[发明专利]通孔填充基板及其制造方法以及前体

说明书

本发明涉及一种通孔填充基板的制造方法，其包括在具有孔部的绝缘性基板的孔部壁面形成含有活性金属的金属膜的金属膜形成工序、将烧成前后的体积变化率为‑10～20％的导体糊填充于形成有金属膜的孔部的填充工序和对填充有导体糊的绝缘性基板进行烧成的烧成工序。

技术领域

本发明涉及在各种电子设备中使用的表背导通基板(通孔填充基板)及其制造方法以及前体。

背景技术

以往以来，电子基板用于功能部件的配置、布线电路的形成。近年来，为了电子设备或部件的小型化、高性能化和集成化，在绝缘性基板上形成贯通孔(通孔)并在贯通孔内设置导电材料而使基板两面电导通的用途正在增加。作为使基板两面电导通的方法，在专利文献1中公开了在绝缘性基板的贯通孔的内壁部形成Au镀层作为金属层的方法，在专利文献2中公开了将形成在绝缘性基板的预定位置的大致鼓状的透孔利用镀覆金属完全填充的方法。

但是，在这些方法中，需要环境负荷大的镀覆工序，因此，工序复杂，经济性也低。

另外，还已知有在贯通孔中填充由金属粉和固化性树脂构成的导体糊(导电性糊)并固化而得到填充通孔的方法，但由于在导电材料中含有树脂，因此，导电性低，因树脂的耐热性而受限，因此基板的耐热性也低。

此外，还已知有在贯通孔中填充由金属粉、无机粘结剂和树脂构成的导体糊并加热至金属的烧结温度以上而使金属粉烧结从而得到导电性的填充通孔的方法，该方法中，简便性优良、并且树脂成分通过烧成而蒸发、分解，因此，导电性、热传导性和耐热性也高。但是，对于在通孔中填充导体糊后进行烧成而得的通孔填充基板而言，有时在填充导体(导电通孔部)与孔部的壁面之间存在间隙、空隙。作为这些间隙、空隙的产生原因，可以推断填充在孔中的导体糊的溶剂除去(干燥)所引起的收缩、高温烧成时的金属粉的烧结所引起的收缩作为部分原因。

如果在填充导体与壁面之间存在间隙，则有可能至少会产生下述三点问题。

(1)在基板表面横跨填充部而形成导电膜(电极、配线等)的情况下，有可能因间隙的存在使得导电膜断开而导致导电性能的下降、断线。

(2)有可能存在于壁面的间隙沿着壁面相互连接而无法确保填充部的气密性、焊料阻挡性等非透过性(例如，要求气密性、焊料阻挡性的用途)。

(3)通孔填充基板经过镀覆等湿式工序作为后工序的情况下，有可能药水等渗入间隙内而发生通孔部的破裂、表面膜的起泡、变色等不良。

因此，在使用导体糊的方法中，提出了能够抑制烧成时的烧结收缩的导体糊，在专利文献3中公开了含有Cu粉末、玻璃粉末和有机载体、并且因烧成引起的体积变化率为8％以下的Cu导体糊，在专利文献4中公开了以Ag作为主要成分、含有包含金属粉和金属纳米粒子的导电性金属粒子、玻璃和/或无机氧化物和有机载体、并且在600℃下烧成后的体积变化率为-5～+10％的范围的导体糊。如果使用这些导体糊，则能够提高表面平滑性，此外还能够提高填充部与基板的密合力。

但是，在使用这些导体糊的情况下，也难以完全消除间隙、空隙的产生。即，没有完全解决上述(1)～(3)的问题。作为这些间隙、空隙的产生原因，Cu、Ag等高导电性金属在性质上与陶瓷基板的润湿性低，在烧成条件下不能润湿陶瓷基板(孔部壁面)，因此，即使使用烧成时的烧结收缩小的导体糊，也难以形成在烧结金属与基板壁面间连续的接合界面层。换而言之，烧结后在所填充的导体(导电通孔部)与孔部壁面之间容易产生间隙、空隙。另外，对于专利文献3和专利文献4中公开的导体糊而言，配合在糊中的玻璃成分因烧成中的熔融流动而存在于填充导体(导电通孔部)与孔部壁面之间的界面，形成接合层而表现出密合力，同时填埋部分间隙、空隙。但是，玻璃成分的比例受限，因此，难以填埋全部间隙、空隙。这样的沿着壁面存在的间隙、空隙容易沿着壁面相互连接，因此导致损害通孔填充基板的气密性、非渗透性(液体不渗入的特性)。

另外，对于这些导体糊而言，玻璃成分是必须的，因此，不能高度地提高致密性、导电性、散热性。