっ
て算出される上記フィルムの長さ方向における収縮率が
０．１％以下であることを特徴とする。

【００２２】この第８発明では、ペーストを実際にスル
ーホールに充填し、硬化させて、そのはんだリフロー工
程における収縮率を評価するものではない。しかし、こ
の方法によって測定した収縮率が０．１％以下であるペ
ーストをスルーホールに充填し、穴埋め工程において硬
化させた後、はんだリフロー工程において加熱し、冷却
した場合に、銅メッキ層の剥がれ、膨れを生ずることが
なく、且つスルーホール内における隙間、及びビルドア
ップ層におけるクラックの発生が十分に抑えられること
が確認されている。この第８発明では、このような簡便
な方法によって実用に供し得るペーストと、供し得ない
ペーストとを容易に選別することができる。尚、上記の
昇温及び降温の速度は１〜５℃／分、特に１〜３℃／
分、更には２℃／分とすることが好ましい。また、２７
０℃にまで昇温した後、直ちに降温させることが好まし
い

【００２３】また、第９発明のプリント配線板では、第
１〜８発明のスルーホール充填用ペーストがスルーホー
ルに充填され、加熱、硬化されており、銅メッキ層の剥
離、膨れ、及びスルーホール内における隙間、第１硬化
体における気泡、或いははんだリフロー工程でのビルド
アップ層におけるクラックの発生などが十分に抑えら
る。そのため、プリント配線板における高密度化及び多
層化が容易になされ、特に、優れた性能の多層プリント
配線板とすることができる。

【００２４】本発明のスルーホール充填用ペーストで
は、エポキシ樹脂組成物に、金属フィラー、特に球状の
銅粉末からなる金属フィラーを多量に添加している。そ
のため、穴埋め工程によってスルーホール内に生成する
第１硬化体と、その上に形成される銅メッキ層との親和
性に優れる。また、特に、銅粉末を黒化処理等して、そ
の表面を粗面化することにより、図１に模式的に示すよ
うに、この銅粉末の粒子とエポキシ樹脂との密着性がア
ンカー効果及び化学的な親和性の向上によって高めら
れ、第１硬化体における気泡の発生が抑えられ、且つこ
の硬化体と銅メッキ層との密着性も高められる。尚、図
１において、銅粉末粒子の表面は黒化処理によって酸化
されている。しかし、第１硬化体の表面をバフ或いはベ
ルトサンダー等によって研磨することにより、表面近傍
の銅粉末粒子の表面も研磨されて酸化層が除去され、金
属銅が表出する。そのため、黒化処理された銅粉末を使
用した場合であっても、第１硬化体と銅メッキ層との密
着性は何ら損なわれることがない。

【００２５】更に、本発明のスルーホール充填用ペース
トでは、金属フィラーを高い量比で配合するとともに、
嵩高い剛直な分子からなるフェノールノボラック型エポ
キシ樹脂を使用している。そのため、硬化時に立体障害
によって分子の動きが制限され、はんだリフロー工程で
の収縮率が０．１％以下と非常に小さくなり、ビルドア
ップ層におけるクラックの発生が十分に抑えられる。ま
た、直線的で可とう性のある分子からなるビスフェノー
ル型エポキシ樹脂を適量併用しているため、スルーホー
ルへの充填の作業性に優れ、且つ得られるプリント配線
板を組み込んだ機器の使用時の温度変化等によって、第
２硬化体そのものにクラックが発生することもない。

【００２６】尚、スルーホールに充填された本発明のペ
ーストからなる硬化体の表面に、銅メッキ層を形成する
方法は以下の通りである。先ず、プリント基板に設けら
れたスルーホールにペーストを充填し、プリント基板及
びスルーホール上の両面に絶縁樹脂を塗布し、この絶縁
樹脂層をバフ或いはベルトサンダー等によって研磨す
る。その後、基板の表裏全面に無電解メッキ法によって
銅メッキ層を形成し、この銅メッキ層上にメッキレジス
トを貼合し、露光、現像してスルーホール上に開口部を
形成し、この開口部に電解メッキ法によって銅メッキ層
を形成する。次いで、レジストを剥離し、無電解法によ
って形成した銅メッキ層の残部を除去し、スルーホール
上に銅メッキ層を形成する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明を詳
しく説明する。実施例１〜７及び比較例１〜５（１）ペーストの調製及び粘度の測定表１に記載のフィラーとエポキシ樹脂を、表１の量比で
用い、これにエポキシ樹脂の硬化剤として、イミダゾー
ル系硬化剤（四国化成株式会社製、商品名「２Ｅ４ＭＺ
−ＣＮ」）５重量部を添加し、これらを混合してスルー
ホール充填用ペーストを調製した。このペーストの２５
℃における粘度を回転円筒粘度計によって測定した。

【００２８】尚、表１において、ＰＮはフェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、及びＢＰＡはビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂、ＢＰＦはビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂である。また、エポキシ樹脂を１００重量部とした
場合に、ビスフェノール型エポキシ樹脂の量比は、実施
例１〜３及び各比較例では約８．４重量部であり、実施
例４〜７では約２６．３重量部である。更に、実施例５
〜７では、球状銅粉に表面処理を施した。これらソフト
エッチング、黒化処理及びシランカップリング剤による
処理は常法によって実施した。

【００２９】

【表１】

【００３０】使用したフィラー及びエポキシ樹脂は以下
の通りである。（ａ）フィラー球状銅粉、平均粒径５μｍ；日本アトマイズ加工株式
会社製、商品名「ＳＦＲ−Ｃｕ−５μｍ」球状銅粉、平均粒径９μｍ；福田金属箔粉工業株式会
社製、商品名「ＣＵ−ＦＮ−１０」樹枝状銅粉、平均粒径６μｍ；ジャパンエナジー株式
会社製、商品名「電４」球状銅粉、平均粒径２５μｍ；三井金属鉱業株式会社
製、商品名「Ｃ０６１０」球状シリカ、平均粒径２μｍ；株式会社龍森製、商品
名「ＳＯ−Ｅ３」

【００３１】（ｂ）エポキシ樹脂フェノールノボラック型エポキシ樹脂；油化シェル株
式会社製、商品名「Ｅ−１５２」ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；同、商品名「Ｅ−
８１９」ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂；同、商品名「Ｅ−
８０６」（ｃ）表面処理剤エポキシ系シランカップリング剤；信越化学株式会社
製、商品名「ＫＢＭ４０３」

【００３２】（２）ペーストの揮発分及び穴埋め工程に
相当する加熱によって生成した硬化体の吸水率及びこの
硬化体と銅メッキ層との剥離強度熱質量−示差熱分析装置によって３００℃まで加熱した
場合の上記ペーストの揮発分を測定した。また、生成し
た硬化体の吸水率をＪＩＳＫ６９１１に従って測定
した。更に、黒化処理されたコア基板（銅張積層板、１
００×１００ｍｍ）にペーストを約３００μｍ厚さに塗
布し、１５０℃で５時間加熱し、硬化させ、その後、生
成した硬化体の表面をセラミックバフによって研磨し、
樹脂成分をソフトエッチングし、次いで、無電解メッキ
法及び電解メッキ法によって、この硬化体上に約１００
μｍ厚さの銅メッキ層を形成し、次いで、ＪＩＳＣ
６４８１に従って硬化体に対する銅メッキ層の剥離強度
を測定した。

【００３３】（３）はんだリフロー工程に相当する加
熱、冷却による収縮率の測定ペーストを合成樹脂製のシート上にキャスティングし、
厚さ１００μmのフィルム状とした後、１５０℃で５時
間加熱し、エポキシ樹脂を硬化させた。その後、このフ
ィルムから長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍの試片を作製し、チ
ャック間距離を１５ｍｍとして、試片の長さ方向に５ｇ
の荷重を加えた状態で、熱機械分析装置（ＴＭＡ）によ
って２３℃から２７０℃にまで２℃／分の速度で昇温さ
せた後、同速度で２３℃にまで降温させた。そして、得
られたＴＭＡのチャートから収縮長さ［昇温前の２３℃
におけるチャート上での長さの読み−降温後の２３℃に
おけるチャート上での長さの読み（単位；μｍ）］を読
み取り、この収縮長さを昇温前の試片の長さで除して収
縮率を求めた。

【００３４】以上、ペーストの粘度、ペーストを１５０
℃で５時間加熱し、硬化させた場合の揮発分、この加熱
により硬化した硬化体の吸水率及びこの硬化体に対する
銅メッキ層の剥離強度、並びにこの硬化体を２３℃から
２７０℃にまで昇温させた後、再び２３℃にで降温させ
た場合の収縮率を表２に示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】表２の結果によれば、実施例１〜７では、
ペーストの粘度は３５００〜１６０００ポイズであり、
硬化体の揮発分は０．２０％以下、吸水率は０．１７〜
０．２８％、及び硬化体と銅メッキ層との剥離強度は
０．８６〜１．２４ｋｇｆ／ｃｍであって、優れた特性
を有するスルーホール充填用ペーストであることが分か
る。また、この硬化体を２７０℃に加熱した後、冷却し
た際の収縮率もすべて０．１％未満であり、ビルドアッ
プ層におけるクラック等の発生が確実に抑えられるもの
と推察される。更に、銅粉末に表面処理を施した実施例
５〜７では、剥離強度が１ｋｇｆ／ｃｍを越えて大き
く、特に、ソフトエッチングと黒化処理とを組み合わせ
た実施例６では、剥離強度は１．２４ｋｇｆ／ｃｍとな
っている。

【００３７】一方、球状シリカを１５０重量部用いた比
較例１では、揮発分、吸水率が高く、銅メッキ層の一部
には膨れが観察され、剥離強度が大きく低下している。
また、球状銅粉の添加量が下限値未満である比較例２で
は、剥離強度は良好であるものの、吸水率が高く、２７
０℃に加熱した後、冷却した際の収縮率も上限値を大き
く上回っている。更に、球状銅粉の添加量が上限値を越
えている比較例３、及び球状ではなく樹枝状の銅粉を用
いた比較例４では、ペーストが塊状となり、特性評価が
できなかった。また、球状銅粉の平均粒径が上限値を越
えている比較例５では、剥離強度は良好であるものの、
銅メッキ層の一部に膨れを生じ、実用に供し得ないもの
であった。

【００３８】

【発明の効果】第１発明によれば、スルーホール充填用
ペーストが硬化して生成する第１硬化体と、このスルー
ホール上に形成された銅メッキ層との密着性に優れ、銅
メッキ層の剥離、膨れ等を生ずることがない。また、ス
ルーホールの壁面に形成された銅メッキ層と第１硬化体
との間に隙間を生ずることもない。更に、はんだリフロ
ー工程における第２硬化体のスルーホールの長さ方向に
おける収縮率が小さく、ビルドアップ層におけるクラッ
クの発生も抑えられる。また、第４発明における特定の
エポキシ樹脂組成物を使用することにより、収縮率が小
さいばかりではなく、スルーホールへの充填の作業性に
優れ、且つこのペーストを用いたプリント配線板が組み
込まれた機器の使用時の環境変化等によって、第２硬化
体そのものにクラックを生ずることもない。更に、第８
発明によれば、簡易な方法によって第１発明の優れた性
能のペーストであることを確認することができる。

【００３９】また、第９発明のプリント配線板では、ス
ルーホール内及びスルーホール上において、第１硬化体
と銅メッキ層とが剥離することがなく、また、ビルドア
ップ層及び第２硬化体そのものにおけるクラックの発生
も抑えられ、配線の高密度化及び多層化を容易に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】黒化処理され、粗面化された銅粉末からなるフ
ィラーを用いた場合の、第１硬化体の、特にスルーホー
ルの端面近傍における銅粉末の様子を表わす模式図であ
る。

【図２】スルーホール端面に銅メッキ層を設け、その上
にバイアホールを形成した様子を表わす模式図である。

【図３】スルーホール上を回避してバイアホールを形成
した様子を表わす模式図である。

【図４】メッキ層と第１硬化体との間の剥がれ、膨れの
様子を表わす模式図である。

【符号の説明】

１；多層基板、２；スルーホール、３；銅メッキ層、３
１；銅メッキ層が剥離し、膨れた部分、４；粗面化され
た銅粉末、４１；金属銅、４２；酸化層、５；球状シリ
カ、６；ビルドアップ層、７；バイアホール。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０５Ｋ 1/09 Ｈ０５Ｋ 1/09 Ｄ 3/40 3/40 Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント配線板のスルーホールに充填し
て用いられるスルーホール充填用ペーストにおいて、該
ペーストは、平均粒径０．５〜２０μｍの金属フィラー
と、エポキシ樹脂及び硬化剤により構成されるエポキシ
樹脂組成物とからなり、該エポキシ樹脂組成物を１００
重量部とした場合に、上記エポキシ樹脂は９０〜９９．
５重量部であり、上記硬化剤は０．５〜１０重量部であ
って、上記金属フィラーは５００〜１０００重量部であ
り、且つ上記ペーストの２５℃における粘度が２０００
０ポイズ以下であって、穴埋め工程における加熱による
上記ペーストの揮発分が１．０％以下であり、上記穴埋
め工程における加熱によって生成する第１硬化体をはん
だリフロー工程において加熱し、冷却することにより生
成する第２硬化体の、上記スルーホールの長さ方向にお
ける収縮率が０．１％以下であることを特徴とするスル
ーホール充填用ペースト。
【請求項２】上記金属フィラーが黒化処理された球状
の銅粉末である請求項１記載のスルーホール充填用ペー
スト。
【請求項３】上記金属フィラーの表面がエポキシ基を
有するシランカップリング剤で処理されている請求項１
又は２記載のスルーホール充填用ペースト。
【請求項４】上記エポキシ樹脂は、（１）フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂と、（２）ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂及びビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の
うちの少なくとも一方とを含有し、上記（１）と上記
（２）との合計量を１００重量部とした場合に、上記
（１）は７０〜９９重量部であり、上記（２）は１〜３
０重量部である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
スルーホール充填用ペースト。
【請求項５】上記穴埋め工程における加熱温度が１２
０〜１７０℃であり、上記はんだリフロー工程における
加熱温度が２３０〜２８０℃である請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載のスルーホール充填用ペースト。
【請求項６】上記第１硬化体の表面に電解メッキ法に
よって形成された銅メッキ層の、ＪＩＳＣ６４８１
によって測定した剥離強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ以上で
ある請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスルーホー
ル充填用ペースト。
【請求項７】上記第１硬化体の吸水率が０．３％以
下である請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスルー
ホール充填用ペースト。
【請求項８】プリント配線板のスルーホールに充填し
て用いられるスルーホール充填用ペーストにおいて、該
ペーストは、平均粒径０．５〜２０μｍの金属フィラー
と、エポキシ樹脂及び硬化剤により構成されるエポキシ
樹脂組成物とからなり、該エポキシ樹脂組成物を１００
重量部とした場合に、上記エポキシ樹脂は９０〜９９．
５重量部であり、上記硬化剤は０．５〜１０重量部であ
って、上記金属フィラーは５００〜１０００重量部であ
り、且つ上記ペーストの２５℃における粘度が２０００
０ポイズ以下であって、穴埋め工程における加熱による
上記ペーストの揮発分が１．０％以下であり、上記ペー
ストからなる厚さ１００μｍのフィルムを１５０℃で５
時間加熱し、硬化させ、その後、このフィルムを用いて
幅５ｍｍの試片を作製し、次いで、該試片の長さ方向に
５ｇの荷重を加えた状態で、２３℃から２７０℃にまで
昇温させた後、２３℃にまで降温させた場合に、下記の
式によって算出される上記フィルムの長さ方向における
収縮率が０．１％以下であることを特徴とするスルーホ
ール充填用ペースト。収縮率（％）＝［２７０℃にまで
昇温させる前の２３℃における試片の長さ−２７０℃に
まで昇温後、２３℃にまで降温させた時点での試片の長
さ］／２７０℃にまで昇温させる前の２３℃における試
片の長さ×１００
【請求項９】請求項１乃至８のいずれか１項に記載の
スルーホール充填用ペーストが、スルーホールに充填さ
れ、加熱、硬化されていることを特徴とするプリント配
線板。