JP2016039218A - 貫通電極基板の製造方法および貫通電極基板 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板と貫通電極との熱膨張係数の違いに関する考慮、貫通電極の形成後にガラス基板の研磨、が不要であり、気密性の高い貫通電極を備える、貫通電極基板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る貫通電極基板の製造方法は、平板状のガラスからなる基体の一面に対して、貫通孔を前記基体の内部に形成する第一工程と、前記第一工程を経た基体の他面に対してフィルム状の封止材を貼付することにより、該他面側において前記貫通孔を封止する第二工程と、前記第二工程を経た基体の一面側から前記貫通孔の内部に、金属または合金粒子が混入された流動体を導入し、該貫通孔内において融点の異なる金属または合金粒子が混在した状態とし、前記封止材の耐熱温度より低い温度で（、前記融点の異なる金属または合金粒子を）焼結させることにより、貫通電極を形成する第三工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板に貫通電極が設けられた貫通電極基板の製造方法および貫通電極基板に関する。本発明により製造された貫通電極基板は、インターポーザー等のパッケージ分野、ＴＳＶ等の半導体分野に用いられる。

従来の貫通電極付きガラス基板としては、たとえばタングステンの線材や鉄・ニッケル・コバルト合金の心材を電極材料として使用する構成が開示されている（特許文献１、特許文献２）。
上記構成をなす貫通電極付きガラス基板は、高気密性を特徴としているが、その製法上、基材となるガラスの溶融温度付近の高温まで加熱する必要がある。ゆえに、ガラスと電極材料との熱膨張係数の違いにより、ガラス基板が破損する虞があるため、熱膨張係数がガラスと近いタングステンなどの限られた金属が用いられている。つまり、上記製法により貫通電極を形成する場合には、電極材料の選択の幅が狭いという課題があった。

また、上記製法は、ガラスが変形する温度まで加熱する工程を必須とするため、ガラス基板の表面の平坦性が損なわれ易い。そこで、半導体やＭＥＭＳなどが形成された他の基板と貼り合わせて利用するためには、上記製法により得られた貫通電極付きガラス基板は、貫通電極を形成した後に、基板を研磨することが必要となる。しかしながら、このガラスの中に金属の電極が埋め込まれた基板の表面を研磨するには、特殊な研磨技術が必要となり工程が複雑になるという課題があった。

他に貫通電極付き基板（ＴＳＶ、ＴＧＶ）を形成する方法としては、メッキによる穴埋めもあるが、高アスペクトで微細な穴においては十分な気密性を得ることが難しい。
また、ナノサイズの粒径の粒径よりも大きな通常の導電性粒子、またはこれらを含むインク・ペーストの焼結温度は一般に５００℃以上の高温が必要となり、ガラスとの熱膨張係数の違いによる問題が出てくる。

フリットガラスなどの焼成後も残るバインダーを混合することにより、低温で電極を成形させる方法も可能であるが、バインダーを含むために抵抗値が高くなる。さらに貫通電極付き基板と半導体やＭＥＭＳなどを形成した他の基板との接合の際に、バインダーの軟化が開始しないように、成形温度以下の低温で処理しなければならず、利用できる範囲が狭くなってしまう。（硼珪酸ガラスとシリコンウェハの陽極接合では一般的に４００℃程度のプロセス温度が必要とされる。）

特開２０１１−１５１４１４号公報 特開２００６−６０１１９号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ガラス基板と貫通電極との熱膨張係数の違いを考慮する必要がなく、貫通電極の形成後にガラス基板の研磨が不要であり、気密性の高い貫通電極を形成することが可能な、貫通電極基板の製造方法および貫通電極基板を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の貫通電極基板の製造方法は、平板状のガラスからなる基体の一面に対して、貫通孔を前記基体の内部に形成する第一工程と、前記第一工程を経た基体の他面に対してフィルム状の封止材を貼付することにより、該他面側において前記貫通孔を封止する第二工程と、前記第二工程を経た基体の一面側から前記貫通孔の内部に、金属または合金粒子が混入された流動体を導入し、該貫通孔内において融点の異なる金属または合金粒子が混在した状態とし、前記封止材の耐熱温度より低い温度で（、前記融点の異なる金属または合金粒子を）焼結させることにより、貫通電極を形成する第三工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の貫通電極基板の製造方法は、請求項１において、前記第三工程は、前記融点の異なる金属または合金粒子のうち、最も融点の低い金属または合金粒子として、前記封止材の耐熱温度より低いものを用いることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の貫通電極基板の製造方法は、請求項１又は２において、前記第三工程は、前記融点の異なる金属または合金粒子のうち、最も融点の低い金属または合金粒子の融点より、焼結後に得られる合金の融点が高くなるように、該融点の異なる金属または合金粒子の混合割合を設定することを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の貫通電極基板の製造方法は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記第一工程において、前記基体の他面に対して凹部が予め形成された基体を用いることを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の貫通電極基板の製造方法は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記第三工程は、前記流動体として、融点の異なる複数の金属または合金粒子が混入された流動体Ａを用い、前記貫通孔の内部に該流動体Ａを充填するステップ、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項６に記載の貫通電極基板の製造方法は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記第三工程は、前記流動体として第一の金属または合金粒子Ｍ３が混入された流動体Ｃを用い、前記貫通孔の内部に該流動体Ｃを充填するステップと、前記流動体として前記第一の金属または合金粒子Ｍ３よりも融点の低い第二の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ４からなる流動体Ｄを用い、前記貫通孔内の流動体Ｃに生じた空孔（微細孔）に該液体状の金属Ｍ４を充填するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項７に記載の貫通電極基板の製造方法は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記第三工程は、第三の金属または合金Ｍ５をメッキ法により前記貫通孔内部に充填しメッキ部を形成するステップと、前記流動体として前記第三の金属または合金Ｍ５よりも融点の低い第四の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ６からなる流動体Ｅを用い、前記貫通孔のメッキ部に生じた空孔（微細孔）内に該液体状の金属を充填するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項８に記載の貫通電極基板の製造方法は、請求項６又は７において、前記流動体をなす前記液体状の金属Ｍ４又は前記液体状の金属Ｍ６を充填するステップが、真空加圧含浸法を用いることを特徴とする。

本発明の請求項９に記載の貫通電極基板は、基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、融点の異なる複数の金属または合金粒子から構成されていることを特徴とする。

本発明の請求項１０に記載の貫通電極基板は、基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、複数の第一の金属または合金粒子Ｍ３、及び、前記第一の金属または合金粒子Ｍ３よりも融点の低い複数の第二の金属または合金粒子をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ４が冷却された部位、から構成されており、前記液体状の金属Ｍ４が冷却された部位は、前記第一の金属または合金粒子Ｍ３間に生じた空孔（微細孔）内に配されていることを特徴とする。

本発明の請求項１１に記載の貫通電極基板は、基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、第三の金属または合金粒子Ｍ５からなるメッキ部と、前記メッキ部を構成する第三の金属または合金粒子Ｍ５よりも融点の低い第四の金属または合金粒子をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ６が冷却された部位、から構成されており、前記液体状の金属Ｍ６が冷却された部位は、前記メッキ部に生じた空孔（微細孔）内に配されていることを特徴とする。

本発明では、ガラスからなる基体に設けた貫通孔の内部へ、該貫通孔の一方の開口部を封止材により封止された状態とし、該貫通孔の他方の開口部から、金属または合金粒子が混入された流動体を導入し、該貫通孔内において融点の異なる金属または合金粒子が混在した状態とする。その後、前記封止材の耐熱温度より低い温度で（、前記融点の異なる金属または合金粒子を）焼結させることにより、貫通電極を形成する。その際に、複数の種類の金属または合金粒子として、その中で最も融点の低い金属または合金粒子の融点以上に加熱することで溶融させ、それ以外のより融点の高い金属または合金粒子と合金化を図ることにより、貫通電極を形成する。

上記の合金化プロセスを、たとえば、銀（Ａｇ）とインジウム（Ｉｎ）の割合が、原子比（ａｔ％）で４：１以上となる微粒子が混入された流動体を用いる場合で説明すると、まずＩｎの融点（１５６℃）を超える１８０℃程度の温度で加熱することによりＩｎが溶融する。その後、加熱した状態を保持することにより、ＩｎがＡｇ（融点：９６２℃）に拡散し合金化が生じる。ひとたび合金化し固化させた後は、Ｉｎの融点では溶融せず、完全に合金化すれば、Ａｇ−Ｉｎ状態図により示される６９３℃（合金化後の融点＝固相線）以上にならないと溶解は生じない。

このような「低温で溶融、拡散、合金化」を図るプロセスは、銀（Ａｇ）とインジウム（Ｉｎ）の組み合わせに限定されるものではなく、全率固溶系、共晶系、金属間化合物を考慮した組み合わせを適宜選択することにより、同様に実現できる。
ゆえに、本発明よれば、「低温で溶融、拡散、合金化」を行うことによって、貫通電極やこれに接続された配線を形成することができるとともに、再溶解する温度を電極形成した温度よりも高い温度とすることが可能となる。換言すると、本発明は、このように低いプロセス温度で高温まで使用可能な貫通電極などの配線をもたらす。これにより、ガラスとの熱膨張係数の差の問題を解決できる。

上述したように、本発明によれば、５００℃以下の低温において合金化プロセスを構築できる。ゆえに、基体をなすガラスと貫通電極をなす材料の熱膨張差が、従来より小さくて済むため、ガラス基板と貫通電極との熱膨張係数の違いを考慮する必要のない、貫通電極基板の製造方法が得られる。これにより、複数の種類の金属または合金粒子を構成する元素の限定が緩和されるので、タングステン以外の多用な材料を選択可能となる。したがって、本発明によれば、所望の導電性が得られる元素からなる貫通電極を有する貫通電極基板の製造が可能となる。

また、基体の一面上に付着した、金属または合金粒子が混入された流動体を振り切ってから熱処理を行い、基体の貫通孔内部に貫通電極を形成した後、基体からフィルムを除去するだけで、基体の一面側と他面側に露呈する貫通電極の上下面は自ずと平坦性が確保される。ゆえに、本発明は、貫通電極の形成後にガラス基板の研磨が不要な、貫通電極基板の製造方法の提供に貢献する。

さらに、貫通孔内において複数の種類の金属または合金粒子が混在した状態とした後、該基体に対してプリベーク処理および焼成処理を施すことにより、当該金属または合金粒子のうち少なくとも１種類は溶融状態を経てから合金化され、貫通電極が形成される。ゆえに、焼結で問題となる空孔（ポア）の発生が無く、気密性の高い貫通電極を形成することが可能となる。

本発明に係る貫通電極基板の製造方法を示すフローチャート。 図１に示す第三工程の一例を含むフローチャート（第一実施形態）。 図２に基づく製造方法を工程順に示す模式断面図。 図３に続く各工程を順に示す模式断面図。 図１に示す第三工程の他の一例を含むフローチャート（第二実施形態）。 図５に基づく製造方法を工程順に示す模式断面図。 図６に続く各工程を順に示す模式断面図。 図１に示す第三工程の他の一例を含むフローチャート（第三実施形態）。 図８に基づく製造方法を工程順に示す模式断面図。 図９に続く各工程を順に示す模式断面図。 図１０に続く各工程を順に示す模式断面図。 図１に示す第三工程の他の一例を含むフローチャート（第四実施形態）。 図１２に基づく製造方法を工程順に示す模式断面図。 図１３に続く各工程を順に示す模式断面図。 図１４に続く各工程を順に示す模式断面図。 高融点金属（合金）と低融点金属（合金）の一例における状態図。

以下では、本発明に係る貫通電極基板の製造方法について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る貫通電極基板の製造方法を示すフローチャートであり、以下の５工程を含んでいる。
・基体の一面から他面に向けて貫通孔を形成する第一工程。
・基体の他面にフィルムを貼付し、他面側で貫通孔を封止する第二工程。
・基体の一面に金属または合金粒子が混入された流動体を導入し、貫通孔内において複数の種類の金属または合金粒子が混在した状態とする第三工程。
・基体を密閉容器に入れ、容器内を排気しながら焼成処理し、合金化された貫通電極を形成する第四工程。
・密閉容器から基体を取出し、加熱手段を外し、フィルム除去した後、基体を洗浄する第五工程。
以上の５工程を経ることにより、本発明に係る貫通電極基板が得られる。
なお、本発明では、流動体Ａに混入され、その後の熱処理により、貫通電極（または配線パターン）の材料である、「複数（少なくとも２種類以上）の金属または合金粒子」のことを、出発材料とも呼ぶ。

本発明は、上記５工程のうち、特に第三工程が特徴部である。第三工程の違いにより、以下に述べる４つのタイプの実施形態が挙げられる。ここでは、簡単化を図るために、「複数」の金属または合金粒子に代えて、「２種類」の金属または合金粒子を用いて説明する。
第一実施形態：貫通孔へ充填する前に、２種類の金属または合金粒子が混在した流動体を用いる場合（平板状の基体に適用）。
第二実施形態：凹部を加工した基体に対して第一実施形態の製法を適用した場合。
第三実施形態：第一の金属または合金粒子が混在した流動体を貫通孔へ充填した後に、第二の金属または合金粒子をその融点以上に加熱し溶融した液体状の金属からなる流動体を充填する場合（平板状の基体に適用）。
第四実施形態：第三の金属または合金からなる材料をメッキ法により貫通孔へ充填した後に、第四の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属からなる流動体を充填する場合（平板状の基体に適用）。
以下では、第一実施形態〜第四実施形態を順に説明する。

＜第一実施形態＞
図２〜図４は、第一実施形態に係る図面であり、図２はフローチャートを、図３は図２に基づく製造方法の一例を工程順に示す模式断面図、図４は図３に続く各工程を順に示す模式断面図である。

第一実施形態の製造方法は、図１に示すように、以下の７工程を含んでおり、特にＳＡ３〜ＳＡ５が第三工程に相当する。第一実施形態の特徴は、複数の金属または合金粒子を含む流動体Ａを「予め用意（貫通孔へ充填する前の出発材料として準備することを意味する）」し、該流動体Ａを貫通孔の内部へ充填する点にある。以下では、説明を簡略化するため、流動体Ａが２種類の金属粒子Ｍ１、Ｍ２を含む事例について説明する。

・基体１０の一面から他面に向けて貫通孔１２を形成する［ＳＡ１（第一工程）：図３（ａ）］。
その際、必要に応じて、基体１０の一面にフィルム１１を予め設ける。
・基体１０の他面にフィルム１３を貼付し、他面側で貫通孔１２を封止する［ＳＡ２（第二工程）：図３（ｂ）］。
・基体１０の一面に２種類の金属粒子Ｍ１、Ｍ２を含む流動体Ａを塗布し、貫通孔１２の内部に流動体Ａを充填する［ＳＡ３（第三工程）：図３（ｃ）］。
・基体１０を回転させて基体の一面上に付着した流動体Ａを振り切る［ＳＡ４（第三工程）：図３（ｄ）］。

・加熱手段１６ａを用いて基体１０をプリベーク処理する［ＳＡ５（第三工程）：図４（ｅ）］。
・基体１０を密閉容器Ｃ１に入れ、容器内を排気（ＰＡ）しながら加熱手段１６ｂを用いて焼成処理し、合金化された貫通電極ＭＡを形成する［ＳＡ６（第四工程）：図４（ｆ）］。
・密閉容器Ｃ１から基体１０を取出し、加熱手段１６ｂを外し、フィルム１１、１３を除去した後、基体１０を洗浄する［ＳＡ７（第五工程）：図４（ｇ）］。
以上の各工程を経ることにより、貫通電極１４Ａ（ＭＡ）を備えた貫通電極基板ＳＡが得られる。

第一工程（ＳＡ１）では、基体１０としてガラスからなる基板を用意し、この基板の一面（図３において上面）から他面（図３において下面）に向けて、たとえばサンドブラスト加工（以下、ブラスト加工とも呼ぶ）により、貫通穴１２を形成する。その際、基板の一面には、貫通穴に相当する位置に開口部を有する、マスキング用のドライフィルム１１が多用される。また、ブラスト加工のマスキングに使用したドライフィルムを剥離せずに残しておき、後加工における保護膜・マスキング膜として使用することができる。さらに、保護膜・マスキング膜に用いる場合は耐熱性の高いポリイミドを用いると有効である。

上記のガラスからなる基板１０としては、事前に研磨を行い、平坦で清浄な表面を有する物を用いた。なお、ガラスは他にソーダライムガラス・無アルカリガラス・白板・石英など種々のガラスを用いることができる。なお、本実施形態では、基体がガラスからなる基板の場合について詳述するが、基体として、ガラス以外の基板、たとえばシリコン、ＳｉＣ、セラミックスなどの基板を用いても、本発明の製造方法は適用可能である。

貫通穴の加工方法は、上述したブラスト加工に限定されるものではなく、たとえば、ドライエッチング法や、レーザー加工、機械加工などを適宜採用することができる。加工方法によっては、ブラスト法において用いたドライフィルム１１は設ける必要がない。また、貫通穴のサイズやピッチなどのデザインも自由である。レーザー加工では、φ０．０２ｍｍ程度までの貫通穴が可能であり、より微細な貫通電極が必要な場合は望ましい。さらに微細な貫通電極が必要な場合は、ドライエッチング法を用いることができる。この時、予めポリイミドなどの耐熱性のある材料のフィルムまたは塗布液で表面を保護しておくことが望ましい。

第二工程（ＳＡ２）では、前工程（ＳＡ１）により貫通穴１２を加工したガラス基板１０の他面（図２において下面：ブラスト加工で貫通側となる面）に、ポリイミド製のフィルム１３をたとえばラミネータを用いて貼付する。

第三工程は、次の３ステップ（ＳＡ３〜ＳＡ５）から構成される。
第一ステップ（ＳＡ３）では、まず、前工程（ＳＡ２）によりフィルム１３を他面に設けた基体１０の一面に、２種類の金属粒子Ｍ１、Ｍ２として、Ａｇ（Ｍ１）とＩｎ（Ｍ２）を含む流動体Ａ１４を塗布することにより、貫通孔１２の内部に流動体Ａ１４を充填する。その際、基体１０の一面上において、流動体Ａ１４がパドル状にディスペンスされた状態とする。その際、流動体Ａ１４は、高融点金属（合金）［本例ではＡｇ（Ｍ１）］と低融点金属（合金）［本例ではＩｎ（Ｍ２）］とが各々、個別の状態で存在して含まれた状態とされることが重要である。
流動体Ａ１４の充填方法は、ディスペンス法に限定されるものではなく、印刷法や吸引法などの他の方法で貫通穴に流動体Ａ１４を充填しても良い。

第二ステップ（ＳＡ４）では、前工程（ＳＡ３）により基体１０の一面側から流動体Ａ１４が塗布された基体１０を回転させて、基体１０の一面上に付着した余分な流動体Ａ１４を振り切る。これにより、基体１０の一面側に露呈する貫通孔１２の上面をなす流動体Ａ１４が平坦化される。ただし、「回転させて振り切る手法」に代えて、スキージを用いて余分なインク（流動体Ａ１４）を除去、貫通孔１２の上面をなすインク（流動体Ａ１４）の平坦化をなす方法等を用いてもよい。

第三ステップ（ＳＡ５）では、前工程（ＳＡ４）により貫通孔１２の上面をなす流動体Ａ１４が平坦化された基体１０を、加熱手段１６ａを用いてプリベーク処理する。その際、流動体Ａ１４が平坦化された基体１０の一面が上面をなし、基体１０の他面（フィルム１３が貼付された面）が下面をなすように配置した上で、フィルム１３を介して基体１０に熱が伝導されるように、加熱手段１６ａを設ける。これにより、加熱手段１６ａを用いて基体１０のプリベーク処理が行われる。

このようなプリベーク処理は、たとえば、ホットプレートからなる加熱手段１６ａを用いて行われる。プリベーク処理の目的は、流動体Ａ１４に含まれる溶媒を揮発させることであり、たとえば、７０℃、３０分という条件で行われる。
なお、貫通孔１２の内部に対する流動体Ａ１４の充填が十分でない場合は、充填からプリベークまでの第三工程［（第一ステップ（ＳＡ３）、第二ステップ（ＳＡ４）、第三ステップ（ＳＡ５）］を、複数回繰り返しても良い。

また、図３〜図４には、ブラスト加工時にマスキングとして、基体１０の一面（上面）に設けたドライフィルム１１を残して各工程が行われる事例を示しているが、そのドライフィルム１１が耐熱性の低いフィルムの場合は、この時点（プリベーク処理の前：ＳＡ４とＳＡ５の間）で、フィルム１１を剥がす。ファイル１１が耐熱性の高いフィルムの場合には、そのままの状態で良い（フィルム１１を剥がすことなく、ＳＡ５以降の工程に進む）。

流動体Ａは、貫通電極（または配線パターン）の材料となる複数（少なくとも２種類以上）の金属または合金粒子を含むものであり、その内で最も融点の低い金属または合金の融点以上に加熱することで溶融させ、それ以外のより融点の高い金属または合金と合金化させる。流動体Ａとしては、たとえば銀（Ａｇ）とインジウム（Ｉｎ）、それぞれの微粒子を原子比で４：１の割合で混合したものが挙げられる。

作業手順としては、最初に、流動体Ａを用いて、ガラスやセラミック、シリコンなどの基板に貫通電極やその他の配線パターンを形成する。次に、Ｉｎの融点（１５６℃）を超える温度（１８０℃以上が望ましい）で加熱することにより、融点の低いＩｎ粒子が溶融する。その後、加熱したままの状態を保持することにより、融点の低いＩｎが融点の高いＡｇ粒子に拡散し合金化が行われる。この手法により作製された合金は、一度合金化して固化させるとＩｎの融点では溶融せず、完全に合金化すればＡｇ−Ｉｎ状態図により示される６９３℃以上にならないと溶解しない、という特徴を備えている。

このような「低温で溶融、拡散、合金化」を図るプロセスは、銀（Ａｇ）とインジウム（Ｉｎ）の組み合わせに限定されるものではなく、全率固溶系、共晶系、金属間化合物を考慮した組み合わせを適宜選択することにより、同様に実現できる。
ゆえに、本発明によれば、「低温で溶融、拡散、合金化」を行うことによって、貫通電極やこれに接続された配線を形成することができるとともに、再溶解する温度を電極形成した温度よりも高い温度とすることが可能となる。換言すると、本発明は、このように低いプロセス温度で高温まで使用可能な貫通電極などの配線をもたらす。これにより、ガラスとの熱膨張係数の差の問題を解決できる。

なお、本発明に係る出発材料となる金属および合金の種類・混合比は、目的とするプロセス・使用条件に合わせて任意に選択可能である。出発材料としては、２元系の場合、たとえば、Ａｇ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｚｎ、Ａｕ−Ｂｉ、Ａｕ−Ｉｎ、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｐｂ、Ａｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｉｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｐｂ、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｂｉ、Ｎｉ−Ｉｎ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｐｂ−Ｓｎ、Ｓｎ−（Ｐｂ−Ｓｎ）などが挙げられる。３元系以上の組み合わせもあり、その組み合わせは無限に存在する。

第四工程（ＳＡ６）では、前工程（ＳＡ５）により貫通穴に充填された流動体Ａ１４から溶媒が揮発した状態にある基体１１を、密閉容器Ｃ１に内在させて、密閉容器Ｃ１内を排気（ＰＡ）し、材料である金属の酸化を防ぐために真空中にて、加熱手段１６ｂを用いて焼成処理することにより、貫通電極ＭＡを形成する。この焼成処理により、低融点金属（合金）［本例ではＩｎ（Ｍ２）］が溶融し、高融点金属（合金）［本例ではＡｇ（Ｍ１）］と拡散が起こり、合金化される。

このような焼成処理は、たとえば、ホットプレートからなる加熱手段１６ｂを用いて行われる。焼成（合金化）処理の目的は、貫通穴に充填された流動体Ａ１４を固化させることであり、たとえば、フィルム１１、１３をなすポリイミドの耐熱温度より低い３００℃、１時間という条件で行われる。
なお、材料である金属の酸化を防ぐ手法としては、上述した真空中に限定されるものではなく、不活性ガス（窒素、アルゴンなど）中、あるいは還元性ガス（ギ酸、水素、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄など）中において、焼成処理を行っても良い。

ゆえに、封止材の耐熱温度に比べて、焼成（合金化）処理温度が低くなるように、封止材や、出発材料となる金属および合金の種類・混合比を選択することが、本発明においてキーポイントとなる。すなわち、前述した第三工程は、前記融点の異なる金属または合金粒子のうち、最も融点の低い金属または合金粒子として、前記封止材の耐熱温度より低いものを用いることにより、上記の焼成処理が可能となる。

また、前述した第三工程は、前記融点の異なる金属または合金粒子のうち、最も融点の低い金属または合金粒子の融点より、焼結後に得られる合金の融点が高くなるように、該融点の異なる金属または合金粒子の混合割合（混合比）を設定することが好ましい。中でも、貫通電極に要求される耐熱温度より高い融点（固相線）となる混合割合が、より好ましい。

本実施形態で用いた流動体Ａ１４に含まれる、高融点金属（合金）［Ａｇ（Ｍ１）］と低融点金属（合金）［Ｉｎ（Ｍ２）］を例にとり、これらの状態図に上述した本発明のポイントを追記したものが、図１６のグラフである。
図１６に示すように、４つの条件［Ａｇの融点（９６２℃）、合金化後の融点（６９３℃）、封止材の耐熱温度、Ｉｎの融点（１５６℃）]を踏まえることにより、本発明に好適な「合金化プロセスの範囲（組成・温度）：点線で囲んだ領域」が、適宜選定される。図１６から、Ａｇ粒子、Ｉｎ粒子を原子比（ａｔｍ％）において、Ａｇ：Ｉｎ＝４：１以上のＡｇ割合が好ましいことが分かる。

第五工程（ＳＡ７）では、前工程（ＳＡ６）により貫通穴に充填された流動体Ａ１４を固化させて貫通電極１４Ａ（ＭＡ）が形成された状態にある基体１０を、密閉容器Ｃ１から外部へ取出し、加熱手段１６ｂを外し、基体１０からフィルム１１、１３を除去した後、基体１０を洗浄する。
基体１０からフィルム１１、１３を除去（剥離）する作業は、所望の温度以下に基体１０が冷却された後に行われる。基体１０の洗浄処理は、たとえば、ガラス基板用洗剤・純水を用いて行われる。その後に、ＩＰＡベーパー乾燥を行うことが好ましい。

第一実施形態では、上述したＳＡ１〜ＳＡ７を経ることにより、貫通電極基板ＳＡを作製した。ゆえに、第一実施形態に係る貫通電極基板ＳＡは、基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、融点の異なる複数の金属または合金粒子から構成されている。
作製した貫通電極基板ＳＡを構成する貫通電極１４Ａ（ＭＡ）の気密性を、ヘリウム吹き付け法を用いて評価した。その結果、貫通電極１４Ａの気密性は、１×１０^−９［Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ］以下であり、良好な気密性を有することが確認された。

＜第二実施形態＞
図５〜図７は、第二実施形態に係る図面であり、図５はフローチャートを、図６は図５に基づく製造方法の一例を工程順に示す模式断面図、図７は図６に続く各工程を順に示す模式断面図である。
第二実施形態の製造方法は、図５〜図７に示すように、凹部を加工した基体に対して第一実施形態の製法を適用した場合である。

第二実施形態の製造方法は、図５〜図７に示すように、以下の各工程を含んでいる。
・基体２０の他面に凹部２０Ｃを形成する［ＳＢ１（前工程）：図５（ａ）］。
・基体２０の一面から他面に向けて貫通孔２２を形成する［ＳＢ２（第一工程）：図５（ｂ）］。その際、必要に応じて、基体２０の一面にフィルム２１を予め設ける。
・基体２０の他面にフィルム２３を貼付し、他面側で貫通孔２２を封止する［ＳＢ３（第二工程）：図５（ｃ）］。
・基体２０の一面に２種類の金属粒子Ｍ１、Ｍ２を含む流動体Ｂ２４を塗布し、貫通孔１２の内部に流動体Ｂ２４を充填する［ＳＢ４（第三工程）：図６（ｄ）］。

・基体２０を回転させて基体の一面上に付着した流動体Ｂ２４を振り切る［ＳＢ５（第三工程）：図７（ｅ）］。
・加熱手段２６ａを用いて基体２０をプリベーク処理する［ＳＢ６（第三工程）：図７（ｆ）］。
・基体２０を密閉容器Ｃ２に入れ、容器内を排気（ＰＢ）しながら加熱手段２６ｂを用いて焼成処理し、合金化された貫通電極ＭＡを形成する［ＳＢ７（第四工程）：図７（ｇ）］。
・密閉容器Ｃ２から基体２０を取出し、加熱手段２６ｂを外し、フィルム２１、２３を除去した後、基体２０を洗浄する［ＳＢ８（第五工程）：図７（ｈ）］。
以上の各工程を経ることにより、貫通電極２４Ａ（ＭＡ）を備えた貫通電極基板ＳＢが得られる。

前工程（ＳＢ１）では、基体２０としてガラスからなる基板を用意し、この基板の他面（図６において下面）から一面（図６において上面）に向けて、所望の深さの凹部２０Ｃを形成する。凹部２０Ｃの形成法としては、たとえば、特開２０１３−０２２５３４号公報に開示された手法が挙げられる。

上記のガラスからなる基板２０としては、事前に研磨を行い、平坦で清浄な表面を有する物を用いた。なお、ガラスは他にソーダライムガラス・無アルカリガラス・白板・石英など種々のガラスを用いることができる。なお、本実施形態では、基体がガラスからなる基板の場合について詳述するが、基体として、ガラス以外の基板、たとえばシリコン、ＳｉＣ、セラミックスなどの基板を用いても、本発明の製造方法は適用可能である。

第一工程（ＳＢ２）では、前工程（ＳＢ１）により凹部２０Ｃを形成したガラス基板２０の一面（図６において上面）から他面（図６において下面）に向けて、たとえばサンドブラスト加工（以下、ブラスト加工とも呼ぶ）により、貫通穴２２を形成する。その際、基板の一面には、貫通穴に相当する位置に開口部を有する、マスキング用のドライフィルム２１が多用される。また、ブラスト加工のマスキングに使用したドライフィルムを剥離せずに残しておき、後加工における保護膜・マスキング膜として使用することができる。さらに、保護膜・マスキング膜に用いる場合は耐熱性の高いポリイミドを用いると有効である。

第二工程（ＳＢ３）、第三工程（ＳＢ４、ＳＢ５、ＳＢ６）、第四工程（ＳＢ７）、第五工程（ＳＢ８）は各々、上述した第一実施形態における第二工程（ＳＡ２）、第三工程（ＳＡ３、ＳＡ４、ＳＡ５）、第四工程（ＳＡ６）、第七工程（ＳＡ７）と同様の処理を行った。第二実施形態は、ガラス基板２０が凹部２０Ｃを有する点のみ、第一実施形態と相違しており、他の点は第一実施形態と同様である。

第二実施形態では、上述した各工程（ＳＢ１〜ＳＢ８）を経ることにより、貫通電極基板ＳＢを作製した。ゆえに、第二実施形態に係る貫通電極基板ＳＢは、上述した貫通電極基板ＳＡと同様に、基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、融点の異なる複数の金属または合金粒子から構成されている。貫通電極基板ＳＢは、凹部２０Ｃを備える点のみ、貫通電極基板ＳＡと異なる。
作製した貫通電極基板ＳＢを構成する貫通電極２４Ａの気密性を、ヘリウム吹き付け法を用いて評価した。その結果、貫通電極２４Ａ（ＭＡ）の気密性は、１×１０^−９［Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ］以下であり、良好な気密性を有することが確認された。

＜第三実施形態＞
図８〜図１０は、第三実施形態に係る図面であり、図８はフローチャートを、図９は図８に基づく製造方法の一例を工程順に示す模式断面図、図１０は図９に続く各工程を順に示す模式断面図、図１１は図１０に続く各工程を順に示す模式断面図、である。

第三実施形態は、前述した「第三工程」が、前記流動体として第一の金属または合金粒子が混入された流動体Ｃを用い、前記貫通孔の内部に該流動体Ｃを充填するステップと、前記流動体として前記第一の金属または合金粒子よりも融点の低い第二の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属からなる流動体Ｄを用い、前記貫通孔内の流動体Ｃに生じた空孔（微細孔）に該流動体Ｄを充填するステップと、を含むものである。
以下では、流動体Ｃに含まれる第一の金属または合金粒子Ｍ３の方が、流動体Ｄに含まれる第二の金属または合金粒子をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ４よりも、「融点が高い」と仮定して説明する。

第三実施形態の製造方法は、図８〜図１１に示すように、以下の各工程を含んでいる。
・基体３０の一面から他面に向けて貫通孔３２を形成する［ＳＣ１（第一工程）：図９（ａ）］。その際、必要に応じて、基体３０の一面にフィルム３１を予め設ける。
・基体３０の他面にフィルム３３を貼付し、他面側で貫通孔３２を封止する［ＳＣ２（第二工程）：図９（ｂ）］。
・基体３０の一面に、融点の高い金属粒子Ｍ３を含む流動体Ｃ３４ａを塗布し、貫通孔３２の内部に流動体Ｃ３４ａ（Ｍ３）を充填する［ＳＣ３（第三工程）：図９（ｃ）］。
・基体３０を回転させて基体の一面上に付着した流動体Ｃ３４ａ（Ｍ３）を振り切る［ＳＣ４（第三工程）：図９（ｄ）］。これにより、充填された流動体Ｃ３４ａ（Ｍ３）の上面（貫通孔の開口部側）の平坦化を図る。

・加熱手段３６ａを用いて基体３０をプリベーク処理する［ＳＣ５（第三工程）：図１０（ｅ）］。これにより、貫通孔３２の内部に充填された流動体Ｃ３４ａ（Ｍ３）の内部に空孔（微細孔）Ｐが発生する。
・貫通孔３２の内部に流動体Ｃ３４ａが充填された基体３０を密閉容器Ｃ３に入れて、この密閉容器の内部を排気（ＰＣ１）する［ＳＣ６（第三工程）：図１０（ｆ）］。これにより、流動体Ｃ３４ａ（Ｍ３）に内在する微細孔（空孔Ｐ）の内部を脱気する。

・前記ＳＣ６を経た基体３０を内在する密閉容器Ｃ３の内部を排気（ＰＣ２）しながら、該密閉容器の内部に、前述した液体状の金属Ｍ４を導入（ＰＣ３）し、該基体３０が液体状の金属Ｍ４に浸漬された状態とする［ＳＣ７（第三工程）：図１０（ｇ）］。
その際、液体状の金属Ｍ４としては、流動体Ｃ３４ａに含まれる金属または合金粒子Ｍ３よりも、融点の低い金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にしたものが用いられる。

・前記ＳＣ７を経た基体３０に対して、液体状の金属Ｍ４を介して圧力（ＰＣ４）を加える［ＳＣ８（第三工程）：図１１（ｈ）］。これにより、貫通孔に充填された流動体Ｃ３４ａ（Ｍ３）に内在する空孔Ｐの内部へ液体状の金属Ｍ４を注入（充填）する。これにより、液体状の金属Ｍ４が注入された状態の空孔（微細孔）Ｐが得られる。
上述したＳＣ６〜ＳＣ８が、「前記流動体として前記第一の金属または合金粒子Ｍ３よりも融点の低い第二の金属または合金粒子をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ４からなる流動体Ｄを用い、前記貫通孔内の流動体Ｃに生じた空孔（微細孔）に該液体状の金属Ｍ４を充填するステップ」に相当する。
第三実施形態では、上述したＳＣ６〜ＳＣ８に示す「真空加圧含浸法」を用いたが、この手法に限定されるものではなく、たとえばＩＭＡ（Injection Molded Solder）法を用いてもよい。ＩＭＡ法とは、溶融した金属をインジェクションでハンダバンプを形成する方法である。

・前記ＳＣ８を経た基体３０を密閉容器Ｃ３から取出し、基体３０の外面に付着した液体状の金属Ｍ４を除去する［ＳＣ９（第三工程）：図１１（ｉ）］。これにより、基体３０の外面、特に、流動体Ｃ３４ａ（Ｍ３）の上面に残存していた液体状の金属Ｍ４を取り除く。

・基体３０を密閉容器Ｃ４に入れ、容器内を排気（ＰＣ５）した後、材料である金属の酸化を防ぐために真空中にて、加熱手段３６ｂを用いて焼成処理し、合金化された貫通電極３４Ａ（ＭＡ）を形成する［ＳＣ１０（第四工程）：図１１（ｊ）］。これにより、流動体Ｃ３４ａ（Ｍ３）に内在する微細孔（空孔Ｐ）の内部に、前記液体状の金属Ｍ４が冷却された部位が配された構成が得られる。
なお、材料である金属の酸化を防ぐ手法としては、上述した真空中に限定されるものではなく、不活性ガス（窒素、アルゴンなど）中、あるいは還元性ガス（ギ酸、水素、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄など）中において、焼成処理を行っても良い。

・密閉容器Ｃ４から基体３０を取出し、加熱手段３６ｂを外し、フィルム３１、３３を除去した後、基体３０を洗浄する［ＳＣ１１（第五工程）：図１１（ｋ）］。
以上の各工程を経ることにより、貫通電極３４Ａ（ＭＡ）を備えた貫通電極基板ＳＣが得られる。

第三実施形態では、上述したＳＣ１〜ＳＣ１１を経ることにより、貫通電極基板ＳＣを作製した。ゆえに、第三実施形態に係る貫通電極基板ＳＣは、基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、複数の第一の金属または合金粒子、及び、前記第一の金属または合金粒子よりも融点の低い複数の第二の金属または合金粒子をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属が冷却された部位、から構成されており、前記液体状の金属が冷却された部位は、前記第一の金属または合金粒子間に生じた空孔（微細孔）内に配された構成からなる。

作製した貫通電極基板ＳＣを構成する貫通電極３４Ａ（ＭＡ）の気密性を、ヘリウム吹き付け法を用いて評価した。その結果、貫通電極３４Ａの気密性は、１×１０^−９［Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ］以下であり、良好な気密性を有することが確認された。

上述した第三実施形態とする場合、たとえば、Ｍ３をＡｇ粒子、Ｍ４をＩｎ溶融金属とする。まず、流動体Ｃ３４ａにより貫通孔をＭ３（Ａｇ粒子）で充填する。その後、溶融状態のＭ４（Ｉｎ）をＭ３で充填された貫通孔内に発生している空孔（微細孔）に充填する。その際、ＡｇとＩｎの割合が、原子比（ａｔ％）で４：１以上となるように、空孔率を調整するとよい。

＜第四実施形態＞
図１２〜図１５は、第四実施形態に係る図面であり、図１２はフローチャートを、図１３は図１２に基づく製造方法の一例を工程順に示す模式断面図、図１４は図１３に続く各工程を順に示す模式断面図、図１５は図１４に続く各工程を順に示す模式断面図である。
第四実施形態は、「メッキ法により形成した貫通電極（メッキ部）の内部に、空孔（微細孔）を残存させずに、貫通孔を完全に充填することは難しい」という問題を解決するための手法を提供するものである。すなわち、第四実施形態は、貫通電極（メッキ部）の内部に残存する空孔（微細孔）に対して、溶融金属を充填し、合金化を図ることにより、貫通電極の気密性を高めることを目的とする。

第四実施形態は、第三の金属または合金Ｍ５をメッキ法により貫通孔内部に充填するステップと、前記流動体として前記第三の金属または合金Ｍ５よりも融点の低い第四の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ６からなる流動体Ｅを用い、前記貫通孔のメッキ部に生じた空孔（微細孔）内に該液体状の金属Ｍ６を充填するステップと、を含むものである。
以下では、メッキ法により充填された第三の金属または合金Ｍ５の方が、流動体Ｅに含まれる第四の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ６よりも、「融点が高い」と仮定して説明する。

第四実施形態の製造方法は、図１２〜図１５に示すように、以下の各工程を含んでいる。
・基体４０の一面から他面に向けて貫通孔４２を形成する［ＳＤ１（第一工程）：図１３（ａ）］。その際、必要に応じて、基体４０の一面にフィルム４１を予め設ける。
・基体４０の他面にフィルム４３を貼付し、他面側で貫通孔４２を封止する［ＳＤ２（第二工程）：図１３（ｂ）］。

・第三の金属または合金Ｍ３をメッキ法により充填してメッキ部４４ａ（Ｍ５）を形成する［ＳＤ３（第三工程）：図１４（ｃ）］。これにより、貫通孔４２に充填されたメッキ部Ｃ４４ａ（Ｍ５）の内部に、空孔（微細孔）Ｐが発生している。

・貫通孔４２に充填されたメッキ部Ｃ４４ａ（Ｍ５）を有する基体３０を密閉容器Ｄ３に入れて、この密閉容器の内部を排気（ＰＤ１）する［ＳＤ４（第三工程）：図１４（ｄ）］。これにより、メッキ部Ｃ４４ａ（Ｍ５）に内在する微細孔（空孔Ｐ）の内部を脱気する。

・前記ＳＤ４を経た基体４０を内在する密閉容器Ｄ３の内部を排気（ＰＤ２）しながら、該密閉容器の内部に、前述した液体状の金属Ｍ６を導入（ＰＤ３）し、該基体４０が液体状の金属Ｍ６に浸漬された状態とする［ＳＤ５（第三工程）：図１４（ｅ）］。
その際、液体状の金属Ｍ６としては、メッキ部Ｃ４４ａ（Ｍ５）に含まれる第三の金属または合金Ｍ５よりも、融点の低い金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にしたものが用いられる。

・前記ＳＤ５を経た基体４０に対して、液体状の金属Ｍ６を介して圧力（ＰＤ４）を加える［ＳＤ６（第三工程）：図１５（ｆ）］。これにより、貫通孔に充填されたメッキ部Ｃ４４ａ（Ｍ５）に内在する空孔Ｐの内部へ液体状の金属Ｍ６を注入（充填）する。これにより、液体状の金属Ｍ６が注入された状態の空孔（微細孔）Ｐが得られる。

上述したＳＤ４〜ＳＤ６が、「メッキ法を用いて貫通孔に充填された第三の金属または合金Ｍ５よりも融点の低い第四の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ６からなる流動体Ｅを用い、前記貫通孔のメッキ部に生じた空孔（微細孔）内に該液体状の金属Ｍ６を充填するステップ」に相当する。
第四実施形態では、上述したＳＤ４〜ＳＤ６に示す「真空加圧含浸法」を用いたが、この手法に限定されるものではなく、たとえばＩＭＡ（Injection Molded Solder）法を用いてもよい。ＩＭＡ法とは、溶融した金属をインジェクションでハンダバンプを形成する方法である。

・前記ＳＤ６を経た基体４０を密閉容器Ｄ３から取出し、基体４０の外面に付着した液体状の金属Ｍ６を除去する［ＳＤ７（第三工程）：図１５（ｇ）］。これにより、基体４０の外面、特に、メッキ部Ｃ４４ａ（Ｍ５）の上面に残存していた液体状の金属Ｍ６を取り除く。

・基体４０を密閉容器Ｄ４に入れ、容器内を排気（ＰＤ５）した後、材料である金属の酸化を防ぐために真空中にて、加熱手段４６ｂを用いて焼成処理し、合金化された貫通電極４４Ａ（ＭＡ）を形成する［ＳＤ８（第四工程）：図１５（ｈ）］。これにより、メッキ部Ｃ４４ａ（Ｍ５）に内在する微細孔（空孔Ｐ）の内部に、前記液体状の金属Ｍ６が冷却された部位が配された構成が得られる。
なお、材料である金属の酸化を防ぐ手法としては、上述した真空中に限定されるものではなく、不活性ガス（窒素、アルゴンなど）中、あるいは還元性ガス（ギ酸、水素、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄など）中において、焼成処理を行っても良い。

・密閉容器Ｄ４から基体４０を取出し、加熱手段４６ｂを外し、フィルム４１、４３を除去した後、基体４０を洗浄する［ＳＤ９（第五工程）：図１５（ｉ）］。
以上の各工程を経ることにより、貫通電極４４Ａ（ＭＡ）を備えた貫通電極基板ＳＤが得られる。

第四実施形態では、上述したＳＤ１〜ＳＤ９を経ることにより、貫通電極基板ＳＤを作製した。ゆえに、第四実施形態に係る貫通電極基板ＳＤは、基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、第三の金属または合金Ｍ５からなるメッキ部と、前記メッキ部を構成する第三の金属または合金Ｍ５よりも融点の低い第四の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ６が冷却された部位、から構成されており、前記液体状の金属Ｍ６が冷却された部位は、前記メッキ部に生じた空孔（微細孔）内に配された構成からなる。

作製した貫通電極基板ＳＤを構成する貫通電極４４Ａ（ＭＡ）の気密性を、ヘリウム吹き付け法を用いて評価した。その結果、貫通電極４４Ａの気密性は、１×１０^−９［Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ］以下であり、良好な気密性を有することが確認された。

上述した第四実施形態とする場合、たとえば、Ｍ５をＡｇ、Ｍ６をＩｎとする。まず、メッキにより貫通孔の内壁にＡｇを成膜し、貫通孔内がＡｇで埋設された状態とする。メッキした後の貫通孔に生じた空孔（微細孔）にＩｎを充填する。その際、ＡｇとＩｎの割合が、原子比（ａｔ％）で４：１以上となるように、貫通孔内に埋設されたＡｇに生じる空孔率を調整するとよい。

上述した各実施形態において、基板を内在させた容器内を排気（必要に応じて真空排気）しながら、ホットプレートからなる加熱手段により、ＡｇとＩｎを溶融して合金化する場合、たとえばＩｎの融点（１５６℃）よりも高い３００℃（１８０℃以上が望ましい）で、１時間に熱処理を施すことにより、ＩｎをＡｇに拡散させることによって、均質な合金とすることができる。

なお、材料である金属を酸化させないためには、上述した真空中以外にも、不活性ガス（窒素、アルゴンなど）中、または還元性ガス（ギ酸、水素、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄など）中で、焼成を行ってもよい。

本発明によれば、５００℃以下の低温（出発材料となる金属、合金の組み合わせによってはさらに低温にすることも可能）で電極や配線を形成することができるので、以下の作用・効果が得られる。
（１）ガラスからなる基板と、その内部に形成される貫通電極材料との熱膨張差が小さくて済むため、タングステン以外の多様な材料を選択することが可能となる。
（２）ポリイミドなどの耐熱性樹脂によりガラス基板表面を保護・マスキングしながら、電極・配線の形成を行う事が出来る。これにより、貫通電極形成に研磨を行わなくても平坦で清浄な表面を得ることができる効果を有する。

（３）段差付きのガラス基板にこの方法を用いる事で、貫通電極形成後に段差部分のガラスを接合して、段差付き貫通電極ガラス基板を得るような煩雑なプロセスを大幅に省略できる効果を有する。
（４）半導体素子やＭＥＭＳ素子が形成され、高温プロセスが採用できない基板においても、貫通電極等の配線を形成することができる。

また、本発明によれば、電極・配線材料を焼成・拡散工程で合金化させる事で出発材料の融点以上の使用温度またはプロセス中の耐熱温度を上げる事が可能になる。（合金化させる事で出発材料の内で最も融点の低い材料よりも、融点の高くなる合金組成を選択する事で可能になる。）
さらに、本発明によれば、形成された電極・配線にはバインダーが残らず、かつ、空孔が存在しないために、比抵抗の小さい電極・配線を作製することができる。

本発明は、貫通電極基板の製造方法に広く適用可能である。このような貫通電極基板は、インターポーザー等のパッケージ分野、ＴＳＶ等の半導体分野などに好適に用いられる。

Ｍ３ 第一の金属または合金［高融点金属（合金）］、Ｍ４ 第二の金属または合金［低融点金属（合金）］、Ｍ５ 第三の金属または合金［高融点金属（合金）］、Ｍ６ 第四の金属または合金［低融点金属（合金）］、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ 貫通電極基板、Ｐ 空孔（微細孔）、１０、２０、３０、４０ 基体、１１、２１、３１、４１ フィルム、１２、２２、３２、４２ 貫通穴、１３、２３、３３、４３ フィルム、１４Ａ、２４Ａ、３４Ａ、４４Ａ（ＭＡ） 貫通電極。

Claims (11)

1. 平板状のガラスからなる基体の一面に対して、貫通孔を前記基体の内部に形成する第一工程と、
   前記第一工程を経た基体の他面に対してフィルム状の封止材を貼付することにより、該他面側において前記貫通孔を封止する第二工程と、
   前記第二工程を経た基体の一面側から前記貫通孔の内部に、金属または合金粒子が混入された流動体を導入し、該貫通孔内において融点の異なる金属または合金粒子が混在した状態とし、前記封止材の耐熱温度より低い温度で（、前記融点の異なる金属または合金粒子を）焼結させることにより、貫通電極を形成する第三工程と、
   を含むことを特徴とする貫通電極基板の製造方法。
2. 前記第三工程は、前記融点の異なる金属または合金粒子のうち、最も融点の低い金属または合金粒子として、前記封止材の耐熱温度より低いものを用いることを特徴とする請求項１に記載の貫通電極基板の製造方法。
3. 前記第三工程は、前記融点の異なる金属または合金粒子のうち、最も融点の低い金属または合金粒子の融点より、焼結後に得られる合金の融点が高くなるように、該融点の異なる金属または合金粒子の混合割合を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通電極基板の製造方法。
4. 前記第一工程において、前記基体の他面に対して凹部が予め形成された基体を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の貫通電極基板の製造方法。
5. 前記第三工程は、前記流動体として、融点の異なる複数の金属または合金粒子が混入された流動体Ａを用い、前記貫通孔の内部に該流動体Ａを充填するステップ、を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の貫通電極基板の製造方法。
6. 前記第三工程は、前記流動体として第一の金属または合金粒子Ｍ３が混入された流動体Ｃを用い、前記貫通孔の内部に該流動体Ｃを充填するステップと、前記流動体として前記第一の金属または合金粒子Ｍ３よりも融点の低い第二の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ４からなる流動体Ｄを用い、前記貫通孔内の流動体Ｃに生じた空孔（微細孔）に該液体状の金属Ｍ４を充填するステップと、を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の貫通電極基板の製造方法。
7. 前記第三工程は、第三の金属または合金Ｍ５をメッキ法により前記貫通孔内部に充填しメッキ部を形成するステップと、前記流動体として前記第三の金属または合金Ｍ５よりも融点の低い第四の金属または合金をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ６からなる流動体Ｅを用い、前記貫通孔のメッキ部に生じた空孔（微細孔）内に該液体状の金属を充填するステップと、を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の貫通電極基板の製造方法。
8. 請求項６又は７において、前記流動体をなす前記液体状の金属Ｍ４又は前記液体状の金属Ｍ６を充填するステップが、真空加圧含浸法を用いることを特徴とする貫通電極基板の製造方法。
9. 基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、
   前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、融点の異なる複数の金属または合金粒子から構成されていることを特徴とする貫通電極基板。
10. 基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、
    前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、複数の第一の金属または合金粒子Ｍ３、及び、前記第一の金属または合金粒子Ｍ３よりも融点の低い複数の第二の金属または合金粒子をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ４が冷却された部位、から構成されており、前記液体状の金属Ｍ４が冷却された部位は、前記第一の金属または合金粒子Ｍ３間に生じた空孔（微細孔）内に配されていることを特徴とする貫通電極基板。
11. 基体に貫通電極を備えてなる貫通電極基板であって、
    前記貫通電極は、前記基体の貫通孔内において、第三の金属または合金粒子Ｍ５からなるメッキ部と、前記メッキ部を構成する第三の金属または合金粒子Ｍ５よりも融点の低い第四の金属または合金粒子をその融点以上に加熱して溶融状態にした液体状の金属Ｍ６が冷却された部位、から構成されており、前記液体状の金属Ｍ６が冷却された部位は、前記メッキ部に生じた空孔（微細孔）内に配されていることを特徴とする貫通電極基板。

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