專利名稱：層間連接用導(dǎo)電體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配置于絕緣層內(nèi)的通孔中的導(dǎo)電體的制造方法，用于 在交替層疊了布線層和絕緣層的多層印刷基板中對(duì)相鄰的布線層進(jìn)行層間 連接。
背景技術(shù)：
在以往的多層印刷基板中，例如像美國(guó)專利公報(bào)6， 889， 433 (對(duì)應(yīng)于日 本特開(kāi)2001 — 24323號(hào)公報(bào))記載的那樣，向在作為絕緣層的樹(shù)脂膜中形 成的通孔內(nèi)填充導(dǎo)電膏，使用該導(dǎo)電膏進(jìn)行相鄰的布線層(電路圖案層) 的層間連接，該導(dǎo)電膏是將向?qū)щ娦越饘倭Ｗ又刑砑訉?dǎo)電性填料、樹(shù)脂粒 子得到的物質(zhì)混合到溶劑中攪拌形成的。
其中，在向通孔中填充導(dǎo)電膏時(shí)，在通孔的作為導(dǎo)電膏填充入口側(cè)的 樹(shù)脂膜的表面粘貼保護(hù)膜，以使導(dǎo)電膏不附著在通孔以外的樹(shù)脂膜的表面 上。為了在這樣粘貼了保護(hù)膜的樹(shù)脂膜上形成通孔，例如從保護(hù)膜側(cè)照射 激光。通過(guò)該激光的照射，形成以樹(shù)脂膜的與保護(hù)膜的粘貼面相反側(cè)的面 上形成的電路圖案層作為底面的有底孔。把該有底孔作為通孔，向該通孔 內(nèi)填充導(dǎo)電膏。并且，在填充導(dǎo)電膏后，從樹(shù)脂膜上剝離保護(hù)膜，得到通 孔中填充了導(dǎo)電膏的樹(shù)脂膜。
像以往那樣，在使用保護(hù)膜向通孔中填充導(dǎo)電膏的情況下，首先需要 通過(guò)激光加工等在保護(hù)膜和樹(shù)脂膜上形成作為通孔的有底孔。在形成該有 底孔時(shí)必然產(chǎn)生加工屑。在此，將導(dǎo)電膏涂敷在保護(hù)膜上，利用刷毛等將 其壓入通孔內(nèi)來(lái)進(jìn)行填充。因此，如果加工屑附著在保護(hù)膜的表面上，則 在向通孔內(nèi)填充導(dǎo)電膏時(shí)，有可能該加工屑被帶入導(dǎo)電膏中。如果這種加 工屑混入填充于通孔內(nèi)的導(dǎo)電膏中，將成為降低層間連接的可靠性的原因。 因此，必須頻繁更換導(dǎo)電膏，導(dǎo)致制造成本升高。
并且，在剝離保護(hù)膜時(shí)，有產(chǎn)生導(dǎo)電膏的崩裂以及導(dǎo)電膏向樹(shù)脂膜上掉落的可能性。在這種情況下，可以想到將降低層間連接的連接可靠性， 或產(chǎn)生短路不良等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這種問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種層間連接 用導(dǎo)電體的制造方法，可以在多層印刷基板上提高層間連接的連接可靠性。
基于本發(fā)明的一個(gè)方式的層間連接用導(dǎo)電體的制造方法，在交替層疊 了布線層和絕緣層的多層印刷基板中，該層間連接用導(dǎo)電體被配置于絕緣 層內(nèi)的通孔中，用于對(duì)相鄰的布線層進(jìn)行層間連接，所述層間連接用導(dǎo)電 體的制造方法包括填充工序、加壓工序、切離工序和取出工序。在填充工 序，向封閉空間中填充銀粒子與錫粒子的混合粉體，所述封閉空間的一面 由具有與要形成的導(dǎo)電體形狀對(duì)應(yīng)的槽部的模部件構(gòu)成，與該模部件相對(duì) 的面由可以相對(duì)于所述模部件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的移動(dòng)部件構(gòu)成。在加壓工序， 使所述移動(dòng)部件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)以接近所述模部件，對(duì)填充到所述封閉空間 中的混合粉體加壓，并壓入所述模部件的槽部。在切離工序，在所述加壓 工序之后，使在所述模部件和所述移動(dòng)部件之間構(gòu)成所述封閉空間的側(cè)面 部件與殘留在所述模部件表面上的混合粉體一起在所述模部件上滑動(dòng)，從 而將未完全進(jìn)入所述模部件的槽部而殘留在所述模部件表面上的混合粉體 從被壓入所述模部件的槽部的混合粉體上切離。在取出工序，從所述模部 件的槽部取出由形狀與該槽部對(duì)應(yīng)的所述混合粉體構(gòu)成的導(dǎo)電體。
在這種導(dǎo)電體的制造方法中，預(yù)先制造與絕緣層的通孔的形狀對(duì)應(yīng)的 導(dǎo)電體。并且，在絕緣層的各個(gè)通孔內(nèi)分別配置1個(gè)這樣制造的導(dǎo)電體。 因此，加工屑不會(huì)混入導(dǎo)電體中。并且，不使用保護(hù)膜即可在絕緣層的通 孔內(nèi)配置導(dǎo)電體，所以也不會(huì)產(chǎn)生剝離保護(hù)膜時(shí)的導(dǎo)電膏崩裂等。因此， 可以抑制層間連接的可靠性下降。
基于本發(fā)明的其他方式的導(dǎo)電體的制造方法，該導(dǎo)電體被配置于絕緣 層內(nèi)的通孔中，用于在交替層疊了布線層和絕緣層的多層印刷基板中對(duì)相 鄰的布線層進(jìn)行層間連接，所述制造方法包括印刷工序、加熱工序和回收 工序。在印刷工序，在耐熱板上印刷將銀粒子和錫粒子混合到溶劑中制得 的導(dǎo)電膏，使其具有與要形成的導(dǎo)電體形狀對(duì)應(yīng)的形狀。在加熱工序，利用蒸汽式回流錫焊裝置，將印刷有所述導(dǎo)電膏的耐熱板加熱數(shù)秒級(jí)的時(shí)間 直到所述錫粒子的熔點(diǎn)以上的溫度。在回收工序，從所述耐熱板回收通過(guò) 所述加熱而固化的導(dǎo)電體。
在該導(dǎo)電體的制造方法中，預(yù)先制造與絕緣層的通孔的形狀對(duì)應(yīng)的導(dǎo) 電體。在絕緣層的各個(gè)通孔內(nèi)分別配置1個(gè)這樣制造的導(dǎo)電體。因此，加 工屑不會(huì)混入導(dǎo)電體中。并且，不使用保護(hù)膜即可在絕緣層的通孔內(nèi)配置 導(dǎo)電體，所以也不會(huì)產(chǎn)生剝離保護(hù)膜時(shí)的導(dǎo)電膏崩裂等。因此，可以抑制 層間連接的可靠性下降。


本發(fā)明的上述目的及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)附圖及以下具體記 述將更加明確。
圖1A 1F是用于說(shuō)明多層印刷基板的各個(gè)制造工序的各工序剖面圖。 圖2是用于說(shuō)明基于本發(fā)明的第1實(shí)施方式的層間連接用導(dǎo)電體的制 造方法的粉體填充工序的剖面圖。
圖3是用于說(shuō)明加壓工序的剖面圖。
圖4是表示通過(guò)所述加壓工序成形了混合粉體的狀態(tài)的剖面圖。
圖5是用于說(shuō)明切離工序的剖面圖。
圖6是表示將顆粒模從殼體卸下的狀態(tài)的圖。
圖7是用于說(shuō)明加熱工序的剖面圖。
圖8是用于說(shuō)明顆粒取出工序的剖面圖。
圖9A、圖9B是表示通過(guò)圖2 圖8的各個(gè)工序制造的導(dǎo)電體5的圖。 圖10是用于說(shuō)明基于第2實(shí)施方式的層間連接用導(dǎo)電體的制造方法的 印刷工序的圖。
圖11是表示印刷工序完成的狀態(tài)的圖。
圖12是表示從耐熱板上取下片狀掩膜的狀態(tài)的圖。
圖13是表示用于對(duì)印刷有導(dǎo)電膏的耐熱板進(jìn)行回流加熱的蒸汽式回流
錫焊裝置的圖。
圖14是表示用于從耐熱板分離并回收導(dǎo)電體的裝置的圖。 圖15A是表示釆用松油醇作為第1溶劑時(shí)得到的導(dǎo)電體的圖。圖15B是表示采用焊劑(flux)作為第1溶劑時(shí)得到的導(dǎo)電體的圖。 圖16A是表示圖15A所示的導(dǎo)電體的放大圖。 圖16B是表示圖15B所示的導(dǎo)電體的放大圖。
圖17A是表示在使用采用松油醇作為第1溶劑時(shí)得到的導(dǎo)電體將多層 基板中相鄰的電路圖案層間連接時(shí)的、導(dǎo)電體的剖面的圖。
圖17B是表示在使用采用焊劑作為第1溶劑時(shí)得到的導(dǎo)電體將多層基 板中相鄰的電路圖案層間連接時(shí)的、導(dǎo)電體的剖面的圖。
具體實(shí)施例方式
首先，使用圖1A 圖1F說(shuō)明使用了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式制造的 層間連接用導(dǎo)電體的、多層印刷基板的制造方法的一例。
如圖1A所示，首先準(zhǔn)備在作為絕緣性基材的樹(shù)脂膜1的一側(cè)表面上粘 貼了作為導(dǎo)體的金屬層2的膜。樹(shù)脂膜1例如是25 75^m厚的熱塑性樹(shù)脂 膜，其包含65 35重量％的聚醚醚酮樹(shù)脂和35 65重量％的聚醚酰亞胺 樹(shù)脂。金屬層2例如利用18nm厚的銅箔形成。
然后，實(shí)施電路圖案形成工序，在樹(shù)脂膜1的表面形成利用導(dǎo)體構(gòu)成 的電路圖案3。電路圖案形成工序可以通過(guò)蝕刻、印刷、蒸鍍、電鍍等進(jìn)行， 在本實(shí)施方式中，如圖1B所示，對(duì)粘貼在圖1A的樹(shù)脂膜1上的金屬層2 進(jìn)行蝕刻，使金屬層2形成為所期望的圖案3,在一面形成第1電路圖案層 (布線層)10。
然后，如圖1C所示，向樹(shù)脂膜1的沒(méi)有設(shè)置電路圖案層10的一側(cè)的 表面照射二氧化碳激光，從而在樹(shù)脂膜1形成多個(gè)以電路圖案3作為底面 的有底的通孔4 (通孔形成工序)。各個(gè)通孔4的開(kāi)口直徑例如為100|im 150Min左右，是將在后面敘述的導(dǎo)電體配置工序中配置的一個(gè)導(dǎo)電體(顆粒) 5收納于通孔4內(nèi)的大小。即，通孔4的開(kāi)口尺寸形成為略微大于形成為圓 柱狀的導(dǎo)電體5的最大直徑部分。
電路圖案3的成為通孔4的底面的部位在將多個(gè)樹(shù)脂膜1多層化時(shí)， 成為用于層間連接電路圖案3的電極的部位。在形成通孔4時(shí)，通過(guò)適當(dāng) 調(diào)整二氧化碳激光的輸出和照射時(shí)間等，使電路圖案3不開(kāi)孔。
在形成通孔4時(shí)，除使用二氧化碳激光外，還可以使用準(zhǔn)分子激光等。雖然也可以采用激光以外的鉆加工等通孔形成方法，但在采用激光光束的
開(kāi)孔加工時(shí)能夠形成微小直徑的孔，不給電路圖案3造成過(guò)度的損傷，所 以是優(yōu)選的。
然后，如圖1D所示，在各個(gè)通孔4分別配置一個(gè)導(dǎo)電體5 (導(dǎo)電體配 置工序)。導(dǎo)電體5例如可以使用在通孔4的形成位置具有貫通孔的金屬掩 膜配置在通孔4內(nèi)。具體地講，在金屬掩膜上放置多個(gè)導(dǎo)電體5，利用橡膠 輥那樣的刷毛使導(dǎo)電體5移動(dòng)。此時(shí)，在金屬掩膜的形成有貫通孔的位置， 導(dǎo)電體5落入通孔4中。由此，可以向各個(gè)通孔4分別配置一個(gè)導(dǎo)電體5。 并且，為了在通孔4內(nèi)配置導(dǎo)電體5，也可以不使用金屬掩膜，而利用刷毛 等使導(dǎo)電體5在樹(shù)脂膜1上移動(dòng)，并回收殘留的多余的導(dǎo)電體5。
優(yōu)選該導(dǎo)電體配置工序配置的狀態(tài)的導(dǎo)電體5是與通孔4的開(kāi)口緣部 的表面相同的高度、或者稍微突出，以便在層疊各個(gè)樹(shù)脂膜1時(shí)，能夠可 靠地進(jìn)行與相鄰的樹(shù)脂膜1的電路圖案的電連接。并且，在通孔4內(nèi)，優(yōu) 選在通孔4的內(nèi)周面與導(dǎo)電體5的外周面之間形成有間隙。這是為了容易 在通孔4內(nèi)配置導(dǎo)電體5，并且當(dāng)在后面的加熱加壓工序中使導(dǎo)電體5變形 時(shí)，導(dǎo)電體5能夠變形以填埋上述間隙。
然后，按照?qǐng)D1E所示，層疊多個(gè)通過(guò)圖1A 圖1D的工序制造的樹(shù)脂 膜l,該樹(shù)脂膜1在一面形成有電路圖案3，而且在通孔4內(nèi)配置有導(dǎo)電體 5。并且，利用未圖示的真空加熱沖壓機(jī)，在真空條件下從上下兩面對(duì)層疊 多個(gè)樹(shù)脂膜1的層疊體加熱并加壓。在該加熱加壓工序，例如將樹(shù)脂膜1 的層疊體加熱到250 350°C，并以1 10MPa的壓力加壓10 20分鐘。
通過(guò)上述的加熱加壓工序，多個(gè)樹(shù)脂膜1相互熱熔粘接成為一體。另 外，通孔4內(nèi)的導(dǎo)電體5被燒結(jié)，并與位于其兩端的電路圖案3金屬接合。 具體地講，導(dǎo)電體5中的銀粒子和錫粒子合金化，而且導(dǎo)電體5的錫成分 和構(gòu)成電路圖案3的銅箔的銅成分相互固相擴(kuò)散，在導(dǎo)電體5與電路圖案3 的界面形成固相擴(kuò)散層。由此，得到相鄰的電路圖案3通過(guò)導(dǎo)電體5被電 層間連接的多層印刷基板IOO。 (第1實(shí)施方式)
下面，說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的層間連接用導(dǎo)電體5的制造方法。 首先，使用圖2說(shuō)明導(dǎo)電體5的制造裝置。在圖2中，沖模20形成為大致筒狀。在該筒狀內(nèi)部投入包括銀粒子和 錫粒子的混合粉體，并保持該混合粉體。在本實(shí)施方式中使用的混合粉體 如上所述包括銀粒子和錫粒子。但是，銀粒子在其原有狀態(tài)下銀粒子彼此 容易固結(jié)，所以在其表面涂敷作為分散材料的硬酯酸。由此，混合了銀粒 子和錫粒子的混合粉體能夠保持良好的流動(dòng)性。另外，在本實(shí)施方式中不 需要使混合粉體膏狀化，所以混合粉體不包含任何溶劑等。
顆粒模21形成有多個(gè)形狀與要形成的導(dǎo)電體(顆粒)5的形狀對(duì)應(yīng)的 槽(貫通孔)。該顆粒模21例如利用不銹鋼合金等構(gòu)成。上述的沖模20安 裝在顆粒模21上。沖頭22插入沖模20的配置有顆粒模21的一側(cè)的相反 側(cè)的開(kāi)口部中，從而可以相對(duì)沖模20在沖模20的內(nèi)表面滑動(dòng)。由此，在 沖模20的內(nèi)部形成有封閉空間，其一面由顆粒模21的表面構(gòu)成，其相對(duì) 面由沖頭22的前端面構(gòu)成。在該制造裝置中，沖模20對(duì)應(yīng)于側(cè)面部件， 顆粒模21對(duì)應(yīng)于模部件，沖頭22對(duì)應(yīng)于移動(dòng)部件。
顆粒模21支承在基座23上。基座23在其中央部具有顆粒模21的支 承部，在該支承部與周邊部之間設(shè)有臺(tái)階。在基座23上以卡合在該臺(tái)階上 的方式設(shè)有殼體25。該殼體25用于保持沖模20和顆粒模21，以使沖模20 和顆粒模21相對(duì)基座23不錯(cuò)位。
但是，如后面所述，沖模20需要沿著與顆粒模21的表面平行的方向 在顆粒模21的表面滑動(dòng)。因此，在殼體25和沖模20之間，沿著該滑動(dòng)方 向設(shè)有間隙26。
這樣，盡管在殼體25和沖模20之間設(shè)有間隙26，但在除了使沖模20 滑動(dòng)的滑動(dòng)時(shí)之外，從左右兩個(gè)方向?qū)⒖蓜?dòng)桿24插入殼體25，以便可以將 沖模20保持在殼體25上。該可動(dòng)桿24的前端抵接至沖模20的外表面， 所以即使存在間隙26，沖模20也能夠由殼體25 (可動(dòng)桿24)保持以使其 位置不錯(cuò)位。可動(dòng)桿24例如被旋入形成于殼體25的螺紋槽中，在向一個(gè) 方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，前端部更深地進(jìn)入殼體25內(nèi)，在向相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)后退。 說(shuō)明使用如上所述構(gòu)成的導(dǎo)電體5的制造裝置制造導(dǎo)電體5的方法。 首先，如圖2所示，使左右兩側(cè)的可動(dòng)桿的前端抵接至沖模20，將沖 模20牢靠地保持在殼體25上。并且，從沖頭22插入沖模20的開(kāi)口部， 將銀粒子與錫粒子的混合粉體投入沖模20的內(nèi)部，然后將沖頭22插入沖模20 (粉體填充工序)。由此，形成混合粉體被填充到由沖模20、顆粒模 21和沖頭22形成的封閉空間中的狀態(tài)。
利用未圖示的沖壓裝置從上下方向夾持導(dǎo)電體5的制造裝置，按照?qǐng)D3 所示，使沖頭22相對(duì)顆粒模21進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，加壓封閉空間內(nèi)部的混合 粉體(加壓工序)。由此，封閉空間內(nèi)的混合粉體被壓入顆粒模21的槽部。 此時(shí)，例如對(duì)混合粉體施加150MPa以上的負(fù)荷給予壓縮，并保持約90秒。 結(jié)果，混合粉體被強(qiáng)力壓縮，因此如圖4所示，混合粉體沒(méi)有間隙地致密 地成形并接合。因此，可以充分確保利用顆粒模21的槽部所形成的導(dǎo)電體 5的機(jī)械強(qiáng)度和形狀保持性，可以提高導(dǎo)電體被配置在通孔中時(shí)的導(dǎo)電性。
在上述的加壓工序結(jié)束時(shí)，將導(dǎo)電體5的制造裝置從沖壓裝置上卸下。 并且，按照?qǐng)D5所示，使可動(dòng)桿24旋轉(zhuǎn)，使沖模20相對(duì)顆粒模21移動(dòng)幾 毫米。此時(shí)，沖模20向與顆粒模21的表面垂直的方向的移動(dòng)被殼體25限 制，所以當(dāng)沖模200不從顆粒模21升起地在顆粒模21的表面上滑動(dòng)著移 動(dòng)。并且，在使沖模20移動(dòng)時(shí)，仍然處于沖頭22被插入沖模20的狀態(tài)， 所以沖頭22也沿與顆粒模21的表面平行的方向移動(dòng)。
這樣，在沖模20和沖頭22沿與顆粒模21的表面平行的方向移動(dòng)時(shí)， 由沖模20和沖頭22保持著的、殘留在顆粒模21的表面上的混合粉體，與 沖模20和沖頭22 —起沿與顆粒模21的表面平行的方向移動(dòng)。
在此，在上述的加壓工序中，沖頭22加壓填充在封閉空間中的混合粉 體整體。因此，可以將混合粉體致密地壓入顆粒模21的槽部，但另一方面， 導(dǎo)致被壓入顆粒模21的槽部?jī)?nèi)的混合粉體與殘留在顆粒模21的表面上的 混合粉體成為一體。
因此，在本實(shí)施方式中如上所述，實(shí)施切離工序，使沖模20和沖頭22 與保持著的混合粉體一起沿與顆粒模21的表面平行的方向移動(dòng)(滑動(dòng))。 由此，可以將在加壓工序中成為一體的、顆粒模21的槽部?jī)?nèi)的混合粉體與 殘留在顆粒模21的表面上的混合粉體切離。
尤其在本實(shí)施方式中，在利用沖頭22加壓混合粉體的狀態(tài)下實(shí)施上述 切離工序，所以在切離工序能夠抑制顆粒模21的槽部?jī)?nèi)的混合粉體從槽部 內(nèi)升起。結(jié)果，可以大致沿著顆粒模21的表面將槽部?jī)?nèi)的混合粉體與顆粒 模21的表面上的混合粉體切離。在實(shí)施切離工序后，如圖6所示，將顆粒模21對(duì)每個(gè)基座23從殼體 25上取出。取出的顆粒模21如圖7所示被置于加熱用加熱器30上進(jìn)行加 熱(加熱工序)。該加熱工序例如在比硬酯酸的熔點(diǎn)(約70。C)高的、120 15(TC的溫度下進(jìn)行3 5分鐘。
如上所述，銀粒子由于粒子彼此容易固結(jié)，所以銀粒子在其原有狀態(tài) 下作為粉體的流動(dòng)性容易下降。因此，在本實(shí)施方式中，在銀粒子的表面 涂敷作為分散材料的硬酯酸，確?；旌戏垠w的流動(dòng)性。但是，在加壓混合 粉體使其成為一體時(shí)，相反有可能因?yàn)樵撚蝉ニ崾沟媒雍狭p弱。因此， 按照上面所述，在切離工序后實(shí)施加熱工序，將顆粒模21加熱到可以使硬 酯酸熔融的溫度。由此，在混合粉體中可以促進(jìn)銀粒子彼此的固結(jié)，所以 混合粉體的接合力增強(qiáng)，可以進(jìn)一步提高機(jī)械強(qiáng)度和形狀保持力。
在加熱工序之后，按照?qǐng)D8所示，從顆粒模21的槽部取出導(dǎo)電體(顆 粒)5。該取出工序例如在將顆粒模21安裝在顆粒收集殼體31上的狀態(tài)下， 施加外力使顆粒模21彎曲。在本實(shí)施方式中，為了提高生產(chǎn)性，在顆粒模 21形成有多個(gè)槽部，而且每個(gè)槽部的直徑(導(dǎo)電體的尺寸)非常小(例如 直徑100^im 150jam)。因此，相比對(duì)各個(gè)導(dǎo)電體(顆粒)5施加某種外力將 其從顆粒模21上取出，施加外力使顆粒模21彎曲來(lái)取出導(dǎo)電體5更容易 實(shí)施且有效。
通過(guò)實(shí)施上述的各個(gè)工序，可以獲得用于進(jìn)行多層印刷基板的層間連 接的、與樹(shù)脂膜1的通孔的形狀對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電體5。
在此，圖9A、圖9B表示通過(guò)上述各個(gè)工序制造的導(dǎo)電體5的一例。根 據(jù)圖9A、圖9B可以觀察到包含銀粒子和錫粒子的混合粉體形成為非常致密 的圓柱形狀。由此得知可以獲得電連接可靠性、耐久性均良好的導(dǎo)電體5。
如上所述，在本實(shí)施方式的導(dǎo)電體5的制造方法中，不像以往那樣在 樹(shù)脂膜(絕緣層)的通孔填充導(dǎo)電膏，而是預(yù)先制造與絕緣層的通孔的形 狀對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電體，以使可以對(duì)相鄰的布線層層間連接。這樣制造的導(dǎo)電體 在絕緣層的各個(gè)通孔內(nèi)分別配置有一個(gè)。因此，加工屑不會(huì)混入到導(dǎo)電體 中。并且，由于不使用保護(hù)膜即可在絕緣層的通孔內(nèi)配置導(dǎo)電體，所以也 不會(huì)產(chǎn)生剝離保護(hù)膜時(shí)的導(dǎo)電膏的崩裂?；谶@種理由，通過(guò)預(yù)先使用對(duì) 應(yīng)通孔的形狀的導(dǎo)電體，可以抑制層間連接的可靠性下降。(第2實(shí)施方式)
下面，說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的層間連接用導(dǎo)電體5的制造方法。 首先，如圖10所示，將片狀掩膜122放置在耐熱板121上，該片狀掩 膜122形成有多個(gè)與要形成的導(dǎo)電體5的形狀對(duì)應(yīng)的孔部123。例如，片狀 掩膜122利用金屬制的金屬掩膜構(gòu)成，耐熱板利用氟樹(shù)脂和特氟隆(注冊(cè) 商標(biāo))樹(shù)脂等的樹(shù)脂性的板構(gòu)成。
并且，如圖10所示，使用橡膠輥那樣的刷毛124，將把銀粒子和錫粒 子混合在第1溶劑中制得的導(dǎo)電膏125，填充到片狀掩膜122的多個(gè)孔部 123中。片狀掩膜122的孔部123的開(kāi)口直徑和厚度例如考慮到加熱時(shí)的收 縮量，設(shè)為O150MmX60Mm。并且，導(dǎo)電膏125是將銀粒子和錫粒子混合在 單萜烯醇的一種即松油醇中制得的。對(duì)于銀粒子涂敷了包含硬酯酸的分散 材料，以防止銀粒子彼此固結(jié)。由此，銀粒子和錫粒子均勻地分布于第1 溶劑中。
如圖11所示，在導(dǎo)電膏125向片狀掩膜122的孔部123的填充完成后， 如圖12所示，使片狀掩膜122沿耐熱板121的與導(dǎo)電膏125的印刷面垂直 的方向移動(dòng)。這樣，片狀掩膜122在導(dǎo)電膏125的填充完成時(shí)，被從耐熱 板121去除。結(jié)果，在耐熱板121上印刷形成形狀與所期望的導(dǎo)電體形狀 對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電膏125。
利用圖13所示的蒸汽式回流錫焊裝置(VPS裝置)130，對(duì)印刷了導(dǎo)電 膏125的耐熱板121實(shí)施回流加熱。即，在導(dǎo)電膏125被加熱時(shí)，片狀掩 膜122被去除，還露出導(dǎo)電膏125的側(cè)面。VPS裝置130可以像公知的那樣， 通過(guò)利用加熱器131加熱氟類惰性液體132使其氣化，把該蒸汽作為熱介 質(zhì)，在對(duì)應(yīng)于氟類惰性液體132的沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行回流加熱。另外，在 該VPS裝置130中，可以根據(jù)使用的液體的類型改變回流加熱溫度。并且， 通過(guò)根據(jù)加熱氟類惰性液體132的加熱器131的溫度改變蒸汽的量，從而 也可以調(diào)節(jié)回流加熱溫度。因?yàn)樵谡羝牧吭鰷p時(shí)，通過(guò)蒸汽提供給工件 的熱量也增減，所以能夠調(diào)節(jié)回流加熱溫度。
在本實(shí)施方式中，利用VPS裝置130在數(shù)秒級(jí)的短時(shí)間內(nèi)將印刷了導(dǎo) 電膏125的耐熱板121加熱到錫的熔點(diǎn)(約232i:)以上的溫度。在此，所 說(shuō)數(shù)秒級(jí)指大于等于1秒小于10秒，例如3秒。
13如上所述，在層疊樹(shù)脂膜1而形成多層基板100的加熱加壓工序中， 配置在樹(shù)脂膜1的通孔4中的導(dǎo)電體5需要與樹(shù)脂膜1一起變形。換言之， 指在導(dǎo)電體5中錫和銀需要分別以獨(dú)立的成分殘留。這是因?yàn)槿绻a和銀 以獨(dú)立的成分殘留，則在用于形成多層基板100的加熱加壓工序中，錫成 分熔融，所以導(dǎo)電體5可以變形。如果導(dǎo)電體5大致整體包括錫和銀的合 金，則其熔點(diǎn)變得非常高(40(TC以上)，并且導(dǎo)電體5變得非常硬。因此， 在上述的加熱加壓工序中，導(dǎo)電體5的變形變困難，并且不能與電路圖案3 金屬接合，連接可靠性明顯下降。
關(guān)于這一點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，利用VPS裝置130將導(dǎo)電膏125只加 熱數(shù)秒鐘的短時(shí)間，所以與銀粒子合金化的只限于錫粒子的一部分。因此， 在利用VPS裝置130加熱導(dǎo)電膏125制造的導(dǎo)電體5中，除錫與銀的合金 部分之外，錫和銀分別作為獨(dú)立的成分殘留。因此，在上述的導(dǎo)電體5作 為層間連接用導(dǎo)電體被配置于樹(shù)脂膜1的通孔4中的狀態(tài)下，在多個(gè)樹(shù)脂 膜1通過(guò)加熱和加壓成為一體時(shí)，導(dǎo)電體5可以與樹(shù)脂膜1一起變形。并 且，導(dǎo)電體5的錫成分可以與電路圖案3的Cu成分相互擴(kuò)散并金屬接合。 由此，可以利用導(dǎo)電體5良好地層間連接相鄰的電路圖案3。
在此，錫粒子通常其表面被氧化錫覆蓋。因此，在使導(dǎo)電膏125的錫 粒子的一部分與銀粒子合金化來(lái)制造導(dǎo)電體5時(shí)，需要在回流加熱時(shí)破壞 該氧化錫。在本實(shí)施方式中，通過(guò)使用VPS裝置130作為回流悍裝置來(lái)解 決該問(wèn)題。即，在VPS裝置130中，作為熱介質(zhì)的蒸汽在接觸低溫的工件 (導(dǎo)電膏25)時(shí)液化，并產(chǎn)生體積上的急劇收縮(爆縮)。該爆縮的能量突 破錫粒子表面的氧化錫。結(jié)果，熔融的錫從氧化錫被破壞的部位流出，從 而可以與銀粒子合金化。這樣，在導(dǎo)電體5中，錫粒子的一部分與銀粒子 合金化，從而可以確保作為層間連接用導(dǎo)電體的充足強(qiáng)度。
在利用VPS裝置130進(jìn)行回流加熱后，進(jìn)行冷卻和干燥，然后使用圖 14所示的裝置140回收導(dǎo)電體5。圖14所示的裝置140在內(nèi)部填充了作為 清洗液的第2溶劑142。并且，在裝置140的一面安裝有超聲波振子141。 在此，第2溶劑142與第1溶劑不同，其使用目的是為了傳遞超聲波及防 止顆粒飛散。作為第2溶劑142,只要對(duì)顆粒的品質(zhì)沒(méi)有影響，則可以采用 任何溶劑，例如可以使用乙醇。安裝了導(dǎo)電體5的耐熱板121被浸漬于圖14所示的裝置140的第2溶 劑142中。第2溶劑142在該狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)超聲波振子141，從而耐熱板 121借助經(jīng)由第2溶劑142傳遞的超聲波而振動(dòng)。通過(guò)該振動(dòng)，安裝在耐熱 板121上的導(dǎo)電體5從耐熱板121分離并釋放到第2溶劑142中。導(dǎo)電體5 在第2溶劑142中浮游，從而可以去除附著在導(dǎo)電體5上的煤等不純物。 這樣，圖14所示的裝置140也發(fā)揮導(dǎo)電體5的清洗作用。然后，使用未圖 示的過(guò)濾器(filter)回收第2溶劑142中的導(dǎo)電體5。
根據(jù)以上所述的制造方法，可以制造與樹(shù)脂膜1的通孔4的形狀對(duì)應(yīng) 的導(dǎo)電體5。在樹(shù)脂膜1的各個(gè)通孔4內(nèi)分別配置一個(gè)這樣制造的導(dǎo)電體5。 因此，不會(huì)像以往那樣在導(dǎo)電體5中混入加工屑?；谶@種理由，通過(guò)預(yù) 先使用對(duì)應(yīng)通孔4的形狀的導(dǎo)電體，可以抑制層間連接的可靠性下降。
尤其在本實(shí)施方式中，如上所述，使用VPS裝置130對(duì)包含銀粒子和 錫粒子的導(dǎo)電膏25實(shí)施回流加熱，從而制造了導(dǎo)電體5。因此，可以制造 保持了印刷形成于耐熱板121上的導(dǎo)電膏125的形狀并且具備作為層間連 接用導(dǎo)電體的必需強(qiáng)度的導(dǎo)龜體5。
例如，回流焊裝置不使用上述的VPS裝置130、而使用利用加熱器和紅 外線提高工件的氛圍溫度來(lái)進(jìn)行回流加熱的裝置時(shí)，即使加熱到26(TC，也 不能獲得作為層間連接用導(dǎo)電體的必需強(qiáng)度。這是因?yàn)橹灰揽刻岣吖ぜ?氛圍溫度，不能破壞上述的錫粒子表面的氧化錫(氧化錫的熔點(diǎn)超過(guò)1000 °C),由于該氧化錫而阻礙了錫與銀的合金化。
另外，在本實(shí)施方式中，為了制造包含錫粒子和銀粒子的導(dǎo)電膏，使 用松油醇作為第1溶劑。除松油醇外，也可以使用例如包含松香和活性劑 的焊劑作為第1溶劑。但是，在使用焊劑時(shí)，借助該活性劑的作用，錫粒 子的表面的氧化被膜被去除，錫粒子和銀粒子的潤(rùn)濕性增強(qiáng)。因此，在利 用VPS裝置130加熱導(dǎo)電膏125時(shí)，很難使導(dǎo)電膏125保持被印刷在耐熱 板121上時(shí)的形狀。相比之下，由于松油醇不具有焊劑那樣的活性作用， 所以基本上能夠原樣保持導(dǎo)電膏125的形狀地制造導(dǎo)電體5。
圖15A是表示在采用松油醇作為第1溶劑時(shí)得到的導(dǎo)電體5的圖，圖 16A是圖15A所示的導(dǎo)電體5的放大圖，圖17A是表示在使用該導(dǎo)電體5在 多層基板100中對(duì)相鄰的電路圖案3進(jìn)行層間連接時(shí)的、導(dǎo)電體5的剖面的圖。另一方面，圖15B是表示在采用焊劑作為第1溶劑時(shí)得到的導(dǎo)電體5 的圖，圖16B是圖15B所示的導(dǎo)電體5的放大圖，圖17B是表示在使用該 導(dǎo)電體5在多層基板100中對(duì)相鄰的電路圖案3進(jìn)行層間連接時(shí)的、導(dǎo)電 體5的剖面的圖。
如根據(jù)圖15B、圖16B確認(rèn)的那樣，在使用焊劑作為第1溶劑時(shí)，導(dǎo)電 體5不能保持導(dǎo)電膏125的圓柱形狀，而接近半球形狀。相比之下，在使 用松油醇作為第l溶劑時(shí)，如根據(jù)圖15A、圖16A確認(rèn)的那樣，導(dǎo)電體5基 本保持圓柱形狀。結(jié)果，使用焊劑時(shí)的導(dǎo)電體5不能充分填埋樹(shù)脂膜1的 通孔4內(nèi)的空間，所以如圖17B所示，在進(jìn)行層間連接時(shí)，在各個(gè)部位產(chǎn) 生空孔，而使用松油醇時(shí)的導(dǎo)電體5如圖17A所示，在進(jìn)行層間連接時(shí)空 孔極少。據(jù)此判明在制造層間連接用的導(dǎo)電體時(shí)，優(yōu)選使用松油醇作為第1 溶劑。
(其他實(shí)施例)
以上參考優(yōu)選實(shí)施方式記述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解為本發(fā)明不限于該 實(shí)施方式及結(jié)構(gòu)。本發(fā)明也包含各種變形例和均等范圍內(nèi)的變形。此外， 優(yōu)選的各種組合及方式、或者包含只包含其中一個(gè)要素、更多要素或更少 要素的其他組合及方式，也應(yīng)該理解為屬于本發(fā)明的范疇和思想范圍。
例如，在上述實(shí)施方式中，作為樹(shù)脂膜1采用了包含65 35重量％的 聚醚醚酮樹(shù)脂和35 65重量％的聚醚酰亞胺樹(shù)脂的熱塑性樹(shù)脂膜。但是， 樹(shù)脂膜不限于此，也可以是向聚醚醚酮樹(shù)脂和聚醚酰亞胺樹(shù)脂填充了非導(dǎo) 電性填料的膜，還可以使用聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亞胺(PEI)、液晶膜 等。
并且，在上述實(shí)施方式中，在導(dǎo)電體5的制造方法中，在切離工序之 后實(shí)施加熱工序，但在不使用分散材料而混合粉體的流動(dòng)性也沒(méi)有問(wèn)題、 銀粒子沒(méi)有涂敷分散材料的情況下，可以省略加熱工序。
權(quán)利要求
1.一種層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法，在交替層疊了布線層(10)和絕緣層(1)的多層印刷基板(100)中，該層間連接用導(dǎo)電體(5)配置于所述絕緣層(1)內(nèi)的通孔(4)中，用于對(duì)相鄰的所述布線層(10)進(jìn)行層間連接，所述層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法包括填充工序，在封閉空間填充銀粒子與錫粒子的混合粉體，該封閉空間為一個(gè)面由具有與要形成的導(dǎo)電體形狀相對(duì)應(yīng)的槽部的模部件(21)構(gòu)成，與該模部件(21)相對(duì)的面由能夠相對(duì)于所述模部件(21)相對(duì)移動(dòng)的移動(dòng)部件(22)構(gòu)成；加壓工序，使所述移動(dòng)部件(22)相對(duì)移動(dòng)以接近所述模部件(21)，對(duì)填充于所述封閉空間的混合粉體加壓并將其壓入所述模部件(21)的槽部；切離工序，在所述加壓工序之后，使在所述模部件(21)與所述移動(dòng)部件(22)之間構(gòu)成所述封閉空間的側(cè)面部件(20)同殘留在所述模部件(21)表面上的混合粉體一起在所述模部件(21)上滑動(dòng)，以將未完全進(jìn)入所述模部件(21)的槽部而殘留在所述模部件(21)表面上的混合粉體從被壓入所述模部件(21)的槽部的混合粉體上切離；以及取出工序，從所述模部件(21)的槽部取出由形狀與該槽部相對(duì)應(yīng)的所述混合粉體構(gòu)成的層間連接用導(dǎo)電體(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法，其中， 所述模部件(21)具有多個(gè)槽部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法， 其中，所述混合粉體中包含的銀粒子的表面被涂敷了用于防止銀粒子彼此固 結(jié)的分散材料；所述制造方法包括加熱工序，在所述切離工序之后且所述取出工序 之前，通過(guò)加熱所述模部件(21)，來(lái)熔化所述分散材料，從而使所述模部件(21)的槽內(nèi)的混合粉體固結(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法，其中， 所述分散材料含有硬脂酸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法， 其中，在所述取出工序中，對(duì)所述模部件(21)施加外力使其彎曲，從而從 所述模部件(21)的槽部取出所述層間連接用導(dǎo)電體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法， 其中，所述移動(dòng)部件(22)在所述側(cè)面部件(20)的內(nèi)表面滑動(dòng)，從而相對(duì) 于所述模部件(21)相對(duì)移動(dòng)；在所述切離工序中，使所述移動(dòng)部件(22)與所述側(cè)面部件(20) — 起在與所述模部件(21)的表面平行的方向上移動(dòng)。
7. —種層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法，在交替層疊了布線層(IO) 和絕緣層(1)的多層印刷基板(100)中，該層間連接用導(dǎo)電體(5)配置 于所述絕緣層(1)內(nèi)的通孔中，用于對(duì)相鄰的所述布線層(10)進(jìn)行層間 連接，所述層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法包括印刷工序，在耐熱板(121)上印刷將銀粒子和錫粒子混合到第一溶劑 中而制造出的導(dǎo)電膏(125)，以使其具有與要形成的導(dǎo)電體形狀相對(duì)應(yīng)的 形狀；加熱工序，通過(guò)蒸汽式回流錫焊裝置(130)，將印刷了所述導(dǎo)電膏(125) 的耐熱板(121)加熱數(shù)秒級(jí)的時(shí)間直到達(dá)到所述錫粒子的熔點(diǎn)以上的溫度; 以及回收工序，從所述耐熱板(121)回收通過(guò)所述加熱而固化的所述層間 連接用導(dǎo)電體(5)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法，其中， 在所述印刷工序中，在將形成有與要形成的導(dǎo)電體形狀相對(duì)應(yīng)的多個(gè)孔部(123)的片狀掩膜(122)載放于所述耐熱板(121)上的狀態(tài)下，向 所述片狀掩膜(122)的多個(gè)孔部(123)填充所述導(dǎo)電膏(125)，從而在 所述耐熱板(121)上印刷具有與所述導(dǎo)電體形狀相對(duì)應(yīng)的形狀的導(dǎo)電膏 (125)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法，其中， 在進(jìn)行所述加熱工序之前，從所述耐熱板(121)上去除所述片狀掩膜(122)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法， 其中，所述回收工序包括以下工序在將所述耐熱板(121)浸漬于第2溶劑 (142)中的狀態(tài)下，利用超聲波使該耐熱板(121)振動(dòng)，從而使所述層 間連接用導(dǎo)電體(5)從所述耐熱板(121)分離。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7 9中任一項(xiàng)所述的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制 造方法，其中，所述第1溶劑含有松油醇。
全文摘要
本發(fā)明提供一種被配置于絕緣層(1)內(nèi)的通孔(4)中的層間連接用導(dǎo)電體(5)的制造方法。在由模部件(21)和移動(dòng)部件(22)構(gòu)成的封閉空間中填充銀粒子與錫粒子的混合粉體，該模部件具有與要形成的導(dǎo)電體形狀對(duì)應(yīng)的槽部；使所述移動(dòng)部件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)以接近所述模部件，對(duì)填充到所述封閉空間中的混合粉體加壓并壓入所述模部件的槽部；使在所述模部件和所述移動(dòng)部件之間構(gòu)成所述封閉空間的側(cè)面部件(20)與殘留在所述模部件表面上的混合粉體一起在所述模部件上滑動(dòng)，從而將未能進(jìn)入所述模部件的槽部而殘留在所述模部件表面上的混合粉體從被壓入所述模部件的槽部的混合粉體上切離；從所述模部件的槽部取出層間連接用導(dǎo)電體。
文檔編號(hào)H05K3/40GK101594749SQ20091013896
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者鄉(xiāng)古倫央, 岡本圭司, 坂井田敦資, 多田和夫, 本田進(jìn), 白石芳彥, 石川富一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝