JP2018174190A - 貫通電極基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】第１表面２１と、第１表面２１の反対側の第２表面２２とを有し、第１表面２１から第２表面２２まで貫通する貫通孔２３が設けられた透明基板２と、貫通孔２３の側壁２３１上に位置する第１密着層３１と、第１表面２１上および第２表面２２上の少なくとも一方に少なくとも部分的に位置する第２密着層３２、３３と、貫通孔２３の内部において第１密着層３１上に位置する貫通電極４と、第２密着層３２、３３上に位置する導電層５１、５２と、を備える。【効果】透明基板２からの貫通電極４と導電層５１，５２の剥離を同時に抑制できる。【選択図】図１

Description

本開示は、貫通電極基板およびその製造方法に関する。

従来から、貫通孔が設けられた透明基板と、貫通孔の内部に位置する貫通電極とを備えた貫通電極基板に関して、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、透明基板と貫通電極との密着性を高めるために、貫通孔の側壁に密着層を介して貫通電極を形成したインターポーザが開示されている。

特開２０１７−５０８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、透明基板と貫通電極との密着性を高めることはできても、透明基板と、透明基板の表面上に位置する配線との密着性を高めることはできなかった。このため、特許文献１には、透明基板からの貫通電極と配線との剥離を同時に抑制することが困難であるといった問題があった。

本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、透明基板からの貫通電極と配線との剥離を同時に抑制することができる貫通電極基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本開示の一態様では、
第１表面と、前記第１表面の反対側の第２表面とを有し、前記第１表面から前記第２表面まで貫通する貫通孔が設けられた透明基板と、
前記貫通孔の側壁上に位置する第１密着層と、
前記第１表面上および前記第２表面上の少なくとも一方に少なくとも部分的に位置する第２密着層と、
前記第１密着層上に位置する貫通電極と、
前記第２密着層上に位置する導電層と、を備える、貫通電極基板が提供される。

前記第１密着層を介した前記透明基板と前記貫通電極との密着性は、前記透明基板と前記貫通電極との直接的な密着性より高く、
前記第２密着層を介した前記透明基板と前記導電層との密着性は、前記透明基板と前記導電層との直接的な密着性より高くてもよい。

前記第１密着層および前記第２密着層は、有機物を含有してもよい。

前記第１密着層および前記第２密着層は、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みを有してもよい。

前記貫通孔は、前記第１表面に沿った面方向の寸法に対する前記第１表面に交差する厚み方向の寸法の比であるアスペクト比が、３以上３３以下であってもよい。

前記導電層は、前記第１表面に沿った面方向に間隔を空けて位置する複数の配線部を有し、
前記第２密着層は、前記導電層の前記複数の配線部のそれぞれに対応するように前記第１表面上および前記第２表面上の少なくとも一方に部分的に位置してもよい。

前記導電層は、前記貫通孔の周縁部上において前記貫通電極に連続するパッド部を更に有し、
前記貫通電極と前記パッド部との境界部において、前記パッド部に覆われた前記第２密着層は、前記第１密着層に連続していてもよい。

前記第１密着層と前記貫通電極との間および前記第２密着層と前記導電層との間に触媒が存在してもよい。

前記導電層は、前記第２密着層上に位置する第１導電層と、前記第１導電層上に位置する第２導電層と、を有してもよい。

前記貫通電極は、前記第１密着層上に位置し、前記第１導電層と同一の成分を含有する第３導電層と、前記第３導電層上に位置し、前記第２導電層と同一の成分を含有する第４導電層と、を有してもよい。

前記第１導電層と前記第２導電層とは、同一の成分を含有してもよい。

前記透明基板は、ガラスを含有してもよい。

本開示の他の一態様では、
第１表面と、前記第１表面の反対側の第２表面とを有する透明基板を準備する工程と、
前記透明基板に、前記第１表面から前記第２表面まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔の側壁上に第１密着層を形成する工程と、
前記第１表面上および前記第２表面上の少なくとも一方に、少なくとも部分的に第２密着層を形成する工程と、
前記第１密着層上に貫通電極を形成する工程と、
前記第２密着層上に導電層を形成する工程と、を備える、貫通電極基板の製造方法が提供される。

前記貫通電極を形成する工程は、前記第１密着層上に触媒を付着させる工程と、前記触媒が付着された前記第１密着層上に無電解めっきを行う工程と、を有し、
前記導電層を形成する工程は、前記第２密着層上に触媒を付着させる工程と、前記触媒が付着された前記第２密着層上に無電解めっきを行う工程と、を有してもよい。

本開示によれば、透明基板からの貫通電極と配線との剥離を同時に抑制することができる。

本実施形態による貫通電極基板を示す断面図である。 本実施形態による貫通電極基板の製造方法を示す断面図である。 図２に続く本実施形態による貫通電極基板の製造方法を示す断面図である。 図３に続く本実施形態による貫通電極基板の製造方法を示す断面図である。 図４に続く本実施形態による貫通電極基板の製造方法を示す断面図である。 図５に続く本実施形態による貫通電極基板の製造方法を示す断面図である。 図６に続く本実施形態による貫通電極基板の製造方法を示す断面図である。 図７に続く本実施形態による貫通電極基板の製造方法を示す断面図である。 図８に続く本実施形態による貫通電極基板の製造方法を示す断面図である。 図１０（ａ）は、本実施形態による貫通電極基板において、透明基板上へのシード層の形成状態を模式的に示す平面図であり、図１０（ｂ）は、第１の比較例による貫通電極基板において、透明基板上へのシード層の形成状態を模式的に示す平面図であり、図１０（ｃ）は、第２の比較例による貫通電極基板において、透明基板上へのシード層の形成状態を模式的に示す平面図である。 図１１（ａ）は、本実施形態の第１の変形例による貫通電極基板として、貫通孔の一変形例を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）と異なる貫通孔の変形例を示す断面図であり、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）と異なる貫通孔の変形例を示す断面図である。 本実施形態の第２の変形例による貫通電極基板を示す断面図である。 本実施形態の第３の変形例による貫通電極基板を示す断面図である。 本実施形態による貫通電極基板を適用できる製品の例を示す図である。

以下、本開示の実施形態に係る貫通電極基板の構成ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

先ず、図１を参照しながら、本開示の貫通電極基板の一例について説明する。図１は、本実施形態による貫通電極基板１を示す断面図である。本実施形態の貫通電極基板１は、例えば、光学用途のインターポーザ基板に用いることができる。

図１に示すように、本実施形態の貫通電極基板１は、透明基板２と、第１密着層の一例である側壁密着層３１と、第２密着層の一例である第１面密着層３２および第２面密着層３３と、貫通電極４と、導電層の一例である第１面導電層５１および第２面導電層５２と、有機層６と、を備える。

（透明基板２）
透明基板２は、可視光に対する透過性を有する基板であり、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材が挙げられる。この種の透明基板２は、透明性が要求される貫通電極基板１に好適に用いることができる。特に無アルカリガラスは信頼性とコストの点で好ましい。

透明基板２は、第１表面２１と、第１表面２１の反対側の第２表面２２とを有する。図１の例において、第１表面２１と第２表面２２とは互いに平行である。透明基板２の内部に貫通電極４を位置させるため、透明基板２には、第１表面２１から第２表面２２まで透明基板２を貫通する貫通孔２３が設けられている。

貫通孔２３は、第１表面２１に直交すなわち交差する透明基板２の厚み方向Ｄ１に垂直な断面において円形状を有する。また、図示はしないが、貫通孔２３は、第１表面２１に沿った第１表面２１の面方向Ｄ２に間隔を空けて複数設けられている。

また、図１の例において、貫通孔２３の内径は、第１表面２１から第２表面２２に至るまで殆ど変化しない。すなわち、図１の貫通孔２３は、厚み方向Ｄ１に沿ってストレートな円筒形状の側壁２３１を有している。後述の図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように、貫通孔２３の内径は、第１表面２１および第２表面２２の一方から他方に向かって変化してもよい。

貫通孔２３は、面方向Ｄ２の寸法すなわち内径φに対する厚みＴの比Ｔ／φであるアスペクト比が、３以上３３以下であることが望ましい。一例として、貫通孔２３の内径φは、１５μｍ以上１００μｍ以下であり、貫通孔２３の厚みＴは、３００μｍ以上５００μｍ以下である。貫通孔２３のアスペクト比Ｔ／φを３以上とすることで、貫通孔２３の内径φを抑制できるので、貫通電極４の配線密度を高めることができる。貫通孔２３のアスペクト比Ｔ／φを３３以下とすることで、貫通孔２３の内部に貫通電極４を形成するために十分な内径φを確保することができる。

（側壁密着層３１）
側壁密着層３１は、貫通孔２３の側壁２３１上に位置し、透明基板２および貫通電極４の双方への密着性および絶縁性を有する層である。

側壁密着層３１を介した透明基板２と貫通電極４との密着性は、側壁密着層３１が無い場合の透明基板２と貫通電極４との直接的な密着性より高い。このような密着性の大小関係は、側壁密着層３１を介して側壁２３１上に形成した貫通電極４を剥離することを模擬した剥離試験と、側壁２３１上に直接形成した貫通電極４を剥離することを模擬した剥離試験とを実施し、双方の剥離試験における剥離力を比較することで確認することができる。剥離試験としては、ＪＩＳ Ｈ ８５０４に規定されているめっきの密着性試験方法のうち、テープ試験を用いることができる。テープ試験は、めっき皮膜に粘着力のあるテープを貼り付けて急速に引き剥がす試験である。テープを引き剥がすとき、めっき皮膜の密着性が悪いほど、テープ粘着面に付着するめっき皮膜の量、すなわちめっき皮膜の剥離量が多くなる。めっき皮膜の剥離量が多いほど、めっき皮膜の剥離に要する剥離力は小さい。テープ試験によれば、透明基板上に密着層を介して形成されためっき皮膜にテープを貼り付けて引き剥がした場合のめっき皮膜の剥離量と、透明基板上に直接形成されためっき皮膜にテープを貼り付けて引き剥がした場合のめっき皮膜の剥離量とを比較することで、密着層の有無に応じた剥離力を比較することができる。

なお、密着層の大小関係は、実施例において説明する「ＪＩＳ Ｋ５６００ 塗料一般試験方法」に規定されているクロスカット試験法によって確認することもできる。

側壁密着層３１は、有機物を含有する。有機物を含有することで、側壁密着層３１は、
透明基板２および貫通電極４との間で高い密着性を発揮することができる。

側壁密着層３１に含有される有機物は、側壁密着層３１上に無電解めっき法で貫通電極４のシード層を形成する場合における金属析出性と薬液耐性との双方を有することが望ましい。このような有機物としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂などの高分子樹脂を好適に用いることができる。なお、高分子樹脂は、無機酸化膜や有機単分子膜と比較して、側壁２３１上に均一に側壁密着層３１が形成されているか否かを判断し易いので、生産性の向上に寄与することもできる。

側壁密着層３１の厚みは、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが望ましい。側壁密着層３１の厚みを１５ｎｍ以上とすることで、側壁密着層３１上に無電解めっき法で貫通電極４のシード層を形成する場合に、側壁密着層３１に十分な量の触媒を吸着させることができるので、貫通電極４のシード層の析出性を向上させることができる。側壁密着層３１の厚みを２００ｎｍ以下とすることで、無電解めっきの後工程として実施される各種の加熱工程において側壁密着層３１から発生するガスの総量を抑制することができるので、ガスの圧力による貫通電極４の変形およびこれにともなう電気的特性の悪化を抑制することができる。

側壁密着層３１は、例えば、ディップコート、スプレーコート、およびスピンコートなどのウェットプロセスを用いて形成してもよい。

（第１面密着層３２）
第１面密着層３２は、第１表面２１上に位置し、透明基板２および第１面導電層５１の双方への密着性および絶縁性を有する層である。

第１面密着層３２を介した透明基板２と第１面導電層５１との密着性は、第１面密着層３２が無い場合の透明基板２と第１面導電層５１との直接的な密着性より高い。このような密着性の大小関係は、第１面密着層３２を介して第１表面２１上に形成した第１面導電層５１を剥離することを模擬した剥離試験と、第１表面２１上に直接形成した第１面導電層５１を剥離することを模擬した剥離試験とを実施し、双方の剥離試験における第１面導電層５１の剥離力を比較することで確認することができる。剥離試験としては、ＪＩＳ Ｈ ８５０４に規定されているめっきの密着性試験方法のうち、テープ試験、または、「ＪＩＳ Ｋ５６００ 塗料一般試験方法」に規定されているクロスカット試験法を用いることができる。

側壁密着層３１と同様に、第１面密着層３２は、有機物を含有する。有機物を含有することで、第１面密着層３２は、透明基板２および第１面導電層５１との間で高い密着性を発揮することができる。

側壁密着層３１と同様に、第１面密着層３２に含有される有機物は、第１面密着層３２上に無電解めっき法で第１面導電層５１のシード層を形成する場合における金属析出性と薬液耐性との双方を有することが望ましい。このような有機物としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂などの高分子樹脂を好適に用いることができる。なお、高分子樹脂は、無機酸化膜や有機単分子膜と比較して第１表面２１上に均一に第１面密着層３２が形成されているか否かを判断し易いので、生産性の向上に寄与することもできる。

側壁密着層３１と同様に、第１面密着層３２の厚みは、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが望ましい。第１面密着層３２の厚みを１５ｎｍ以上とすることで、第１面密着層３２上に無電解めっき法で第１面導電層５１のシード層を形成する場合に、第１面密着層３２に十分な量の触媒を吸着させることができるので、第１面導電層５１のシード層の析出性を向上させることができる。第１面密着層３２の厚みを２００ｎｍ以下とすることで、無電解めっき後の加熱工程において第１面密着層３２から発生するガスの総量を抑制することができるので、ガスの圧力による第１面導電層５１の膨張およびこれにともなう電気的特性の悪化を抑制することができる。

第１面密着層３２は、後述する第１面導電層５１の複数の第１面配線部５１１および第１面パッド部５１２に対応するように、面方向Ｄ２に間隔を空けて部分的に第１表面２１上に位置している。したがって、複数の第１面配線部５１１間には第１面密着層３２が存在しない。このような構成によれば、後述する複数の第１面配線部５１１間におけるマイグレーションを抑制することができる。

第１面密着層３２は、例えば、ディップコート、スプレーコート、およびスピンコートなどのウェットプロセスによって側壁密着層３１と同一材料で同時に形成してもよい。

（第２面密着層３３）
第２面密着層３３は、第２表面２２上に位置し、透明基板２および第２面導電層５２の双方への密着性および絶縁性を有する層である。

第２面密着層３３を介した透明基板２と第２面導電層５２との密着性は、第２面密着層３３が無い場合の透明基板２と第２面導電層５２との直接的な密着性より高い。このような密着性の大小関係は、第２面密着層３３を介して第２表面２２上に形成した第２面導電層５２を剥離することを模擬した剥離試験と、第２表面２２上に直接形成した第２面導電層５２を剥離することを模擬した剥離試験とを実施し、双方の剥離試験における第２面導電層５２の剥離力を比較することで確認することができる。剥離試験としては、ＪＩＳ Ｈ ８５０４に規定されているめっきの密着性試験方法のうち、テープ試験、または、「ＪＩＳ Ｋ５６００ 塗料一般試験方法」に規定されているクロスカット試験法を用いることができる。

側壁密着層３１と同様に、第２面密着層３３は、有機物を含有する。有機物を含有することで、第２面密着層３３は、透明基板２および第２面導電層５２との間で高い密着性を発揮することができる。

側壁密着層３１と同様に、第２面密着層３３に含有される有機物は、第２面密着層３３上に無電解めっき法で第２面導電層５２のシード層を形成する場合における金属析出性と薬液耐性との双方を有することが望ましい。このような有機物としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂などの高分子樹脂を好適に用いることができる。なお、高分子樹脂は、無機酸化膜や有機単分子膜と比較して第２表面２２上に均一に第２面密着層３３が形成されているか否かを判断し易いので、生産性の向上に寄与することもできる。

側壁密着層３１と同様に、第２面密着層３３の厚みは、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが望ましい。第２面密着層３３の厚みを１５ｎｍ以上とすることで、第２面密着層３３上に無電解めっき法で第２面導電層５２のシード層を形成する場合に、第２面密着層３３に十分な量の触媒を吸着させることができるので、第２面導電層５２のシード層の析出性を向上させることができる。第２面密着層３３の厚みを２００ｎｍ以下とすることで、無電解めっき後の加熱工程において第２面密着層３３から発生するガスの総量を抑制することができるので、ガスの圧力による第２面導電層５２の膨張およびこれにともなう電気的特性の悪化を抑制することができる。

第２面密着層３３は、後述する第２面導電層５２の複数の第２面配線部５２１および第２面パッド部５２２に対応するように、面方向Ｄ２に間隔を空けて部分的に第２表面２２上に位置している。したがって、複数の第２面配線部５２１間には第２面密着層３３が存在しない。このような構成によれば、後述する複数の第２面配線部５２１間におけるマイグレーションを抑制することができる。

第２面密着層３３は、例えば、ディップコート、スプレーコート、およびスピンコートなどのウェットプロセスによって側壁密着層３１および第１面密着層３２と同一材料で同時に形成してもよい。

（貫通電極４）
貫通電極４は、貫通孔２３の内部において側壁密着層３１上に位置し、且つ導電性を有する部材である。図１の例において、貫通電極４の厚みは、貫通孔２３の幅すなわち内径よりも小さく、このため、貫通孔２３の内部には、貫通電極４が存在しない空間がある。すなわち、貫通電極４は、いわゆるコンフォーマルビアである。なお、図１の例において、貫通孔２３の内部の空間は、貫通電極４の内側に位置する有機層６で埋められている。

図１に示すように、貫通電極４は、第３導電層の一例として、側壁密着層３１上に位置するシード層７と、第４導電層の一例として、シード層７上に位置するめっき層８とを有する。

シード層７は、電解めっき法によってめっき層８を形成する電解めっき工程の際に、めっき液中の金属イオンを析出させてめっき層８を成長させるための土台となる、導電性を有する層である。

シード層７の材料としては、銅などの導電性を有する材料を用いることができる。シード層７の材料は、めっき層８の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば、シード層７は、チタンと銅を順に積層した積層膜や、クロムなどであってもよい。シード層７は、例えば、無電解めっき法で形成することができる。

めっき層８は、電解めっき法によって形成される、導電性を有する層である。めっき層８は、例えば、銅を含有する。めっき層８は、銅と、銅以外の金属、例えば、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロムとの合金を含有していてもよく、または、銅と銅以外の金属とを積層したものであってもよい。

また、シード層７およびめっき層８は、タングステン、チタン、タンタルその他の高融点化合物を主成分として含有していてもよい。

（第１面導電層５１）
第１面導電層５１は、第１面密着層３２上に位置し、且つ導電性を有する層である。第１面導電層５１は、複数の第１面配線部５１１と、第１面パッド部５１２とを有する。

第１面パッド部５１２は、貫通電極４と電気的に接続されており、より具体的には、貫通孔２３の第１表面２１側の周縁部上において、貫通電極４の第１表面２１側の端部に連続している。第１面パッド部５１２は、平面視した場合に貫通孔２３と同心の円環形状を呈していてもよい。貫通電極４と同様に、第１面パッド部５１２は、第１導電層の一例として、第１面密着層３２上に位置するシード層７と、第２導電層の一例として、シード層７上に位置するめっき層８とを有する。第１面パッド部５１２のシード層７およびめっき層８は、貫通電極４のシード層７およびめっき層８と共通、すなわち同一成分を含有する。なお、貫通電極４と第１面パッド部５１２との境界部において、第１面パッド部５１２に覆われた第１面密着層３２は、側壁密着層３１に連続している。第１面密着層３２が側壁密着層３１に連続していることで、透明基板２の中で比較的にめっき不良が起こり易い角部上に位置する第１面パッド部５１２についても、透明基板２への密着性を可及的に向上させることができる。

複数の第１面配線部５１１は、面方向Ｄ２に間隔を空けて第１面密着層３２上に位置する。各第１面配線部５１１の少なくとも１つは、貫通電極４と電気的に接続されていてもよい。貫通電極４と同様に、各第１面配線部５１１は、第１導電層の一例として、第１面密着層３２上に位置するシード層７と、第２導電層の一例として、シード層７上に位置するめっき層８とを有する。第１面配線部５１１のシード層７およびめっき層８は、貫通電極４のシード層７およびめっき層８と共通、すなわち同一成分を含有する。

なお、各第１面配線部５１１に覆われた第１面密着層３２は、各第１面配線部５１１のそれぞれに対応するように面方向Ｄ２に間隔を空けて第１表面２１上に位置する。図１の例において、隣り合う第１面配線部５１１同士の間には第１面密着層３２が存在しない。これにより、隣り合う第１面配線部５１１同士の間で、第１面密着層３２の表面を伝った金属の移動によるマイグレーションが生じることを抑制することができる。

（第２面導電層５２）
第２面導電層５２は、第２面密着層３３上に位置し、且つ導電性を有する層である。第２面導電層５２は、複数の第２面配線部５２１と、第２面パッド部５２２とを有する。

第２面パッド部５２２は、貫通電極４と電気的に接続されており、より具体的には、貫通孔２３の第２表面２２側の周縁部上において、貫通電極４の第２表面２２側の端部に連続している。第２面パッド部５２２は、平面視した場合に貫通孔２３と同心の円環形状を呈していてもよい。貫通電極４と同様に、第２面パッド部５２２は、第１導電層の一例として、第２面密着層３３上に位置するシード層７と、第２導電層の一例として、シード層７上に位置するめっき層８とを有する。第２面パッド部５２２のシード層７およびめっき層８は、貫通電極４のシード層７およびめっき層８と共通、すなわち同一成分を含有する。なお、貫通電極４と第２面パッド部５２２との境界部において、第２面パッド部５２２に覆われた第２面密着層３３は、側壁密着層３１に連続している。第２面密着層３３が側壁密着層３１に連続していることで、透明基板２の中で比較的にめっき不良が起こり易い角部上に位置する第２面パッド部５２２についても、透明基板２への密着性を可及的に向上させることができる。

複数の第２面配線部５２１は、面方向Ｄ２に間隔を空けて第２面密着層３３上に位置する。各第２面配線部５２１の少なくとも１つは、貫通電極４と電気的に接続されていてもよい。貫通電極４と同様に、各第２面配線部５２１は、第１導電層の一例として、第２面密着層３３上に位置するシード層７と、第２導電層の一例として、シード層７上に位置するめっき層８とを有する。第２面配線部５２１のシード層７およびめっき層８は、貫通電極４のシード層７およびめっき層８と共通、すなわち同一成分を含有する。

なお、各第２面配線部５２１に覆われた第２面密着層３３は、各第２面配線部５２１のそれぞれに対応するように面方向Ｄ２に間隔を空けて第２表面２２上に位置する。図１の例において、隣り合う第２面配線部５２１同士の間には第２面密着層３３が存在しない。これにより、第２面配線部５２１同士の間で、第２面密着層３３の表面を伝った金属の移動によるマイグレーションが生じることを抑制することができる。

（有機層６）
有機層６は、貫通孔２３の内部に位置する、絶縁性を有する層である。有機層６の有機材料としては、ポリイミドやエポキシ樹脂などを用いることができる。

（貫通電極基板１の製造方法）
以下、貫通電極基板１の製造方法の一例について、図１乃至図９を参照して説明する。

（貫通孔形成工程）
図２は、本実施形態による貫通電極基板１の製造方法を示す断面図である。まず、透明基板２を準備する。透明基板２を準備した後、図２に示すように、第１表面２１から第２表面２２まで透明基板２を貫通する貫通孔２３を透明基板２に形成する。貫通孔２３の形成方法としては、例えば、レーザ照射を用いることができる。レーザとしては、エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、フェムト秒レーザ等を用いることができる。Ｎｄ：ＹＡＧレーザを採用する場合、波長が１０６４ｎｍの基本波、波長が５３２ｎｍの第２高調波、波長が３５５ｎｍの第３高調波等を用いることができる。

また、レーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。具体的には、まず、レーザ照射によって透明基板２のうち貫通孔２３が形成されるべき領域に変質層を形成する。続いて、透明基板２をフッ化水素などに浸漬して、変質層をエッチングする。これによって、透明基板２に貫通孔２３を形成することができる。

レーザ照射以外にも、透明基板２に研磨材を吹き付けるブラスト処理や、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法などによって透明基板２に貫通孔２３を形成してもよい。

（密着層形成工程）
図３は、図２に続く本実施形態による貫通電極基板１の製造方法を示す断面図である。貫通孔２３を形成した後、図３に示すように、貫通孔２３の側壁２３１上への側壁密着層３１の形成と、第１表面２１上への第１面密着層３２の形成と、第２表面２２上への第２面密着層３３の形成とを行う。密着層３１〜３３は、例えば、１５〜２００ｎｍの厚みに形成する。密着層３１〜３３の形成は、例えば、ディップコート、スプレーコートまたはスピンコートなどのウェットプロセスで行うことができる。このうち、ディップコートによれば、すべての密着層３１〜３３を同時に形成することができるので、製造効率を向上させることができる。

（シード層形成工程）
図４は、図３に続く本実施形態による貫通電極基板１の製造方法を示す断面図である。密着層３１〜３３を形成した後、図４に示すように、密着層３１〜３３上にシード層７を形成する。シード層７は、例えば２００〜５００ｎｍの厚みに形成する。以下、密着層３１〜３３が形成された透明基板２のことを、単に透明基板２とも呼ぶ。

シード層７の形成においては、先ず、透明基板２を洗浄と、透明基板２の濡れ性を上げるための表面改質とを行う。洗浄および表面改質は、例えば、ＰＨ２以下の酸性水溶液またはＰＨ１１以上のアルカリ性水溶液を４０〜５０℃に保持し、当該酸性水浴液またはアルカリ性水溶液中に透明基板２を５〜１５分間浸漬することで行うことができる。

洗浄および表面改質を行った後、透明基板２を触媒化する。具体的には、無電解銅めっきの触媒となるＰｄイオンまたはＳｎ／Ｐｄコロイドを密着層３１〜３３に吸着させる。触媒化は、例えば、Ｐｄイオンを含有するＰＨ９〜１１のアルカリ性水溶液またはＳｎ／Ｐｄコロイドを含有するＰＨ２以下の酸性水溶液を４０〜５０℃に保持し、当該酸性水浴液またはアルカリ性水溶液中に透明基板２を５〜１５分間浸漬することで行うことができる。

触媒化を行った後、密着層３１〜３３に吸着させたＰｄイオンのＰｄへの還元または密着層３１〜３３に吸着させたＳｎ／ＰｄコロイドにおけるＰｄの活性化を行う。Ｐｄの還元は、例えば、適当な還元剤を含むＰＨ５〜８の水溶液を５０℃に保持し、この水溶液中に透明基板２を１〜５分間浸漬することで行うことができる。Ｐｄの活性化は、例えば、ＰＨ２以下の酸性水溶液またはＰＨ１１以上のアルカリ性水溶液を５０℃に保持し、この水溶液中に透明基板２を１〜５分間浸漬することで行うことができる。

Ｐｄイオンの還元またはＰｄの活性化を行った後、無電解銅めっきを行う。具体的には、密着層３１〜３３に吸着されたＰｄを触媒とし、密着層３１〜３３上に銅の被膜を形成する。無電解銅めっきは、例えば、銅イオン、水酸化ナトリウムおよびホルマリンを含有するアルカリ性水溶液を３０〜４０℃に保持し、このアルカリ性水溶液中に透明基板２を５〜３０分間浸漬することで行うことができる。

（レジスト層形成工程）
図５は、図４に続く本実施形態による貫通電極基板１の製造方法を示す断面図である。シード層７を形成した後、図５に示すように、貫通電極４、第１面導電層５１および第２面導電層５２を形成すべき一部の領域を除いて、シード層７上にレジスト層９を形成する。レジスト層９の形成は、例えば、シード層７上にドライフィルムレジストをラミネートし、ラミネートされたドライフィルムレジストを露光および現像することで行うことができる。

（めっき層形成工程）
図６は、図５に続く本実施形態による貫通電極基板１の製造方法を示す断面図である。レジスト層９を形成した後、図６に示すように、レジスト層９をマスクとした電解めっき法により、レジスト層９によって覆われていないシード層７上にめっき層８を形成する。めっき層８は、例えば２〜１２μｍの厚みに形成する。

（レジスト層除去工程）
図７は、図６に続く本実施形態による貫通電極基板１の製造方法を示す断面図である。めっき層８を形成した後、図７に示すように、透明基板２からレジスト層９を剥離すなわち除去する。レジスト層９は、例えば、アルカリ溶液への浸漬で除去することができる。

（シード層除去工程）
図８は、図７に続く本実施形態による貫通電極基板１の製造方法を示す断面図である。レジスト層９を除去した後、図８に示すように、シード層７のうちレジスト層９が形成されていた部分を除去する。シード層７は、例えば、ウェットエッチングで除去することができる。シード層７を除去することで、貫通電極４と、第１面導電層５１と、第２面導電層５２とが同時に形成される。

（密着層除去工程）
図９は、図８に続く本実施形態による貫通電極基板１の製造方法を示す断面図である。シード層７を除去した後、図９に示すように、第１面密着層３２のうち第１面導電層５１で覆われていない部分を除去するとともに、第２面密着層３３のうち第２面導電層５２で覆われていない部分を除去する。密着層３２、３３は、例えば、プラズマアッシングやアルカリ浸漬などで除去することができる。

（有機層形成工程）
密着層３２、３３を除去した後、図１に示すように、貫通孔２３の内部に有機層６を形成する。具体的には、先ず、有機層６を構成するための樹脂層を含むフィルムを、透明基板２の第１表面２１上及び第２表面２２上に配置する。次いで、フィルムを加圧することにより、樹脂層を貫通孔２３の内部に押し込む。その後、貫通孔２３の内部に押し込まれた樹脂層を、樹脂層に光を照射することなどによって硬化させる。また、樹脂層の不要部分を除去する。このようにして、貫通孔２３の内部に有機層６を設けることができる。

（実施例）
以下、本実施形態の実施例として、貫通電極基板１の試料に対して実施した観察および電気検査の結果について説明する。

実施例では、密着層の厚みが互いに異なる試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の７つの試料を作製した。各試料の作製にあたっては、先ず、各試料に共通の透明基板２として、厚み４５０ｎｍの無アルカリガラスに９０μｍφすなわちアスペクト比：５の貫通孔２３を形成した透明基板２を準備した。

透明基板２上への密着層３１〜３３の形成においては、ポリイミドを主成分とする有機樹脂を、各試料毎にディップコートの有無または速度を変えて異なる厚みに形成した。具体的には、試料Ｎｏ．１については、ディップコートを行わず、密着層３１〜３３を形成しなかった。その他の試料の密着層３１〜３３の厚みは、試料Ｎｏ．２については１５ｎｍ、試料Ｎｏ．３については２２ｎｍ、試料Ｎｏ．４については９８ｎｍ、試料Ｎｏ．５については１８５ｎｍ、試料Ｎｏ．６については２０３ｎｍ、試料Ｎｏ．７については２１０ｎｍとした。

シード層７の形成においては、各試料とも、無電解めっき法によって５００ｎｍの厚みを有するようにシード層７を形成した。

シード層７上へのレジスト層９の形成においては、各試料とも、日立化成社製のＲＹ５３１９をラミネートした後、膜表面から１００μｍ離れた位置にフォトマスクを配置して、プロキシミティアライナにより、超高圧水銀ランプでパターン露光した。パターン露光後、液温３０℃、濃度１％の炭酸ナトリウム水溶液中に透明基板２を１分間浸漬して現像を行うことで、レジスト層９の未硬化部分を除去した。

シード層７上へのめっき層８の形成においては、各試料とも、電解銅めっき法によって、レジスト層９で覆われていないシード層７上に５μｍの厚みを有するように、めっき層８を形成した。

めっき層８の形成後のレジスト層９の除去においては、各試料とも、濃度３％の水酸化ナトリウム水溶液を用いて３分間のスプレー剥離を行うことで、透明基板２からレジスト層９を剥離した。

レジスト層９の除去後のシード層７の除去においては、各試料とも、銅除去剤であるメック社製ＳＦ−５４２０に透明基板２を１分間浸漬するウェットエッチングを行うことで、シード層７を除去した。

シード層７の除去後の密着層３２、３３の除去においては、プラズマ照射により、めっき層８で覆われていない配線部間および配線部とパッド部との間の密着層３２、３３を除去した。

密着層３２、３３の除去後は、各試料とも、窒素雰囲気下において２００℃で３０分間のアニール処理を行った。

以上のようにして作製された試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７に対して、シード層の析出状態の観察と、アニール処理後のシード層の膨張状態の観察と、「ＪＩＳ Ｋ５６００ 塗料一般試験方法」に規定されているクロスカット試験法によるシード層の剥離状態の観察とを行った。観察には、電子顕微鏡を使用した。また、電気検査として、シード層による電気信号の導通検査を行った。なお、クロスカット試験法は、既述したテープ試験と類似している。クロスカット試験法では、シード層が形成された透明基板の試験面に、カッターで透明基板に達する碁盤目状の切り傷を形成する。そして、碁盤目部分にテープを強く圧着させ、テープの端を４５°の角度で一気に引き剥がし、碁盤目部分の状態を標準図と比較して評価する。 実施例の観察結果および電気検査結果を以下の表１および図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示す。

表１中の“○”は、結果が良好であることを示している。一方、表１中の“×”は、結果が悪いことを示している。また、図１０（ａ）は、試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．６に示される本実施形態による貫通電極基板１において、透明基板２上へのシード層７の形成状態を模式的に示す平面図である。図１０（ｂ）は、試料Ｎｏ．１に示される第１の比較例による貫通電極基板において、透明基板２上へのシード層７の形成状態を模式的に示す平面図である。図１０（ｃ）は、試料Ｎｏ．７に示される第２の比較例による貫通電極基板において、透明基板２上へのシード層７の形成状態を模式的に示す平面図である。

表１および図１０（ａ）に示すように、試料Ｎｏ.２〜Ｎｏ．６においては、透明基板２上にシード層７が万遍なく形成され、アニールにともなうシード層７の膨張も殆ど無いことが確認された。更に、試料Ｎｏ.２〜Ｎｏ．６においては、クロスカット試験によるシード層７の剥離が殆ど無く、また、導通状態が良好であることが確認された。このような試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．６の結果は、試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．６が適度な厚みの密着層３１〜３３を有することで、シード層７の密着性を確保しつつアニールの際に密着層３１〜３３から生じるガスの総量を抑制できることによるものと推測される。

一方、試料Ｎｏ．１においては、表１および図１０（ｂ）に示すように、シード層７が形成されずに透明基板２が露出した箇所が確認された。更に、試料Ｎｏ．１においては、クロスカット試験によるシード層７の剥離量が多く、また、導通不良が生じることが確認された。このような試料Ｎｏ．１の結果は、試料Ｎｏ．１が密着層３１〜３３を有しないことで、シード層７の密着性を確保できないことによるものと推測される。

また、試料Ｎｏ．７においては、表１および図１０（ｃ）に示すように、アニールにともなうシード層７の膨張部７ａが多数生じることが確認された。更に、試料Ｎｏ．７においては、導通不良が生じることが確認された。このような試料Ｎｏ．７の結果は、試料Ｎｏ．７の密着層３１〜３３の厚みが過大であることで、アニールの際に密着層３１〜３３から生じるガスの総量が多いことによるものと推測される。

以上の実施例によれば、密着層３１〜３３の厚みを１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることで、シード層７の密着性および電気特性が良好になることが確認された。

以下、本実施形態によってもたらされる作用について説明する。

図１に示したように、本実施形態によれば、側壁密着層３１と、第１面密着層３２と、第２面密着層３３とを備えることで、透明基板２と貫通電極４との密着性だけでなく、透明基板２と第１面導電層５１および第２面導電層５２との密着性も高めることができる。これにより、透明基板２からの貫通電極４および配線部５１１、５２１の剥離を同時に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、隣り合う配線部５１１、５２１間に密着層３２、３３が設けられていないため、隣り合う配線部５１１、５２１同士の間でのマイグレーションを抑制することができる。

また、貫通孔２３のアスペクト比Ｔ／φを３以上３３以下とすれば、貫通電極４の配線密度を高めることができるとともに、貫通孔２３の内部に貫通電極４を形成するために十分な内径φを確保することができる。

また、密着層３１〜３３の厚みを１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすれば、貫通孔２３のアスペクト比が高い場合においてもシード層７の析出性を向上させることができ、また、加熱工程において密着層３１〜３３から発生したガスによる貫通電極４および配線部５１１、５２１の変形を抑制することができ、電気的特性の悪化を抑制することができる。

（第１の変形例）
次に、第１の変形例として、貫通孔２３の形状の変形例について説明する。図１１（ａ）は、本実施形態の第１の変形例による貫通電極基板１として、貫通孔２３の一変形例を示す断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）と異なる貫通孔２３の変形例を示す断面図である。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）と異なる貫通孔２３の変形例を示す断面図である。

図１の例において、貫通孔２３の側壁２３１は、厚み方向Ｄ１の位置によらず内径が均一の円筒形状を有している。しかしながら、貫通孔２３の形状が特に限られることはない。例えば、図１１（ａ）に示すように、貫通孔２３の側壁２３１は、第１表面２１および第２表面２２の一方から他方に向かうにしたがって内径が漸増するテーパ形状を有していてもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、貫通孔２３の側壁２３１は、第１表面２１および第２表面２２から透明基板２の厚み方向Ｄ１の中央部に向かうにしたがって内径が漸減する形状を有していてもよい。また、図１１（ｃ）に示すように、貫通孔２３の側壁２３１は、第１表面２１および第２表面２２から透明基板２の厚み方向Ｄ１の中央部に向かうにしたがって内径が漸増する形状を有していてもよい。また、貫通孔２３の面方向Ｄ２の断面は、円形状に限らず、例えば、多角形状であってもよい。

第１の変形例においても、図１の例と同様に、側壁密着層３１と、第１面密着層３２と、第２面密着層３３とを備えることで、透明基板２からの貫通電極４および配線部５１１、５２１の剥離を同時に抑制することができる。

（第２の変形例）
次に、第１面密着層３２および第２面密着層３３が全面的に形成された第２の変形例について説明する。図１２は、本実施形態の第２の変形例による貫通電極基板１を示す断面図である。図１の例において、第１面密着層３２は、第１面導電層５１に対応するように第１表面２１上に部分的に位置し、第２面密着層３３は、第２面導電層５２に対応するように第２表面２２上に部分的に位置している。すなわち、第１面密着層３２は、第１面導電層５１が存在しない第１表面２１上には設けられておらず、第２面密着層３３は、第２面導電層５２が存在しない第２表面２２上には設けられていない。

これに対して、第２の変形例の第１面密着層３２は、図１２に示すように、第１表面２１上に全面的に位置している。また、第２面密着層３３は、第２表面２２上に全面的に位置している。

第２の変形例によれば、図９に示した密着層３２、３３の除去工程が不要となるので、製造工数を削減することができる。

（第３の変形例）
次に、導電層５１、５２が密着層３２、３３の側壁を覆う第３の変形例について説明する。図１３は、本実施形態の第３の変形例による貫通電極基板１を示す断面図である。

図１の例において、第１面導電層５１は、第１面密着層３２に対して厚み方向Ｄ１の一方すなわち上方にのみ位置し、第２面導電層５２は、第２面密着層３３に対して厚み方向Ｄ１の他方すなわち下方のみに位置していた。

これに対して、第３の変形例の第１面導電層５１は、図１３に示すように、第１面密着層３２に対して厚み方向Ｄ１の一方に位置する第１部分５１ａと、第１面密着層３２に対して面方向Ｄ２に位置する第２部分５１ｂとを有している。第２部分５１ｂは、第１面密着層３２の側壁を覆っている。

また、図１３に示すように、第２面導電層５２は、第２面密着層３３に対して厚み方向Ｄ１の他方に位置する第１部分５２ａと、第２面密着層３３に対して面方向Ｄ２に位置する第２部分５２ｂとを有している。第２部分５２ｂは、第２面密着層３３の側壁を覆っている。

第３の変形例の貫通電極基板１は、密着層３１〜３３をパターニングした後にシード層７およびめっき層８を形成することによって製造することができる。

第３の変形例によれば、第１面導電層５１および第２面導電層５２の断面積を増加することができるので、配線抵抗を低減することができる。

第１〜第３の変形例は、これらを適宜組み合わせてもよい。

（製品への適用例）
図１４は、上記各態様の貫通電極基板１を適用できる製品の例を示す図である。本開示の実施形態に係る貫通電極基板１は、光学用途の様々な製品に適用できる。例えば、貫通電極基板１は、携帯電話１１０のカメラ、スマートフォン１２０のカメラ、デジタルビデオカメラ１３０、デジタルカメラ１４０等に搭載できる。

本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１ 貫通電極基板
２ 透明基板
２１ 第１表面
２２ 第２表面
２３ 貫通孔
３１ 側壁密着層
３２ 第１面密着層
３３ 第２面密着層
４ 貫通電極
５１ 第１面導電層
５２ 第２面導電層

Claims (14)

1. 第１表面と、前記第１表面の反対側の第２表面とを有し、前記第１表面から前記第２表面まで貫通する貫通孔が設けられた透明基板と、
   前記貫通孔の側壁上に位置する第１密着層と、
   前記第１表面上および前記第２表面上の少なくとも一方に少なくとも部分的に位置する第２密着層と、
   前記第１密着層上に位置する貫通電極と、
   前記第２密着層上に位置する導電層と、を備える、貫通電極基板。
2. 前記第１密着層を介した前記透明基板と前記貫通電極との密着性は、前記透明基板と前記貫通電極との直接的な密着性より高く、
   前記第２密着層を介した前記透明基板と前記導電層との密着性は、前記透明基板と前記導電層との直接的な密着性より高い、請求項１に記載の貫通電極基板。
3. 前記第１密着層および前記第２密着層は、有機物を含有する、請求項１または２に記載の貫通電極基板。
4. 前記第１密着層および前記第２密着層は、１５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みを有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
5. 前記貫通孔は、前記第１表面に沿った面方向の寸法に対する前記第１表面に交差する厚み方向の寸法の比であるアスペクト比が、３以上３３以下である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
6. 前記導電層は、前記第１表面に沿った面方向に間隔を空けて位置する複数の配線部を有し、
   前記第２密着層は、前記導電層の前記複数の配線部のそれぞれに対応するように前記第１表面上および前記第２表面上の少なくとも一方に部分的に位置する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
7. 前記導電層は、前記貫通孔の周縁部上において前記貫通電極に連続するパッド部を更に有し、
   前記貫通電極と前記パッド部との境界部において、前記パッド部に覆われた前記第２密着層は、前記第１密着層に連続している、請求項６に記載の貫通電極基板。
8. 前記第１密着層と前記貫通電極との間および前記第２密着層と前記導電層との間に触媒が存在する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
9. 前記導電層は、前記第２密着層上に位置する第１導電層と、前記第１導電層上に位置する第２導電層と、を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
10. 前記貫通電極は、前記第１密着層上に位置し、前記第１導電層と同一の成分を含有する第３導電層と、前記第３導電層上に位置し、前記第２導電層と同一の成分を含有する第４導電層と、を有する、請求項９に記載の貫通電極基板。
11. 前記第１導電層と前記第２導電層とは、同一の成分を含有する、請求項９または１０に記載の貫通電極基板。
12. 前記透明基板は、ガラスを含有する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
13. 第１表面と、前記第１表面の反対側の第２表面とを有する透明基板を準備する工程と、
    前記透明基板に、前記第１表面から前記第２表面まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
    前記貫通孔の側壁上に第１密着層を形成する工程と、
    前記第１表面上および前記第２表面上の少なくとも一方に、少なくとも部分的に第２密着層を形成する工程と、
    前記第１密着層上に貫通電極を形成する工程と、
    前記第２密着層上に導電層を形成する工程と、を備える、貫通電極基板の製造方法。
14. 前記貫通電極を形成する工程は、前記第１密着層上に触媒を付着させる工程と、前記触媒が付着された前記第１密着層上に無電解めっきを行う工程と、を有し、
    前記導電層を形成する工程は、前記第２密着層上に触媒を付着させる工程と、前記触媒が付着された前記第２密着層上に無電解めっきを行う工程と、を有する、請求項１３に記載の貫通電極基板の製造方法。

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