JP2013077807A - Method for manufacturing substrate and method for manufacturing wiring board - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of reducing the time required to end filling of a through hole with metal by electrolytic plating as compared with conventional methods.SOLUTION: A method for manufacturing a substrate comprises: a step A of forming a plating ground layer 7 on a lower surface side a glass substrate 2 in which a through hole 3 is formed; a step B of blocking a lower opening of the through hole 3 by forming a first plated layer 4a on an upper surface side of the glass substrate 2 by electrolytic plating; and a step C of filling the through hole 3 with metal by depositing a second plated layer 4b made of metal in the through hole 3 by electrolytic plating from the upper surface side of the glass substrate 2. The step A forms the plating ground layer 7 from an edge of the lower opening of the through hole 3 to a part of a side wall surface of the through hole 3. The step B blocks the lower opening of the through hole 3 by causing a growth of the first plated layer 4a from a surface of the plating ground layer 7 inside the through hole 3. The step C fills the through hole 3 with plated metal by causing a growth of the second plated layer 4b from a surface of the first plated layer 4a toward the upper opening of the through hole 3 inside the through hole 3.

Description

本発明は、ガラス基材を用いた基板製造方法および配線基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate manufacturing method using a glass substrate and a wiring substrate manufacturing method.

近年、たとえば、MEMS(Micro Electro Mechanical System)等の電子部品が実装される配線基板に対して、高い接続信頼性を確保しつつ電子部品等の高密度実装を可能にすることが求められている。これに応えるべく、配線基板については、樹脂基板ではなく、平滑性、硬質性、絶縁性、耐熱性等に優れたガラス基板をコア基板として用い、そのガラス基板に形成した貫通孔に金属を充填することにより、両面配線基板として利用可能な基板の製造方法が、本願発明者らによって提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, for example, it has been demanded to enable high-density mounting of electronic components and the like while ensuring high connection reliability on a wiring board on which electronic components such as MEMS (Micro Electro Mechanical System) are mounted. . To meet this demand, the wiring board is not a resin board, but a glass board with excellent smoothness, hardness, insulation, heat resistance, etc. is used as the core board, and metal is filled in the through holes formed in the glass board. Thus, a method for manufacturing a substrate that can be used as a double-sided wiring substrate has been proposed by the present inventors (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1には、ガラス基板に貫通孔を形成する工程と、メッキ法(電解メッキ)によって貫通孔に金属を充填する工程と、を有する基板製造方法が提案されている。このうち、貫通孔に金属を充填する工程では、その初期段階において、ガラス基板の表裏面における貫通孔の開口部のいずれか一方を金属で閉塞し、その後、当該閉塞した一方の開口部から他方の開口部に向けて金属を堆積して貫通孔内に金属を充填している。具体的には、基板製造方法の一連の工程のなかで、図7(A)〜(D)に示す工程を採用している。   Patent Document 1 proposes a substrate manufacturing method having a step of forming a through hole in a glass substrate and a step of filling a metal into the through hole by a plating method (electrolytic plating). Among these, in the step of filling the through holes with metal, in the initial stage, one of the openings of the through holes on the front and back surfaces of the glass substrate is closed with metal, and then from one of the closed openings to the other A metal is deposited toward the opening of the metal and the through hole is filled with the metal. Specifically, the steps shown in FIGS. 7A to 7D are employed in a series of steps of the substrate manufacturing method.

図7(A)に示す工程では、貫通孔51が設けられたガラス基板52の下面側に、スパッタリングによってクロム層53a、クロム銅層53bおよび銅層53cを順に積層することにより、3層構造のメッキ下地層53を形成している。次に、図7(B)に示す工程では、ガラス基板52の下面側に電解メッキによってメッキ層54を形成することにより、貫通孔51の一方(下方)の開口部をメッキ層54によって閉塞している。その後、図7(C),(D)に示す工程では、ガラス基板52の上面側からの電解メッキによってメッキ層54を成長させることにより、貫通孔51をメッキ層54によって埋め込んでいる。   In the step shown in FIG. 7A, a chromium layer 53a, a chromium copper layer 53b, and a copper layer 53c are sequentially laminated on the lower surface side of the glass substrate 52 provided with the through holes 51, thereby forming a three-layer structure. A plating base layer 53 is formed. Next, in the step shown in FIG. 7B, the plating layer 54 is formed on the lower surface side of the glass substrate 52 by electrolytic plating, so that one (lower) opening of the through hole 51 is closed by the plating layer 54. ing. Thereafter, in the steps shown in FIGS. 7C and 7D, the through hole 51 is filled with the plating layer 54 by growing the plating layer 54 by electrolytic plating from the upper surface side of the glass substrate 52.

国際公開第2005/027605号International Publication No. 2005/027605

しかしながら上記従来の基板製造方法においては、以下のような問題があった。すなわち、貫通孔51の一方の開口部を金属(メッキ層54)で閉塞した後に、メッキ層54の成長によって貫通孔51を埋め込む場合に、貫通孔51の一方の開口部から他方の開口部までのほぼ全領域、つまり貫通孔51の全深さ寸法(ガラス基板52の厚み寸法T)にわたって金属をメッキ成長させる必要がある。このため、電解メッキによって貫通孔51に金属を充填し終えるまでに時間がかかるという問題があった。特に近年においては、配線の微細化に伴って貫通孔51の孔径が小さくなり、電解メッキで生成した金属イオンが貫通孔51に進入しづらくなっている。このため、電解メッキによって貫通孔51に金属を充填し終えるまでに長い時間を要している。   However, the conventional substrate manufacturing method has the following problems. That is, when one through-hole 51 is closed with metal (plating layer 54) and then the through-hole 51 is embedded by the growth of the plating layer 54, from one opening to the other through-hole 51. The metal needs to be grown by plating over almost the entire region, that is, the entire depth dimension of the through hole 51 (the thickness dimension T of the glass substrate 52). For this reason, there is a problem that it takes time to finish filling the through hole 51 with metal by electrolytic plating. In particular, in recent years, the hole diameter of the through hole 51 is reduced with the miniaturization of the wiring, and metal ions generated by electrolytic plating are difficult to enter the through hole 51. For this reason, it takes a long time to finish filling the through hole 51 with metal by electrolytic plating.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、従来方法を採用する場合にくらべて、電解メッキによって貫通孔に金属を充填し終えるまでの所要時間を短縮することができる技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is a technique capable of shortening the time required to finish filling the through hole with metal by electrolytic plating, as compared with the case where the conventional method is adopted. Is to provide.

本明細書に開示する発明は、基板製造方法である。本基板製造方法は、表裏の関係にある第1面および第2面を有する板状のガラス基材に、前記第1面側を第1開口部とし、かつ前記第2面側を第2開口部とする貫通孔が形成されているガラス基板を用意する第1工程と、前記ガラス基板の第1面側に金属のメッキ下地層を形成する第2工程と、前記ガラス基板の第1面側に電解メッキによって金属の第1メッキ層を形成することにより、前記貫通孔の第1開口部を前記第1メッキ層によって閉塞する第3工程と、前記ガラス基板の第2面側からの電解メッキによって前記貫通孔内に金属の第2メッキ層を堆積することにより、前記貫通孔を金属で充填する第4工程と、を含んでいる。
本基板製造方法の特徴は、前記第2工程で、前記貫通孔の第1開口部の縁から当該貫通孔の側壁面の一部にかけて前記メッキ下地層を形成し、前記第3工程で、前記貫通孔の内部で前記メッキ下地層の表面から前記第1メッキ層を成長させることにより、前記貫通孔の第1開口部を前記第1メッキ層によって閉塞し、前記第4工程で、前記貫通孔の内部の前記第1メッキ層の表面から前記貫通孔の第2開口部に向かって前記第2メッキ層を成長させることにより、前記貫通孔を金属で充填することである。
本基板製造方法によれば、第1メッキ層が、貫通孔側壁部に形成されたメッキ下地層からも成長する。側壁部から第1メッキ層が成長すれば、第1開口部は肉厚な金属層で閉塞されることになる。第2開口部から孔をみると有底孔になるが、第1開口部が厚みを持った金属で閉塞されているため底は浅くなる。電解液中の金属イオンが金属層に向けて入りやすくなり、金属のメッキ成長に係る金属イオン濃度の低下が抑制される。その結果、金属のメッキ成長速度は保たれ、貫通孔の金属充填は効率よく進行する。
The invention disclosed in this specification is a substrate manufacturing method. In this substrate manufacturing method, a plate-like glass base material having a first surface and a second surface that are in a front-back relationship, the first surface side is a first opening, and the second surface side is a second opening. A first step of preparing a glass substrate having a through-hole formed therein, a second step of forming a metal plating underlayer on the first surface side of the glass substrate, and the first surface side of the glass substrate Forming a metal first plating layer by electrolytic plating on the first opening of the through-hole by the first plating layer, and electrolytic plating from the second surface side of the glass substrate. And a fourth step of filling the through hole with metal by depositing a second plating layer of metal in the through hole.
The substrate manufacturing method is characterized in that, in the second step, the plating base layer is formed from the edge of the first opening of the through hole to a part of the side wall surface of the through hole, and in the third step, By growing the first plating layer from the surface of the plating base layer inside the through hole, the first opening of the through hole is closed by the first plating layer, and the through hole is formed in the fourth step. The through hole is filled with a metal by growing the second plated layer from the surface of the first plated layer inside to the second opening of the through hole.
According to this substrate manufacturing method, the first plating layer also grows from the plating base layer formed on the side wall of the through hole. If the first plating layer grows from the side wall, the first opening is closed with a thick metal layer. When the hole is viewed from the second opening, it becomes a bottomed hole, but the bottom becomes shallow because the first opening is closed with a metal having a thickness. Metal ions in the electrolytic solution easily enter the metal layer, and a decrease in metal ion concentration associated with metal plating growth is suppressed. As a result, the metal plating growth rate is maintained, and the metal filling of the through holes proceeds efficiently.

本基板製造方法は、前記第4工程の後に、前記ガラス基板の第1面および第2面のうち少なくとも第1面を機械加工によって平坦化する第5工程を有している構成にも好ましく適用することができる。
この場合、前記第2工程では、前記第5工程で前記ガラス基板の第1面側の表層部を前記機械加工により除去した後でも前記貫通孔の第1開口部が前記メッキ下地層および前記第1メッキ層によって閉塞された状態となるように、前記第5工程で前記機械加工により除去を予定している前記ガラス基板の除去予定領域よりも貫通孔の奥側に入り込んだ位置まで前記メッキ下地層を形成しておくことが好ましい。
The substrate manufacturing method is also preferably applied to a configuration having a fifth step of flattening at least the first surface of the first and second surfaces of the glass substrate by machining after the fourth step. can do.
In this case, in the second step, even after the surface layer portion on the first surface side of the glass substrate is removed by the machining in the fifth step, the first opening portion of the through hole is formed by the plating base layer and the first layer. In order to be in a state of being blocked by one plating layer, the lower part of the plating is moved to a position deeper into the through hole than the planned removal area of the glass substrate scheduled to be removed by the machining in the fifth step. It is preferable to form a formation.

本基板製造方法が第5工程を含む場合、前記第4工程の後で、かつ前記第5工程の前に、前記ガラス基板の第1面から前記第1メッキ層および前記メッキ下地層を取り除いて当該ガラス基板の第1面を露出させる工程を有すると好ましい。
機械加工を行う際、ガラス基板の表裏が同一の素材で構成されている方が好ましい。同一の素材が露出していることで、表裏両面の機械加工効率を向上させることができる。
When the substrate manufacturing method includes the fifth step, the first plating layer and the plating base layer are removed from the first surface of the glass substrate after the fourth step and before the fifth step. It is preferable to have a step of exposing the first surface of the glass substrate.
When performing machining, it is preferable that the front and back surfaces of the glass substrate are made of the same material. By exposing the same material, the machining efficiency of both the front and back surfaces can be improved.

本基板製造方法は、前記第1工程で、前記貫通孔の第1開口部側の断面形状が裾広がり状(フレア状)の前記貫通孔が形成されているガラス基板を用意すると好ましい。
本構成によれば、第1開口部の断面がメッキ下地層を形成する基板の第1面側に向けて広がる形状となるため、メッキ下地層を形成する際に貫通孔側壁の一部にメッキ下地層を形成しやすくなる。
In this substrate manufacturing method, it is preferable to prepare a glass substrate in which the through hole having a cross-sectional shape (flared) in the first opening side of the through hole is formed in the first step.
According to this configuration, since the cross section of the first opening has a shape that widens toward the first surface side of the substrate on which the plating base layer is to be formed, a part of the side wall of the through hole is plated when the plating base layer is formed. It becomes easy to form an underlayer.

本基板製造方法は、前記第2工程で前記ガラス基板の第1面側にスパッタリングによって前記メッキ下地層を形成することが好ましい。
スパッタリング法を用いると、金属層はガラス基板上に密着性よく形成される。密着性に優れるメッキ下地層が媒介することで、ガラス基板とメッキ層は強固に接合する。
In the substrate manufacturing method, it is preferable that the plating base layer is formed by sputtering on the first surface side of the glass substrate in the second step.
When the sputtering method is used, the metal layer is formed on the glass substrate with good adhesion. The glass substrate and the plating layer are firmly bonded by the mediation of the plating base layer having excellent adhesion.

本明細書では、配線基板の製造方法も開示する。本配線基板の製造方法は、前述までの基板製造方法により、貫通孔に金属を充填してなるガラス基板を製造した後、前記ガラス基板の第1面および第2面のうち少なくとも一方に配線パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法である。   The present specification also discloses a method for manufacturing a wiring board. According to the method for manufacturing the wiring substrate, after the glass substrate formed by filling the through hole with a metal is manufactured by the substrate manufacturing method described above, the wiring pattern is formed on at least one of the first surface and the second surface of the glass substrate. Is a method for manufacturing a wiring board.

本発明によれば、従来方法を採用する場合にくらべて、電解メッキによって貫通孔に金属を充填し終えるまでの所要時間を短縮することができる。このため、ガラス基板の貫通孔に金属を充填してなる基板の生産性を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to shorten the time required to finish filling the through hole with metal by electrolytic plating, as compared with the case where the conventional method is adopted. For this reason, the productivity of the board | substrate formed by filling the through-hole of a glass substrate with a metal can be improved.

本発明の実施の形態に係る配線基板の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the wiring board which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る配線基板の製造方法を説明する工程図(その1)である。It is process drawing (the 1) explaining the manufacturing method of the wiring board which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る配線基板の製造方法を説明する工程図(その2)である。It is process drawing (the 2) explaining the manufacturing method of the wiring board which concerns on embodiment of this invention. 貫通孔の断面形状を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the cross-sectional shape of a through-hole. 本発明の実施の形態に係る配線基板の製造方法を説明する工程図(その3)である。It is process drawing (the 3) explaining the manufacturing method of the wiring board which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る配線基板の製造方法を説明する工程図(その4)である。It is process drawing (the 4) explaining the manufacturing method of the wiring board which concerns on embodiment of this invention. 従来の基板製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the conventional board | substrate manufacturing method.

本明細書に記載する実施形態の特徴について最初に列記する。
(特徴1)ガラス基板は感光性ガラスで構成されている。感光性ガラスは貫通孔を高精度に形成することができるので、ガラス配線基板、特に、両面ガラス配線基板に適している。
(特徴2)感光性ガラス基板は、イオンマイグレーションを抑制する前処理を行ったものを用意する。
感光性ガラス基板には、リチウムイオンやカリウムイオンといったアルカリ金属イオンが含まれている。紫外線照射や熱処理を行うことにより、アルカリ金属イオンが基板中に固定される。アルカリ金属イオンの移動が抑制されるので、イオンマイグレーションも抑制される。
(特徴3)メッキ下地層は二重構造であり、ガラス基板上に最初に形成される層はクロム層である。ガラス表面にクロム膜は密着性よく成膜される。密着性に優れた層を介することにより、ガラスと充填金属の接合状態を向上させることができる。
(特徴4)貫通孔充填工程のメッキ電流密度は、貫通孔閉塞工程よりも低い。
(特徴5)第1メッキ層を構成する金属と、第2メッキ層を構成する金属と、が同一であることが好ましい。同一とすることで、それぞれの金属の電気的特性の相違から生じる電気的界面が発現しなくなる。
The features of the embodiments described herein are listed first.
(Feature 1) The glass substrate is made of photosensitive glass. Since photosensitive glass can form a through-hole with high precision, it is suitable for a glass wiring board, especially a double-sided glass wiring board.
(Characteristic 2) The photosensitive glass substrate is prepared by performing a pretreatment for suppressing ion migration.
The photosensitive glass substrate contains alkali metal ions such as lithium ions and potassium ions. By performing ultraviolet irradiation or heat treatment, the alkali metal ions are fixed in the substrate. Since migration of alkali metal ions is suppressed, ion migration is also suppressed.
(Feature 3) The plating base layer has a double structure, and the first layer formed on the glass substrate is a chromium layer. A chromium film is formed on the glass surface with good adhesion. By interposing a layer having excellent adhesion, the bonding state between the glass and the filled metal can be improved.
(Feature 4) The plating current density in the through hole filling step is lower than that in the through hole closing step.
(Feature 5) It is preferable that the metal which comprises a 1st plating layer and the metal which comprises a 2nd plating layer are the same. By making it the same, the electrical interface resulting from the difference in the electrical characteristics of each metal does not appear.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施の形態においては、次の順序で説明を行う。
1.配線基板の概略構成
2.配線基板の製造方法の手順
2−1.貫通孔形成工程
2−2.メッキ下地層形成工程
2−3.貫通孔閉塞工程
2−4.貫通孔充填工程
2−5.基板面露出工程
2−6.基板平坦化工程
2−7.配線パターン形成工程
3.本実施形態の効果
4.変形例等
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the embodiment of the present invention, description will be given in the following order.
1. 1. Schematic configuration of wiring board 2. Procedure of wiring board manufacturing method 2-1. Through-hole forming step 2-2. Plating underlayer forming process 2-3. Through-hole closing step 2-4. Through-hole filling step 2-5. Substrate surface exposure process 2-6. Substrate flattening step 2-7. 2. Wiring pattern formation process Effects of the present embodiment 4. Modifications etc.

<1.配線基板の概略構成>
図1は本発明の実施の形態に係る配線基板の構成例を示す断面図である。図示した配線基板1は、ガラス基板2を用いて構成されている。ガラス基板2は、配線基板1のコア基板として使用されている。ガラス基板2には複数(図1では1つのみ表示)の貫通孔3が設けられている。貫通孔3には金属4が充填されている。ガラス基板2の第1面および第2面には、それぞれ密着層5を介して配線パターン6が形成されている。このことから、配線基板1は両面配線基板を構成している。ガラス基板2の第1面と第2面は、互いに表裏の関係になっている。図1においては、ガラス基板2の下面を第1面とし、ガラス基板2の上面を第2面としている。配線パターン6は、配線経路に応じたパターン形状に形成されている。
<1. Schematic configuration of wiring board>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a wiring board according to an embodiment of the present invention. The illustrated wiring board 1 is configured using a glass substrate 2. The glass substrate 2 is used as a core substrate of the wiring substrate 1. The glass substrate 2 is provided with a plurality of through holes 3 (only one is shown in FIG. 1). The through hole 3 is filled with a metal 4. A wiring pattern 6 is formed on each of the first surface and the second surface of the glass substrate 2 via the adhesion layer 5. Therefore, the wiring board 1 constitutes a double-sided wiring board. The first surface and the second surface of the glass substrate 2 are in a front-back relationship. In FIG. 1, the lower surface of the glass substrate 2 is a first surface, and the upper surface of the glass substrate 2 is a second surface. The wiring pattern 6 is formed in a pattern shape corresponding to the wiring path.

ガラス基板2は、感光性ガラス基板を用いて構成されている。ガラス基板2に用いられる感光性ガラス基板は、その平滑性、硬質性、絶縁性、加工性等の面で、配線基板1のコア基板として優れている。このような性質は、感光性ガラスのほかに、ソーダライムガラス等の化学強化ガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス等でも同様であり、これらのガラスも配線基板1のコア基板に用いることが可能である。   The glass substrate 2 is configured using a photosensitive glass substrate. The photosensitive glass substrate used for the glass substrate 2 is excellent as a core substrate of the wiring substrate 1 in terms of smoothness, hardness, insulation, workability, and the like. These properties are the same for chemically tempered glass such as soda lime glass, alkali-free glass, aluminosilicate glass, etc. in addition to photosensitive glass, and these glasses can also be used for the core substrate of wiring board 1. It is.

貫通孔3は、平面視円形に形成されている。本発明を実施するにあたって、貫通孔3の配置に特に制限はない。このため、貫通孔3については、たとえば、所望する配線パターン6のパターン形状にあわせてランダムに配置してもよいし、あらかじめ決められた間隔でマトリクス状に配置してもよいし、マトリクス状以外の配列で配置してもよい。   The through hole 3 is formed in a circular shape in plan view. In carrying out the present invention, the arrangement of the through holes 3 is not particularly limited. For this reason, the through holes 3 may be randomly arranged according to the desired pattern shape of the wiring pattern 6, may be arranged in a matrix at predetermined intervals, or other than the matrix You may arrange with the arrangement of.

金属4は、上述したようにガラス基板2の両面(第1面、第2面)に形成された配線パターン6同士を電気的に接続するものである。このため、金属4は、電気抵抗の低い金属材料(導電材料)であることが好ましい。また、本発明の実施の形態においては、貫通孔3を金属4で埋め込む手法として電解メッキを利用する。このため、金属4は、電解メッキに適した金属材料であることが望ましい。具体的には、金属4は、銅、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム、クロム、アルミニウム、ロジウムのいずれか一種または2種以上から構成される。本実施の形態においては、金属4を銅で構成することとする。   The metal 4 electrically connects the wiring patterns 6 formed on both surfaces (first surface, second surface) of the glass substrate 2 as described above. For this reason, it is preferable that the metal 4 is a metal material (conductive material) with low electrical resistance. In the embodiment of the present invention, electrolytic plating is used as a method of filling the through hole 3 with the metal 4. For this reason, the metal 4 is preferably a metal material suitable for electrolytic plating. Specifically, the metal 4 is composed of one or more of copper, nickel, gold, silver, platinum, palladium, chromium, aluminum, and rhodium. In the present embodiment, the metal 4 is made of copper.

密着層5は、ガラス基板2に対する配線パターン6の密着力を強化する層である。密着層5は、配線パターン6と同一のパターン形状をなしている。本実施の形態においては、配線パターン6を金属4と同様に銅で構成している。この銅をガラス基板2上に直接積層すると十分な密着力が得られない。このため、ガラス基板2と配線パターン6との間に密着層5を介在させている。密着層5は、クロム層と銅層の2層構造でもよいし、それらの層間にクロム銅層を介在させた3層構造でもよいし、4層以上の多層構造でもよい。本実施の形態においては、一例として、密着層5を3層構造にしている。具体的には、密着層5の構造を、ガラス基板2上にクロム層5a、クロム銅層5bおよび銅層5cを順に積層した3層構造にしている。   The adhesion layer 5 is a layer that reinforces the adhesion of the wiring pattern 6 to the glass substrate 2. The adhesion layer 5 has the same pattern shape as the wiring pattern 6. In the present embodiment, the wiring pattern 6 is made of copper like the metal 4. If this copper is directly laminated on the glass substrate 2, sufficient adhesion cannot be obtained. For this reason, the adhesion layer 5 is interposed between the glass substrate 2 and the wiring pattern 6. The adhesion layer 5 may have a two-layer structure of a chromium layer and a copper layer, a three-layer structure in which a chromium copper layer is interposed between them, or a multilayer structure of four or more layers. In the present embodiment, as an example, the adhesion layer 5 has a three-layer structure. Specifically, the adhesion layer 5 has a three-layer structure in which a chromium layer 5a, a chromium copper layer 5b, and a copper layer 5c are sequentially laminated on the glass substrate 2.

配線パターン6は、密着層5の上に積層した状態で形成されている。より具体的には、配線パターン6は、密着層5の最上層となる銅層5cの上に形成されている。ガラス基板2の第1面に形成された配線パターン6の一部と、ガラス基板2の第2面に形成された配線パターン6の一部とは、貫通孔3に充填された金属4を介して電気的に接続(導通)されている。   The wiring pattern 6 is formed in a state of being laminated on the adhesion layer 5. More specifically, the wiring pattern 6 is formed on the copper layer 5 c that is the uppermost layer of the adhesion layer 5. A part of the wiring pattern 6 formed on the first surface of the glass substrate 2 and a part of the wiring pattern 6 formed on the second surface of the glass substrate 2 pass through the metal 4 filled in the through hole 3. Are electrically connected (conductive).

<2.配線基板の製造方法の手順>
次に、本発明の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。
配線基板の一連の製造工程のなかには、貫通孔形成工程、メッキ下地層形成工程、貫通孔閉塞工程、貫通孔充填工程、基板面露出工程、基板平坦化工程、配線パターン形成工程が含まれる。このうち、配線パターン形成工程を除く一連の工程は、本発明の実施の形態に係る基板製造方法に含まれる工程となる。
<2. Procedure of wiring board manufacturing method>
Next, a method for manufacturing a wiring board according to an embodiment of the present invention will be described.
The series of manufacturing processes of the wiring board includes a through hole forming process, a plating underlayer forming process, a through hole closing process, a through hole filling process, a substrate surface exposing process, a substrate flattening process, and a wiring pattern forming process. Among these, a series of processes excluding the wiring pattern forming process is a process included in the substrate manufacturing method according to the embodiment of the present invention.

(2−1.貫通孔形成工程)
貫通孔形成工程は、ガラス基板2に貫通孔3を形成する工程である。貫通孔形成工程は、表裏の関係にある第1面および第2面を有する板状のガラス基材に、第1面側を第1開口部とし、かつ第2面側を第2開口部とする貫通孔を形成してなるガラス基板を用意する工程に相当する。このため、貫通孔3付きのガラス基板2を入手する手法としては、貫通孔形成工程を行う以外にも、たとえば、他のメーカーから貫通孔3付きのガラス基板2を購入してもよい。貫通孔3の形成方法としては、たとえば、レーザー加工法やフォトリソグラフィ法を用いることができる。本実施の形態においては、貫通孔3を高精度に形成するうえで、レーザー加工法よりも有利なフォトリソグラフィ法を用いることにする。フォトリソグラフィ法は露光および現像の各処理を経て行われる。このため、貫通孔3の形成対象となるガラス基材には、感光性の物質をガラス中に分散させた感光性ガラスを用いることにする。
(2-1. Through-hole forming step)
The through hole forming step is a step of forming the through hole 3 in the glass substrate 2. In the through-hole forming step, a plate-like glass substrate having a first surface and a second surface that are in a front-back relationship, the first surface side is the first opening, and the second surface side is the second opening. This corresponds to a step of preparing a glass substrate formed with through holes to be formed. For this reason, as a method of obtaining the glass substrate 2 with the through-hole 3, in addition to performing the through-hole forming step, for example, the glass substrate 2 with the through-hole 3 may be purchased from another manufacturer. As a method for forming the through hole 3, for example, a laser processing method or a photolithography method can be used. In the present embodiment, a photolithography method that is more advantageous than a laser processing method is used to form the through-hole 3 with high accuracy. The photolithography method is performed through exposure and development processes. For this reason, photosensitive glass in which a photosensitive substance is dispersed in glass is used as the glass substrate to be formed with the through holes 3.

その場合、ガラス基板2は、感光性を示すものであれば特に制限はない。ガラス基板2には、感光性成分として金(Au)、銀(Ag)、亜酸化銅(CuO)または酸化セリウム(CeO)のうち少なくとも1種を含んでいることが好ましく、2種以上含んでいることがより好ましい。このようなガラス基板2としては、たとえば質量%で、SiO:55%〜85%,酸化アルミニウム(Al):2%〜20%,酸化リチウム(LiO):5%〜15%,SiO+Al+LiO>85%を基本成分とし、Au:0.001%〜0.05%,Ag:0.001%〜0.5%,CuO:0.001%〜1%を感光性金属成分とし、更にCeO:0.001%〜0.2%を光増感剤として含有するものを用いることができる。 In that case, if the glass substrate 2 shows photosensitivity, there will be no restriction | limiting in particular. The glass substrate 2 preferably contains at least one of gold (Au), silver (Ag), cuprous oxide (Cu 2 O), and cerium oxide (CeO 2 ) as a photosensitive component. It is more preferable to include the above. Such glass substrate 2, for example by mass%, SiO 2: 55% ~85 %, aluminum oxide (Al 2 O 3): 2 % ~20%, lithium oxide (Li 2 O): 5% ~15 %, SiO 2 + Al 2 O 3 + Li 2 O> 85% as a basic component, Au: 0.001% to 0.05%, Ag: 0.001% to 0.5%, Cu 2 O: 0.001 It is possible to use a material containing 1% to 1% of a photosensitive metal component and further containing CeO 2 : 0.001% to 0.2% as a photosensitizer.

以下、フォトリソグラフィ法によってガラス基板2に貫通孔3を形成する場合の具体的な手順について説明する。まず、ガラス基板2の貫通孔3を形成する部分(以下「貫通孔形成部分」という。)を露光する。この露光処理では、マスク開口を有するフォトマスク(図示せず)を用いる。フォトマスクは、たとえば、透明な薄いガラス基板に所望のパターン形状で遮光膜(クロム膜等)を形成し、この遮光膜で露光光(本形態例では紫外線)の通過を遮断するものである。上記露光処理では、このフォトマスクをガラス基板2の第1面または第2面に密着させて配置する。次に、フォトマスクを介してガラス基板2に紫外線を照射する。そうすると、ガラス基板2の貫通孔形成部分に対応してフォトマスクに形成されたマスク開口を通してガラス基板2に紫外線が照射される。   Hereinafter, a specific procedure when the through hole 3 is formed in the glass substrate 2 by photolithography will be described. First, the part (henceforth "a through-hole formation part") which forms the through-hole 3 of the glass substrate 2 is exposed. In this exposure process, a photomask (not shown) having a mask opening is used. For example, a photomask is formed by forming a light-shielding film (such as a chromium film) in a desired pattern shape on a transparent thin glass substrate, and blocking the passage of exposure light (ultraviolet rays in this embodiment). In the exposure process, the photomask is placed in close contact with the first surface or the second surface of the glass substrate 2. Next, the glass substrate 2 is irradiated with ultraviolet rays through a photomask. As a result, the glass substrate 2 is irradiated with ultraviolet rays through a mask opening formed in the photomask corresponding to the through hole forming portion of the glass substrate 2.

次に、ガラス基板2を熱処理する。熱処理は、感光性ガラス基板の転移点と屈伏点との間の温度で行うことが好ましい。転移点を下回る温度では熱処理効果が十分に得られず、屈伏点を上回る温度では感光性ガラス基板の収縮が起こって露光寸法精度が低下する恐れがあるためである。熱処理時間としては30分〜5時間程度とすることが好ましい。   Next, the glass substrate 2 is heat-treated. The heat treatment is preferably performed at a temperature between the transition point and the yield point of the photosensitive glass substrate. This is because the heat treatment effect cannot be sufficiently obtained at a temperature lower than the transition point, and the photosensitive glass substrate may contract at a temperature higher than the yield point, which may reduce the exposure dimensional accuracy. The heat treatment time is preferably about 30 minutes to 5 hours.

このような紫外線照射と熱処理を行うことにより、紫外線が照射された貫通孔形成部分が結晶化される。その結果、図2(A)に示すように、ガラス基板2の貫通孔形成部分に露光結晶化部3aが形成される。   By performing such ultraviolet irradiation and heat treatment, the through hole forming portion irradiated with the ultraviolet light is crystallized. As a result, as shown in FIG. 2A, an exposure crystallization portion 3a is formed in the through hole forming portion of the glass substrate 2.

その後、上述のように露光結晶化部3aが形成されたガラス基板2を現像する。現像処理は、適度な濃度の希フッ化水素酸等のエッチング液を、現像液としてガラス基板2にスプレー等することにより行う。この現像処理により、露光結晶化部3aが選択的に溶解除去される。その結果、図2(B)に示すように、ガラス基板2に貫通孔3が形成される。
この貫通孔3は、ガラス基板2の下面(第1面)と上面(第2面)にそれぞれ開口した状態となる。以降の説明では、ガラス基板2の下面側に開口する貫通孔3の開口部(第1開口部)を下開口部とし、ガラス基板2の上面側に開口する貫通孔3の開口部(第2開口部)を上開口部とする。
Thereafter, the glass substrate 2 on which the exposed crystallization portion 3a is formed as described above is developed. The development processing is performed by spraying an etching solution such as dilute hydrofluoric acid having an appropriate concentration on the glass substrate 2 as a developing solution. By this development processing, the exposed crystallization part 3a is selectively dissolved and removed. As a result, a through hole 3 is formed in the glass substrate 2 as shown in FIG.
The through-holes 3 are opened on the lower surface (first surface) and the upper surface (second surface) of the glass substrate 2, respectively. In the following description, the opening (first opening) of the through-hole 3 that opens to the lower surface side of the glass substrate 2 is defined as a lower opening, and the opening (second second) of the through-hole 3 that opens to the upper surface of the glass substrate 2. Opening) is defined as the upper opening.

上記のフォトリソグラフィ法を用いた貫通孔3の形成方法によれば、ガラス基板2にアスペクト比10程度の貫通孔3を所望の数だけ同時に形成することができる。たとえば、厚さ0.3mm〜1.5mm程度のガラス基板2を用いた場合には、孔径(直径)が30μm〜150μm程度の貫通孔3を所望の位置に複数同時に形成することができる。これにより、配線パターンの微細化、貫通孔形成工程の効率化を図ることが可能になる。さらに、配線の高密度化のために、ランド幅を極めて小さくする、あるいはランド幅をゼロとしたランドレス構造とする場合には、貫通孔3間のスペースを十分広く確保することができる。そのため、貫通孔3間にも配線を形成することが可能になり、配線パターンの設計自由度の拡大や配線密度の向上を図ることも可能になる。また、複数の貫通孔3を狭ピッチで形成することによって配線密度の向上を図ることも可能になる。   According to the method for forming the through holes 3 using the photolithography method, a desired number of through holes 3 having an aspect ratio of about 10 can be simultaneously formed on the glass substrate 2. For example, when the glass substrate 2 having a thickness of about 0.3 mm to 1.5 mm is used, a plurality of through holes 3 having a hole diameter (diameter) of about 30 μm to 150 μm can be simultaneously formed at a desired position. As a result, it is possible to reduce the size of the wiring pattern and increase the efficiency of the through hole forming process. Furthermore, when the land width is made extremely small or the land width is zero in order to increase the density of the wiring, the space between the through holes 3 can be secured sufficiently wide. Therefore, it is possible to form wiring between the through-holes 3 and to increase the degree of freedom in designing the wiring pattern and improve the wiring density. In addition, the wiring density can be improved by forming the plurality of through holes 3 at a narrow pitch.

上述のように感光性のガラス基板2を用いて貫通孔3を形成した後は、必要に応じて、ガラス基板改質工程を行ってもよい。以下、ガラス基板改質工程について説明する。   After forming the through-hole 3 using the photosensitive glass substrate 2 as described above, a glass substrate modification step may be performed as necessary. Hereinafter, the glass substrate modification step will be described.

通常、感光性のガラス基板2には、リチウムイオン(Li),カリウムイオン(K)等のアルカリ金属イオンが含まれている。これらのアルカリ金属イオンが配線基板1の配線金属に漏洩し、これに水が吸着すると、電圧が印加されている回路間において配線金属がイオン化し、これが再度電荷を受けて還元され析出するイオンマイグレーションが発生する。このイオンマイグレーションにより、最悪の場合には、析出した金属によって一方の回路から他方の回路に向かう配線が形成され、回路間が短絡してしまうおそれがある。このような短絡不良は、配線間隔が小さい場合に顕著となる。このため、微細な配線を高密度に形成するためにはイオンマイグレーションを抑止する必要がある。 Usually, the photosensitive glass substrate 2 contains alkali metal ions such as lithium ions (Li + ) and potassium ions (K + ). When these alkali metal ions leak to the wiring metal of the wiring substrate 1 and water is adsorbed thereto, the wiring metal is ionized between the circuits to which the voltage is applied, and this is ionized again by being reduced by the electric charge and deposited. Will occur. Due to this ion migration, in the worst case, a wiring from one circuit to the other circuit is formed by the deposited metal, and there is a possibility that the circuits are short-circuited. Such a short-circuit failure becomes prominent when the wiring interval is small. For this reason, in order to form fine wiring with high density, it is necessary to suppress ion migration.

ガラス基板改質工程では、貫通孔3が形成されたガラス基板2全体に、たとえば紫外線を約700mJ/cmで照射し、その後、約850℃の温度で約2時間の熱処理を行うことにより、ガラス基板2を結晶化する。このように感光性のガラス基板2全体を結晶化することにより、結晶化前にくらべて、ガラス基板2に含まれるアルカリ金属イオンが移動しにくくなる。このため、イオンマイグレーションを効果的に抑止することができる。 In the glass substrate reforming step, the entire glass substrate 2 in which the through-holes 3 are formed is irradiated with, for example, ultraviolet rays at about 700 mJ / cm 2 and then subjected to heat treatment at a temperature of about 850 ° C. for about 2 hours. The glass substrate 2 is crystallized. By crystallizing the entire photosensitive glass substrate 2 in this manner, alkali metal ions contained in the glass substrate 2 are less likely to move than before crystallization. For this reason, ion migration can be effectively suppressed.

(2−2.メッキ下地層形成工程)
メッキ下地層形成工程は、ガラス基板2の下面側に金属のメッキ下地層7を形成する工程である。この工程では、ガラス基板2の上面側にメッキ下地層7を形成せず、ガラス基板2の下面側だけにメッキ下地層7を形成する。また、メッキ下地層形成工程では、図3(A)に示すように、ガラス基板2の下面とあわせて、貫通孔3の下開口部(第1開口部)の縁から貫通孔3の側壁面の一部にかけてもメッキ下地層7を形成しておく。これにより、ガラス基板2の下面側に位置する貫通孔3の側壁面部分はメッキ下地層7で覆われるのに対して、ガラス基板2の上面側に位置する貫通孔3の側壁面部分はメッキ下地層7で覆われることなく露出した状態となる。ちなみに、ここで記述する「貫通孔3の側壁面の一部」とは、貫通孔3の深さ方向の一部を占める側壁面部分であって、かつ、貫通孔3の下開口部の縁から貫通孔3の奥側(上開口部)に向かって連続する側壁面部分をいう。
(2-2. Plating underlayer forming step)
The plating base layer forming step is a step of forming a metal plating base layer 7 on the lower surface side of the glass substrate 2. In this step, the plating base layer 7 is not formed on the upper surface side of the glass substrate 2, but is formed only on the lower surface side of the glass substrate 2. Further, in the plating underlayer forming step, as shown in FIG. 3A, the side wall surface of the through hole 3 from the edge of the lower opening (first opening) of the through hole 3 together with the lower surface of the glass substrate 2. The plating underlayer 7 is also formed over a part of the substrate. Thereby, the side wall surface portion of the through hole 3 positioned on the lower surface side of the glass substrate 2 is covered with the plating base layer 7, whereas the side wall surface portion of the through hole 3 positioned on the upper surface side of the glass substrate 2 is plated. It is in an exposed state without being covered with the underlayer 7. Incidentally, the “part of the side wall surface of the through hole 3” described here is a side wall surface portion that occupies a part of the through hole 3 in the depth direction, and the edge of the lower opening of the through hole 3. The side wall surface part which continues toward the back side (upper opening part) of the through-hole 3 from.

貫通孔3の深さ方向において、メッキ下地層7を形成する範囲は、ガラス基板2の除去予定領域8よりも貫通孔3の奥側に入り込んだ位置まで確保することが望ましい。ガラス基板2の除去予定領域8とは、後述する基板平坦化工程でガラス基板2の表層部を機械加工により除去する際に、ガラス基板2の除去を予定している領域をいう。図3(A)においては、2本の二点鎖線で示す位置までガラス基板2の表層部を機械加工で除去する予定になっている。このため、ガラス基板2の機械加工(平坦化加工)を終えた段階では、2本の二点鎖線よりも内側の基板部分2aが、最終的にガラス基板2として残る部分になる。   In the depth direction of the through hole 3, it is desirable to secure a range in which the plating base layer 7 is formed up to a position entering the deeper side of the through hole 3 than the planned removal region 8 of the glass substrate 2. The planned removal region 8 of the glass substrate 2 refers to a region where the glass substrate 2 is scheduled to be removed when the surface layer portion of the glass substrate 2 is removed by machining in a substrate flattening step described later. In FIG. 3A, the surface layer portion of the glass substrate 2 is scheduled to be removed by machining to the position indicated by two two-dot chain lines. For this reason, at the stage where the mechanical processing (planarization processing) of the glass substrate 2 is finished, the substrate portion 2 a inside the two two-dot chain lines finally becomes a portion remaining as the glass substrate 2.

ガラス基板2の除去予定領域8は、ガラス基板2の両面にそれぞれ設定されている。このうち、ガラス基板2の下面側に設定された除去予定領域8に関しては、機械加工によってガラス基板2の表層部を除去した後でも貫通孔3の下開口部がメッキ下地層7および第1メッキ層4a(後述)によって閉塞された状態となるように、メッキ下地層7を形成しておく。具体的には、除去予定領域8の境界位置(二点鎖線で示す位置)よりも貫通孔3の奥側までメッキ下地層7を形成しておく。   The planned removal regions 8 of the glass substrate 2 are set on both surfaces of the glass substrate 2, respectively. Among these, regarding the planned removal region 8 set on the lower surface side of the glass substrate 2, the lower opening portion of the through-hole 3 remains the plating base layer 7 and the first plating even after the surface layer portion of the glass substrate 2 is removed by machining. The plating base layer 7 is formed so as to be closed by a layer 4a (described later). Specifically, the plating base layer 7 is formed from the boundary position (the position indicated by the two-dot chain line) of the planned removal area 8 to the far side of the through hole 3.

メッキ下地層7は、ガラス基板2との密着性が良好なスパッタリングによって形成することが望ましい。具体的には、ガラス基板2の下面側に、たとえば厚さが約0.05μmのクロム層7aと厚さが約1.5μmの銅層7bを、スパッタリングにより順に積層することにより、2層構造のメッキ下地層7を形成する。その際、スパッタリングによってターゲットからはじき飛ばされた金属原子(以下、「スパッタ原子」とも記す)の一部が、貫通孔3の下開口部から貫通孔3内に進入し、貫通孔3の側壁面に付着する。このため、スパッタ原子を貫通孔3の側壁面に効率良く付着させるには、上記貫通孔形成工程において、貫通孔3の下開口部側の断面形状が裾広がり状(フレア状)となるように、ガラス基板2に貫通孔3を形成しておくことが望ましい。   The plating base layer 7 is preferably formed by sputtering having good adhesion to the glass substrate 2. Specifically, for example, a chromium layer 7a having a thickness of about 0.05 μm and a copper layer 7b having a thickness of about 1.5 μm are sequentially laminated on the lower surface side of the glass substrate 2 by sputtering to form a two-layer structure. The plating base layer 7 is formed. At this time, some of the metal atoms (hereinafter also referred to as “sputtered atoms”) repelled from the target by sputtering enter the through hole 3 from the lower opening of the through hole 3 and enter the side wall surface of the through hole 3. Adhere to. For this reason, in order to efficiently attach sputtered atoms to the side wall surface of the through-hole 3, in the above-described through-hole forming step, the cross-sectional shape on the lower opening side of the through-hole 3 is flared (flared). It is desirable to form the through holes 3 in the glass substrate 2.

具体的には、上記貫通孔形成工程において、露光結晶化部3aをエッチング液で溶解する場合に、エッチング液の濃度を適宜調整することにより、貫通孔3の深さ方向でガラス基板2の下開口部の縁に近い部分が遠い部分よりも多く溶けるようにする。これにより、貫通孔3の孔径が、深さ方向の中心部から上下の開口部に向かって徐々に大きくなるように、貫通孔3が形成されることになる。このように貫通孔3を形成しておけば、上記のクロム層7aおよび銅層7bのスパッタリングに際して、図4に示すように、貫通孔3の下開口部側の側壁面が貫通孔3の中心軸(一点鎖線)に対してフレア状に傾いた状態で配置される。このため、スパッタリングによって貫通孔3の下開口部から貫通孔3内に進入したスパッタ原子が、貫通孔3の側壁面に付着しやすくなる。貫通孔3の深さ方向におけるメッキ下地層7の形成範囲については、たとえば、貫通孔3の深さ寸法(ガラス基板2の厚み寸法)の少なくとも1/20以上、より好ましくは1/10以上、さらに好ましくは1/5〜1/2程度の範囲とし、この範囲で貫通孔3の側壁面をメッキ下地層7で被覆すればよい。   Specifically, in the step of forming the through hole, when the exposed crystallization portion 3a is dissolved with the etching solution, the concentration of the etching solution is adjusted as appropriate, so that the bottom of the glass substrate 2 is formed in the depth direction of the through hole 3. The portion near the edge of the opening is melted more than the far portion. Thereby, the through-hole 3 is formed so that the hole diameter of the through-hole 3 gradually increases from the center in the depth direction toward the upper and lower openings. If the through hole 3 is formed in this way, the side wall surface on the lower opening side of the through hole 3 is the center of the through hole 3 as shown in FIG. It arrange | positions in the state inclined in flare shape with respect to the axis | shaft (alternate-dotted line). For this reason, sputtered atoms that have entered the through hole 3 from the lower opening of the through hole 3 by sputtering are likely to adhere to the side wall surface of the through hole 3. About the formation range of the plating base layer 7 in the depth direction of the through hole 3, for example, at least 1/20 or more of the depth dimension of the through hole 3 (thickness dimension of the glass substrate 2), more preferably 1/10 or more, More preferably, the range is about 1/5 to 1/2, and the side wall surface of the through hole 3 may be covered with the plating underlayer 7 within this range.

(2−3.貫通孔閉塞工程)
貫通孔閉塞工程は、ガラス基板2の下面側に電解メッキによって金属の第1メッキ層4aを形成することにより、貫通孔3の下開口部を第1メッキ層4aによって閉塞する工程である。この工程では、図3(B)に示すように、ガラス基板2の下面でメッキ下地層7の表面から第1メッキ層4aを成長させるとともに、貫通孔3の内部でもメッキ下地層7の表面から第1メッキ層4aを成長させることにより、貫通孔3の下開口部を第1メッキ層4aによって閉塞する。本実施の形態においては、銅の電解メッキによって第1メッキ層4aを形成する。
(2-3. Through-hole closing step)
The through hole closing step is a step of closing the lower opening of the through hole 3 with the first plating layer 4a by forming a metal first plating layer 4a on the lower surface side of the glass substrate 2 by electrolytic plating. In this step, as shown in FIG. 3B, the first plating layer 4 a is grown from the surface of the plating base layer 7 on the lower surface of the glass substrate 2, and also from the surface of the plating base layer 7 inside the through hole 3. By growing the first plating layer 4a, the lower opening of the through hole 3 is closed by the first plating layer 4a. In the present embodiment, the first plating layer 4a is formed by electrolytic plating of copper.

貫通孔閉塞工程の電解メッキでは、たとえば、メッキ液である硫酸銅水溶液の入ったメッキ浴中に、銅板を陽極とし、ガラス基板2のメッキ下地層7を陰極として、それぞれ配置する。その際、メッキ下地層7が形成されているガラス基板2の下面側(第1面側)から電解メッキを行うために、ガラス基板2の下面側を陽極(銅板)に対向させる。この状態で陽極と陰極に直流電源を接続して所定の電圧を印加することにより、メッキ下地層7の表面に銅を析出させる。第1メッキ層4aの形成は、貫通孔3の孔径にも依存するが、通常よりも比較的高い電流密度の条件下(たとえば、1A/dm〜5A/dm程度)で行うようにする。また、この電流密度は、メッキ浴のpHや銅イオン濃度にも依存するため、その値を適切に設定するようにする。一般的には、メッキ液濃度が高い場合には、低い場合にくらべて、より高い電流密度に設定することができる。このような電流密度条件下で電解メッキを行うことにより、貫通孔3の下開口部を第1メッキ層4aによって閉塞することができる。このとき、電解メッキによってメッキ下地層7の上に積層される第1メッキ層4aの一部は、貫通孔3の側壁面を這い上がるようにしてメッキ下地層7よりも貫通孔3の奥側まで成長する。また、貫通孔3内における第1メッキ層4aの表面は、貫通孔3の中心部分で断面略U字形にへこんだ形状になる。 In the electrolytic plating in the through-hole closing step, for example, a copper plate is used as an anode and the plating base layer 7 of the glass substrate 2 is used as a cathode in a plating bath containing a copper sulfate aqueous solution as a plating solution. At that time, in order to perform electrolytic plating from the lower surface side (first surface side) of the glass substrate 2 on which the plating base layer 7 is formed, the lower surface side of the glass substrate 2 is made to face the anode (copper plate). In this state, copper is deposited on the surface of the plating base layer 7 by connecting a direct current power source to the anode and the cathode and applying a predetermined voltage. The formation of the first plating layer 4a depends on the diameter of the through-hole 3, but is performed under conditions of relatively higher current density than usual (for example, about 1 A / dm 2 to 5 A / dm 2 ). . Further, since this current density depends on the pH of the plating bath and the copper ion concentration, the value is appropriately set. Generally, when the plating solution concentration is high, the current density can be set higher than when the plating solution concentration is low. By performing electrolytic plating under such a current density condition, the lower opening of the through hole 3 can be closed by the first plating layer 4a. At this time, a part of the first plating layer 4a laminated on the plating base layer 7 by electrolytic plating crawls up the side wall surface of the through hole 3 so that the deeper side of the through hole 3 than the plating base layer 7 is. To grow up. Further, the surface of the first plating layer 4 a in the through hole 3 has a shape that is recessed in a substantially U-shaped cross section at the center of the through hole 3.

(2−4.貫通孔充填工程)
貫通孔充填工程は、ガラス基板2の上面側からの電解メッキによって貫通孔3内に金属の第2メッキ層4bを堆積することにより、貫通孔3を金属で充填する工程である。ここで記述する「ガラス基板2の上面側からの電解メッキ」とは、ガラス基板2の上面および下面のうち、ガラス基板2の上面側にこれに対向するように陽極を配置して行う電解メッキをいう。また、「貫通孔3を金属で充填する」とは、先述した貫通孔閉塞工程において貫通孔3の下開口部を第1メッキ層4aで閉塞した場合に、貫通孔3内で第1メッキ層4aにより埋め込まれていない部分(未充填部分)を金属で満たすことをいう。
(2-4. Through hole filling step)
The through hole filling step is a step of filling the through hole 3 with metal by depositing a metal second plating layer 4 b in the through hole 3 by electrolytic plating from the upper surface side of the glass substrate 2. The “electrolytic plating from the upper surface side of the glass substrate 2” described here is electrolytic plating performed by arranging an anode on the upper surface side of the glass substrate 2 so as to face the upper surface and the lower surface of the glass substrate 2. Say. Further, “filling the through hole 3 with metal” means that the first plating layer is formed in the through hole 3 when the lower opening of the through hole 3 is closed with the first plating layer 4a in the above-described through hole closing step. Filling a portion not filled with 4a (unfilled portion) with metal.

貫通孔充填工程では、図3(C)に示すように、貫通孔3の内部で第1メッキ層4aの表面から貫通孔3の上開口部に向かって第2メッキ層4bを成長させることにより、貫通孔3を金属で充填する。本実施の形態においては、上述した第1メッキ層4aと同様に、銅の電解メッキによって貫通孔3内に第2メッキ層4bを形成する。この場合、貫通孔3の内部には、第1メッキ層4aおよび第2メッキ層4bを構成する銅と共に、メッキ下地層7(クロム層7a、銅層7b)を構成するクロムおよび銅が存在し、これらの金属によって貫通孔3が埋め込まれることになる。   In the through hole filling step, as shown in FIG. 3C, the second plating layer 4 b is grown from the surface of the first plating layer 4 a toward the upper opening of the through hole 3 inside the through hole 3. The through hole 3 is filled with metal. In the present embodiment, similarly to the first plating layer 4a described above, the second plating layer 4b is formed in the through hole 3 by electrolytic plating of copper. In this case, chromium and copper constituting the plating base layer 7 (chrome layer 7a, copper layer 7b) are present inside the through hole 3 together with copper constituting the first plating layer 4a and the second plating layer 4b. The through holes 3 are buried by these metals.

貫通孔充填工程の電解メッキでは、たとえば、メッキ液である硫酸銅水溶液の入ったメッキ浴中に、銅板を陽極とし、ガラス基板2の第1メッキ層4aを陰極として、それぞれ配置する。その際、第1メッキ層4aが形成されていないガラス基板2の上面側(第2面側)から電解メッキを行うために、ガラス基板2の上面側を陽極(銅板)に対向させる。この状態で陽極と陰極に直流電源を接続して所定の電圧を印加することにより、第1メッキ層4aの表面に銅を析出させる。これにより、先に貫通孔3内に形成されているメッキ下地層7および第1メッキ層4aと、第1メッキ層4aの上に積層される第2メッキ層4bとによって、貫通孔3を埋め込む。この電解メッキは、比較的低い電流密度の条件下(たとえば、0.2A/dm〜0.8A/dm程度)で行うようにする。本工程においては、上記貫通孔閉塞工程の電解メッキで適用した電流密度よりも低い条件下(たとえば、0.5A/dm)で行うようにする。また、この電解メッキの際には、いわゆるパルスメッキ法を用いることもできる。パルスメッキ法は、貫通孔3内におけるメッキ金属の堆積速度のバラツキを抑える点で有効である。また、印加電圧は、水素過電圧以下に設定することが肝要である。貫通孔3が高アスペクト比である場合には、発生した水素ガス泡を除去することが非常に困難だからである。 In the electrolytic plating in the through hole filling step, for example, a copper plate is used as an anode and the first plating layer 4a of the glass substrate 2 is used as a cathode in a plating bath containing a copper sulfate aqueous solution as a plating solution. At that time, in order to perform electrolytic plating from the upper surface side (second surface side) of the glass substrate 2 on which the first plating layer 4a is not formed, the upper surface side of the glass substrate 2 is made to face the anode (copper plate). In this state, copper is deposited on the surface of the first plating layer 4a by connecting a direct current power source to the anode and the cathode and applying a predetermined voltage. Thus, the through hole 3 is embedded by the plating base layer 7 and the first plating layer 4a previously formed in the through hole 3 and the second plating layer 4b laminated on the first plating layer 4a. . This electrolytic plating is performed under a relatively low current density condition (for example, about 0.2 A / dm 2 to 0.8 A / dm 2 ). This step is performed under a condition (for example, 0.5 A / dm 2 ) lower than the current density applied in the electroplating in the through hole closing step. Further, in this electrolytic plating, a so-called pulse plating method can be used. The pulse plating method is effective in that variation in the deposition rate of the plating metal in the through hole 3 is suppressed. In addition, it is important to set the applied voltage to be equal to or lower than the hydrogen overvoltage. This is because it is very difficult to remove the generated hydrogen gas bubbles when the through holes 3 have a high aspect ratio.

このような条件で電解メッキを行うことにより、メッキ浴中の銅イオンが貫通孔3の上開口部から貫通孔3内に進出して第1メッキ層4aの表面に析出する。このため、貫通孔3内においては、先に形成した第1メッキ層4aの表面から上開口部に向かって第2メッキ層4bが成長することにより、貫通孔3が徐々に埋め込まれていく。そして、第2メッキ層4bの表面が貫通孔3の上開口部に達すると、貫通孔3が完全に埋め込まれた状態となる。ここでは、第2メッキ層4bの成長による貫通孔3の充填を確実なものとするために、図5(A)に示すように、第2メッキ層4bの表面がガラス基板2の上面側に突出するまで電解メッキを行うものとする。   By performing electrolytic plating under such conditions, copper ions in the plating bath advance into the through hole 3 from the upper opening of the through hole 3 and are deposited on the surface of the first plating layer 4a. For this reason, in the through-hole 3, the 2nd plating layer 4b grows from the surface of the 1st plating layer 4a formed previously toward an upper opening part, and the through-hole 3 is gradually embedded. When the surface of the second plating layer 4b reaches the upper opening of the through hole 3, the through hole 3 is completely embedded. Here, in order to ensure filling of the through holes 3 by the growth of the second plating layer 4b, the surface of the second plating layer 4b is placed on the upper surface side of the glass substrate 2 as shown in FIG. Electrolytic plating shall be performed until protruding.

(2−5.基板面露出工程)
基板面露出工程は、ガラス基板2の下面から第1メッキ層4aおよびメッキ下地層7を取り除いてガラス基板2の下面を露出させる工程である。この工程では、図5(A)と図5(B)を対比すると分かるように、ガラス基板2の下面を覆っていた第1メッキ層4aおよびメッキ下地層7を除去するとともに、ガラス基板2の上面側に突出していた第2メッキ層4bをへこませる。
(2-5. Substrate surface exposure process)
The substrate surface exposure step is a step of removing the first plating layer 4 a and the plating base layer 7 from the lower surface of the glass substrate 2 to expose the lower surface of the glass substrate 2. In this step, as can be seen by comparing FIG. 5A and FIG. 5B, the first plating layer 4a and the plating base layer 7 covering the lower surface of the glass substrate 2 are removed, and the glass substrate 2 The second plating layer 4b protruding to the upper surface side is recessed.

基板面露出工程では、除去の対象となる膜の構成材料に適した薬液を用いて、エッチング処理を行う。本実施の形態においては、薬液を変えて2回のエッチング処理を行う。まず、1回目のエッチング処理では、たとえば、塩化第二鉄を主成分とする薬液を用いて、第1メッキ層4aを構成している銅や、メッキ下地層7の銅層7bを構成している銅をエッチングにより除去(溶解)する。また、1回目のエッチング処理では、第2メッキ層4bを構成している銅をエッチングにより除去する。次に、2回目のエッチング処理では、たとえば、フェリシアン化カリウムを主成分とする薬液を用いて、メッキ下地層7のクロム層7aを構成しているクロムをエッチングにより除去する。   In the substrate surface exposure process, an etching process is performed using a chemical suitable for the constituent material of the film to be removed. In this embodiment mode, the etching process is performed twice by changing the chemical solution. First, in the first etching process, for example, a copper solution constituting the first plating layer 4a or a copper layer 7b of the plating base layer 7 is formed using a chemical solution mainly composed of ferric chloride. Copper is removed (dissolved) by etching. In the first etching process, the copper constituting the second plating layer 4b is removed by etching. Next, in the second etching process, for example, using a chemical solution containing potassium ferricyanide as a main component, chromium constituting the chromium layer 7a of the plating base layer 7 is removed by etching.

ちなみに、1回目のエッチング処理では、ガラス基板2の下面側にクロム膜7bが露出するまで銅をエッチングにより除去するが、貫通孔3内においては、エッチングによる第1メッキ層4aの後退面F1が、ガラス基板2の除去予定領域8(図3(A)を参照)内にとどまるようにエッチング時間等を調整する。また、ガラス基板2の上面側においては、第2メッキ層4bの表面がガラス基板2の上面から突出しないように、1回目のエッチング処理によって第2メッキ層4bの表面を貫通孔3内まで後退させる。この場合も、エッチングによる第2メッキ層4bの後退面F2が、ガラス基板2の除去予定領域8(図3(A)を参照)内にとどまるようにエッチング時間等を調整する。   Incidentally, in the first etching process, copper is removed by etching until the chromium film 7b is exposed on the lower surface side of the glass substrate 2, but in the through hole 3, the receding surface F1 of the first plating layer 4a by the etching is formed. Etching time etc. are adjusted so that it may remain in the removal plan area | region 8 (refer FIG. 3 (A)) of the glass substrate 2. FIG. On the upper surface side of the glass substrate 2, the surface of the second plating layer 4 b is retracted into the through hole 3 by the first etching process so that the surface of the second plating layer 4 b does not protrude from the upper surface of the glass substrate 2. Let Also in this case, the etching time and the like are adjusted so that the receding surface F2 of the second plating layer 4b by the etching stays within the removal planned region 8 (see FIG. 3A) of the glass substrate 2.

(2−6.基板平坦化工程)
基板平坦化工程は、ガラス基板2の上面および下面のうち少なくとも下面を機械加工によって平坦化する工程である。本実施の形態においては、ガラス基板2の両面(上面および下面)を機械加工によって平坦化する。具体的には、ガラス基板2の上面および下面を両面ラップ加工によって平坦化し、その後、必要に応じてガラス基板2の両面を仕上げ研磨する。このような機械加工により、ガラス基板2の上面側および下面側の各表層部が、それぞれ除去予定領域8の境界位置(図3(A)の二点鎖線で示す位置)にあわせて除去される。その結果、図5(C)に示すように、ガラス基板2の両面が平坦化されるとともに、貫通孔3に充填された金属4の両端面が、それぞれガラス基板2の上面および下面と面一な状態に仕上げられる。また、ガラス基板2の貫通孔3の下開口部は、メッキ下地層7および第1メッキ層4aによって閉塞された状態となる。この場合、貫通孔3の内部には、メッキ下地層7を構成する銅およびクロムと、メッキ層4a,4bを構成する銅とが残存した状態になる。そして、これらの金属が貫通孔3に充填された状態となる。これにより、上記図1に示すように、貫通孔3に金属4を充填した構造のガラス基板2が得られる。
(2-6. Substrate flattening step)
The substrate flattening step is a step of flattening at least the lower surface of the upper and lower surfaces of the glass substrate 2 by machining. In the present embodiment, both surfaces (upper surface and lower surface) of the glass substrate 2 are flattened by machining. Specifically, the upper and lower surfaces of the glass substrate 2 are flattened by double-sided lapping, and then both surfaces of the glass substrate 2 are finish-polished as necessary. By such machining, the surface layer portions on the upper surface side and the lower surface side of the glass substrate 2 are removed in accordance with the boundary positions of the regions to be removed 8 (positions indicated by two-dot chain lines in FIG. 3A). . As a result, as shown in FIG. 5C, both surfaces of the glass substrate 2 are flattened, and both end surfaces of the metal 4 filled in the through holes 3 are flush with the upper surface and the lower surface of the glass substrate 2, respectively. It is finished in the state. Further, the lower opening of the through hole 3 of the glass substrate 2 is closed by the plating base layer 7 and the first plating layer 4a. In this case, the copper and chromium constituting the plating base layer 7 and the copper constituting the plating layers 4a and 4b remain in the through hole 3. And these metals will be in the state with which the through-hole 3 was filled. Thereby, as shown in the said FIG. 1, the glass substrate 2 of the structure where the through-hole 3 was filled with the metal 4 is obtained.

(2−7.配線パターン形成工程)
配線パターン形成工程は、ガラス基板2の上面および下面のうち少なくとも一方に配線パターン6を形成する工程である。配線パターン形成工程には、密着層形成工程、配線層形成工程およびパターニング工程が含まれる。以下、各工程について説明する。
(2-7. Wiring pattern forming step)
The wiring pattern forming step is a step of forming the wiring pattern 6 on at least one of the upper surface and the lower surface of the glass substrate 2. The wiring pattern forming process includes an adhesion layer forming process, a wiring layer forming process, and a patterning process. Hereinafter, each step will be described.

(密着層形成工程)
密着層形成工程では、図6(A)に示すように、ガラス基板2の各面に対して、スパッタリング法によって密着層5を形成する。本実施の形態では、クロム層5a、クロム銅層5bおよび銅層5cを順に積層した3層構造で密着層5を形成する。密着層5を構成する各金属層は、後述するエッチングによって配線パターン6を形成するときに生じるサイドエッチング量を考慮すると、極力薄く形成することが望ましい。ただし、密着層5の各金属層の厚さが薄すぎると、配線層のパターニングのために行われる処理によって密着層5が除去されるおそれがある。したがって、たとえば、上述のように密着層5を3層構造で形成する場合は、クロム層5aの厚さを0.04μm〜0.1μm程度、クロム銅層5bの厚さを0.04μm〜0.1μm程度、銅層5cの厚さを0.5μm〜1.5μm程度とすることが望ましい。これにより、密着層5の厚さは、合計で2μm以下に抑えられる。
(Adhesion layer forming process)
In the adhesion layer forming step, as shown in FIG. 6A, the adhesion layer 5 is formed on each surface of the glass substrate 2 by a sputtering method. In the present embodiment, the adhesion layer 5 is formed in a three-layer structure in which a chromium layer 5a, a chromium copper layer 5b, and a copper layer 5c are sequentially laminated. Each metal layer constituting the adhesion layer 5 is desirably formed as thin as possible in consideration of the amount of side etching that occurs when the wiring pattern 6 is formed by etching, which will be described later. However, if the thickness of each metal layer of the adhesion layer 5 is too thin, the adhesion layer 5 may be removed by a process performed for patterning the wiring layer. Therefore, for example, when the adhesion layer 5 is formed in a three-layer structure as described above, the thickness of the chromium layer 5a is about 0.04 μm to 0.1 μm, and the thickness of the chromium copper layer 5b is 0.04 μm to 0 μm. It is desirable that the thickness of the copper layer 5c be about 0.5 μm to 1.5 μm. Thereby, the thickness of the adhesion layer 5 is suppressed to 2 μm or less in total.

(配線層形成工程)
配線層形成工程では、図6(B)に示すように、ガラス基板2の各面に対して、先に形成した密着層5を覆う状態で配線層6aを形成する。配線層6aの形成は、電解メッキによって行う。この配線層6aについては、上述した密着層5と同様に、サイドエッチング量を考慮して極力薄く形成することが望ましい。しかし、配線層6aが薄すぎると、使用環境によってガラス基板2の温度変化が繰り返された場合に、配線層6aの熱膨張係数とガラス基板2の熱膨張係数との差によって、配線パターンに金属疲労が生じるおそれがある。このため、金属疲労に対する配線パターンの接続の信頼性を確保するために、配線層6aは適度な厚みにしておく必要がある。具体的には、配線層6aの厚みを1μm〜20μm程度とすることが望ましく、さらには4μm〜7μm程度とすることがより好ましい。配線層6aの厚さが1μmを下回る場合には、上記金属疲労によって配線の断線が生じる危険性が高くなる。また、配線層6aの厚さが20μmを上回る場合には、配線パターンの微細化の要求に応えることが難しくなる。
(Wiring layer formation process)
In the wiring layer forming step, as shown in FIG. 6B, the wiring layer 6a is formed on each surface of the glass substrate 2 so as to cover the adhesion layer 5 formed earlier. The wiring layer 6a is formed by electrolytic plating. The wiring layer 6a is desirably formed as thin as possible in consideration of the amount of side etching, like the adhesion layer 5 described above. However, if the wiring layer 6a is too thin, when the temperature change of the glass substrate 2 is repeated depending on the use environment, the wiring pattern 6 may be made of metal due to the difference between the thermal expansion coefficient of the wiring layer 6a and the thermal expansion coefficient of the glass substrate 2. Fatigue may occur. For this reason, in order to ensure the reliability of the connection of the wiring pattern with respect to metal fatigue, the wiring layer 6a needs to have an appropriate thickness. Specifically, the thickness of the wiring layer 6a is preferably about 1 μm to 20 μm, and more preferably about 4 μm to 7 μm. When the thickness of the wiring layer 6a is less than 1 μm, the risk of disconnection of the wiring due to the metal fatigue increases. Further, when the thickness of the wiring layer 6a exceeds 20 μm, it becomes difficult to meet the demand for miniaturization of the wiring pattern.

(パターニング工程)
パターニング工程では、図6(C)に示すように、ガラス基板2の各面上において、密着層5および配線層6aをフォトリソグラフィ法とエッチングによってパターニングすることにより、配線パターン6を形成する。具体的には、ガラス基板2の配線層6aを図示しないレジスト層で覆った後、このレジスト層を露光・現像することにより、レジストパターンを形成する。これにより、ガラス基板2の配線層6aの一部(配線パターンとして残す部分)がレジストパターンで覆われた状態となる。次に、レジストパターンをマスクとして、配線層6aおよび密着層5の露出部分をエッチングによって除去する。これにより、レジストパターンと同じパターン形状をもつ配線パターン6が得られる。ここで用いるレジストは、液状レジストでもドライフィルムレジストでも電着レジストでもよい。また、レジストタイプとしては、ポジ型およびネガ型のいずれであってもかまわない。一般的には、ネガ型レジストにくらべてポジ型レジストのほうが、解像性が高い。このため、微細な配線パターンを形成するうえでは、ポジ型レジストのほうが適している。
(Patterning process)
In the patterning step, as shown in FIG. 6C, the wiring pattern 6 is formed by patterning the adhesion layer 5 and the wiring layer 6a on each surface of the glass substrate 2 by photolithography and etching. Specifically, after covering the wiring layer 6a of the glass substrate 2 with a resist layer (not shown), the resist layer is exposed and developed to form a resist pattern. Thereby, a part of wiring layer 6a of glass substrate 2 (part left as a wiring pattern) will be in the state covered with the resist pattern. Next, the exposed portions of the wiring layer 6a and the adhesion layer 5 are removed by etching using the resist pattern as a mask. Thereby, the wiring pattern 6 having the same pattern shape as the resist pattern is obtained. The resist used here may be a liquid resist, a dry film resist, or an electrodeposition resist. The resist type may be either a positive type or a negative type. In general, a positive resist has higher resolution than a negative resist. Therefore, a positive resist is more suitable for forming a fine wiring pattern.

<3.本実施形態の効果>
本発明の実施の形態に係る基板製造方法および配線基板の製造方法によれば、以下のような効果が得られる。
<3. Effects of this embodiment>
According to the substrate manufacturing method and the wiring substrate manufacturing method according to the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.

(第1の効果)
ガラス基板2の下面側にメッキ下地層7を形成するにあたって、メッキ下地層7を貫通孔3の下開口部の縁から貫通孔3の側壁面の一部にかけて形成している。このため、その後、ガラス基板2の下面側に電解メッキによって第1メッキ層4aを形成する場合に、第1メッキ層4aが貫通孔3の内部でメッキ下地層7の表面から成長することになる。これにより、貫通孔3の下開口部よりも貫通孔3の奥側に入り込んだ位置から第1メッキ層4aが成長を開始し、この成長過程で第1メッキ層4aが貫通孔3の下開口部を閉塞するようになる。そうすると、貫通孔3の下開口部を第1メッキ層4aで閉塞した段階では、すでに貫通孔3の一部が第1メッキ層4aによって埋め込まれた状態となる。したがって、その後、ガラス基板2の上面側からの電解メッキによって貫通孔3内に第2メッキ層4bを形成する場合に、第2メッキ層4bの成長によって埋め込むべき貫通孔3の深さ寸法が、貫通孔3の全深さ寸法よりも小さくなる。このため、従来のように貫通孔の全深さ寸法にわたってメッキ層を成長させる場合にくらべて、貫通孔に金属を充填し終えるまでの所要時間を短縮することができる。
(First effect)
In forming the plating base layer 7 on the lower surface side of the glass substrate 2, the plating base layer 7 is formed from the edge of the lower opening of the through hole 3 to a part of the side wall surface of the through hole 3. Therefore, after that, when the first plating layer 4 a is formed on the lower surface side of the glass substrate 2 by electrolytic plating, the first plating layer 4 a grows from the surface of the plating base layer 7 inside the through hole 3. . As a result, the first plating layer 4a starts to grow from a position that enters the deeper side of the through hole 3 than the lower opening of the through hole 3, and the first plating layer 4a opens to the lower opening of the through hole 3 during this growth process. Blocks the part. Then, when the lower opening of the through hole 3 is closed with the first plating layer 4a, a part of the through hole 3 is already embedded with the first plating layer 4a. Therefore, after that, when the second plating layer 4b is formed in the through hole 3 by electrolytic plating from the upper surface side of the glass substrate 2, the depth dimension of the through hole 3 to be embedded by the growth of the second plating layer 4b is: It becomes smaller than the entire depth dimension of the through hole 3. For this reason, compared with the case where the plating layer is grown over the entire depth dimension of the through hole as in the prior art, the time required to finish filling the metal into the through hole can be shortened.

(第2の効果)
メッキ下地層形成工程においては、ガラス基板2の除去予定領域8よりも貫通孔3の奥側に入り込んだ位置までメッキ下地層7を形成している。このため、基板平坦化工程において、ガラス基板2の下面側の表層部を機械加工により除去した後でも貫通孔3の下開口部がメッキ下地層7および第1メッキ層4aによって閉塞された状態となる。かかる状態のもとでは、メッキ下地層7によってもたらされる密着力強化作用により、第1メッキ層4aがメッキ下地層7を介して貫通孔3の側壁面に強固に密着した状態となる。このため、基板平坦化工程後に貫通孔3内にメッキ下地層7が残存しない製造条件を適用した場合にくらべて、貫通孔3とこれを埋め込む金属4の密着性が高くなる。したがって、金属4を充填した貫通孔3部分における気密性(ガスバリア性等)を向上させることができる。
(Second effect)
In the plating base layer forming step, the plating base layer 7 is formed up to a position that enters the deeper side of the through hole 3 than the planned removal region 8 of the glass substrate 2. For this reason, in the substrate flattening step, the lower opening of the through hole 3 is blocked by the plating base layer 7 and the first plating layer 4a even after the surface layer portion on the lower surface side of the glass substrate 2 is removed by machining. Become. Under such a state, the first plating layer 4 a is in close contact with the side wall surface of the through-hole 3 through the plating base layer 7 due to the adhesion strengthening effect provided by the plating base layer 7. For this reason, the adhesiveness between the through hole 3 and the metal 4 in which the through hole 3 is embedded becomes higher than in the case where a manufacturing condition in which the plating base layer 7 does not remain in the through hole 3 after the substrate flattening step is applied. Therefore, the airtightness (gas barrier property etc.) in the through-hole 3 part filled with the metal 4 can be improved.

(第3の効果)
貫通孔形成工程においては、貫通孔3の下開口部側の断面形状が裾広がり状(フレア状)となるように、ガラス基板2に貫通孔3を形成している。このため、その後、ガラス基板2の下面側にスパッタリングによってメッキ下地層7を形成する場合に、貫通孔3の下開口部の縁から貫通孔3の側壁面にかけてスパッタ原子を効率良く広範囲に付着させることができる。
(Third effect)
In the through-hole forming step, the through-hole 3 is formed in the glass substrate 2 so that the cross-sectional shape on the lower opening side of the through-hole 3 becomes a flared shape (flared). For this reason, after that, when the plating base layer 7 is formed on the lower surface side of the glass substrate 2 by sputtering, the sputter atoms are efficiently attached over a wide range from the edge of the lower opening of the through hole 3 to the side wall surface of the through hole 3. be able to.

(第4の効果)
基板平坦化工程を行うのに先立って、ガラス基板2の下面から第1メッキ層4aおよびメッキ下地層7を取り除いてガラス基板2の下面を露出させている。これにより、ガラス基板2の上面および下面のいずれも、ガラスという同一(共通)の材料をもって露出した面になる。このため、その後の基板平坦化工程においては、機械加工によるガラス基板2の平坦化処理を両面ラップ加工で行うことができる。これにより、ガラス基板2を両面同時に平坦化処理することが可能となる。したがって、ガラス基板2を片面ずつ平坦化処理する場合にくらべて、基板製造コストを安く抑えることができる。ちなみに、ガラス基板2の上面と下面が互いに異なる材料をもって露出している場合は、両面ラップ加工の適用が困難になるため、ガラス基板2を片面ずつ平坦化処理する必要がある。
(Fourth effect)
Prior to performing the substrate flattening step, the first plating layer 4a and the plating base layer 7 are removed from the lower surface of the glass substrate 2 to expose the lower surface of the glass substrate 2. Thereby, both the upper surface and the lower surface of the glass substrate 2 become surfaces exposed with the same (common) material called glass. For this reason, in the subsequent substrate flattening step, the flattening processing of the glass substrate 2 by machining can be performed by double-sided lapping. Thereby, it becomes possible to planarize both surfaces of the glass substrate 2 simultaneously. Therefore, the substrate manufacturing cost can be reduced compared to the case where the glass substrate 2 is planarized one side at a time. Incidentally, when the upper surface and the lower surface of the glass substrate 2 are exposed with different materials, it is difficult to apply double-sided lapping, and thus it is necessary to planarize the glass substrate 2 one side at a time.

(第5の効果)
配線基板の製造方法として、上記基板製造方法に属する一連の工程(貫通孔形成工程、メッキ下地層形成工程、貫通孔閉塞工程、貫通孔充填工程、基板面露出工程、基板平坦化工程)に、配線パターン形成工程を組み合わせている。このため、上述した貫通孔3の充填所要時間の短縮によって、ガラス基板2をコア基板に用いた配線基板1を効率良く製造することができる。また、両面配線基板を構成するにあたって、安価なメッキで配線基板1の表裏面のメタライズを図ることができる。さらに、第1メッキ層4a、第2メッキ層4bおよび配線層6aをいずれも銅の電解メッキにより行うことにより、配線基板1のすべての配線経路を銅(低抵抗材料)で構成することができる。
(Fifth effect)
As a method for manufacturing a wiring board, a series of processes (through hole forming process, plating base layer forming process, through hole closing process, through hole filling process, substrate surface exposing process, substrate flattening process) belonging to the above substrate manufacturing method, The wiring pattern forming process is combined. For this reason, the wiring board 1 which used the glass substrate 2 for the core board | substrate can be efficiently manufactured by shortening the filling required time of the through-hole 3 mentioned above. Further, when the double-sided wiring board is configured, the front and back surfaces of the wiring board 1 can be metallized by inexpensive plating. Furthermore, all the wiring paths of the wiring board 1 can be made of copper (low resistance material) by performing the first plating layer 4a, the second plating layer 4b, and the wiring layer 6a by electrolytic plating of copper. .

<4.変形例等>
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
<4. Modified example>
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements may be added within the scope of deriving specific effects obtained by the structural requirements of the invention and combinations thereof. Including.

たとえば、上記実施の形態においては、配線基板の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、配線基板以外の用途で利用される基板製造方法として実施することも可能である。   For example, in the above-described embodiment, the method for manufacturing a wiring board has been described. However, the present invention is not limited to this, and can also be implemented as a board manufacturing method used for purposes other than the wiring board. is there.

また、上記実施の形態においては、ガラス基板2として、感光性を有するガラス基板を用いたが、感光性を有していない他のガラス基板を用いてもよい。その場合は、貫通孔形成工程において、フォトリソグラフィ法以外の方法、たとえば、レーザー加工法によってガラス基板2に貫通孔3を形成することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the glass substrate which has photosensitivity was used as the glass substrate 2, you may use the other glass substrate which does not have photosensitivity. In that case, in the through hole forming step, the through hole 3 can be formed in the glass substrate 2 by a method other than the photolithography method, for example, a laser processing method.

1…配線基板
2…ガラス基板
3…貫通孔
4…金属
4a…第1メッキ層
4b…第2メッキ層
5…密着層
6…配線パターン
6a…配線層
7…メッキ下地層
8…除去予定領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wiring board 2 ... Glass board 3 ... Through-hole 4 ... Metal 4a ... 1st plating layer 4b ... 2nd plating layer 5 ... Adhesion layer 6 ... Wiring pattern 6a ... Wiring layer 7 ... Plating base layer 8 ... Plane removal area

Claims (6)

表裏の関係にある第1面および第2面を有する板状のガラス基材に、前記第1面側を第1開口部とし、かつ前記第2面側を第2開口部とする貫通孔が形成されているガラス基板を用意する第1工程と、
前記ガラス基板の第1面側に金属のメッキ下地層を形成する第2工程と、
前記ガラス基板の第1面側に電解メッキによって金属の第1メッキ層を形成することにより、前記貫通孔の第1開口部を前記第1メッキ層によって閉塞する第3工程と、
前記ガラス基板の第2面側からの電解メッキによって前記貫通孔内に金属の第2メッキ層を堆積することにより、前記貫通孔を金属で充填する第4工程と、を含み、
前記第2工程においては、前記貫通孔の第1開口部の縁から当該貫通孔の側壁面の一部にかけて前記メッキ下地層を形成し、
前記第3工程においては、前記貫通孔の内部で前記メッキ下地層の表面から前記第1メッキ層を成長させることにより、前記貫通孔の第1開口部を前記第1メッキ層によって閉塞し、
前記第4工程においては、前記貫通孔の内部で前記第1メッキ層の表面から前記貫通孔の第2開口部に向かって前記第2メッキ層を成長させることにより、前記貫通孔を金属で充填する
ことを特徴とする基板製造方法。
A plate-like glass substrate having a first surface and a second surface in a front-back relationship has a through hole having the first surface side as a first opening and the second surface side as a second opening. A first step of preparing a formed glass substrate;
A second step of forming a metal plating underlayer on the first surface side of the glass substrate;
A third step of closing the first opening of the through hole with the first plating layer by forming a metal first plating layer on the first surface side of the glass substrate by electrolytic plating;
A fourth step of filling the through hole with metal by depositing a second plating layer of metal in the through hole by electrolytic plating from the second surface side of the glass substrate;
In the second step, the plating base layer is formed from the edge of the first opening of the through hole to a part of the side wall surface of the through hole,
In the third step, by growing the first plating layer from the surface of the plating base layer inside the through hole, the first opening of the through hole is closed by the first plating layer,
In the fourth step, the through hole is filled with metal by growing the second plated layer from the surface of the first plated layer toward the second opening of the through hole inside the through hole. A substrate manufacturing method characterized by:
前記第4工程の後に、前記ガラス基板の第1面および第2面のうち少なくとも第1面を機械加工によって平坦化する第5工程を有し、
前記第2工程においては、前記第5工程で前記ガラス基板の第1面側の表層部を前記機械加工により除去した後でも前記貫通孔の第1開口部が前記メッキ下地層および前記第1メッキ層によって閉塞された状態となるように、前記第5工程で前記機械加工により除去を予定している前記ガラス基板の除去予定領域よりも貫通孔の奥側に入り込んだ位置まで前記メッキ下地層を形成しておく
ことを特徴とする請求項1に記載の基板製造方法。
After the fourth step, there is a fifth step of flattening at least the first surface of the first surface and the second surface of the glass substrate by machining,
In the second step, even after the surface layer portion on the first surface side of the glass substrate is removed by the machining in the fifth step, the first opening portion of the through hole is formed by the plating base layer and the first plating. In order to be in a state of being blocked by the layer, the plating base layer is moved to a position that is located deeper into the through hole than the planned removal region of the glass substrate that is scheduled to be removed by the machining in the fifth step. It forms, The board | substrate manufacturing method of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記第4工程の後で、かつ前記第5工程の前に、前記ガラス基板の第1面から前記第1メッキ層および前記メッキ下地層を取り除いて当該ガラス基板の第1面を露出させる工程を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の基板製造方法。
After the fourth step and before the fifth step, a step of removing the first plating layer and the plating base layer from the first surface of the glass substrate to expose the first surface of the glass substrate. The substrate manufacturing method according to claim 2, further comprising:
前記第1工程において、前記貫通孔の第1開口部側の断面形状が裾広がり状の前記貫通孔が形成されているガラス基板を用意する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基板製造方法。
In the first step, a glass substrate is prepared in which the through hole having a cross-sectional shape on the side of the first opening of the through hole is formed in a flared shape. The manufacturing method of a board | substrate of description.
前記第2工程において、前記ガラス基板の第1面側にスパッタリングによって前記メッキ下地層を形成する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の基板製造方法。
5. The substrate manufacturing method according to claim 1, wherein, in the second step, the plating base layer is formed by sputtering on the first surface side of the glass substrate.
請求項1〜5のいずれかに記載の基板製造方法により、前記ガラス基板の貫通孔に金属を充填してなる基板を製造した後、前記ガラス基板の第1面および第2面のうち少なくとも一方に配線パターンを形成する
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
After manufacturing the board | substrate formed by filling the through-hole of the said glass substrate with the metal by the board | substrate manufacturing method in any one of Claims 1-5, at least one among the 1st surface and the 2nd surface of the said glass substrate. A method of manufacturing a wiring board, comprising forming a wiring pattern on the substrate.
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