[发明专利]填充通孔的浆料及使用该浆料的印刷线路板

说明书

1.发明领域

本发明涉及填充在印刷线路板或层压板上形成的通孔的通孔填充浆料，及使用该浆料的印刷线路板和多层印刷线路板。

2.相关技术描述

近年来，对于在通孔正上方形成辅助孔(via hole)(即Via on PTH)、将导电层与通孔电连接的结构已进行了研究(见日本专利公开No.275959/1994)。在该结构中，必须将铜沉积在充入通孔的通孔填充材料上。为了获得高可靠性的连接，获得沉积铜在通孔填充材料上的良好附着力是非常重要的。

当使用只含有诸如二氧化硅的无机填料的通孔填充浆料时，需要用铬酸或高锰酸钾对通孔填充材料表面进行特殊的化学处理，使其表面粗糙。这样很难降低生产成本。

为了提高铜沉积的附着力，已研究了采用含有诸如铜的金属填料的通孔填充浆料(见日本专利公开No.140280/1999)。

然而，采用含有铜填料的通孔填充浆料，会在固化后在通孔填充材料(100)中产生裂纹状裂缝(12)(见图1)。这种裂纹状裂缝在只含有无机填料的通孔填充材料中不会发展，但在含有金属填料如铜的通孔填充材料中易于发展。

这种裂缝被认为是由于通孔填充材料中的树脂成分固化收缩产生的内应力造成的裂纹。因此，为防止裂纹状裂缝的产生，已研究了加入给予固化的通孔填充材料良好柔韧性的成分，从而减少内应力的方法(见日本专利公开No.311157/1996)。

然而，已经知道加入给予良好柔韧性的成分会引起固化后的通孔填充材料玻璃转化点(Tg)降低，从而导致耐热性降低或焊接回流过程中体积收缩增加(再固化收缩)(见日本专利公开No.199759/1999)。这种耐热性降低和再固化收缩现象是不利的因素，它降低了印刷线路板或多层线路板上形成的通孔的可靠性。

如上所述，已加入给予良好柔韧性的成分的通孔填充浆料，当其用作通孔填充材料时，存在着耐热性降低和在线路板两面形成凹陷(沉陷或凹痕)的问题，因此，这种浆料不能用于像MPU部件那样要求高可靠性的领域。这样就难获得具有高可靠性通孔的印刷线路板或多层印刷线路板。此外，填充通孔的浆料粘度随时间有较大的变化。这种粘度的变化必须减少，以便得到稳定的产品。并且必须确定产品有较长的储藏寿命，以保证即使在经过长时间的储存后仍能保持性能稳定。

对于含有诸如铜的贱金属(base metal)的填料的通孔填充浆料在固化时的收缩特性，通孔的中心部位与表面部位(暴露于外部环境中的部分)的固化速度有较大的差异。具体地讲，通孔中心部位的固化速度远低于通孔表面部位的固化速度。

考虑到这种现象，本发明人认为上述裂缝并不是通常认为的由于内应力所造成的裂纹，而是固化速度慢的中心部位的树脂组分向固化速度快的表面部位迁移产生的所谓“砂眼”

为此，本发明人采用不同的固化剂对改变其固化特性方面进行了研究。结果，本发明人发现某些固化剂能够控制通孔填充浆料在固化时的收缩特性，从而减少裂缝的产生，因此基于该发现就完成了本发明。

用作金属填料的诸如铜的贱金属有一定程度的催化作用，并且对环氧树脂的固化反应产生影响(见日本专利公开No.31307/1997)。固化收缩特性问题似乎是与贱金属表面氧化状态有关的催化效果发生改变引起的。特别是在铜的表面抑制了阴离子的聚合作用，而在氧化的表面上阴离子聚合反应被加速。

本发明采用一种咪唑固化剂，其结构通式如(1)所示。采用含有诸如铜粉的贱金属的填料的通孔填充材料所产生的裂缝问题，通过使用本发明的固化剂就可避免。估计是这种咪唑固化剂对由于贱金属表面状态的差异引起的催化作用的变化起了调节作用，加速了固化期间收缩特性的均匀性。其可能的原因将在后面加以说明。

附图简要说明

图1是固化后的通孔填充材料中形成的裂缝的示意图。

图2是制作憎水性芯板的步骤的示意图。

图3是制作憎水性芯板的步骤的示意图。

图4是制作憎水性芯板的步骤的示意图。

图5是测定导体表面与水的接触角θ的方法的示意图。

图6是在固化后的通孔填充材料表面产生的凹陷d的示意图。

图7是使用本发明实施例中所用的FC-PGA型多层印刷线路板的半导体元件的示意图。

图8是用于本发明实施例的400μm厚铜镀层的芯板的示意图。

图9是印刷图案后的400μm厚铜镀层的芯板的示意图。

图10是在包含两面都涂有绝缘层的芯板的板中形成的辅助孔和通孔的示意图。

图11是包含两面都涂有绝缘层的芯板的板进行板面电镀后的状态示意图。