JP2003069176A - サファイア基板とその製造方法およびこれを用いた電子装置とその製造方法 - Google Patents
サファイア基板とその製造方法およびこれを用いた電子装置とその製造方法Info
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- JP2003069176A JP2003069176A JP2001257781A JP2001257781A JP2003069176A JP 2003069176 A JP2003069176 A JP 2003069176A JP 2001257781 A JP2001257781 A JP 2001257781A JP 2001257781 A JP2001257781 A JP 2001257781A JP 2003069176 A JP2003069176 A JP 2003069176A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】サファイアからなり、直径0.1mm未満の貫通孔
を有する基板の製造方法において、貫通孔を形成する方
法としてウエットエッチング以外のものを提供する。 【解決手段】サファイア基板にレーザを選択的に照射す
る工程のみによって貫通孔を形成する。
を有する基板の製造方法において、貫通孔を形成する方
法としてウエットエッチング以外のものを提供する。 【解決手段】サファイア基板にレーザを選択的に照射す
る工程のみによって貫通孔を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サファイアからな
り微細な貫通孔を有する基板、これを用いた電子装置お
よびこれらの製造方法に関するものである。
り微細な貫通孔を有する基板、これを用いた電子装置お
よびこれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器は小型軽量化が進んでお
り、それに用いられる回路ブロックもその動向に呼応す
る形で小型軽量化、表面実装化、複合化が押し進められ
ているが、混成集積回路（以下、HICという）もそのひ
とつである。
り、それに用いられる回路ブロックもその動向に呼応す
る形で小型軽量化、表面実装化、複合化が押し進められ
ているが、混成集積回路（以下、HICという）もそのひ
とつである。
【０００３】HIC用の基板としては、従来、セラミック
スや樹脂からなる絶縁材料が用いられ、例えば、特開平
9-186426号公報にはアルミナを用いた場合が示されてい
る。
スや樹脂からなる絶縁材料が用いられ、例えば、特開平
9-186426号公報にはアルミナを用いた場合が示されてい
る。
【０００４】また、絶縁材料を基板に用いて電子装置を
構成する場合、電子装置の実装を簡素化する、あるい
は、電子装置自体を小型化する目的で基板に貫通孔を設
け、その貫通孔を通して基板の両面での電気的な接続を
行っている。また、入出力信号が高周波になるに従っ
て、ノイズ軽減の目的から基板材料の低誘電損失のもの
が求められており、近年、その基板材料としてサファイ
アが候補として挙げられている。
構成する場合、電子装置の実装を簡素化する、あるい
は、電子装置自体を小型化する目的で基板に貫通孔を設
け、その貫通孔を通して基板の両面での電気的な接続を
行っている。また、入出力信号が高周波になるに従っ
て、ノイズ軽減の目的から基板材料の低誘電損失のもの
が求められており、近年、その基板材料としてサファイ
アが候補として挙げられている。
【０００５】また、サファイアの用途は広く、HICのみ
ならずGaN系化合物半導体成長用基板や、サファイアを
構造材料とした圧力センサなど、数多く挙げられるが、
これらの電子装置においても同様に、微細な貫通孔の形
成が要請されている。
ならずGaN系化合物半導体成長用基板や、サファイアを
構造材料とした圧力センサなど、数多く挙げられるが、
これらの電子装置においても同様に、微細な貫通孔の形
成が要請されている。
【０００６】サファイアに対する貫通孔は、直径0.2mm
程度までのものであれば、機械工具による加工や超音波
加工によって形成することができた。しかし、近年、電
子装置のさらなる小型化を行うに当たり、直径0.1mm未
満のものなど、貫通孔も微細化が必要とされているが、
サファイアに対してこの大きさの貫通孔を形成するのは
困難であった。
程度までのものであれば、機械工具による加工や超音波
加工によって形成することができた。しかし、近年、電
子装置のさらなる小型化を行うに当たり、直径0.1mm未
満のものなど、貫通孔も微細化が必要とされているが、
サファイアに対してこの大きさの貫通孔を形成するのは
困難であった。
【０００７】そのような中、特開平11-45892公報では、
サファイア基板に微細な貫通孔を形成する方法として、
炭酸ガスレーザによる加工とマスクを用いたウエットエ
ッチングを組み合わせたものが提案されている。上記公
報では、炭酸ガスレーザを用いる理由としてその波長が
サファイアの加工に適していることを述べているが、他
のレーザについては触れられていない。
サファイア基板に微細な貫通孔を形成する方法として、
炭酸ガスレーザによる加工とマスクを用いたウエットエ
ッチングを組み合わせたものが提案されている。上記公
報では、炭酸ガスレーザを用いる理由としてその波長が
サファイアの加工に適していることを述べているが、他
のレーザについては触れられていない。
【０００８】図4および5は、上記公報に挙げられている
ウエットエッチングを用いた貫通孔の形成方法を示す。
ウエットエッチングを用いた貫通孔の形成方法を示す。
【０００９】まず、研磨加工によってサファイア基板1
を他方の主面側から薄くし、所定の厚みとする。図4に
示すように、一方の主面上に電子素子4aが形成されたサ
ファイア基板1の他方の主面側から、炭酸ガスレーザ7を
照射することで選択的に孔加工を行い、貫通しない孔4b
を形成する。
を他方の主面側から薄くし、所定の厚みとする。図4に
示すように、一方の主面上に電子素子4aが形成されたサ
ファイア基板1の他方の主面側から、炭酸ガスレーザ7を
照射することで選択的に孔加工を行い、貫通しない孔4b
を形成する。
【００１０】次に、図5に示すように、孔4bを有する主
面にフォトリソグラフィー技術およびリフト法を用い
て、クロム（Cr）膜および白金（Pt）膜を積層してなる
エッチングマスク5aを形成する。同様に孔のない主面に
もエッチングマスク5bを形成する。それを300℃前後の
リン酸/硫酸混合液に長時間さらすことでエッチング
し、選択的にサファイア基板1を腐食させて孔5cを形成
し、孔を貫通させる。そして、この孔1中に導電性物質
を充填することで半導体素子4aとの電気的な接続を他方
の主面から行うことができる。
面にフォトリソグラフィー技術およびリフト法を用い
て、クロム（Cr）膜および白金（Pt）膜を積層してなる
エッチングマスク5aを形成する。同様に孔のない主面に
もエッチングマスク5bを形成する。それを300℃前後の
リン酸/硫酸混合液に長時間さらすことでエッチング
し、選択的にサファイア基板1を腐食させて孔5cを形成
し、孔を貫通させる。そして、この孔1中に導電性物質
を充填することで半導体素子4aとの電気的な接続を他方
の主面から行うことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記孔4b、
5cからなる貫通孔の形成方法は、炭酸ガスレーザとウエ
ットエッチングの２つの工程の組み合わせによって孔を
貫通させるものであり、手間が掛かり、時間を要した。
特にエッチングマスクの形成は、フォトリソグラフィー
を用いるため特に煩雑であり、数多くの工程を行うこと
で製造歩留まりを低下させていた。
5cからなる貫通孔の形成方法は、炭酸ガスレーザとウエ
ットエッチングの２つの工程の組み合わせによって孔を
貫通させるものであり、手間が掛かり、時間を要した。
特にエッチングマスクの形成は、フォトリソグラフィー
を用いるため特に煩雑であり、数多くの工程を行うこと
で製造歩留まりを低下させていた。
【００１２】また、サファイアは化学的に非常に安定な
ため、上記のようなウエットエッチングを用いる方法で
はエッチングレートが非常に小さい。最も速い場合でも
10μm/hに及ばず、実質3μm/h以下であるため、ウエッ
トエッチングは製造方法としては実用的でなかった。ま
た、高濃度の強酸を高温でエッチングを行わないと十分
に加工できないので、作業的に危険を伴っていた。
ため、上記のようなウエットエッチングを用いる方法で
はエッチングレートが非常に小さい。最も速い場合でも
10μm/hに及ばず、実質3μm/h以下であるため、ウエッ
トエッチングは製造方法としては実用的でなかった。ま
た、高濃度の強酸を高温でエッチングを行わないと十分
に加工できないので、作業的に危険を伴っていた。
【００１３】従って、ウエットエッチングを用いない単
一の工程による貫通孔の形成方法が必要とされていた。
一の工程による貫通孔の形成方法が必要とされていた。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、上
記のような事情に鑑み、精意研究を繰り返した結果、ウ
エットエッチングを必要としない、微細な貫通孔の形成
を単一の工程にて行うことが可能であることを見出し
た。
記のような事情に鑑み、精意研究を繰り返した結果、ウ
エットエッチングを必要としない、微細な貫通孔の形成
を単一の工程にて行うことが可能であることを見出し
た。
【００１５】本発明は、サファイア基板への貫通孔の形
成を、レーザを選択的に照射する工程のみによって行う
ことを特徴とする。また、レーザとしてはYAGレーザを
用い、発振器はスラブ型で、レーザ光のスポット径が0.
1mm以下のものとし、レーザ照射時間は0.2ms以下とす
る。
成を、レーザを選択的に照射する工程のみによって行う
ことを特徴とする。また、レーザとしてはYAGレーザを
用い、発振器はスラブ型で、レーザ光のスポット径が0.
1mm以下のものとし、レーザ照射時間は0.2ms以下とす
る。
【００１６】これにより得られた本発明のサファイア基
板は、貫通孔がテーパ形状であり、小径側の直径Bを0.1
mm未満とできる。また、上記貫通孔の大径側の直径Aと
上記貫通孔小径側の直径Bが、1.1 < A/B < 2.5 を満た
している。さらに、上記直径Bと上記サファイア基板の
厚みCが、0.02 < B/C < 4 を満たしている。
板は、貫通孔がテーパ形状であり、小径側の直径Bを0.1
mm未満とできる。また、上記貫通孔の大径側の直径Aと
上記貫通孔小径側の直径Bが、1.1 < A/B < 2.5 を満た
している。さらに、上記直径Bと上記サファイア基板の
厚みCが、0.02 < B/C < 4 を満たしている。
【００１７】また、本発明の電子装置は、上記サファイ
ア基板上に電子素子を形成し、貫通孔を通して電気的接
続を行うようにしたことを特徴とする。
ア基板上に電子素子を形成し、貫通孔を通して電気的接
続を行うようにしたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【００１９】図1のように、サファイア基板1は、レーザ
6を選択的に照射する工程のみによって、貫通孔1aの形
成を行うことを特徴する。特に、スラブ型のYAGレーザ
の照射による加工であれば、スポット径を絞って十分微
細な貫通孔1aの形成が可能である。スラブ型レーザは、
ロッド型のレーザに比べて冷却効果が高められると言う
利点があり、レーザ媒質の屈折率に偏りが少なく、ま
た、光学異方性が軽減される。このことにより、モード
や集光特性などのビーム品質を向上させ、微細レーザ光
における高出力化が可能となり、スポット径0.1mm未満
を実現することができる。これにより、従来はサファイ
アを透過すると考えられてきた、波長1.06μmのYAGレー
ザによってもサファイアへの貫通孔加工が可能となる。
6を選択的に照射する工程のみによって、貫通孔1aの形
成を行うことを特徴する。特に、スラブ型のYAGレーザ
の照射による加工であれば、スポット径を絞って十分微
細な貫通孔1aの形成が可能である。スラブ型レーザは、
ロッド型のレーザに比べて冷却効果が高められると言う
利点があり、レーザ媒質の屈折率に偏りが少なく、ま
た、光学異方性が軽減される。このことにより、モード
や集光特性などのビーム品質を向上させ、微細レーザ光
における高出力化が可能となり、スポット径0.1mm未満
を実現することができる。これにより、従来はサファイ
アを透過すると考えられてきた、波長1.06μmのYAGレー
ザによってもサファイアへの貫通孔加工が可能となる。
【００２０】さらに、レーザ光による貫通孔形成は、ウ
エットエッチングとは異なってマスクの形成が必要な
く、レーザ6を照射する部分にのみ孔が形成されるので
微細な貫通孔1aを選択的に形成するのに適している。
エットエッチングとは異なってマスクの形成が必要な
く、レーザ6を照射する部分にのみ孔が形成されるので
微細な貫通孔1aを選択的に形成するのに適している。
【００２１】貫通孔1aは、レーザ6の出口側の主面1bか
ら入射側の主面1cに向かって断面積が大きくなるような
テーパ形状を有し、貫通孔1aが小径となる主面1bにおけ
る直径Bは0.1mm以下である。また、主面1bにおける貫通
孔1aの直径Bと貫通孔1aが大径となる側の主面1cにおけ
る直径Aが 1.1 < A/B < 2.5 を満たしている。また、上
記貫通孔の直径Bと上記サファイア基板1の厚みCが、 0.
02 < B/C < 4 を満たしている。
ら入射側の主面1cに向かって断面積が大きくなるような
テーパ形状を有し、貫通孔1aが小径となる主面1bにおけ
る直径Bは0.1mm以下である。また、主面1bにおける貫通
孔1aの直径Bと貫通孔1aが大径となる側の主面1cにおけ
る直径Aが 1.1 < A/B < 2.5 を満たしている。また、上
記貫通孔の直径Bと上記サファイア基板1の厚みCが、 0.
02 < B/C < 4 を満たしている。
【００２２】ここで1.1 < A/B < 2.5としたのは、レー
ザ加工でA/Bを1.1以下に加工することが困難であり、ま
た一種類のレーザスポット径の加工ではA/Bを2.5以上に
することが困難であるからである。また、0.02 < B/C <
4 としたのは、B/Cが0.02以下の場合、基板が厚いため
にレーザ照射時間を長くする必要があり、その結果直径
Bを0.1mm以下にできず、またB/Cが４以上では基板が薄
すぎて現状装置ではレーザパワーが制御限界以下となっ
てしまうためである。
ザ加工でA/Bを1.1以下に加工することが困難であり、ま
た一種類のレーザスポット径の加工ではA/Bを2.5以上に
することが困難であるからである。また、0.02 < B/C <
4 としたのは、B/Cが0.02以下の場合、基板が厚いため
にレーザ照射時間を長くする必要があり、その結果直径
Bを0.1mm以下にできず、またB/Cが４以上では基板が薄
すぎて現状装置ではレーザパワーが制御限界以下となっ
てしまうためである。
【００２３】以下に、上記のような、直径0.1mm未満の
貫通孔1aを有するサファイア基板1の製造方法を説明す
る。
貫通孔1aを有するサファイア基板1の製造方法を説明す
る。
【００２４】図1のように、厚みC(mm)のサファイア基板
1に対し、スポット径が0.1mm以下のYAGレーザ6を一方の
主面1cから照射する。指示出力は例えば100W、パルス幅
は0.2ms以下、好ましくは0.1ms以下とすれば良い。パル
ス幅が大きいと貫通孔の直径が大きくなってしまうため
適していない。このようなパルスレーザをワンパルスだ
け貫通孔1aの形成を行いたい位置に照射すると、入射側
の主面1cに開口し、出口側の主面1bまで貫通するような
テーパ形状を有する貫通孔1aが形成される。
1に対し、スポット径が0.1mm以下のYAGレーザ6を一方の
主面1cから照射する。指示出力は例えば100W、パルス幅
は0.2ms以下、好ましくは0.1ms以下とすれば良い。パル
ス幅が大きいと貫通孔の直径が大きくなってしまうため
適していない。このようなパルスレーザをワンパルスだ
け貫通孔1aの形成を行いたい位置に照射すると、入射側
の主面1cに開口し、出口側の主面1bまで貫通するような
テーパ形状を有する貫通孔1aが形成される。
【００２５】この時、厚みC(mm)と出射側の主面におけ
る孔径B(mm)は、0.02 < B/C < 4を満たすように注意し
つつ、レーザ照射条件をサファイア基板1の厚みによっ
て変更する必要がある。指示出力が大き過ぎると微細な
貫通孔1aを得ることができないが、小さ過ぎても深さが
得られない、あるいは、加工がなされないなどの弊害が
ある。パルス幅に関しても同様である。また、パルス数
はワンパルスである必要はなく、レーザ6の条件に応じ
てパルス幅を小さくして複数のパルス照射を行っても良
く、正味のレーザ照射時間が0.2ms以下であれば良い。
る孔径B(mm)は、0.02 < B/C < 4を満たすように注意し
つつ、レーザ照射条件をサファイア基板1の厚みによっ
て変更する必要がある。指示出力が大き過ぎると微細な
貫通孔1aを得ることができないが、小さ過ぎても深さが
得られない、あるいは、加工がなされないなどの弊害が
ある。パルス幅に関しても同様である。また、パルス数
はワンパルスである必要はなく、レーザ6の条件に応じ
てパルス幅を小さくして複数のパルス照射を行っても良
く、正味のレーザ照射時間が0.2ms以下であれば良い。
【００２６】ここで、本発明における電子装置用基板と
して用いるサファイア基板1は、公知の結晶成長方法を
用いて製造したもので良く、EFG法やチョクラルスキー
法など種々の方法が挙げられる。サファイア基板1の面
方位は用途に応じてC面、Ａ面、M面、R面などから選べ
ば良い。
して用いるサファイア基板1は、公知の結晶成長方法を
用いて製造したもので良く、EFG法やチョクラルスキー
法など種々の方法が挙げられる。サファイア基板1の面
方位は用途に応じてC面、Ａ面、M面、R面などから選べ
ば良い。
【００２７】次に、本発明の電子装置の製造方法につい
て説明する。
て説明する。
【００２８】図2に示すように、厚みC（mm）のサファイ
ア基板1を用い、その一方の主面1b上に電子素子2を形成
する。
ア基板1を用い、その一方の主面1b上に電子素子2を形成
する。
【００２９】その後、電子素子2を形成していない方の
主面1cから上記と同様の条件でスポット径が0.1mm以下
のレーザ6を照射すると、電子素子2を形成した方の主面
1bまで貫通するような、テーパ形状を有する貫通孔1aが
形成される。
主面1cから上記と同様の条件でスポット径が0.1mm以下
のレーザ6を照射すると、電子素子2を形成した方の主面
1bまで貫通するような、テーパ形状を有する貫通孔1aが
形成される。
【００３０】次に、図3のように、サファイア基板1の電
子素子2を形成していない主面1c上に例えば20nmのCr膜
および例えば5μmのAu膜を真空蒸着法などにより順次形
成する。次に、貫通孔1aを満たすことができる程十分に
厚いAu膜を形成する。これによって、サファイア基板1
の、電子素子2を形成していない主面1cおよび貫通孔1a
の内壁に接する金属層3aを得る。さらに、この金属層3a
と電子素子2を配線3bによって接続する。配線3bの形成
方法は、真空蒸着法とフォトリソグラフィーによる金属
膜の形成、あるいは、ワイヤーボンディングなど、電気
的に接続ができる方法であれば良い。
子素子2を形成していない主面1c上に例えば20nmのCr膜
および例えば5μmのAu膜を真空蒸着法などにより順次形
成する。次に、貫通孔1aを満たすことができる程十分に
厚いAu膜を形成する。これによって、サファイア基板1
の、電子素子2を形成していない主面1cおよび貫通孔1a
の内壁に接する金属層3aを得る。さらに、この金属層3a
と電子素子2を配線3bによって接続する。配線3bの形成
方法は、真空蒸着法とフォトリソグラフィーによる金属
膜の形成、あるいは、ワイヤーボンディングなど、電気
的に接続ができる方法であれば良い。
【００３１】このようにして、サファイア基板1に形成
された貫通孔1aを通して電子素子2に対する電気的な接
続をサファイア基板1の他方の主面側から行う電子装置3
を得ることができる。
された貫通孔1aを通して電子素子2に対する電気的な接
続をサファイア基板1の他方の主面側から行う電子装置3
を得ることができる。
【００３２】本発明における電子素子は、前述したHIC
に限定するものではなく、サファイアを基板として用い
ることのできる電子装置の基板であれば良い。従って、
電子装置は、発光素子、受光素子やトランジスタなどの
半導体素子を有する半導体装置であっても構わないし、
また、サファイアを構造材料として用いる圧力センサな
ど各種センサであっても良い。故に、電子装置の機能に
関わらず、サファイアを用い、貫通孔1aを通して電気的
な接続を行うものであれば良い。
に限定するものではなく、サファイアを基板として用い
ることのできる電子装置の基板であれば良い。従って、
電子装置は、発光素子、受光素子やトランジスタなどの
半導体素子を有する半導体装置であっても構わないし、
また、サファイアを構造材料として用いる圧力センサな
ど各種センサであっても良い。故に、電子装置の機能に
関わらず、サファイアを用い、貫通孔1aを通して電気的
な接続を行うものであれば良い。
【００３３】また、上記のような素子や電極など、電子
装置を構成する部位の全部あるいは一部の形成を、基板
に貫通孔1aを形成する以前に行っても良い。その場合に
は上記電子素子を形成した主面から他方の主面に向かっ
て上記貫通孔1aの断面積が大きくなるようなテーパ形状
を持ち、かつ、上記電子素子を形成した主面における上
記貫通孔1aの直径が0.1mm未満であれば良い。
装置を構成する部位の全部あるいは一部の形成を、基板
に貫通孔1aを形成する以前に行っても良い。その場合に
は上記電子素子を形成した主面から他方の主面に向かっ
て上記貫通孔1aの断面積が大きくなるようなテーパ形状
を持ち、かつ、上記電子素子を形成した主面における上
記貫通孔1aの直径が0.1mm未満であれば良い。
【００３４】
【実施例】第１の実施例
図1に示すように、厚みCが0.5mmのサファイア基板1に対
し、スポット径が0.05mmのYAGレーザ6を一方の主面1cか
ら照射した。指示出力は100W、パルス幅は0.1msとし
た。このようなパルスレーザをワンパルスだけ貫通孔1a
の形成を行いたい位置に照射したところ、他方の主面1b
から入射側の主面1cに向かって断面積が大きくなるよう
ようなテーパ形状を有する貫通孔1aが形成された。この
時、入射側の主面1cにおける直径Aは0.12mm、出口側の
主面における直径Bは0.08mmであり、式1.1 < A/B = 1.5
< 2.5、0.02 < B/C = 0.16 < 4を満たした。このよう
にして貫通孔1aを有するサファイア基板1を得た。この
基板を用いて電子装置を形成すれば、電気的な接続をサ
ファイア基板1のレーザ入射側の主面側から行うことが
できる。
し、スポット径が0.05mmのYAGレーザ6を一方の主面1cか
ら照射した。指示出力は100W、パルス幅は0.1msとし
た。このようなパルスレーザをワンパルスだけ貫通孔1a
の形成を行いたい位置に照射したところ、他方の主面1b
から入射側の主面1cに向かって断面積が大きくなるよう
ようなテーパ形状を有する貫通孔1aが形成された。この
時、入射側の主面1cにおける直径Aは0.12mm、出口側の
主面における直径Bは0.08mmであり、式1.1 < A/B = 1.5
< 2.5、0.02 < B/C = 0.16 < 4を満たした。このよう
にして貫通孔1aを有するサファイア基板1を得た。この
基板を用いて電子装置を形成すれば、電気的な接続をサ
ファイア基板1のレーザ入射側の主面側から行うことが
できる。
【００３５】第２の実施例
図2のように、厚みCが0.5mmのサファイア基板1を用い、
その一方の主面1b上にHIC2を形成した。その後、HIC2を
形成していない方の主面1cから、第１の実施例と同様の
条件でスポット径が0.05mmのYAGレーザ6を照射したとこ
ろ、HIC2を形成した方の主面1bまで貫通するような、テ
ーパ形状を有する貫通孔1aが形成された。ここで、YAG
レーザ6照射の際はレーザ光によってHIC2を破壊しない
よう、照射する位置には注意しなければならない。
その一方の主面1b上にHIC2を形成した。その後、HIC2を
形成していない方の主面1cから、第１の実施例と同様の
条件でスポット径が0.05mmのYAGレーザ6を照射したとこ
ろ、HIC2を形成した方の主面1bまで貫通するような、テ
ーパ形状を有する貫通孔1aが形成された。ここで、YAG
レーザ6照射の際はレーザ光によってHIC2を破壊しない
よう、照射する位置には注意しなければならない。
【００３６】次に、図3のように、サファイア基板1のHI
C2を形成していない主面側に20nmのCr膜および5μmのAu
膜を真空蒸着法により順次形成した。次に、メッキ法に
よって孔1aを満たすことができる程十分に厚い100μmの
Au膜を形成した。これによって、サファイア基板1の、H
IC2を形成していない主面および孔1aの内壁に接する金
属層3aを得た。この金属層3aとHIC2を配線層3bによって
接続した。このようにして、サファイア基板1に形成さ
れた貫通孔1aを通してHIC2に対する電気的な接続をサフ
ァイア基板1の他方の主面側から行う電子装置3を得た。
C2を形成していない主面側に20nmのCr膜および5μmのAu
膜を真空蒸着法により順次形成した。次に、メッキ法に
よって孔1aを満たすことができる程十分に厚い100μmの
Au膜を形成した。これによって、サファイア基板1の、H
IC2を形成していない主面および孔1aの内壁に接する金
属層3aを得た。この金属層3aとHIC2を配線層3bによって
接続した。このようにして、サファイア基板1に形成さ
れた貫通孔1aを通してHIC2に対する電気的な接続をサフ
ァイア基板1の他方の主面側から行う電子装置3を得た。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、サファ
イア基板に対しYAGレーザによって直径0.1mm未満の貫通
孔を形成することができる。これによって電子装置の小
型化、実装工程の簡素化が可能となり、基板が低誘電損
失であるためノイズを軽減して高性能となる。
イア基板に対しYAGレーザによって直径0.1mm未満の貫通
孔を形成することができる。これによって電子装置の小
型化、実装工程の簡素化が可能となり、基板が低誘電損
失であるためノイズを軽減して高性能となる。
【００３８】また、本発明におけるサファイア基板の製
造方法は、ウエットエッチングを必要としない、微細な
貫通孔1aの形成を可能とするものであって、ウエットエ
ッチングに起因する製造上の問題を回避することが可能
となる。
造方法は、ウエットエッチングを必要としない、微細な
貫通孔1aの形成を可能とするものであって、ウエットエ
ッチングに起因する製造上の問題を回避することが可能
となる。
【図１】本発明のサファイア基板を示す断面図である。
【図２】本発明の電子装置の製造方法を示す断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の電子装置を示す断面図である。
【図４】従来のサファイア基板の製造方法を示す断面図
である。
である。
【図５】従来のサファイア基板の製造方法を示す断面図
である。
である。
1 サファイア基板
1a 貫通孔
1b、1c 主面
2 HIC
6 レーザ
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｂ２３Ｋ 101:40
// Ｂ２３Ｋ 101:40 Ｈ０１Ｌ 23/14 Ｃ
Claims (13)
- 【請求項１】貫通孔を有するサファイア基板において、
上記貫通孔の形状がテーパ状であり、かつ上記貫通孔が
小径となる側の主面における直径Bが0.1mm未満であるこ
と特徴とするサファイア基板。 - 【請求項２】上記貫通孔が大径となる側の主面における
直径Aと上記小径側の貫通孔の直径Bが、1.1 < A/B < 2.
5 を満たすことを特徴とする請求項１記載のサファイア
基板。 - 【請求項３】上記小径側の貫通孔の直径Bと上記サファ
イア基板の厚みCが、0.02 < B/C < 4 を満たすことを特
徴とする請求項１または２に記載のサファイア基板。 - 【請求項４】サファイア基板にレーザを選択的に照射す
る工程のみによって上記貫通孔の形成を行うことを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載のサファイア基板
の製造方法。 - 【請求項５】上記レーザがYAGレーザであることを特徴
とする請求項４記載のサファイア基板の製造方法。 - 【請求項６】上記YAGレーザが、スラブ型発振器によ
る、スポット径が0.1mm以下のものであることを特徴と
する請求項５記載のサファイア基板の製造方法。 - 【請求項７】レーザの照射時間が0.2ms以下であること
を特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のサファイ
ア基板の製造方法。 - 【請求項８】請求項１〜３のいずれかに記載のサファイ
ア基板の一方の主面上に電子素子を備えたことを特徴と
する電子装置。 - 【請求項９】サファイア基板の一方の主面上に電子素子
を有し、上記サファイア基板に形成された貫通孔を通し
て上記電子素子に対する電気的な接続をサファイア基板
の他方の主面側から行う電子装置において、上記貫通孔
は電子素子を形成した主面側から他方の主面側に向かっ
て断面積が大きくなるようなテーパ形状を持ち、かつ、
上記電子素子を形成した主面における上記貫通孔の直径
が0.1mm未満であることを特徴とする電子装置。 - 【請求項１０】サファイア基板の一方の主面上に電子素
子を有し、上記サファイア基板に形成された貫通孔を通
して上記電子素子に対する電気的な接続をサファイア基
板の他方の主面側から行う電子装置の製造方法におい
て、上記サファイア基板にレーザを選択的に照射する工
程のみによって上記貫通孔の形成を行うことを特徴とす
る電子装置の製造方法。 - 【請求項１１】上記レーザがYAGレーザであることを特
徴とする請求項１０記載の電子装置の製造方法。 - 【請求項１２】上記YAGレーザが、スラブ型発振器によ
るスポット径が0.1mm以下のものであることを特徴とす
る請求項１１に記載の電子装置の製造方法。 - 【請求項１３】レーザの照射時間が0.2ms以下であるこ
とを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の電
子装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001257781A JP4703060B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | サファイア基板とその製造方法およびこれを用いた電子装置とその製造方法 |
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| JP2001257781A JP4703060B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | サファイア基板とその製造方法およびこれを用いた電子装置とその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069176A true JP2003069176A (ja) | 2003-03-07 |
| JP4703060B2 JP4703060B2 (ja) | 2011-06-15 |
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| JP2001257781A Expired - Fee Related JP4703060B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | サファイア基板とその製造方法およびこれを用いた電子装置とその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4703060B2 (ja) |
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- 2001-08-28 JP JP2001257781A patent/JP4703060B2/ja not_active Expired - Fee Related
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