JP2019147988A - Metal film, structure, composite material, production method of metal film, production method of structure, and production method of composite material - Google Patents

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Abstract

To provide a metal film that can suppress defects such as a disarray of micropores of an anodic oxide film, a structure and a composite material that use the metal film, a production method of the metal film, a production method of the structure, and a production method of the composite material.SOLUTION: A metal film is used for forming an anodic oxide film, is composed of aluminum with purity of 99.9 mass% or more, and has the thickness of 5 μm or more, in which the number of second phase particles that are isolated by the thermal phenol method is less than 10/mm.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、純度99.9質量%以上のアルミニウムからなる金属膜、金属膜を用いた構造体および複合材料、ならびに金属膜の製造方法、構造体の製造方法、および複合材料の製造方法に関し、特に、陽極酸化膜の形成に用いられる金属膜、金属膜を用いた構造体および複合材料、ならびに金属膜の製造方法、構造体の製造方法、および複合材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a metal film made of aluminum having a purity of 99.9% by mass or more, a structure and a composite material using the metal film, a method for manufacturing the metal film, a method for manufacturing the structure, and a method for manufacturing the composite material. In particular, the present invention relates to a metal film used for forming an anodized film, a structure and a composite material using the metal film, a metal film manufacturing method, a structure manufacturing method, and a composite material manufacturing method.

近年、アルミニウム等の陽極酸化膜を利用して、機能性部材を構成することが試みられている。
例えば、特許文献1には、様々な機能デバイスへの応用が可能な陽極酸化ポーラスアルミナが記載されている。特許文献1の陽極酸化ポーラスアルミナは、細孔の周期が720nm以上であり、規則配列した細孔が縦、横4個×4個以上の範囲で理想三角格子状に配列されており、アルミニウム材を陽極酸化して形成されるものである。
In recent years, an attempt has been made to configure a functional member using an anodic oxide film such as aluminum.
For example, Patent Document 1 describes anodized porous alumina that can be applied to various functional devices. The anodized porous alumina of Patent Document 1 has a pore period of 720 nm or more, and regularly arranged pores are arranged in an ideal triangular lattice shape in a range of 4 × 4 in the vertical and horizontal directions. Is anodized.

また、陽極酸化膜には、厚み方向に貫通した複数の貫通孔を形成することが可能である。この貫通孔に金属等の導電物質、または官能基を有する有機物質を導入して構成された微細構造体は、例えば、電池用電極、ガス透過膜、センサー、生体培養容器、電磁波(光、放射線)遮蔽膜、発光素子、光学素子および異方導電性部材等の用途が期待されている。
ここで、導電性粒子を分散させた樹脂フィルムを利用した異方導電性部材(接着剤)は、半導体素子等の電子部品と回路基板との間に挿入し、加圧するだけで電子部品と回路基板間の電気的接続が得られるため、画像表示素子とドライバー回路等を含む電子部品等の電気的接続部材、および機能検査を行う際の検査用コネクタ等として広く使用されている。
各素子の電極のダウンサイジング化に対応すべく、導電性粒子の分散制御等による改良の他に膜上下を貫通する導電配線を利用した新たな異方導電性部材が開発され、提案されている。
また、半導体素子等の電子部品は、低背化、低面積化を主としたダウンサイジング化の要求が顕著である。従来のワイヤーボンディングのような配線基板を直接接続する方式では低背化に対応することが難しく、またフリップチップボンディング等の半田接合を用いる場合には一定サイズの電極サイズを確保する必要があり低面積化が難しい。これらを解決する手段として、電子接続部材として絶縁性基材に金属充填した微細構造体からなる異方導電性部材が提案されている。
In addition, a plurality of through holes penetrating in the thickness direction can be formed in the anodized film. A microstructure formed by introducing a conductive substance such as metal or an organic substance having a functional group into the through hole is, for example, a battery electrode, a gas permeable membrane, a sensor, a biological culture container, an electromagnetic wave (light, radiation). ) Applications such as shielding films, light emitting elements, optical elements and anisotropic conductive members are expected.
Here, an anisotropic conductive member (adhesive) using a resin film in which conductive particles are dispersed is inserted between an electronic component such as a semiconductor element and a circuit board, and the electronic component and circuit are simply pressed. Since electrical connection between the substrates can be obtained, it is widely used as an electrical connection member such as an electronic component including an image display element and a driver circuit, and an inspection connector for performing a function inspection.
In order to cope with downsizing of the electrodes of each element, a new anisotropic conductive member using conductive wiring penetrating the top and bottom of the film has been developed and proposed in addition to the improvement by dispersion control of conductive particles. .
In addition, for electronic components such as semiconductor elements, there is a significant demand for downsizing mainly for reduction in height and area. The conventional method of directly connecting the wiring board such as wire bonding is difficult to cope with the low profile, and when using solder bonding such as flip chip bonding, it is necessary to secure a certain size of electrode. Difficult to make area. As means for solving these problems, an anisotropic conductive member made of a fine structure in which an insulating base material is filled with metal has been proposed as an electronic connection member.

微細構造体としては、例えば、特許文献2に、絶縁性基材に貫通孔が設けられ、この貫通孔内部に金属が充填されてなる金属充填微細構造体が記載されている。特許文献2の絶縁性基材は、アルミニウムの陽極酸化膜で構成されている。絶縁性基材における、貫通孔の平均開孔径が10〜5000nmであり、貫通孔の平均深さが10〜1000μmであり、かつ、貫通孔の密度が1×10〜1×1010個/mmである。 As the fine structure, for example, Patent Document 2 describes a metal-filled fine structure in which a through hole is provided in an insulating base material and a metal is filled in the through hole. The insulating base material of patent document 2 is comprised with the anodic oxide film of aluminum. In the insulating substrate, the average opening diameter of the through holes is 10 to 5000 nm, the average depth of the through holes is 10 to 1000 μm, and the density of the through holes is 1 × 10 6 to 1 × 10 10 pieces / a mm 2.

特開2018−3048号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2018-3048 特開2011−202194号公報JP 2011-202194 A

陽極酸化膜は、上述の特許文献2のようにアルミニウム材を陽極酸化して形成されるが、このときマイクロポアとも呼ばれる貫通孔も形成される。陽極酸化膜を用いる様々の用途、例えば、キャパシタ、電池用電極、ガス透過膜、センサーおよび異方導電性部材等のいずれにおいても、マイクロポアの配列の乱れ、およびそれに伴う貫通孔数の低下等の欠陥がないことが好ましい。マイクロポアの配列の乱れ等の欠陥を減らすために、アルミニウムの純度等を高くする等の対策が講じられている。しかしながら、更なる性能の向上を図るために、マイクロポアの配列の乱れ等の欠陥を更に減らすためには十分とはいえないのが現状である。   The anodized film is formed by anodizing an aluminum material as in Patent Document 2 described above. At this time, a through-hole called a micropore is also formed. Various applications using anodic oxide films, such as capacitors, battery electrodes, gas permeable films, sensors, anisotropic conductive members, etc. It is preferable that there are no defects. In order to reduce defects such as disorder of the arrangement of micropores, measures such as increasing the purity of aluminum have been taken. However, in order to further improve the performance, it is not sufficient to further reduce defects such as disturbance of the arrangement of micropores.

本発明の目的は、陽極酸化膜のマイクロポアの配列の乱れ等の欠陥を抑制できる金属膜、金属膜を用いた構造体および複合材料、ならびに金属膜の製造方法、構造体の製造方法、および複合材料の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a metal film that can suppress defects such as disorder of the arrangement of micropores in the anodized film, a structure and a composite material using the metal film, a method for manufacturing the metal film, a method for manufacturing the structure, and It is providing the manufacturing method of a composite material.

上述の目的を達成するために、本発明は、陽極酸化膜の形成に用いられる金属膜であって、純度99.9質量%以上のアルミニウムからなり、熱フェノール法により単離された第2相粒子の個数が10個/mm未満であり、厚みが5μm以上である、金属膜を提供するものである。
表面の粗さRtが0.1μm以下であることが好ましい。
In order to achieve the above object, the present invention is a metal film used for forming an anodized film, which is made of aluminum having a purity of 99.9% by mass or more and is isolated by a hot phenol method. A metal film having a number of particles of less than 10 4 / mm 3 and a thickness of 5 μm or more is provided.
The surface roughness Rt is preferably 0.1 μm or less.

本発明は、陽極酸化膜の形成に用いられる、多層積層構造の金属膜であって、純度99.9質量%以上のアルミニウムからなり、熱フェノール法により単離された第2相粒子の個数が10個/mm未満であり、厚みが5μm以上である第1の金属層と、第1の金属層とは組成が異なる第2の金属層とを有し、第2の金属層は、金属膜の厚みに対する厚み比率が10%未満であり、最表層に第1の金属層が配置されている、金属膜を提供するものである。
第1の金属層は、表面の粗さRtが0.1μm以下であることが好ましい。
第2の金属層はバルブ金属であることが好ましい。
The present invention is a metal film having a multi-layered structure used for forming an anodic oxide film, which is made of aluminum having a purity of 99.9% by mass or more, and the number of second phase particles isolated by a hot phenol method. The first metal layer having a thickness of less than 10 4 pieces / mm 3 and having a thickness of 5 μm or more, and a second metal layer having a composition different from that of the first metal layer, The thickness ratio with respect to the thickness of a metal film is less than 10%, and the metal film by which the 1st metal layer is arrange | positioned at the outermost layer is provided.
The first metal layer preferably has a surface roughness Rt of 0.1 μm or less.
The second metal layer is preferably a valve metal.

本発明は、本発明の金属膜を用いて構成された、貫通孔を有する陽極酸化膜で形成されており、貫通孔の直管率が98%以上である、構造体を提供するものである。
本発明は、本発明の構造体と、構造体の貫通孔に充填された導電体とを有する、複合材料を提供するものである。
本発明は、陽極酸化膜の形成に用いられる金属膜の製造方法であって、純度99.9質量%以上のアルミニウムを用い、20℃/秒以上の冷却速度で成膜する成膜工程を有する、金属膜の製造方法を提供するものである。
成膜工程の後に、表面を平坦化する平坦化工程を有することが好ましい。
本発明は、本発明の金属膜に少なくとも陽極酸化を実施し、貫通孔を有する陽極酸化膜を形成する工程を有する、構造体の製造方法を提供するものである。
陽極酸化は、少なくとも1回実施することが好ましい。
The present invention provides a structure which is formed of an anodic oxide film having a through hole, which is configured using the metal film of the present invention, and the straight tube ratio of the through hole is 98% or more. .
The present invention provides a composite material having the structure of the present invention and a conductor filled in a through hole of the structure.
The present invention is a method for producing a metal film used for forming an anodic oxide film, and includes a film forming step of forming a film at a cooling rate of 20 ° C./second or more using aluminum having a purity of 99.9% by mass or more. The present invention provides a method for producing a metal film.
It is preferable to have a flattening step for flattening the surface after the film forming step.
This invention provides the manufacturing method of a structure which has the process of implementing an anodizing film which has at least anodizing to the metal film of this invention, and has a through-hole.
The anodization is preferably performed at least once.

本発明は、本発明の金属膜に少なくとも陽極酸化を実施し、貫通孔を有する陽極酸化膜を形成する工程と、陽極酸化により形成された貫通孔に導電物質を充填する工程とを有する、複合材料の製造方法を提供するものである。
陽極酸化は、少なくも1回実施することが好ましい。
The present invention includes a step of performing at least anodization on the metal film of the present invention to form an anodized film having a through hole, and a step of filling a through hole formed by anodizing with a conductive material. A method for manufacturing a material is provided.
The anodization is preferably performed at least once.

本発明によれば、マイクロポアの配列の乱れ等の欠陥を抑制できる金属膜、金属膜を用いた構造体および複合材料、ならびに金属膜の製造方法、構造体の製造方法、および複合材料の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a metal film capable of suppressing defects such as disorder of the arrangement of micropores, a structure and a composite material using the metal film, a method for producing a metal film, a method for producing the structure, and a production of the composite material A method can be provided.

本発明の実施形態の金属膜の第1の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st example of the metal film of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の金属膜の第2の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd example of the metal film of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の金属膜の第3の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 3rd example of the metal film of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の金属膜の第4の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 4th example of the metal film of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の金属膜の第5の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 5th example of the metal film of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の金属膜の第1の例の製造方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing method of the 1st example of the metal film of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の金属膜の第2の例の製造方法の一例の一工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 1 process of an example of the manufacturing method of the 2nd example of the metal film of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の金属膜の第2の例の製造方法の一例の一工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows 1 process of an example of the manufacturing method of the 2nd example of the metal film of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の構造体の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the structure of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第1態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 1st aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第1態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 1st aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第1態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 1st aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第1態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 1st aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第1態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 1st aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第2態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 2nd aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第2態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 2nd aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第2態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 2nd aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第3態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 3rd aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第3態様の一工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows 1 process of the 3rd aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第3態様で製造される複合材料の供給形態の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the supply form of the composite material manufactured by the 3rd aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第3態様で製造される複合材料の供給形態の一例の要部を拡大して示す模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows the principal part of an example of the supply form of the composite material manufactured by the 3rd aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention. 平滑化工程の一例の一工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one process of an example of a smoothing process. 平滑化工程の一例の一工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one process of an example of a smoothing process. 平滑化工程の一例の一工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one process of an example of a smoothing process. 陽極酸化処理工程における電圧から保持工程における電圧まで降下する際の電圧降下パターンの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the voltage drop pattern at the time of falling from the voltage in an anodizing process to the voltage in a holding process. 陽極酸化処理工程における電圧から保持工程における電圧まで降下する際の電圧降下パターンの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the voltage drop pattern at the time of falling from the voltage in an anodizing process to the voltage in a holding process. 半導体パッケージの第1の例を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing the 1st example of a semiconductor package. 半導体パッケージの第2の例を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing the 2nd example of a semiconductor package. 半導体パッケージの第3の例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the 3rd example of a semiconductor package. 半導体パッケージの第4の例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the 4th example of a semiconductor package. 半導体パッケージの第5の例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the 5th example of a semiconductor package. 半導体パッケージ基板を積層した構成を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure which laminated | stacked the semiconductor package board | substrate. 半導体パッケージの第6の例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the 6th example of a semiconductor package. 半導体パッケージの第7の例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the 7th example of a semiconductor package. 同軸構造を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating a coaxial structure. 同軸構造を説明するための模式的平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating a coaxial structure. 本発明の実施形態の電子デバイスの第1の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st example of the electronic device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子デバイスの半導体素子の端子の構成の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of a structure of the terminal of the semiconductor element of the electronic device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子デバイスの第2の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd example of the electronic device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子デバイスの第3の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 3rd example of the electronic device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子デバイスの第4の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 4th example of the electronic device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子デバイスの第5の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 5th example of the electronic device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子デバイスの第6の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 6th example of the electronic device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子デバイスの第7の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 7th example of the electronic device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子デバイスの第8の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 8th example of the electronic device of embodiment of this invention.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の金属膜、構造体、複合材料、金属膜の製造方法、構造体の製造方法、および複合材料の製造方法を詳細に説明する。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「〜」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α〜数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。
「具体的な数値で表された角度」、「平行」、「垂直」および「直交」等の角度は、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
また、温度に関しても、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。また、「同一」とは、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
Hereinafter, based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings, a metal film, a structure, a composite material, a metal film manufacturing method, a structure manufacturing method, and a composite material manufacturing method of the present invention will be described in detail. .
In addition, the figure demonstrated below is an illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited to the figure shown below.
In the following, “to” indicating a numerical range includes numerical values written on both sides. For example, when ε is a numerical value α to a numerical value β, the range of ε is a range including the numerical value α and the numerical value β, and α ≦ ε ≦ β in mathematical symbols.
Unless otherwise specified, angles such as “an angle represented by a specific numerical value”, “parallel”, “vertical”, and “orthogonal” include an error range generally allowed in the corresponding technical field.
Further, regarding temperature, unless otherwise specified, an error range generally allowed in the corresponding technical field is included. Further, “same” includes an error range generally allowed in the corresponding technical field.

(金属膜)
金属膜は、陽極酸化膜の形成に用いられるものである。
図1は本発明の実施形態の金属膜の第1の例を示す模式図である。
図1に示す金属膜10は、純度99.9質量%以上のアルミニウムからなるものであり、かつ熱フェノール法により単離された第2相粒子が100個/mm未満であり、厚みtが5μm以上である。金属膜10は単層構造である。
金属膜10は、純度99.9質量%以上のアルミニウムであれば、それ以外の組成は特に限定されるものではなく、例えば、製造上不可避な不可避的不純物を含有してもよい。
金属膜10は上述の純度であり、第2相粒子が100個/mm未満であることにより、陽極酸化膜を形成し、陽極酸化膜にマイクロポアと呼ばれる貫通孔を形成した場合、マイクロポアの配列の乱れ等の欠陥を抑制できる。
アルミニウムの純度は、99.9質量%以上であれば特に限定されるものではなく、理想的には100質量%である。アルミニウムの純度が低いと、貫通孔の欠陥の起点となる粒界析出物等の存在確率が高くなり、結果として配列の乱れ等の欠陥を誘発する原因となる。このため、純度を高くすることにより、マイクロポアの配列の乱れ等の欠陥を少なくすることができる。
アルミニウムの純度は、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分析、ICP(Inductively Coupled Plasma)質量分析、およびグロー放電質量分析(GD(Glow Discharge)−mass)等の方法を用いて測定することができる。
(Metal film)
The metal film is used for forming an anodized film.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first example of a metal film according to an embodiment of the present invention.
The metal film 10 shown in FIG. 1 is made of aluminum having a purity of 99.9% by mass or more, and the number of second phase particles isolated by the hot phenol method is less than 100 particles / mm 3 , and the thickness t is 5 μm or more. The metal film 10 has a single layer structure.
As long as the metal film 10 is aluminum having a purity of 99.9% by mass or more, the other composition is not particularly limited. For example, the metal film 10 may contain inevitable impurities inevitable in manufacturing.
When the metal film 10 has the above-described purity and the second phase particles are less than 100 particles / mm 3 , an anodized film is formed, and when a through-hole called a micropore is formed in the anodized film, It is possible to suppress defects such as disorder of the arrangement.
The purity of aluminum is not particularly limited as long as it is 99.9% by mass or more, and is ideally 100% by mass. If the purity of aluminum is low, the existence probability of grain boundary precipitates or the like that will be the starting point of defects in the through-holes increases, and as a result, defects such as disorder of alignment are induced. For this reason, by increasing the purity, defects such as disorder of the arrangement of micropores can be reduced.
The purity of aluminum can be measured using methods such as ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis, ICP (Inductively Coupled Plasma) mass spectrometry, and glow discharge mass spectrometry (GD (Glow Discharge) -mass).

第2相粒子の下限値は、100個/mm未満であれば特に限定されるものではなく、理想的には0個/mmである。第2相粒子は、これを起点として、貫通孔に欠陥が生じることを本発明者が明らかしにした。第2相粒子が多いと、貫通孔の欠陥の起点となるものが多いことになり、結果としてマイクロポアの配列の乱れ等の欠陥を誘発する確率が増える。このため、第2相粒子の個数を少なくすることにより、マイクロポアの配列の乱れ等の欠陥を少なくすることができる。
また、金属膜10の表面10aは、表面粗さRtが0.1μm以下であることが好ましい。表面粗さRtが0.1μm以下であると、金属膜の表面から貫通孔を形成する場合、金属膜の表面の状態に起因するマイクロポアの配列の乱れ等の欠陥を少なくすることができ、陽極酸化皮膜のマイクロポアの配列性が向上する。これにより、マイクロポアで構成される貫通孔の直管性が向上する。
表面粗さRtとは、JIS(日本工業規格) B 0601−2001で規定される最大断面高さのことである。
The lower limit value of the second phase particles is not particularly limited as long as it is less than 100 particles / mm 3 , and is ideally 0 particles / mm 3 . The inventors have made it clear that the second phase particles have defects in the through-holes starting from this. If the number of second phase particles is large, many of the defects become starting points of defects in the through-holes. As a result, the probability of inducing defects such as disorder of the arrangement of micropores increases. For this reason, by reducing the number of second phase particles, defects such as disorder of the arrangement of micropores can be reduced.
The surface 10a of the metal film 10 preferably has a surface roughness Rt of 0.1 μm or less. When the surface roughness Rt is 0.1 μm or less, when forming a through-hole from the surface of the metal film, it is possible to reduce defects such as disorder of the arrangement of micropores due to the state of the surface of the metal film, The arrangement of micropores in the anodized film is improved. Thereby, the straight pipe property of the through-hole comprised with a micropore improves.
The surface roughness Rt is the maximum cross-sectional height defined by JIS (Japanese Industrial Standards) B 0601-2001.

図1に示すように金属膜10は、例えば、支持体17の表面17aに配置されているが、支持体17がない単体の状態の構成でもよい。
また、金属膜10は単層構造に限定されるものではなく、多層積層構造でもよい。
図2は本発明の実施形態の金属膜の第2の例を示す模式図であり、図3は本発明の実施形態の金属膜の第3の例を示す模式図であり、図4は本発明の実施形態の金属膜の第4の例を示す模式図であり、図5は本発明の実施形態の金属膜の第5の例を示す模式図である。
As shown in FIG. 1, the metal film 10 is disposed on the surface 17 a of the support 17, for example, but may be configured as a single unit without the support 17.
Further, the metal film 10 is not limited to a single layer structure, and may be a multilayer stack structure.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a second example of the metal film of the embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic diagram showing a third example of the metal film of the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing a fourth example of the metal film of the embodiment of the invention, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a fifth example of the metal film of the embodiment of the invention.

図2に示す金属膜11は、例えば、2層構造であり、第1の金属層12と第2の金属層14とを有する、支持体17の表面17aに、第2の金属層14が配置され、第1の金属層12が第2の金属層14上に配置されている。
第1の金属層12は、上述の金属膜10と同じ構成である。
第2の金属層14は、金属膜11の膜厚を厚くするための緩衝層として機能するものである。例えば、第1の金属層12の内部応力が高く、膜厚を厚くできない場合には第2の金属層14を設けることにより、第2の金属層14で内部応力が緩和され、金属膜11全体の内部応力を低下させることができる。
第2の金属層14は、例えば、陽極酸化が可能なバルブ金属であることが好ましく、例えば、第2の金属層14をバルブ金属で構成することにより、金属膜11の厚みを厚くすることができ、かつ金属膜11全体を陽極酸化膜とすることができる。
バルブ金属としては、アルミニウム以外、例えば、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、マグネシウム、タングステン、ビスマス、アンチモン等が挙げられる。
The metal film 11 shown in FIG. 2 has, for example, a two-layer structure, and includes the first metal layer 12 and the second metal layer 14, and the second metal layer 14 is disposed on the surface 17a of the support body 17. The first metal layer 12 is disposed on the second metal layer 14.
The first metal layer 12 has the same configuration as the metal film 10 described above.
The second metal layer 14 functions as a buffer layer for increasing the thickness of the metal film 11. For example, when the internal stress of the first metal layer 12 is high and the film thickness cannot be increased, by providing the second metal layer 14, the internal stress is relaxed by the second metal layer 14, and the entire metal film 11 is formed. The internal stress can be reduced.
The second metal layer 14 is preferably a valve metal that can be anodized, for example. For example, the second metal layer 14 is made of a valve metal to increase the thickness of the metal film 11. In addition, the entire metal film 11 can be an anodized film.
Examples of the valve metal other than aluminum include tantalum, niobium, titanium, hafnium, zirconium, zinc, magnesium, tungsten, bismuth, and antimony.

金属膜11は、図2に示す2層構造に限定されるものではなく、図3に示す3層構造、図4に示す5層構造とすることもできる。
図3に示す金属膜11は、支持体17側から第1の金属層12、第2の金属層14および第1の金属層12の順で配置されている。
図4に示す金属膜11は、支持体17側から第1の金属層12、第2の金属層14、第1の金属層12、第2の金属層14、および第1の金属層12の順で配置されている。
第1の金属層12と第2の金属層14とは交互に配置されており、最表層に第1の金属層12が配置されている。
このように、第1の金属層12が複数ある場合、第1の金属層12は、金属膜11の最表層に配置される。第1の金属層12の表面12aが金属膜11の表面となる。また、図2に示す2層構造の場合でも、支持体17上に形成する場合には、最表層側に第1の金属層12を配置することが好ましい。陽極酸化膜ができない金属層のとの組合せの場合には、最表層側に第1の金属層12を配置する。
図2〜図4に示す金属膜11は、最表層の第1の金属層12の表面12aは、図1に示す金属膜10と同様に表面粗さRtが0.1μm以下であることが好ましい。
The metal film 11 is not limited to the two-layer structure shown in FIG. 2, but may have a three-layer structure shown in FIG. 3 or a five-layer structure shown in FIG.
The metal film 11 shown in FIG. 3 is arranged in the order of the first metal layer 12, the second metal layer 14, and the first metal layer 12 from the support 17 side.
The metal film 11 shown in FIG. 4 includes the first metal layer 12, the second metal layer 14, the first metal layer 12, the second metal layer 14, and the first metal layer 12 from the support 17 side. Arranged in order.
The first metal layer 12 and the second metal layer 14 are alternately arranged, and the first metal layer 12 is arranged as the outermost layer.
Thus, when there are a plurality of first metal layers 12, the first metal layer 12 is disposed on the outermost layer of the metal film 11. The surface 12 a of the first metal layer 12 becomes the surface of the metal film 11. In addition, even in the case of the two-layer structure shown in FIG. 2, the first metal layer 12 is preferably disposed on the outermost layer side when formed on the support 17. In the case of a combination with a metal layer that cannot be anodized, the first metal layer 12 is disposed on the outermost layer side.
In the metal film 11 shown in FIGS. 2 to 4, the surface 12 a of the first metal layer 12 that is the outermost layer preferably has a surface roughness Rt of 0.1 μm or less like the metal film 10 shown in FIG. 1. .

また、2層構造の場合、図5に示すように、第1の金属層12と異種金属層16とを積層してもよい。例えば、異種金属層16は、電気導電性がない支持体17の場合に設けられるものであり、例えば、めっき処理の際に電極として機能する。異種金属層16は、金属または合金で構成されるものであり、第1の金属層12および第2の金属層14とは組成が異なる金属で構成される。異種金属層16は、例えば、Cu(銅)で構成される。異種金属層16は、例えば、第1の金属層12または第2の金属層14との接合性が良好であるものが好ましい。
なお、組成が異なる金属とは、2つの組成を比較した場合、単一金属の場合、構成元素の種類が異なることをいう。合金の場合、含有量が50質量%以上の主成分を比較した場合、主成分の元素の種類が異なることをいう。
図2〜図4に示す金属膜11でも、支持体17の表面17a直上に異種金属層16を配置する構成とすることもできる。
なお、図2〜図5に示す金属膜11は、図1に示す金属膜10と同様に支持体17がない単体の状態でもよい。また、金属膜11の厚みtは、第1の金属層12と第2の金属層14との合計の厚みとなる。第2の金属層14の厚みは、金属膜11の厚みtに対する比率が10%未満である。第2の金属層14の厚みが、金属膜11の厚みtに対する比率が10%未満であれば、後述の貫通孔21の直管率が高くなる。
なお、第2の金属層14の厚みは、第2の金属層14単体の厚みである。第2の金属層14が複数層ある場合でも、各第2の金属層14それぞれの単体の厚みである。
In the case of a two-layer structure, the first metal layer 12 and the dissimilar metal layer 16 may be laminated as shown in FIG. For example, the dissimilar metal layer 16 is provided in the case of the support 17 having no electrical conductivity, and functions as an electrode in the plating process, for example. The dissimilar metal layer 16 is composed of a metal or an alloy, and is composed of a metal having a composition different from that of the first metal layer 12 and the second metal layer 14. The dissimilar metal layer 16 is made of, for example, Cu (copper). For example, the dissimilar metal layer 16 preferably has good bonding properties with the first metal layer 12 or the second metal layer 14.
In addition, the metal with a different composition means that when two compositions are compared, in the case of a single metal, the types of constituent elements are different. In the case of an alloy, when the main components having a content of 50% by mass or more are compared, the types of the main component elements are different.
The metal film 11 shown in FIGS. 2 to 4 can also be configured to dispose the dissimilar metal layer 16 directly on the surface 17 a of the support 17.
The metal film 11 shown in FIGS. 2 to 5 may be in a single state without the support 17 like the metal film 10 shown in FIG. Further, the thickness t of the metal film 11 is the total thickness of the first metal layer 12 and the second metal layer 14. The ratio of the thickness of the second metal layer 14 to the thickness t of the metal film 11 is less than 10%. If the ratio of the thickness of the second metal layer 14 to the thickness t of the metal film 11 is less than 10%, the straight tube ratio of a through hole 21 described later is increased.
The thickness of the second metal layer 14 is the thickness of the second metal layer 14 alone. Even when there are a plurality of second metal layers 14, the thickness of each second metal layer 14 is a single unit.

支持体17は、特に限定されるものではなく、例えば、シリコン基板が用いられる。支持体17としては、シリコン基板以外に、例えば、SiC、SiN、GaNおよびアルミナ(Al)等のセラミックス基板、ガラス基板、石英基板、繊維強化プラスチック基板、ならびに金属基板を用いることができる。繊維強化プラスチック基板には、プリント配線基板であるFR−4(Flame Retardant Type 4)基板等も含まれる。また、支持体17には、耐熱性に優れるポリイミドフィルム、例えば、東レ・デュポン株式会社製のカプトン(登録商標)等を用いてもよい。
また、支持体17には、金属膜10、すなわち、第1の金属層12とは組成が異なるアルミニウム基板またはアルミニウム合金基板を用いることもできる。この場合、支持体17を含め、金属膜11と支持体17とを陽極酸化膜にすることができる。
The support 17 is not particularly limited, and for example, a silicon substrate is used. As the support 17, for example, a ceramic substrate such as SiC, SiN, GaN, and alumina (Al 2 O 3 ), a glass substrate, a quartz substrate, a fiber reinforced plastic substrate, and a metal substrate can be used in addition to the silicon substrate. . The fiber reinforced plastic substrate includes an FR-4 (Flame Retardant Type 4) substrate which is a printed wiring board. The support 17 may be a polyimide film having excellent heat resistance, such as Kapton (registered trademark) manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.
The support 17 can also be an aluminum substrate or an aluminum alloy substrate having a composition different from that of the metal film 10, that is, the first metal layer 12. In this case, the metal film 11 and the support body 17 including the support body 17 can be made into an anodized film.

(金属膜の製造方法)
金属膜10は、上述の純度であり、第2相粒子が100個/mm未満であれば、その製造方法は特に限定されるものではない。金属膜10は、純度99.9質量%以上のアルミニウムを用い、20℃/秒以上の冷却速度で成膜する成膜工程により形成される。
例えば、図6に示すように、支持体17の表面17aに金属膜10を形成する。
純度99.9質量%以上のアルミニウムを20℃/秒以上の冷却速度を実現できる方法としては、連続鋳造法、および気相法が挙げられる。気相法には、例えば、蒸着法、スパッタ法、およびイオンプレーティング法を用いることができる。
また、金属膜10は、上述のように表面粗さRtが0.1μm以下であることが好ましい。このため、金属膜10の表面10aを平滑化(平坦化)することが好ましい。
平滑化(平坦化)の方法としては、例えば、電解研磨、物理研磨、化学溶解、および物理研削等が挙げられる。
電解研磨は、陽極酸化処理の前のアルミニウム材の鏡面仕上げ処理に用いられるものであり、例えば、リン酸を含有する電解研磨液が用いられる。
物理研磨は、例えば、化学的機械的研磨である。化学溶解は、例えば、フッ酸を含む溶液での化学溶解である。
物理研削は、例えば、サーフェースプレーナーである。
上述以外に、ガスクラスターイオンビーム(GCIB)を用いることもできる。
(Metal film manufacturing method)
As long as the metal film 10 has the above-described purity and the number of second phase particles is less than 100 particles / mm 3 , the manufacturing method thereof is not particularly limited. The metal film 10 is formed by a film forming process using aluminum having a purity of 99.9% by mass or more and forming a film at a cooling rate of 20 ° C./second or more.
For example, as shown in FIG. 6, the metal film 10 is formed on the surface 17 a of the support body 17.
Examples of a method capable of realizing a cooling rate of 20 ° C./second or more for aluminum having a purity of 99.9% by mass or more include a continuous casting method and a gas phase method. For the vapor phase method, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, and an ion plating method can be used.
The metal film 10 preferably has a surface roughness Rt of 0.1 μm or less as described above. For this reason, it is preferable to smooth (planarize) the surface 10a of the metal film 10.
Examples of the smoothing (flattening) method include electrolytic polishing, physical polishing, chemical dissolution, and physical grinding.
Electropolishing is used for mirror finishing of an aluminum material before anodization, and for example, an electropolishing liquid containing phosphoric acid is used.
Physical polishing is, for example, chemical mechanical polishing. Chemical dissolution is, for example, chemical dissolution in a solution containing hydrofluoric acid.
Physical grinding is, for example, a surface planar.
In addition to the above, a gas cluster ion beam (GCIB) can also be used.

ここで、図6は本発明の実施形態の金属膜の第1の例の製造方法の一例を示す模式図である。図7および図8は本発明の実施形態の金属膜の第2の例の製造方法の一例を工程順に示す模式図である。
多層構造の金属膜11の場合、まず、支持体17の表面17aに、例えば、バルブ金属からなる第2の金属層14を形成する。第2の金属層14の形成方法は、特に限定されるものではない。第1の金属層12が気相法で形成された場合、製造プロセスの観点から、第2の金属層14も気相法で形成することが好ましい。
金属膜11でも、最表層の第1の金属層12の表面12aを、金属膜10と同様に平滑化処理し、表面粗さRtを0.1μm以下にすることが好ましい。
Here, FIG. 6 is a schematic view showing an example of the manufacturing method of the first example of the metal film of the embodiment of the present invention. 7 and 8 are schematic views showing an example of the manufacturing method of the second example of the metal film according to the embodiment of the present invention in the order of steps.
In the case of the metal film 11 having a multilayer structure, first, the second metal layer 14 made of, for example, a valve metal is formed on the surface 17 a of the support 17. The method for forming the second metal layer 14 is not particularly limited. When the first metal layer 12 is formed by the vapor phase method, it is preferable that the second metal layer 14 is also formed by the vapor phase method from the viewpoint of the manufacturing process.
Also in the metal film 11, it is preferable that the surface 12a of the outermost first metal layer 12 is smoothed similarly to the metal film 10 so that the surface roughness Rt is 0.1 μm or less.

次に、構造体について説明する。
(構造体)
構造体は、上述の金属膜を用いて形成された陽極酸化膜である。上述の金属膜を陽極酸化することにより形成される。
図9は本発明の実施形態の構造体の一例を示す模式的断面図である。
図9に示す構造体20は、厚み方向Dtに貫通する貫通孔21を有する。貫通孔21はマイクロポアと呼ばれるものであり、直管形状である。構造体20は、貫通孔21の直管率が98%以上である。
直管形状とは、貫通孔21の軸が、構造体20の厚み方向Dtと略平行であること、および、貫通孔21の直径が、その軸方向において実質的に同一であることを指す。なお、貫通孔21の軸が、構造体20の厚み方向Dtと略平行であるとは、厚み方向Dtの貫通孔21の軸と、構造体20の厚み方向Dtとの角度のずれが10°以下であることを指し、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
貫通孔21の直径が、その軸方向において実質的に同一であるとは、直管率が98%以上である。
導電体で構成される導通路を直管構造とする観点から、マイクロポアが分岐構造を有しないことが好ましい。上述の直管率は、構造体の表面20aの単位面積当りの貫通孔数Aと、裏面20bの単位面積当りの貫通孔数Bとの比率で規定される。この場合、貫通孔数Aと貫通孔数Bのうち、数値が大きい方に対する比率とする。すなわち、数値が大きい方を分母にして比率を求める。このため、直管率は最大100%である。
直管率は、98%以上であれば特に限定されるものではなく、理想的には100%である。
構造体としては、キャパシタ、電池用電極、ガス透過膜、センサーおよび異方導電性部材に利用可能である。構造体に表面修飾処理を程すことにより、センサーとして利用可能である。
アルミニウムを陽極酸化した構造体表面はそのままでも高い吸着活性を有し、その表面にWO2009/113314に記載されているようなチオフェン誘導体を吸着させガス吸着センサー素子として用いたり、アルドリッチから市販されている色素増感太陽電池用有機色素MK−2等を吸着させて色素増感電池の部材として用いたりしてもよい。構造体表面にカルボキシル等を有する被覆層を介して有機物を吸着させてもよい。本発明における構造体は非常に微細な孔を有することで高い表面積を有するために上述のようなセンサーとして用いた場合は感度の向上に寄与可能である。また高い直管性を有することで吸着ガスの離脱等も容易に行うことができる。
Next, the structure will be described.
(Structure)
The structure is an anodized film formed using the above-described metal film. It is formed by anodizing the above metal film.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure according to the embodiment of the present invention.
The structure 20 shown in FIG. 9 has a through hole 21 that penetrates in the thickness direction Dt. The through hole 21 is called a micropore and has a straight pipe shape. In the structure 20, the straight tube ratio of the through hole 21 is 98% or more.
The straight pipe shape indicates that the axis of the through hole 21 is substantially parallel to the thickness direction Dt of the structure 20 and that the diameter of the through hole 21 is substantially the same in the axial direction. The axis of the through hole 21 being substantially parallel to the thickness direction Dt of the structure 20 means that the angle deviation between the axis of the through hole 21 in the thickness direction Dt and the thickness direction Dt of the structure 20 is 10 °. It is below, it is preferable that it is 5 degrees or less, and it is more preferable that it is 3 degrees or less.
The diameter of the through-hole 21 being substantially the same in the axial direction means that the straight pipe ratio is 98% or more.
It is preferable that the micropores do not have a branch structure from the viewpoint of making the conduction path formed of the conductor a straight pipe structure. The straight pipe ratio is defined by the ratio between the number A of through holes per unit area of the surface 20a of the structure and the number B of through holes per unit area of the back surface 20b. In this case, the ratio of the through hole number A and the through hole number B to the larger numerical value is used. That is, the ratio is obtained by using the larger numerical value as the denominator. For this reason, the straight pipe ratio is a maximum of 100%.
The straight pipe ratio is not particularly limited as long as it is 98% or more, and is ideally 100%.
The structure can be used for capacitors, battery electrodes, gas permeable membranes, sensors, and anisotropic conductive members. By applying a surface modification treatment to the structure, it can be used as a sensor.
The surface of the anodized aluminum structure has high adsorption activity as it is, and the surface is adsorbed with a thiophene derivative as described in WO2009 / 113314 and used as a gas adsorption sensor element or is commercially available from Aldrich. The dye-sensitized solar cell organic dye MK-2 or the like may be adsorbed and used as a member of the dye-sensitized battery. An organic substance may be adsorbed on the surface of the structure through a coating layer having carboxyl or the like. Since the structure in the present invention has very fine pores and a high surface area, it can contribute to improvement in sensitivity when used as a sensor as described above. Further, since it has a high straight pipe property, it is possible to easily remove the adsorbed gas.

〔構造体の物性、形状〕
構造体は、金属膜の陽極酸化膜からなり、例えば、従来公知の異方導電性フィルム等を構成する絶縁性基材と同程度の電気抵抗率(1014Ω・cm程度)を有する。
構造体20の厚みht(図9参照)は、1〜1000μmの範囲内であるのが好ましく、5〜500μmの範囲内であるのがより好ましく、10〜300μmの範囲内であるのが更に好ましい。構造体20の厚みがこの範囲であると、構造体20の取り扱い性が良好となる。
構造体20の厚みhtは、構造体20を、厚み方向Dtに対して集束イオンビーム(Focused Ion Beam:FIB)で切削加工し、その断面を電解放出形走査型電子顕微鏡により20万倍の倍率で観察し、構造体20の輪郭形状を取得し、厚みhtに相当する領域について10点測定した平均値のことである。
[Physical properties and shape of structure]
The structure is made of an anodized film of a metal film, and has, for example, an electrical resistivity (about 10 14 Ω · cm) comparable to that of an insulating base material that constitutes a conventionally known anisotropic conductive film or the like.
The thickness ht (see FIG. 9) of the structure 20 is preferably in the range of 1 to 1000 μm, more preferably in the range of 5 to 500 μm, and still more preferably in the range of 10 to 300 μm. . When the thickness of the structure 20 is within this range, the handleability of the structure 20 is improved.
The thickness ht of the structure 20 is obtained by cutting the structure 20 with a focused ion beam (FIB) in the thickness direction Dt and multiplying the cross section by a field emission scanning electron microscope at a magnification of 200,000 times. This is an average value obtained by measuring 10 points in the region corresponding to the thickness ht.

構造体20における各貫通孔の間隔は、5nm〜800nmであることが好ましく、10nm〜200nmであることがより好ましく、50nm〜140nmであることが更に好ましい。絶縁性基材における各貫通孔の間隔がこの範囲であると、構造体20が絶縁性の隔壁として十分に機能する。貫通孔の間隔は、導電体の間隔と同じである。
ここで、貫通孔の間隔、すなわち、導電体の間隔とは、隣接する導電体間の幅w(図10参照)をいい、構造体の断面を電界放出形走査型電子顕微鏡により20万倍の倍率で観察し、隣接する導電体間の幅を10点で測定した平均値をいう。
また、構造体の貫通孔の配置は、特に限定されるものではなく、例えば、特定の周期で貫通孔が配置されてもよく、互いに周期が異なる複数の周期で貫通孔が配置されてもよい。この場合、例えば、構造体20の厚み方向で貫通孔の配置周期が異なる。貫通孔の配置周期が2種類ある場合、例えば、一方の貫通孔の配置周期が100nmであり、他方の貫通孔の配置周期を300nmであり、一方の貫通孔と、他方の貫通孔とは一部の貫通孔が重なる。
The interval between the through holes in the structure 20 is preferably 5 nm to 800 nm, more preferably 10 nm to 200 nm, and still more preferably 50 nm to 140 nm. When the interval between the through holes in the insulating base is within this range, the structure 20 functions sufficiently as an insulating partition. The interval between the through holes is the same as the interval between the conductors.
Here, the interval between the through holes, that is, the interval between the conductors refers to the width w between adjacent conductors (see FIG. 10), and the cross section of the structure is 200,000 times larger by a field emission scanning electron microscope. The average value observed by magnification and measuring the width between adjacent conductors at 10 points.
In addition, the arrangement of the through holes in the structure is not particularly limited. For example, the through holes may be arranged with a specific period, or the through holes may be arranged with a plurality of periods having different periods. . In this case, for example, the arrangement period of the through holes differs in the thickness direction of the structure 20. When there are two types of arrangement periods of the through holes, for example, the arrangement period of one through hole is 100 nm, the arrangement period of the other through hole is 300 nm, and one through hole and the other through hole are equal to each other. The through holes of the parts overlap.

(複合材料)
次に、複合材料について説明する。
複合材料は、上述の構造体を用いて構成されたものである。複合材料は、構造体と、構造体の貫通孔に充填された導電体とを有する。複合材料は、金属充填微細構造体と呼ばれるものであり、例えば、異方導電性部材に用いられる。以下、複合材料について図10および図11を参照してより具体的に説明する。
図10は本発明の実施形態の複合材料の一例を示す模式的断面図であり、図11は本発明の実施形態の複合材料の一例を示す平面図である。
(Composite material)
Next, the composite material will be described.
The composite material is configured using the above-described structure. The composite material includes a structure and a conductor filled in the through hole of the structure. The composite material is called a metal-filled microstructure, and is used for, for example, an anisotropic conductive member. Hereinafter, the composite material will be described more specifically with reference to FIGS. 10 and 11.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an example of the composite material according to the embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a plan view showing an example of the composite material according to the embodiment of the present invention.

図10に示すように、複合材料30は、例えば、上述の金属膜10または金属膜11の陽極酸化膜からなる構造体20と、構造体20の厚み方向Dt(図10参照)に貫通し、互いに電気的に絶縁された状態で設けられた、複数の導電体32とを備える部材である。複合材料30は、更に、構造体20の表面20aおよび裏面20bに設けられた樹脂層34を具備する。
ここで、「互いに電気的に絶縁された状態」とは、絶縁性基材の内部に存在している各導電体が絶縁性基材の内部において互いに各導電体間の導通性が十分に低い状態であることを意味する。
複合材料30は、導電体32が互いに電気的に絶縁されており、構造体20の厚み方向Dt(図10参照)と直交する方向xには導電性が十分に低く、厚み方向Dt(図11参照)に導電性を有する。このように複合材料30は異方導電性を示す部材である。
As shown in FIG. 10, the composite material 30 penetrates, for example, the structure 20 made of the anodized film of the metal film 10 or the metal film 11 described above and the thickness direction Dt (see FIG. 10) of the structure 20. It is a member provided with the several conductor 32 provided in the state electrically insulated mutually. The composite material 30 further includes a resin layer 34 provided on the front surface 20a and the back surface 20b of the structure 20.
Here, “the state of being electrically insulated from each other” means that the respective conductors existing inside the insulating base material have sufficiently low electrical conductivity between the respective conductors inside the insulating base material. It means a state.
In the composite material 30, the conductors 32 are electrically insulated from each other, and the conductivity is sufficiently low in the direction x orthogonal to the thickness direction Dt (see FIG. 10) of the structure 20, and the thickness direction Dt (FIG. 11). Have a conductive property. Thus, the composite material 30 is a member that exhibits anisotropic conductivity.

導電体32は、図10に示すように、互いに電気的に絶縁された状態で構造体20を厚み方向Dtに貫通して設けられている。
更に、導電体32は、図10に示すように、構造体20の表面20aおよび裏面20bから突出した突出部分32aおよび突出部分32bを有してもよい。複合材料30は、更に、構造体20の表面20aおよび裏面20bに設けられた樹脂層34を具備してもよい。樹脂層34は、粘着性を備え、接合性を付与するものでもある。突出部分32aおよび突出部分32bの長さは、6nm以上であることが好ましく、より好ましくは30nm〜500nmである。
As shown in FIG. 10, the conductor 32 is provided through the structure 20 in the thickness direction Dt while being electrically insulated from each other.
Furthermore, as shown in FIG. 10, the conductor 32 may have a protruding portion 32 a and a protruding portion 32 b that protrude from the front surface 20 a and the back surface 20 b of the structure 20. The composite material 30 may further include a resin layer 34 provided on the front surface 20a and the back surface 20b of the structure 20. The resin layer 34 has adhesiveness and imparts bondability. The length of the protruding portion 32a and the protruding portion 32b is preferably 6 nm or more, and more preferably 30 nm to 500 nm.

また、図10においては、構造体20の表面20aおよび裏面20bに樹脂層34を有するものを示しているが、これに限定されるものではなく、構造体20の少なくとも一方の表面に、樹脂層34を有する構成でもよい。
同様に、図10の導電体32は両端に突出部分32aおよび突出部分32bがあるが、これに限定されるものではなく、構造体20の少なくとも樹脂層34を有する側の表面に突出部分を有する構成でもよい。
Further, FIG. 10 shows the structure 20 having the resin layer 34 on the front surface 20a and the back surface 20b. However, the present invention is not limited to this, and the resin layer is formed on at least one surface of the structure 20. 34 may be used.
Similarly, the conductor 32 of FIG. 10 has a protruding portion 32a and a protruding portion 32b at both ends, but is not limited thereto, and has a protruding portion on at least the surface of the structure 20 having the resin layer 34. It may be configured.

図10に示す複合材料30の厚みhは、例えば、30μm以下である。また、複合材料30は、TTV(Total Thickness Variation)が10μm以下であることが好ましい。
ここで、複合材料30の厚みhは、複合材料30を、電解放出形走査型電子顕微鏡により20万倍の倍率で観察し、複合材料30の輪郭形状を取得し、厚みhに相当する領域について10点測定した平均値のことである。
また、複合材料30のTTV(Total Thickness Variation)は、複合材料30をダイシングで切断し、複合材料30の断面形状を観察して求めた値である。
The thickness h of the composite material 30 shown in FIG. 10 is, for example, 30 μm or less. The composite material 30 preferably has a total thickness variation (TTV) of 10 μm or less.
Here, the thickness h of the composite material 30 is obtained by observing the composite material 30 with a field emission scanning electron microscope at a magnification of 200,000 times, obtaining the contour shape of the composite material 30, It is the average value measured at 10 points.
Further, TTV (Total Thickness Variation) of the composite material 30 is a value obtained by cutting the composite material 30 by dicing and observing the cross-sectional shape of the composite material 30.

また、樹脂層34に保護層(図示せず)を設けてもよい。保護層は、構造体表面を傷等から保護するために用いるものであるため、易剥離テープが好ましい。保護層として、例えば、粘着層付きフィルムを用いてもよい。
粘着層付きフィルムとして、例えば、ポリエチレン樹脂フィルム表面に粘着剤層が形成されているサニテクト(SUNYTECT)〔登録商標〕(株式会社サンエー化研製)、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム表面に粘着剤層が形成されているE−MASK〔登録商標〕(日東電工株式会社製)、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム表面に粘着剤層が形成されているマスタック〔登録商標〕(藤森工業株式会社製)等のシリーズ名で販売されている市販品を用いることができる。
また、粘着層付きフィルムを貼り付ける方法は特に限定されず、従来公知の表面保護テープ貼付装置およびラミネーターを用いて貼り付けることができる。
Further, a protective layer (not shown) may be provided on the resin layer 34. Since the protective layer is used to protect the surface of the structure from scratches, an easily peelable tape is preferable. For example, a film with an adhesive layer may be used as the protective layer.
As a film with an adhesive layer, for example, Sanitect (SUNYECT) [registered trademark] (manufactured by Sanei Kaken Co., Ltd.) in which an adhesive layer is formed on the surface of a polyethylene resin film, an adhesive layer is formed on the surface of a polyethylene terephthalate resin film. E-MASK [registered trademark] (manufactured by Nitto Denko Corporation), and MASTAK [registered trademark] (manufactured by Fujimori Kogyo Co., Ltd.) in which an adhesive layer is formed on the polyethylene terephthalate resin film surface. Commercially available products can be used.
Moreover, the method of affixing the film with an adhesion layer is not specifically limited, It can affix using a conventionally well-known surface protection tape sticking apparatus and a laminator.

複合材料30は、移送、搬送および運搬ならびに保管等のために支持体(図示せず)の上に設けてもよい。支持体と複合材料30の間に剥離層(図示せず)を設け、支持体と複合材料30は剥離層により、分離可能に接着してもよい。
上述のように複合材料30が支持体の上に剥離層を介して設けられたものを異方導電材という。
支持体は、複合材料30を支持するものであり、例えば、シリコン基板で構成されている。支持体としては、シリコン基板以外に、例えば、SiC、SiN、GaNおよびアルミナ(Al)等のセラミックス基板、ガラス基板、繊維強化プラスチック基板、ならびに金属基板を用いることができる。繊維強化プラスチック基板には、プリント配線基板であるFR−4(Flame Retardant Type 4)基板等も含まれる。
The composite material 30 may be provided on a support (not shown) for transfer, transportation and transportation, storage, and the like. A release layer (not shown) may be provided between the support and the composite material 30, and the support and the composite material 30 may be separated from each other by the release layer.
As described above, the composite material 30 provided on the support through the release layer is referred to as an anisotropic conductive material.
The support supports the composite material 30 and is made of, for example, a silicon substrate. In addition to the silicon substrate, for example, a ceramic substrate such as SiC, SiN, GaN, and alumina (Al 2 O 3 ), a glass substrate, a fiber reinforced plastic substrate, and a metal substrate can be used as the support. The fiber reinforced plastic substrate includes an FR-4 (Flame Retardant Type 4) substrate which is a printed wiring board.

また、支持体としては、可撓性を有し、かつ透明であるものを用いることができる。可撓性を有し、かつ透明な支持体としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリシクロオレフィン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンおよびTAC(トリアセチルセルロース)等のプラスチックフィルムが挙げられる。
ここで、透明とは、位置合せに使用する波長の光で透過率が80%以上であることをいう。このため、波長400〜800nmの可視光全域で透過率が低くてもよいが、波長400〜800nmの可視光全域で透過率が80%以上であることが好ましい。透過率は、分光光度計により測定される。
Moreover, as a support body, what has flexibility and is transparent can be used. Examples of the flexible and transparent support include PET (polyethylene terephthalate), polycycloolefin, polycarbonate, acrylic resin, PEN (polyethylene naphthalate), PE (polyethylene), PP (polypropylene), and polystyrene. And plastic films such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride and TAC (triacetyl cellulose).
Here, the term “transparent” means that the transmittance is 80% or more with light having a wavelength used for alignment. For this reason, although the transmittance | permeability may be low in the visible light whole region of wavelength 400-800 nm, it is preferable that the transmittance | permeability is 80% or more in the visible light whole region of wavelength 400-800 nm. The transmittance is measured with a spectrophotometer.

剥離層は、支持層と剥離剤が積層されたものであることが好ましい。剥離剤が複合材料30に接し、剥離層を起点にして、支持体と複合材料30が分離する。異方導電材では、例えば、予め定められた温度に加熱することで、剥離剤の接着力が弱まり、複合材料30から支持体が取り除かれる。
剥離剤には、例えば、日東電工社製リバアルファ(登録商標)、およびソマール株式会社製ソマタック(登録商標)等を用いることができる。
The release layer is preferably a laminate of a support layer and a release agent. The release agent comes into contact with the composite material 30 and the support and the composite material 30 are separated from the release layer as a starting point. In the anisotropic conductive material, for example, by heating to a predetermined temperature, the adhesive strength of the release agent is weakened, and the support is removed from the composite material 30.
As the release agent, for example, Riva Alpha (registered trademark) manufactured by Nitto Denko Corporation, Somatack (registered trademark) manufactured by Somaru Corporation, and the like can be used.

以下、構造体、および複合材料の製造方法について説明する。
(構造体、複合材料の製造方法)
Hereinafter, the structure and the method for manufacturing the composite material will be described.
(Method for manufacturing structure and composite material)

<第1態様>
図12〜図16は、本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第1態様を工程順に示す模式的断面図であり、構造体および複合材料の製造方法をまとめて示す。
まず、図12に示すように、金属膜10を用意する。
金属膜10は、例えば、最終的に得られる複合材料30(図10参照)の構造体20の厚み、すなわち、絶縁性基材の厚み、加工する装置等に応じて大きさおよび厚みが適宜決定されるものである。金属膜10は、例えば、矩形状またはウエハ状の板材である。
<First aspect>
FIG. 12 to FIG. 16 are schematic cross-sectional views showing the first aspect of the method for producing a composite material according to the embodiment of the present invention in the order of steps, and collectively show the structure and the method for producing the composite material.
First, as shown in FIG. 12, a metal film 10 is prepared.
The size and thickness of the metal film 10 are appropriately determined according to, for example, the thickness of the structure 20 of the finally obtained composite material 30 (see FIG. 10), that is, the thickness of the insulating base material, the processing apparatus, and the like. It is what is done. The metal film 10 is, for example, a rectangular or wafer-like plate material.

次に、金属膜10の片側の表面10a(図12参照)を陽極酸化処理する。これにより、金属膜10の片側の表面10a(図12参照)が陽極酸化されて、図13に示すように、金属膜10の厚み方向Dtに延在する複数の貫通孔21の底部に存在するバリア層22を有する陽極酸化膜24が形成される。上述の金属膜10に陽極酸化する工程を陽極酸化処理工程という。陽極酸化処理工程において、陽極酸化は、1回に限定されるものではなく、複数回実施してもよく、少なくとも1回実施すればよい。
複数回陽極酸化を実施する場合、望ましい方法としては、陽極酸化した後、陽極酸化膜を一部溶解除去し、その後、再度陽極酸化する。これにより、貫通孔の配列性を向上させることができる。
Next, the surface 10a (see FIG. 12) on one side of the metal film 10 is anodized. As a result, the surface 10a (see FIG. 12) on one side of the metal film 10 is anodized and is present at the bottom of the plurality of through holes 21 extending in the thickness direction Dt of the metal film 10, as shown in FIG. An anodic oxide film 24 having a barrier layer 22 is formed. The process of anodizing the metal film 10 is referred to as an anodizing process. In the anodizing treatment step, the anodic oxidation is not limited to one time, and may be performed a plurality of times, and may be performed at least once.
When performing anodization a plurality of times, as a desirable method, after anodizing, a part of the anodized film is dissolved and removed, and then anodized again. Thereby, the arrangement | sequence property of a through-hole can be improved.

複数の貫通孔21を有する陽極酸化膜24には、上述のように貫通孔21の底部にバリア層22が存在するが、図14に示すようにバリア層22を除去する。このバリア層22を除去する工程をバリア層除去工程という。
バリア層除去工程において、アルミニウムよりも水素過電圧の高い金属M1のイオンを含むアルカリ水溶液を用いることにより、陽極酸化膜24のバリア層22を除去すると同時に、貫通孔21の底部に金属(金属M1)からなる金属層25aを形成する。これにより、貫通孔21の底の金属膜10は金属層25aで被覆される。
図14に示すように、構造体20として、複数の貫通孔21を有する陽極酸化膜24が形成される。上述の図12〜図14に示す工程により、構造体20を形成することができる。
なお、構造体20を、複合材料30(図10参照)に用いない場合、金属膜10および支持体17を除去し、図9に示す構造体20単体を得る。図9に示す構造体20に対して各種の処理を施すことにより、各用途に応じたものを得ることができる。
図2〜図4に示すように、第1の金属層12と第2の金属層14との多層構造である金属膜11の場合には、陽極酸化処理工程により、第1の金属層12と第2の金属層14とに貫通孔21が形成される。上述の多層構造の金属膜11の場合、陽極酸化処理工程では、第1の金属層12と第2の金属層14とのそれぞれに応じた陽極酸化処理が実施され、貫通孔21が形成される。この場合、金属膜11の層数に応じた回数の陽極酸化処理が実施される。1度の陽極酸化処理により、第1の金属層12と第2の金属層14とを貫通する貫通孔21を形成してもよく、上述の陽極酸化処理工程の陽極酸化処理の回数は、特に限定されるものではない。
In the anodic oxide film 24 having the plurality of through holes 21, the barrier layer 22 exists at the bottom of the through hole 21 as described above, but the barrier layer 22 is removed as shown in FIG. The step of removing the barrier layer 22 is referred to as a barrier layer removing step.
In the barrier layer removing step, by using an alkaline aqueous solution containing ions of the metal M1 having a hydrogen overvoltage higher than that of aluminum, the barrier layer 22 of the anodized film 24 is removed, and at the same time, a metal (metal M1) is formed at the bottom of the through hole 21. A metal layer 25a made of is formed. Thereby, the metal film 10 at the bottom of the through hole 21 is covered with the metal layer 25a.
As shown in FIG. 14, an anodic oxide film 24 having a plurality of through holes 21 is formed as the structure 20. The structure 20 can be formed by the steps shown in FIGS.
In addition, when not using the structure 20 for the composite material 30 (refer FIG. 10), the metal film 10 and the support body 17 are removed, and the structure 20 single-piece | unit shown in FIG. 9 is obtained. By applying various treatments to the structure 20 shown in FIG. 9, it is possible to obtain a product suitable for each application.
As shown in FIGS. 2 to 4, in the case of the metal film 11 having a multilayer structure of the first metal layer 12 and the second metal layer 14, the first metal layer 12 and A through hole 21 is formed in the second metal layer 14. In the case of the metal film 11 having the multilayer structure described above, in the anodizing treatment step, an anodizing treatment corresponding to each of the first metal layer 12 and the second metal layer 14 is performed, and the through hole 21 is formed. . In this case, the anodizing process is performed a number of times corresponding to the number of layers of the metal film 11. The through hole 21 penetrating the first metal layer 12 and the second metal layer 14 may be formed by one anodizing treatment, and the number of anodizing treatments in the anodizing treatment step described above is particularly It is not limited.

なお、上述の構造体20の製造工程の一部であるバリア層除去工程において、アルミニウムよりも水素過電圧の高い金属M1のイオンを含むアルカリ水溶液を用いてバリア層を除去することにより、バリア層22を除去するだけでなく、貫通孔21の底部に露出した金属膜10にアルミニウムよりも水素ガスが発生しにくい金属M1の金属層25aが形成される。その結果、金属充填の面内均一性が良好となる。これは、めっき液による水素ガスの発生が抑制され、電解めっきによる金属充填が進行しやすくなったと考えられる。
また、バリア層除去工程において、陽極酸化処理工程における電圧の30%未満の範囲から選択される電圧(保持電圧)の95%以上105%以下の電圧に通算5分以上保持する保持工程を設け、金属M1のイオンを含むアルカリ水溶液を適用することを組み合わせることにより、めっき処理時の金属充填の均一性が大きく良化することを見出している。このため、保持工程があることが好ましい。
詳しいメカニズムは不明だが、バリア層除去工程において、金属M1のイオンを含むアルカリ水溶液を用いることでバリア層下部に金属M1の層が形成され、これにより金属膜と陽極酸化膜との界面がダメージを受けることを抑制することができ、バリア層の溶解の均一性が向上したためと考えられる。
In the barrier layer removing process which is a part of the manufacturing process of the structure 20 described above, the barrier layer 22 is removed by using an alkaline aqueous solution containing ions of the metal M1 having a hydrogen overvoltage higher than that of aluminum. In addition, the metal layer 25a of the metal M1, which is less liable to generate hydrogen gas than aluminum, is formed on the metal film 10 exposed at the bottom of the through hole 21. As a result, the in-plane uniformity of metal filling is improved. It is considered that this is because the generation of hydrogen gas by the plating solution is suppressed, and the metal filling by the electrolytic plating easily proceeds.
Further, in the barrier layer removing step, a holding step of holding at a voltage of 95% to 105% of a voltage (holding voltage) selected from a range of less than 30% of the voltage in the anodizing step for a total of 5 minutes or more is provided It has been found that the uniformity of metal filling during plating treatment is greatly improved by combining the application of an alkaline aqueous solution containing ions of the metal M1. For this reason, it is preferable that there is a holding step.
Although the detailed mechanism is unknown, in the barrier layer removal process, a metal M1 layer is formed under the barrier layer by using an alkaline aqueous solution containing ions of the metal M1, thereby damaging the interface between the metal film and the anodic oxide film. This is considered to be because the uniformity of dissolution of the barrier layer was improved.

なお、バリア層除去工程において、貫通孔21の底部に金属(金属M1)からなる金属層25aを形成したが、これに限定されるものではなく、バリア層22だけを除去し、貫通孔21の底に金属膜10を露出させる。金属膜10を露出させた状態で、金属膜10を電解めっきの電極として用いてもよい。
また、支持体17が導電性を有するものであれば、支持体17を電解めっきの電極として用いることもできる。
また、図5に示すように異種金属層16が形成されている場合には、異種金属層16を電解めっきの電極として用いることもできる。
In the barrier layer removing step, the metal layer 25a made of metal (metal M1) is formed at the bottom of the through hole 21. However, the present invention is not limited to this. The metal film 10 is exposed at the bottom. The metal film 10 may be used as an electrode for electrolytic plating with the metal film 10 exposed.
Moreover, if the support body 17 has electroconductivity, the support body 17 can also be used as an electrode for electrolytic plating.
In the case where the dissimilar metal layer 16 is formed as shown in FIG. 5, the dissimilar metal layer 16 can also be used as an electrode for electrolytic plating.

以降の工程は、複合材料30の製造工程である。
次に、図14に示す陽極酸化膜24の貫通孔21の内部に、図15に示すように、導電物質として、例えば、金属25bを充填する。貫通孔21の内部に金属25bを充填することにより、導通路として機能する導電性を有する導電体32が形成される。この場合、金属(金属M1)からなる金属層25aを電解めっきの電極として用いることができる。
貫通孔21の内部に、導電物質として、例えば、金属25bを充填することを金属充填工程という。金属充填工程には、電解めっきが用いられ、金属充填工程については後に詳細に説明する。金属層25aと金属25bとをまとめて金属25という。
金属充填工程の後に、図16に示すように金属膜10および支持体17を除去する。これにより、複合材料30が得られる。金属膜10を除去する工程を基板除去工程という。
The subsequent steps are steps for manufacturing the composite material 30.
Next, as shown in FIG. 15, the inside of the through hole 21 of the anodic oxide film 24 shown in FIG. 14 is filled with, for example, a metal 25b as a conductive material. By filling the inside of the through hole 21 with the metal 25b, the conductor 32 having conductivity that functions as a conduction path is formed. In this case, the metal layer 25a made of metal (metal M1) can be used as an electrode for electrolytic plating.
Filling the inside of the through hole 21 with, for example, a metal 25b as a conductive substance is called a metal filling step. Electrolytic plating is used for the metal filling step, and the metal filling step will be described in detail later. The metal layer 25a and the metal 25b are collectively referred to as a metal 25.
After the metal filling step, the metal film 10 and the support 17 are removed as shown in FIG. Thereby, the composite material 30 is obtained. The process of removing the metal film 10 is called a substrate removal process.

<第2態様>
図17〜図19は、本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第2態様を工程順に示す模式的断面図である。
なお、図17〜図19において、図12〜図16に示す構成と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、図17は、上述の図15の後の状態を示す。
第2態様は、上述の第1態様に比して、以下に示す工程が異なる。図17に示すように、金属充填工程の後に陽極酸化膜24の金属膜10が設けられていない側の表面を厚み方向に一部除去し、金属充填工程で充填した金属25を陽極酸化膜24の表面よりも突出させる。すなわち、導電体32を陽極酸化膜24の表面よりも突出させる。充填した金属25を陽極酸化膜24の表面よりも突出させることを、表面金属突出工程という。
表面金属突出工程の後に、図18に示すように金属膜10を除去する(基板除去工程)。
<Second aspect>
FIGS. 17-19 is typical sectional drawing which shows the 2nd aspect of the manufacturing method of the composite material of embodiment of this invention to process order.
17 to 19, the same components as those shown in FIGS. 12 to 16 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIG. 17 shows a state after FIG. 15 described above.
The second aspect differs from the first aspect described above in the steps shown below. As shown in FIG. 17, after the metal filling process, the surface of the anodic oxide film 24 on the side where the metal film 10 is not provided is partially removed in the thickness direction, and the metal 25 filled in the metal filling process is replaced with the anodic oxide film 24. Project beyond the surface. That is, the conductor 32 is protruded from the surface of the anodic oxide film 24. Protruding the filled metal 25 from the surface of the anodic oxide film 24 is called a surface metal projecting step.
After the surface metal protrusion step, the metal film 10 is removed as shown in FIG. 18 (substrate removal step).

次に、図19に示すように、基板除去工程の後に陽極酸化膜24の金属膜10が設けられていた側の表面を厚み方向に一部除去し、金属充填工程で充填した金属25、すなわち、導電体32を陽極酸化膜24の表面よりも突出させる。これにより、図19に示す複合材料30が得られる。
上述の表面金属突出工程および裏面金属突出工程は、両方の工程を有する態様であってもよいが、表面金属突出工程および裏面金属突出工程のうち、一方の工程を有する態様であってもよい。表面金属突出工程および裏面金属突出工程をまとめて「金属突出工程」ともいう。
Next, as shown in FIG. 19, the metal 25 filled in the metal filling step is removed by partially removing the surface of the anodic oxide film 24 on the side where the metal film 10 is provided after the substrate removal step, that is, Then, the conductor 32 is protruded from the surface of the anodic oxide film 24. Thereby, the composite material 30 shown in FIG. 19 is obtained.
Although the above-mentioned surface metal protrusion process and the back surface metal protrusion process may be an aspect having both processes, the aspect having one of the front surface metal protrusion process and the back surface metal protrusion process may be employed. The front surface metal protrusion process and the back surface metal protrusion process are collectively referred to as a “metal protrusion process”.

<第3態様>
図20および図21は、本発明の実施形態の複合材料の製造方法の第3態様を工程順に示す模式的断面図である。
なお、図20および図21において、図12〜図16に示す構成と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、図20は、上述の図15の後の状態を示す。
第3態様は、上述の第1態様に比して、以下に示す工程が異なる。図20に示すように、金属充填工程の後に陽極酸化膜24の金属膜10が設けられていない側の表面に樹脂層28を設ける。樹脂層28を設けることを樹脂層形成工程という。
<Third aspect>
20 and 21 are schematic cross-sectional views showing a third aspect of the method for producing a composite material according to the embodiment of the present invention in the order of steps.
20 and 21, the same components as those shown in FIGS. 12 to 16 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIG. 20 shows a state after FIG. 15 described above.
The third aspect differs from the first aspect described above in the steps shown below. As shown in FIG. 20, a resin layer 28 is provided on the surface of the anodic oxide film 24 on the side where the metal film 10 is not provided after the metal filling step. Providing the resin layer 28 is called a resin layer forming step.

次に、図21に示すように、樹脂層形成工程の後に金属膜10を除去する(基板除去工程)。これにより、図16に示す複合材料30が得られる。
第3態様では、図22に示すように製造された複合材料30が巻き芯29にロール状に巻き取られた状態で供給することを意図した態様である。複合材料30の使用時に樹脂層28(図23参照)を剥離することにより、複合材料30を、例えば、金属充填微細構造体または異方導電性部材として使用することができる。
Next, as shown in FIG. 21, the metal film 10 is removed after the resin layer forming step (substrate removing step). Thereby, the composite material 30 shown in FIG. 16 is obtained.
In the third aspect, the composite material 30 manufactured as shown in FIG. 22 is an aspect intended to be supplied in a state of being wound around the winding core 29 in a roll shape. By peeling off the resin layer 28 (see FIG. 23) when the composite material 30 is used, the composite material 30 can be used as, for example, a metal-filled microstructure or an anisotropic conductive member.

<他の態様>
製造方法としては、例えば、上述の陽極酸化処理工程、保持工程、バリア層除去工程、金属充填工程、表面金属突出工程、樹脂層形成工程、基板除去工程および裏面金属突出工程をこの順に実施してもよい。
また、所望の形状のマスク層を用いて金属膜の表面の一部に陽極酸化処理を施してもよい。
<Other aspects>
As a manufacturing method, for example, the above-described anodizing process, holding process, barrier layer removing process, metal filling process, surface metal projecting process, resin layer forming process, substrate removing process and back surface metal projecting process are performed in this order. Also good.
Alternatively, a part of the surface of the metal film may be anodized using a mask layer having a desired shape.

平滑化工程(平坦化工程)においては、上述の工程に限定されるものではなく、例えば、支持体17の表面17aを平面の基準として利用して、平滑化(平坦化)処理してもよい。
図24〜図26は、平滑化工程の一例を工程順に示す模式図である。
図24に示すように金属膜10を支持体17の表面17aに形成するが、このとき、支持体17の表面17aに剥離層18を設ける。剥離層18としては、例えば、酸化膜を用いることができる。酸化膜には、支持体17が酸化可能なものであれば、支持体17を酸化させて形成した酸化膜を用いることができる。例えば、支持体17がシリコンの場合、酸化膜として酸化シリコン膜を形成することができ、アルミニウムの場合、酸化膜として酸化アルミニウム膜を形成することができる。
図25に示すように、金属膜10を剥離層18から剥離し、支持体17から離す。
次に、図26に示すように、別の支持体19を用意し、支持体19の表面19aに接着層19bを設ける。接着層19bを介して支持体19に表面10aを向けて金属膜10を設ける。
金属膜10の裏面10bは、支持体17の表面17aに基づく平滑性を有する面である。金属膜10の裏面10bに対して、平滑化処理を施す場合、平滑性が表面10aに比して高いため、少ない研磨量で、予め定められた表面粗さRtにできる。
なお、接着層としては、例えば、Q−chuck(登録商標)(丸石産業株式会社製)等を使用することができる。
以下、構造体、および複合材料の製造方法についてより具体的に説明する。
The smoothing step (flattening step) is not limited to the above-described steps, and for example, the surface 17a of the support 17 may be used as a plane reference for smoothing (flattening) treatment. .
24 to 26 are schematic diagrams illustrating an example of the smoothing process in the order of processes.
As shown in FIG. 24, the metal film 10 is formed on the surface 17 a of the support 17. At this time, the release layer 18 is provided on the surface 17 a of the support 17. As the release layer 18, for example, an oxide film can be used. As the oxide film, an oxide film formed by oxidizing the support 17 can be used as long as the support 17 can be oxidized. For example, when the support 17 is silicon, a silicon oxide film can be formed as an oxide film, and when aluminum is used, an aluminum oxide film can be formed as an oxide film.
As shown in FIG. 25, the metal film 10 is peeled from the peeling layer 18 and separated from the support 17.
Next, as shown in FIG. 26, another support 19 is prepared, and an adhesive layer 19 b is provided on the surface 19 a of the support 19. The metal film 10 is provided with the surface 10a facing the support 19 through the adhesive layer 19b.
The back surface 10 b of the metal film 10 is a surface having smoothness based on the surface 17 a of the support 17. When the smoothing process is performed on the back surface 10b of the metal film 10, since the smoothness is higher than that of the front surface 10a, a predetermined surface roughness Rt can be obtained with a small amount of polishing.
In addition, as an adhesive layer, Q-chuck (trademark) (made by Maruishi Sangyo Co., Ltd.) etc. can be used, for example.
Hereinafter, the structure and the manufacturing method of the composite material will be described more specifically.

〔陽極酸化処理工程〕
上述の陽極酸化処理工程は、上述の金属膜10の片側の表面に陽極酸化処理を施すことにより、厚み方向に存在する貫通孔と貫通孔の底部に存在するバリア層とを有する陽極酸化膜を形成する工程である。
陽極酸化処理は、従来公知の方法を用いることができるが、マイクロポア配列の規則性を高くし、複合材料の異方導電性を担保する観点から、自己規則化法や定電圧処理を用いるのが好ましい。
ここで、陽極酸化処理の自己規則化法および定電圧処理については、特開2008−270158号公報の[0056]〜[0108]段落および[図3]に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。
[Anodizing treatment process]
In the above-described anodizing treatment step, the surface of one side of the above-described metal film 10 is anodized so that an anodized film having a through hole that exists in the thickness direction and a barrier layer that exists at the bottom of the through hole is formed. It is a process of forming.
A conventionally known method can be used for the anodizing treatment, but from the viewpoint of increasing the regularity of the micropore array and ensuring the anisotropic conductivity of the composite material, a self-regulating method or a constant voltage treatment is used. Is preferred.
Here, as for the self-ordering method and the constant voltage process of the anodizing process, the same processes as those described in paragraphs [0056] to [0108] and [FIG. 3] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-270158 are performed. Can be applied.

<陽極酸化処理1>
陽極酸化処理における電解液の平均流速は、0.5〜20.0m/minであるのが好ましく、1.0〜15.0m/minであるのがより好ましく、2.0〜10.0m/minであるのが更に好ましい。
また、電解液を上述の条件で流動させる方法は、特に限定されないが、例えば、スターラーのような一般的なかくはん装置を使用する方法が用いられる。特に、かくはん速度をデジタル表示でコントロールできるようなスターラーを用いると、平均流速が制御できるため好ましい。このようなかくはん装置としては、例えば、「マグネティックスターラーHS−50D(AS ONE製)」等が挙げられる。
<Anodizing treatment 1>
The average flow rate of the electrolytic solution in the anodizing treatment is preferably 0.5 to 20.0 m / min, more preferably 1.0 to 15.0 m / min, and 2.0 to 10.0 m / min. More preferably, it is min.
Moreover, the method of flowing the electrolytic solution under the above-mentioned conditions is not particularly limited, but for example, a method using a general stirring device such as a stirrer is used. In particular, it is preferable to use a stirrer that can control the stirring speed by digital display because the average flow velocity can be controlled. Examples of such a stirring apparatus include “Magnetic Stirrer HS-50D (manufactured by AS ONE)” and the like.

陽極酸化処理は、例えば、酸濃度1〜10質量%の溶液中で、アルミニウム基板を陽極として通電する方法を用いることができる。
陽極酸化処理に用いられる溶液としては、酸溶液であることが好ましく、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、アミドスルホン酸、グリコール酸、酒石酸、りんご酸、クエン酸、マロン酸等がより好ましく、中でも硫酸、リン酸、シュウ酸が特に好ましい。これらの酸は単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
For the anodizing treatment, for example, a method in which an aluminum substrate is used as an anode in a solution having an acid concentration of 1 to 10% by mass can be used.
The solution used for the anodizing treatment is preferably an acid solution, sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, oxalic acid, sulfamic acid, benzenesulfonic acid, amidosulfonic acid, glycolic acid, tartaric acid, malic acid, citric acid. , Malonic acid and the like are more preferable, and sulfuric acid, phosphoric acid and oxalic acid are particularly preferable. These acids can be used alone or in combination of two or more.

陽極酸化処理の条件は、使用される電解液によって種々変化するので一概に決定され得ないが、一般的には、電解液濃度0.1〜20質量%、液温−10〜30℃、電流密度0.01〜20A/dm2、電圧3〜300V、電解時間0.5〜30時間であるのが好ましく、電解液濃度0.5〜15質量%、液温−5〜25℃、電流密度0.05〜15A/dm2、電圧5〜250V、電解時間1〜25時間であるのがより好ましく、電解液濃度1〜10質量%、液温0〜20℃、電流密度0.1〜10A/dm2、電圧10〜200V、電解時間2〜20時間であるのが更に好ましい。 The conditions of the anodizing treatment cannot be determined unconditionally because they vary depending on the electrolytic solution used. In general, the electrolytic solution concentration is 0.1 to 20% by mass, the liquid temperature is −10 to 30 ° C., the current is It is preferable that the density is 0.01 to 20 A / dm 2 , the voltage is 3 to 300 V, the electrolysis time is 0.5 to 30 hours, the electrolytic solution concentration is 0.5 to 15% by mass, the liquid temperature is −5 to 25 ° C., and the current density. 0.05 to 15 A / dm 2 , voltage 5 to 250 V, electrolysis time 1 to 25 hours are more preferable, electrolyte concentration 1 to 10% by mass, solution temperature 0 to 20 ° C., current density 0.1 to 10 A / Dm 2 , voltage 10 to 200 V, and electrolysis time 2 to 20 hours are more preferable.

上述の陽極酸化処理工程は、上述の第3態様により作製される複合材料30を所定径および所定幅の巻き芯29(図22参照)に巻き取られた形状で供給する観点から、陽極酸化処理により形成される陽極酸化膜の平均厚みが30μm以下であるのが好ましく、5〜20μmであるのがより好ましい。なお、平均厚みは、陽極酸化膜を厚さ方向に対して集束イオンビーム(Focused Ion Beam:FIB)で切削加工し、その断面を電界放射型走査電子顕微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope:FE−SEM)により表面写真(倍率50000倍)を撮影し、10点測定した平均値として算出した。   From the viewpoint of supplying the composite material 30 manufactured according to the above-described third aspect in a shape wound around the winding core 29 (see FIG. 22) having a predetermined diameter and a predetermined width, the above-described anodizing process is performed. The average thickness of the anodized film formed by the above is preferably 30 μm or less, more preferably 5 to 20 μm. The average thickness is determined by cutting the anodic oxide film with a focused ion beam (FIB) in the thickness direction, and a cross-section of the anodic oxide film is a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). The surface photograph (magnification 50000 times) was taken and the average value of 10 points was calculated.

<陽極酸化処理2>
陽極酸化処理は、上述の陽極酸化処理に限定されるものではない。
陽極酸化処理としては、直流定電圧条件下にて、通電時の皮膜形成速度Aと、非通電時の皮膜溶解速度Bとした時、下記式で表されるパラメータRが、160≦R≦200、好ましくは170≦R≦190、特に好ましくは175≦R≦185を満たす電解液を用いて処理を施すことで、貫通孔の規則配列性を大幅に向上することができる。
<Anodizing treatment 2>
The anodizing treatment is not limited to the above-described anodizing treatment.
As the anodizing treatment, when the film formation rate A 1 during energization and the film dissolution rate B 1 during non-energization under direct current constant voltage conditions, the parameter R represented by the following equation is 160 ≦ R By performing the treatment using an electrolytic solution satisfying ≦ 200, preferably 170 ≦ R ≦ 190, particularly preferably 175 ≦ R ≦ 185, the regular arrangement of the through holes can be greatly improved.

R=A[nm/s]÷(B[nm/s]×加電圧[V]) R = A 1 [nm / s] ÷ (B 1 [nm / s] × applied voltage [V])

陽極酸化処理における電解液の平均流速は、上述の陽極酸化処理と同様であり、これにより、均一かつ高い規則性を有することができる。
電解液を上述の条件で流動させる方法も、上述の陽極酸化処理と同様である。
陽極酸化処理液の粘度としては、25℃1気圧下における粘度が0.0001〜100.0Pa・sが好ましく、0.0005〜80.0Pa・sが更に好ましい。上述の範囲の粘度を有する電解液で陽極酸化処理(d)を行うことにより、均一かつ高い規則性を有することができる。
The average flow rate of the electrolytic solution in the anodizing treatment is the same as that in the above-described anodizing treatment, and thus it can have uniform and high regularity.
The method of flowing the electrolytic solution under the above-described conditions is the same as the above-described anodizing treatment.
The viscosity of the anodizing solution is preferably 0.0001 to 100.0 Pa · s, more preferably 0.0005 to 80.0 Pa · s at 25 ° C. and 1 atm. By performing the anodic oxidation treatment (d) with the electrolytic solution having a viscosity in the above range, uniform and high regularity can be obtained.

陽極酸化処理で用いる電解液には、酸性、アルカリ性いずれも使用することができるが、孔の真円性を高める観点から酸性の電解液が好適に用いられる。
具体的には、塩酸、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、グリコール酸、酒石酸、りんご酸、クエン酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、アミドスルホン酸、グリコール酸、酒石酸、りんご酸、クエン酸、マロン酸等がより好ましく、中でも硫酸、リン酸、シュウ酸が特に好ましい。これらの酸は単独でまたは2種以上を組み合わせて、上述の一般式(ii)の計算式より所望のパラメータに調整して用いることができる。
Although both acidic and alkaline can be used for the electrolytic solution used in the anodizing treatment, an acidic electrolytic solution is preferably used from the viewpoint of enhancing the roundness of the holes.
Specifically, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, oxalic acid, glycolic acid, tartaric acid, malic acid, citric acid, sulfamic acid, benzenesulfonic acid, amidosulfonic acid, glycolic acid, tartaric acid, malic acid, citric acid , Malonic acid and the like are more preferable, and sulfuric acid, phosphoric acid and oxalic acid are particularly preferable. These acids can be used singly or in combination of two or more, adjusted to the desired parameters from the above formula (ii).

酸化膜溶解処理2における陽極酸化処理の条件は、上述の陽極酸化処理と同じとすることができる。
陽極酸化処理により形成される陽極酸化膜の膜厚は、0.1〜300μmであるのが好ましく、0.5〜150μmであるのがより好ましく、1〜100μmであるのが更に好ましい。
<酸化膜溶解処理>
酸化膜溶解処理は、上述の陽極酸化処理により形成された陽極酸化膜に存在する貫通孔の経(ポア径)を拡大させる処理(孔径拡大処理)である。
The conditions of the anodic oxidation treatment in the oxide film dissolution treatment 2 can be the same as the above-described anodic oxidation treatment.
The thickness of the anodized film formed by the anodizing treatment is preferably 0.1 to 300 μm, more preferably 0.5 to 150 μm, and still more preferably 1 to 100 μm.
<Oxide film dissolution treatment>
The oxide film dissolution treatment is a treatment (pore diameter enlargement treatment) for enlarging the diameter (pore diameter) of through-holes existing in the anodized film formed by the above-described anodization treatment.

酸化膜溶解処理は、上述の陽極酸化処理後の金属膜を酸水溶液またはアルカリ水溶液に接触させることにより行う。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸せき法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸せき法が好ましい。   The oxide film dissolution treatment is performed by bringing the metal film after the anodizing treatment into contact with an acid aqueous solution or an alkali aqueous solution. The method of making it contact is not specifically limited, For example, the immersion method and the spray method are mentioned. Of these, the dipping method is preferred.

酸化膜溶解処理において、酸水溶液を用いる場合は、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸またはこれらの混合物の水溶液を用いることが好ましい。中でも、クロム酸を含有しない水溶液が安全性に優れる点で好ましい。酸水溶液の濃度は1〜10質量%であるのが好ましい。酸水溶液の温度は、25〜60℃であるのが好ましい。
一方、酸化膜溶解処理において、アルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は0.1〜5質量%であるのが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、20〜35℃であるのが好ましい。
具体的には、例えば、50g/L、40℃のリン酸水溶液、0.5g/L、30℃の水酸化ナトリウム水溶液または0.5g/L、30℃の水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
酸水溶液またはアルカリ水溶液への浸せき時間は、8〜120分であるのが好ましく、10〜90分であるのがより好ましく、15〜60分であるのが更に好ましい。
When an acid aqueous solution is used in the oxide film dissolution treatment, it is preferable to use an aqueous solution of an inorganic acid such as sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, or a mixture thereof. Especially, the aqueous solution which does not contain chromic acid is preferable at the point which is excellent in safety | security. The concentration of the acid aqueous solution is preferably 1 to 10% by mass. The temperature of the acid aqueous solution is preferably 25 to 60 ° C.
On the other hand, when an alkaline aqueous solution is used in the oxide film dissolution treatment, it is preferable to use at least one alkaline aqueous solution selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide. The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 0.1 to 5% by mass. The temperature of the alkaline aqueous solution is preferably 20 to 35 ° C.
Specifically, for example, 50 g / L, 40 ° C. phosphoric acid aqueous solution, 0.5 g / L, 30 ° C. sodium hydroxide aqueous solution or 0.5 g / L, 30 ° C. potassium hydroxide aqueous solution is preferably used. .
The immersion time in the acid aqueous solution or alkali aqueous solution is preferably 8 to 120 minutes, more preferably 10 to 90 minutes, and still more preferably 15 to 60 minutes.

また、酸化膜溶解処理において、ポア径の拡大量は陽極酸化処理の条件により異なるが、処理前後の拡大比が1.05倍〜100倍が好ましく、1.1倍〜75倍がより好ましく、1.2倍〜50倍が特に好ましい。
酸化膜溶解処理により、陽極酸化膜の表面およびマイクロポアの内部が溶解し、金属膜上に、マイクロポアを有する陽極酸化膜が得られる。
In addition, in the oxide film dissolution treatment, the amount of enlargement of the pore diameter varies depending on the conditions of the anodization treatment, but the enlargement ratio before and after the treatment is preferably 1.05 to 100 times, more preferably 1.1 to 75 times, 1.2 to 50 times is particularly preferable.
By the oxide film dissolution treatment, the surface of the anodic oxide film and the inside of the micropore are dissolved, and an anodic oxide film having micropores is obtained on the metal film.

<陽極酸化処理>
上述の酸化膜溶解処理の後に、再度上述の陽極酸化処理を施すのが好ましい。
再度の陽極酸化処理により、貫通孔の酸化反応が進行し、金属膜上に、マイクロポアよりも深くなったマイクロポアを有する陽極酸化膜を金属膜が得られる。
<Anodizing treatment>
It is preferable to perform the above-described anodizing treatment again after the above-described oxide film dissolving treatment.
Through the anodic oxidation process again, the oxidation reaction of the through hole proceeds, and a metal film having an anodic oxide film having micropores deeper than the micropores can be obtained on the metal film.

<酸化膜溶解処理>
また、上述の陽極酸化処理、上述の酸化膜溶解処理および上述の陽極酸化処理をこの順に施した後に、更に上述の酸化膜溶解処理を施すのが好ましい。
この処理により、マイクロポアの中に処理液が入るため、陽極酸化処理で形成された陽極酸化膜を全て溶解し、陽極酸化処理で形成されたマイクロポアのポア径を広げることができる。
すなわち、再度の酸化膜溶解処理により、陽極酸化膜の変曲点より表面側のマイクロポアの内部が溶解し、金属膜上に、直管状のマイクロポアを有する陽極酸化膜を形成することができる。
<Oxide film dissolution treatment>
Further, it is preferable that the above-described oxide film dissolution treatment is further performed after the above-described anodization treatment, the above-described oxide film dissolution treatment, and the above-described anodization treatment are performed in this order.
Since the treatment liquid enters the micropores by this treatment, all the anodic oxide films formed by the anodic oxidation treatment can be dissolved, and the pore diameter of the micropores formed by the anodic oxidation treatment can be increased.
That is, the inside of the micropore on the surface side from the inflection point of the anodic oxide film is dissolved by the oxide film dissolution treatment again, and an anodic oxide film having a straight tubular micropore can be formed on the metal film. .

ここで、マイクロポアのポア径の拡大量は、陽極酸化処理の処理条件により異なるが、処理前後の拡大比が1.05倍〜100倍が好ましく、1.1倍〜75倍がより好ましく、1.2倍〜50倍が特に好ましい。   Here, the amount of expansion of the pore diameter of the micropore varies depending on the processing conditions of the anodizing treatment, but the expansion ratio before and after the treatment is preferably 1.05 to 100 times, more preferably 1.1 to 75 times, 1.2 to 50 times is particularly preferable.

上述の陽極酸化処理と酸化膜溶解処理のサイクルを1回以上行い、繰り返しの回数が多いほど、貫通孔の配列の規則性が高くなる。
また、直前の陽極酸化処理で形成された陽極酸化膜を酸化膜溶解処理で全て溶解することにより、皮膜表面から見たマイクロポアの真円性が飛躍的に向上するため、上述のサイクルを2回以上繰り返して行うのが好ましく、3回以上繰り返して行うのがより好ましく、4回以上繰り返して行うのが更に好ましい。
また、上述のサイクルを2回以上繰り返して行う場合、各回の酸化膜溶解処理および陽極酸化処理の条件は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよく、また、最後の処理を陽極酸化処理で終えてもよい。
The cycle of the above-described anodic oxidation treatment and oxide film dissolution treatment is performed one or more times, and the regularity of the arrangement of the through holes becomes higher as the number of repetitions increases.
In addition, by dissolving all of the anodic oxide film formed by the immediately preceding anodic oxidation process by the oxide film dissolution process, the roundness of the micropores viewed from the surface of the film is drastically improved. It is preferable to repeat the process three or more times, more preferably three or more times, and still more preferably four or more times.
In addition, when the above cycle is repeated twice or more, the conditions of each oxide film dissolution treatment and anodization treatment may be the same or different, and the final treatment is anodization treatment. You can finish with.

〔保持工程〕
上述の保持工程は、例えば、上述の陽極酸化処理工程の後に、1V以上かつ上述の陽極酸化処理工程における電圧の30%未満の範囲から選択される保持電圧の95%以上105%以下の電圧に通算5分以上保持する工程である。言い換えると、上述の保持工程は、上述の陽極酸化処理工程の後に、1V以上かつ上述の陽極酸化処理工程における電圧の30%未満の範囲から選択される保持電圧の95%以上105%以下の電圧で通算5分以上電解処理を施す工程である。
ここで、「陽極酸化処理における電圧」とは、金属膜と対極間に印加する電圧であり、例えば、陽極酸化処理による電解時間が30分であれば、30分の間に保たれている電圧の平均値をいう。
[Holding process]
The holding step described above is, for example, a voltage of 95% or more and 105% or less of the holding voltage selected from the range of 1 V or more and less than 30% of the voltage in the anodizing treatment step after the anodizing treatment step. This is a step of holding for 5 minutes or more in total. In other words, in the holding step, the voltage is 95% or more and 105% or less of the holding voltage selected from the range of 1 V or more and less than 30% of the voltage in the anodizing treatment step after the anodizing treatment step. In this step, the electrolytic treatment is performed for 5 minutes or more.
Here, the “voltage in the anodizing process” is a voltage applied between the metal film and the counter electrode. For example, if the electrolysis time by the anodizing process is 30 minutes, the voltage maintained for 30 minutes The average value of

陽極酸化膜の側壁厚み、すなわち、貫通孔の深さに対してバリア層の厚みを適切な厚みに制御する観点から、保持工程における電圧が、陽極酸化処理における電圧の5%以上25%以下であることが好ましく、5%以上20%以下であることがより好ましい。   From the viewpoint of controlling the thickness of the barrier layer to an appropriate thickness with respect to the thickness of the side wall of the anodized film, that is, the depth of the through hole, the voltage in the holding process is 5% to 25% of the voltage in the anodizing process. Preferably, it is 5% or more and 20% or less.

また、面内均一性がより向上する理由から、保持工程における保持時間の合計が、5分以上20分以下であることが好ましく、5分以上15分以下であることがより好ましく、5分以上10分以下であることが更に好ましい。
また、保持工程における保持時間は、通算5分以上であればよいが、連続5分以上であることが好ましい。
Further, for the reason that the in-plane uniformity is further improved, the total holding time in the holding step is preferably 5 minutes or more and 20 minutes or less, more preferably 5 minutes or more and 15 minutes or less, and more preferably 5 minutes or more. More preferably, it is 10 minutes or less.
The holding time in the holding step may be 5 minutes or more in total, but is preferably 5 minutes or more continuously.

更に、保持工程における電圧は、陽極酸化処理工程における電圧から保持工程における電圧まで連続的または段階的(ステップ状)に降下させて設定してもよいが、面内均一性が更に向上する理由から、陽極酸化処理工程の終了後、1秒以内に、上述の保持電圧の95%以上105%以下の電圧に設定することが好ましい。   Further, the voltage in the holding process may be set continuously or stepwise (step-like) from the voltage in the anodizing process to the voltage in the holding process, but for the reason that the in-plane uniformity is further improved. The voltage is preferably set to 95% or more and 105% or less of the above holding voltage within 1 second after the end of the anodizing treatment step.

上述の保持工程は、例えば、上述の陽極酸化処理工程の終了時に電解電位を降下させることにより、上述の陽極酸化処理工程と連続して行うこともできる。
上述の保持工程は、電解電位以外の条件については、上述した従来公知の陽極酸化処理と同様の電解液および処理条件を採用することができる。
特に、上述したように上述の保持工程と上述の陽極酸化処理工程とを連続して施す場合は、同様の電解液を用いて処理するのが好ましい。
陽極酸化処理工程後の保持工程の電圧パターンとしては、例えば、図27に示す電圧降下パターンおよび図28に示す電圧降下パターンで電圧である。
The above-described holding step can be performed continuously with the above-described anodizing treatment step by, for example, lowering the electrolytic potential at the end of the above-described anodizing treatment step.
In the above-described holding step, the same electrolyte solution and processing conditions as those of the above-described conventionally known anodizing treatment can be adopted for conditions other than the electrolytic potential.
In particular, as described above, when the above-described holding step and the above-described anodizing step are continuously performed, it is preferable to perform the treatment using the same electrolytic solution.
The voltage pattern in the holding process after the anodizing process is, for example, a voltage with a voltage drop pattern shown in FIG. 27 and a voltage drop pattern shown in FIG.

〔バリア層除去工程〕
上述のバリア層除去工程は、上述の保持工程の後に、アルミニウムよりも水素過電圧の高い金属M1のイオンを含むアルカリ水溶液を用いて、上述の陽極酸化膜のバリア層を除去する工程である。
ここで、水素過電圧(hydrogen overvoltage)とは、水素が発生するのに必要な電圧をいい、例えば、アルミニウム(Al)の水素過電圧は−1.66Vである(日本化学学会誌,1982、(8),p1305−1313)。なお、アルミニウムの水素過電圧よりも高い金属M1の例およびその水素過電圧の値を以下に示す。
<金属M1および水素(1N H2SO4)過電圧>
・白金(Pt):0.00V
・金(Au):0.02V
・銀(Ag):0.08V
・ニッケル(Ni):0.21V
・銅(Cu):0.23V
・錫(Sn):0.53V
・亜鉛(Zn):0.70V
[Barrier layer removal process]
The barrier layer removing step is a step of removing the barrier layer of the anodic oxide film using an alkaline aqueous solution containing ions of the metal M1 having a hydrogen overvoltage higher than that of aluminum after the holding step.
Here, the hydrogen overvoltage is a voltage necessary for generating hydrogen. For example, the hydrogen overvoltage of aluminum (Al) is −1.66 V (Journal of the Chemical Society of Japan, 1982, (8). ), P1305-1313). In addition, the example of the metal M1 higher than the hydrogen overvoltage of aluminum and the value of the hydrogen overvoltage are shown below.
<Metal M1 and hydrogen (1N H 2 SO 4 ) overvoltage>
Platinum (Pt): 0.00V
・ Gold (Au): 0.02V
Silver (Ag): 0.08V
Nickel (Ni): 0.21V
Copper (Cu): 0.23V
-Tin (Sn): 0.53V
・ Zinc (Zn): 0.70V

本発明においては、後述の金属充填工程の金属M2と置換反応を起こし、マイクロポアの内部に充填される金属の電気的な特性に与える影響が少なくなる理由から、上述のバリア層除去工程で用いる金属M1は、後述する金属充填工程で用いる金属M2よりもイオン化傾向が高い金属であることが好ましい。
具体的には、後述の金属充填工程の金属M2として銅(Cu)を用いる場合には、上述のバリア層除去工程で用いる金属M1としては、例えば、Zn、Fe、Ni、Sn等が挙げられ、中でも、Zn、Niを用いるのが好ましく、Znを用いるのがより好ましい。
また、後述する金属充填工程の金属M2としてNiを用いる場合には、上述のバリア層除去工程で用いる金属M1としては、例えば、Zn、Fe等が挙げられ、中でも、Znを用いるのが好ましい。
In the present invention, it is used in the above-described barrier layer removing step because it causes a substitution reaction with the metal M2 in the metal filling step described later and has less influence on the electrical characteristics of the metal filled in the micropores. The metal M1 is preferably a metal having a higher ionization tendency than the metal M2 used in the metal filling step described later.
Specifically, when copper (Cu) is used as the metal M2 in the metal filling step described later, examples of the metal M1 used in the above-described barrier layer removing step include Zn, Fe, Ni, Sn, and the like. Of these, Zn and Ni are preferably used, and Zn is more preferably used.
Further, when Ni is used as the metal M2 in the metal filling step described later, examples of the metal M1 used in the above-described barrier layer removing step include Zn, Fe, etc. Among them, it is preferable to use Zn.

このような金属M1のイオンを含むアルカリ水溶液を用いてバリア層を除去する方法は特に限定されず、例えば、従来公知の化学的エッチング処理と同様の方法が挙げられる。   A method for removing the barrier layer using such an alkaline aqueous solution containing metal M1 ions is not particularly limited, and examples thereof include a method similar to a conventionally known chemical etching treatment.

<化学エッチング処理>
化学エッチング処理によるバリア層の除去は、例えば、上述の陽極酸化処理工程後の構造物をアルカリ水溶液に浸漬させ、マイクロポアの内部にアルカリ水溶液を充填させた後に、陽極酸化膜のマイクロポアの開口部側の表面にpH(水素イオン指数)緩衝液に接触させる方法等により、バリア層のみを選択的に溶解させることができる。
<Chemical etching process>
The removal of the barrier layer by chemical etching is performed, for example, by immersing the structure after the above-described anodizing treatment step in an alkaline aqueous solution, filling the inside of the micropore with the alkaline aqueous solution, and then opening the micropores in the anodized film. Only the barrier layer can be selectively dissolved by, for example, a method in which the surface on the part side is brought into contact with a pH (hydrogen ion index) buffer.

ここで、上述の金属M1のイオンを含むアルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。また、アルカリ水溶液の濃度は0.1〜5質量%であるのが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、10〜60℃が好ましく、更に15〜45℃が好ましく、更に20〜35℃であるのが好ましい。
具体的には、例えば、50g/L、40℃のリン酸水溶液、0.5g/L、30℃の水酸化ナトリウム水溶液、0.5g/L、30℃の水酸化カリウム水溶液等が好適に用いられる。
なお、pH緩衝液としては、上述したアルカリ水溶液に対応した緩衝液を適宜使用することができる。
Here, it is preferable to use at least one alkaline aqueous solution selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide as the alkaline aqueous solution containing the ions of the metal M1. Moreover, it is preferable that the density | concentration of aqueous alkali solution is 0.1-5 mass%. The temperature of the alkaline aqueous solution is preferably 10 to 60 ° C, more preferably 15 to 45 ° C, and further preferably 20 to 35 ° C.
Specifically, for example, 50 g / L, 40 ° C. phosphoric acid aqueous solution, 0.5 g / L, 30 ° C. sodium hydroxide aqueous solution, 0.5 g / L, 30 ° C. potassium hydroxide aqueous solution, etc. are preferably used. It is done.
In addition, as a pH buffer solution, the buffer solution corresponding to the alkaline aqueous solution mentioned above can be used suitably.

また、アルカリ水溶液への浸せき時間は、5〜120分であるのが好ましく、8〜120分であるのがより好ましく、8〜90分であるのが更に好ましく、10〜90分であるのが特に好ましい。なかでも、10〜60分であるのが好ましく、15〜60分であるのがより好ましい。   Further, the immersion time in the alkaline aqueous solution is preferably 5 to 120 minutes, more preferably 8 to 120 minutes, still more preferably 8 to 90 minutes, and more preferably 10 to 90 minutes. Particularly preferred. Especially, it is preferable that it is 10 to 60 minutes, and it is more preferable that it is 15 to 60 minutes.

〔バリア層除去工程の他の例〕
バリア層除去工程は、上述以外に、陽極酸化膜のバリア層を除去し、貫通孔の底に金属膜の一部が露出する工程でもよい。
この場合、バリア層を除去する方法は特に限定されず、例えば、陽極酸化処理工程の陽極酸化処理における電位よりも低い電位でバリア層を電気化学的に溶解する方法(以下、「電解除去処理」ともいう。);エッチングによりバリア層を除去する方法(以下、「エッチング除去処理」ともいう。);これらを組み合わせた方法(特に、電解除去処理を施した後に、残存するバリア層をエッチング除去処理で除去する方法);等が挙げられる。
[Other examples of barrier layer removal step]
In addition to the above, the barrier layer removing step may be a step in which the barrier layer of the anodized film is removed and a part of the metal film is exposed at the bottom of the through hole.
In this case, the method for removing the barrier layer is not particularly limited. For example, a method of dissolving the barrier layer electrochemically at a potential lower than the potential in the anodizing treatment in the anodizing treatment step (hereinafter referred to as “electrolytic removal treatment”). A method of removing the barrier layer by etching (hereinafter, also referred to as “etching removal treatment”); a combination of these methods (particularly, after the electrolytic removal treatment is performed, the remaining barrier layer is subjected to the etching removal treatment). And the like).

〈電解除去処理〉
電解除去処理は、陽極酸化処理工程の陽極酸化処理における電位(電解電位)よりも低い電位で施す電解処理であれば特に限定されない。
電解溶解処理は、例えば、陽極酸化処理工程の終了時に電解電位を降下させることにより、陽極酸化処理と連続して施すことができる。
<Electrolytic removal treatment>
The electrolytic removal treatment is not particularly limited as long as it is an electrolytic treatment performed at a potential lower than the potential (electrolytic potential) in the anodizing treatment in the anodizing treatment step.
The electrolytic dissolution treatment can be performed continuously with the anodizing treatment, for example, by lowering the electrolytic potential at the end of the anodizing treatment step.

電解除去処理は、電解電位以外の条件については、上述した従来公知の陽極酸化処理と同様の電解液および処理条件を採用することができる。
特に、上述したように電解除去処理と陽極酸化処理とを連続して施す場合は、同様の電解液を用いて処理するのが好ましい。
The electrolytic removal treatment can employ the same electrolytic solution and treatment conditions as those of the above-described conventionally known anodizing treatment except for the electrolytic potential.
In particular, when the electrolytic removal treatment and the anodic oxidation treatment are successively performed as described above, it is preferable to perform treatment using the same electrolytic solution.

(電解電位)
電解除去処理における電解電位は、陽極酸化処理における電解電位よりも低い電位に、連続的または段階的(ステップ状)に降下させるのが好ましい。
ここで、電解電位を段階的に降下させる際の下げ幅(ステップ幅)は、バリア層の耐電圧の観点から、10V以下であることが好ましく、5V以下であることがより好ましく、2V以下であることが更に好ましい。
また、電解電位を連続的または段階的に降下させる際の電圧降下速度は、生産性等の観点から、いずれも1V/秒以下が好ましく、0.5V/秒以下がより好ましく、0.2V/秒以下が更に好ましい。
(Electrolytic potential)
The electrolytic potential in the electrolytic removal treatment is preferably lowered continuously or stepwise (stepwise) to a potential lower than the electrolytic potential in the anodic oxidation treatment.
Here, the reduction width (step width) when the electrolytic potential is lowered stepwise is preferably 10 V or less, more preferably 5 V or less, and more preferably 2 V or less from the viewpoint of the withstand voltage of the barrier layer. More preferably it is.
In addition, the voltage drop rate when dropping the electrolytic potential continuously or stepwise is preferably 1 V / second or less, more preferably 0.5 V / second or less, and 0.2 V / second from the viewpoint of productivity. More preferred is less than a second.

〈エッチング除去処理〉
エッチング除去処理は特に限定されないが、酸水溶液またはアルカリ水溶液を用いて溶解する化学エッチング処理であってもよく、ドライエッチング処理であってもよい。
<Etching removal treatment>
The etching removal process is not particularly limited, but may be a chemical etching process that dissolves using an acid aqueous solution or an alkali aqueous solution, or may be a dry etching process.

(化学エッチング処理)
化学エッチング処理によるバリア層の除去は、例えば、陽極酸化処理工程後の構造物を酸水溶液またはアルカリ水溶液に浸漬させ、マイクロポアの内部に酸水溶液またはアルカリ水溶液を充填させた後に、陽極酸化膜のマイクロポアの開口部側の表面にpH(水素イオン指数)緩衝液に接触させる方法等であり、バリア層のみを選択的に溶解させることができる。
(Chemical etching process)
The removal of the barrier layer by the chemical etching treatment is performed, for example, by immersing the structure after the anodizing treatment step in an acid aqueous solution or an alkali aqueous solution, filling the inside of the micropore with an acid aqueous solution or an alkali aqueous solution, and then removing the anodized film. For example, the surface of the micropore opening side is brought into contact with a pH (hydrogen ion index) buffer solution, and only the barrier layer can be selectively dissolved.

ここで、酸水溶液を用いる場合は、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸またはこれらの混合物の水溶液を用いることが好ましい。また、酸水溶液の濃度は1質量%〜10質量%であることが好ましい。酸水溶液の温度は、15℃〜80℃が好ましく、更に20℃〜60℃が好ましく、更に30℃〜50℃が好ましい。
一方、アルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。また、アルカリ水溶液の濃度は0.1質量%〜5質量%であることが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、10℃〜60℃が好ましく、更に15℃〜45℃が好ましく、更に20℃〜35℃であることが好ましい。なお、アルカリ水溶液には、亜鉛および他の金属を含有していてもよい。
具体的には、例えば、50g/L、40℃のリン酸水溶液、0.5g/L、30℃の水酸化ナトリウム水溶液、0.5g/L、30℃の水酸化カリウム水溶液等が好適に用いられる。
なお、pH緩衝液としては、上述した酸水溶液またはアルカリ水溶液に対応した緩衝液を適宜使用することができる。
Here, when an acid aqueous solution is used, it is preferable to use an aqueous solution of an inorganic acid such as sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, or a mixture thereof. The concentration of the acid aqueous solution is preferably 1% by mass to 10% by mass. The temperature of the acid aqueous solution is preferably 15 ° C to 80 ° C, more preferably 20 ° C to 60 ° C, and further preferably 30 ° C to 50 ° C.
On the other hand, when using an alkaline aqueous solution, it is preferable to use an aqueous solution of at least one alkali selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide. Moreover, it is preferable that the density | concentration of aqueous alkali solution is 0.1 mass%-5 mass%. The temperature of the alkaline aqueous solution is preferably 10 ° C to 60 ° C, more preferably 15 ° C to 45 ° C, and further preferably 20 ° C to 35 ° C. The alkaline aqueous solution may contain zinc and other metals.
Specifically, for example, 50 g / L, 40 ° C. phosphoric acid aqueous solution, 0.5 g / L, 30 ° C. sodium hydroxide aqueous solution, 0.5 g / L, 30 ° C. potassium hydroxide aqueous solution, etc. are preferably used. It is done.
In addition, as a pH buffer solution, the buffer solution corresponding to the acid aqueous solution or alkali aqueous solution mentioned above can be used suitably.

また、酸水溶液またはアルカリ水溶液への浸せき時間は、8分〜120分であることが好ましく、10分〜90分であることがより好ましく、15分〜60分であることが更に好ましい。   The immersion time in the acid aqueous solution or alkaline aqueous solution is preferably 8 minutes to 120 minutes, more preferably 10 minutes to 90 minutes, and further preferably 15 minutes to 60 minutes.

(ドライエッチング処理)
ドライエッチング処理は、例えば、Cl2/Ar混合ガス等のガス種を用いることが好ましい。
(Dry etching process)
For the dry etching treatment, for example, a gas species such as a Cl 2 / Ar mixed gas is preferably used.

〔金属充填工程〕
金属充填工程は、上述のバリア層除去工程の後に、電解めっきを用いて、陽極酸化膜における貫通孔の内部に、例えば、導電物質として金属M2を充填する工程である。
[Metal filling process]
The metal filling step is a step of filling the inside of the through hole in the anodic oxide film with, for example, a metal M2 as a conductive substance using electrolytic plating after the above-described barrier layer removing step.

<金属M2>
上述の金属M2は、電気抵抗率が103Ω・cm以下の材料であるのが好ましく、その具体例としては、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)等が好適に例示される。
中でも、電気伝導性の観点から、Cu、Au、Al、Niが好ましく、Cu、Auがより好ましく、Cuが更に好ましい。
なお、金属充填工程では金属を充填しているが、導電体32は金属に限定されるものではなく、導通物質があればよい。金属にかえて、インジウムがドープされたスズ酸化物(ITO)等を充填してもよい。
<Metal M2>
The metal M2 is preferably a material having an electrical resistivity of 10 3 Ω · cm or less, and specific examples thereof include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), Suitable examples include magnesium (Mg), nickel (Ni), zinc (Zn), and the like.
Among these, from the viewpoint of electrical conductivity, Cu, Au, Al, and Ni are preferable, Cu and Au are more preferable, and Cu is more preferable.
In addition, although the metal is filled in the metal filling step, the conductor 32 is not limited to the metal, and any conductive material may be used. Instead of metal, tin oxide (ITO) doped with indium may be filled.

<金属充填方法>
上述の金属M2をマイクロポアの内部に充填するめっき処理の方法としては、例えば、電解めっき法または無電解めっき法を用いることができる。
ここで、着色等に用いられる従来公知の電解めっき法では、選択的に孔中に金属を高アスペクトで析出(成長)させることは困難である。これは、析出金属が孔内で消費され一定時間以上電解を行なってもめっきが成長しないためと考えられる。
<Metal filling method>
For example, an electrolytic plating method or an electroless plating method can be used as a plating method for filling the inside of the micropores with the metal M2.
Here, in the conventionally known electroplating method used for coloring or the like, it is difficult to selectively deposit (grow) a metal in a hole at a high aspect. This is presumably because the deposited metal is consumed in the holes and the plating does not grow even if electrolysis is performed for a certain period of time.

そのため、本発明の製造方法においては、電解めっき法により金属を充填する場合は、パルス電解または定電位電解の際に休止時間をもうける必要がある。休止時間は、10秒以上必要で、30〜60秒であるのが好ましい。
また、電解液のかくはんを促進するため、超音波を加えることも望ましい。
更に、電解電圧は、通常20V以下であって望ましくは10V以下であるが、使用する電解液における目的金属の析出電位を予め測定し、その電位+1V以内で定電位電解を行なうことが好ましい。なお、定電位電解を行なう際には、サイクリックボルタンメトリを併用できるものが望ましく、Solartron社、BAS社、北斗電工社、IVIUM社等のポテンショスタット装置を用いることができる。
For this reason, in the production method of the present invention, when a metal is filled by an electrolytic plating method, it is necessary to provide a downtime during pulse electrolysis or constant potential electrolysis. The pause time is required to be 10 seconds or longer, and is preferably 30 to 60 seconds.
It is also desirable to add ultrasonic waves to promote stirring of the electrolyte.
Furthermore, the electrolysis voltage is usually 20 V or less, preferably 10 V or less, but it is preferable to measure the deposition potential of the target metal in the electrolytic solution to be used in advance and perform constant potential electrolysis within the potential of +1 V. In addition, when performing constant potential electrolysis, what can use cyclic voltammetry together is desirable, and potentiostat apparatuses, such as Solartron, BAS, Hokuto Denko, IVIUM, etc., can be used.

めっき液は、従来公知のめっき液を用いることができる。
具体的には、銅を析出させる場合には硫酸銅水溶液が一般的に用いられるが、硫酸銅の濃度は、1〜300g/Lであるのが好ましく、100〜200g/Lであるのがより好ましい。また、電解液中に塩酸を添加すると析出を促進することができる。この場合、塩酸濃度は10〜20g/Lであるのが好ましい。
また、金を析出させる場合、テトラクロロ金の硫酸溶液を用い、交流電解でめっきを行なうのが望ましい。
A conventionally well-known plating solution can be used for a plating solution.
Specifically, when copper is precipitated, an aqueous copper sulfate solution is generally used, but the concentration of copper sulfate is preferably 1 to 300 g / L, more preferably 100 to 200 g / L. preferable. Moreover, precipitation can be promoted by adding hydrochloric acid to the electrolytic solution. In this case, the hydrochloric acid concentration is preferably 10 to 20 g / L.
In addition, when gold is deposited, it is desirable to perform plating by alternating current electrolysis using a sulfuric acid solution of tetrachlorogold.

なお、無電解めっき法では、アスペクトの高い貫通孔からなる孔中に金属を完全に充填には長時間を要するので、本発明の製造方法においては、電解めっき法により金属を充填するのが望ましい。   In addition, in the electroless plating method, it takes a long time to completely fill a metal made of a through hole having a high aspect ratio. Therefore, in the manufacturing method of the present invention, it is desirable to fill the metal by an electrolytic plating method. .

本発明においては、上述のバリア層除去工程によりバリア層を除去し、かつ、貫通孔の底部に上述した金属M1からなる金属層が形成されているため、上述した通り、めっき液による水素ガスの発生が抑制され、めっき処理による金属充填が進行しやすくなったと考えられる。   In the present invention, the barrier layer is removed by the above-described barrier layer removing step, and the metal layer made of the above-described metal M1 is formed at the bottom of the through hole. Generation | occurrence | production was suppressed and it is thought that the metal filling by a plating process progressed easily.

〔基板除去工程〕
上述の基板除去工程は、上述の金属充填工程の後に、上述の金属膜を除去し、複合材料を得る工程である。
金属膜を除去する方法は特に限定されず、例えば、溶解により除去する方法等が好適に挙げられる。
[Substrate removal process]
The above-described substrate removal step is a step of removing the metal film and obtaining a composite material after the metal filling step.
The method for removing the metal film is not particularly limited, and for example, a method for removing the metal film by dissolution is preferable.

<金属膜の溶解>
上述の金属膜の溶解は、陽極酸化膜を溶解しにくく、金属膜を構成するアルミニウムを溶解しやすい処理液を用いるのが好ましい。
このような処理液は、アルミニウムに対する溶解速度が、1μm/分以上であるのが好ましく、3μm/分以上であるのがより好ましく、5μm/分以上であるのが更に好ましい。同様に、陽極酸化膜に対する溶解速度が、0.1nm/分以下となるのが好ましく、0.05nm/分以下となるのがより好ましく、0.01nm/分以下となるのが更に好ましい。
具体的には、アルミよりもイオン化傾向の低い金属化合物を少なくとも1種含み、かつ、pHが4以下または8以上となる処理液であるのが好ましく、そのpHが3以下または9以上であるのがより好ましく、2以下または10以上であるのが更に好ましい。
<Dissolution of metal film>
For the dissolution of the metal film described above, it is preferable to use a treatment liquid that hardly dissolves the anodized film and easily dissolves the aluminum constituting the metal film.
Such a treatment liquid preferably has a dissolution rate with respect to aluminum of 1 μm / min or more, more preferably 3 μm / min or more, and further preferably 5 μm / min or more. Similarly, the dissolution rate for the anodic oxide film is preferably 0.1 nm / min or less, more preferably 0.05 nm / min or less, and still more preferably 0.01 nm / min or less.
Specifically, the treatment liquid preferably contains at least one metal compound having a lower ionization tendency than aluminum and has a pH of 4 or less or 8 or more, and the pH is 3 or less or 9 or more. Is more preferably 2 or less or 10 or more.

このような処理液としては、酸またはアルカリ水溶液をベースとし、例えば、マンガン、亜鉛、クロム、鉄、カドミウム、コバルト、ニッケル、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、銅、水銀、銀、パラジウム、白金、金の化合物(例えば、塩化白金酸)、これらのフッ化物、これらの塩化物等を配合したものであるのが好ましい。
中でも、酸水溶液ベースが好ましく、塩化物をブレンドするのが好ましい。
特に、塩酸水溶液に塩化水銀をブレンドした処理液(塩酸/塩化水銀)、塩酸水溶液に塩化銅をブレンドした処理液(塩酸/塩化銅)が、処理ラチチュードの観点から好ましい。
なお、このような処理液の組成は特に限定されず、例えば、臭素/メタノール混合物、臭素/エタノール混合物、王水等を用いることができる。
Such a treatment liquid is based on an acid or alkaline aqueous solution, for example, manganese, zinc, chromium, iron, cadmium, cobalt, nickel, tin, lead, antimony, bismuth, copper, mercury, silver, palladium, platinum, A gold compound (for example, chloroplatinic acid), a fluoride thereof, a chloride thereof, or the like is preferably used.
Among them, an acid aqueous solution base is preferable, and it is preferable to blend a chloride.
In particular, a treatment liquid (hydrochloric acid / mercury chloride) in which mercury chloride is blended with an aqueous hydrochloric acid solution and a treatment liquid (hydrochloric acid / copper chloride) in which copper chloride is blended with an aqueous hydrochloric acid solution are preferable from the viewpoint of treatment latitude.
The composition of such a treatment liquid is not particularly limited, and for example, a bromine / methanol mixture, a bromine / ethanol mixture, aqua regia and the like can be used.

また、このような処理液の酸またはアルカリ濃度は、0.01〜10mol/Lが好ましく、0.05〜5mol/Lがより好ましい。
更に、このような処理液を用いた処理温度は、−10℃〜80℃が好ましく、0℃〜60℃が好ましい。
Moreover, 0.01-10 mol / L is preferable and, as for the acid or alkali concentration of such a processing liquid, 0.05-5 mol / L is more preferable.
Furthermore, the treatment temperature using such a treatment liquid is preferably −10 ° C. to 80 ° C., and preferably 0 ° C. to 60 ° C.

また、上述の金属膜の溶解は、上述の金属充填工程後の金属膜を上述の処理液に接触させることにより行う。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸せき法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸せき法が好ましい。このときの接触時間としては、10秒〜5時間が好ましく、1分〜3時間がより好ましい。   Further, the dissolution of the metal film is performed by bringing the metal film after the metal filling step into contact with the treatment liquid. The method of making it contact is not specifically limited, For example, the immersion method and the spray method are mentioned. Of these, the dipping method is preferred. The contact time at this time is preferably 10 seconds to 5 hours, and more preferably 1 minute to 3 hours.

〔金属突出工程〕
本発明の製造方法においては、作製される複合材料の金属接合性が向上する理由から、上述した第2態様に示す通り、表面金属突出工程および/または裏面金属突出工程を有しているのが好ましい。
ここで、表面金属突出工程とは、上述の金属充填工程の後であって上述の基板除去工程の前に、上述の陽極酸化膜の上述の金属膜ではない側の表面を厚み方向に一部除去し、上述の金属充填工程で充填した上述の金属M2を上述の陽極酸化膜の表面よりも突出させる工程である。
また、裏面金属突出工程とは、上述の基板除去工程の後に、上述の陽極酸化膜の上述の金属膜が設けられていた側の表面を厚み方向に一部除去し、上述の金属充填工程で充填した上述の金属M2を上述の陽極酸化膜の表面よりも突出させる工程である。
[Metal protrusion process]
In the manufacturing method of the present invention, for the reason that the metal bondability of the composite material to be produced is improved, as shown in the second aspect described above, it has a front surface metal protrusion step and / or a rear surface metal protrusion step. preferable.
Here, the surface metal protrusion process is a part of the surface of the anodic oxide film that is not the metal film in the thickness direction after the metal filling process and before the substrate removing process. In this step, the metal M2 removed and filled in the metal filling step is protruded from the surface of the anodic oxide film.
In addition, the back surface metal protrusion process is a process in which a part of the surface of the above anodic oxide film on which the above metal film is provided is removed in the thickness direction after the above substrate removal process, and the above metal filling process. In this step, the filled metal M2 is projected from the surface of the anodic oxide film.

このような金属突出工程における陽極酸化膜の一部除去は、例えば、上述した金属M1および金属M2、特に金属M2を溶解せず、陽極酸化膜、すなわち、酸化アルミニウムを溶解する酸水溶液またはアルカリ水溶液に対して、金属が充填された貫通孔を有する陽極酸化膜を接触させることにより行うことができる。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸せき法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸せき法が好ましい。   Such partial removal of the anodic oxide film in the metal projecting step is, for example, an acid aqueous solution or an alkali aqueous solution that does not dissolve the metal M1 and metal M2, particularly the metal M2, but dissolves the anodic oxide film, that is, aluminum oxide. On the other hand, it can be performed by contacting an anodic oxide film having a through hole filled with metal. The method of making it contact is not specifically limited, For example, the immersion method and the spray method are mentioned. Of these, the dipping method is preferred.

酸水溶液を用いる場合は、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸またはこれらの混合物の水溶液を用いることが好ましい。中でも、クロム酸を含有しない水溶液が安全性に優れる点で好ましい。酸水溶液の濃度は1〜10質量%であるのが好ましい。酸水溶液の温度は、25〜60℃であるのが好ましい。
また、アルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は0.1〜5質量%であるのが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、20〜35℃であるのが好ましい。
具体的には、例えば、50g/L、40℃のリン酸水溶液、0.5g/L、30℃の水酸化ナトリウム水溶液または0.5g/L、30℃の水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
酸水溶液またはアルカリ水溶液への浸せき時間は、8〜120分であるのが好ましく、10〜90分であるのがより好ましく、15〜60分であるのが更に好ましい。ここで、浸漬時間は、短時間の浸漬処理を繰り返した場合には、各浸漬時間の合計をいう。なお、各浸漬処理の間には、洗浄処理を施してもよい。
In the case of using an acid aqueous solution, it is preferable to use an aqueous solution of an inorganic acid such as sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid or a mixture thereof. Especially, the aqueous solution which does not contain chromic acid is preferable at the point which is excellent in safety | security. The concentration of the acid aqueous solution is preferably 1 to 10% by mass. The temperature of the acid aqueous solution is preferably 25 to 60 ° C.
Moreover, when using alkaline aqueous solution, it is preferable to use the aqueous solution of the at least 1 alkali selected from the group which consists of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide. The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 0.1 to 5% by mass. The temperature of the alkaline aqueous solution is preferably 20 to 35 ° C.
Specifically, for example, 50 g / L, 40 ° C. phosphoric acid aqueous solution, 0.5 g / L, 30 ° C. sodium hydroxide aqueous solution or 0.5 g / L, 30 ° C. potassium hydroxide aqueous solution is preferably used. .
The immersion time in the acid aqueous solution or alkali aqueous solution is preferably 8 to 120 minutes, more preferably 10 to 90 minutes, and still more preferably 15 to 60 minutes. Here, the immersion time means the total of each immersion time when a short immersion treatment is repeated. In addition, you may perform a washing process between each immersion process.

また、本発明の製造方法においては、作製される複合材料を異方導電性部材として用いた際に、配線基板等の被接着物との圧着性が良好となる理由から、上述の表面金属突出工程および/または上述の裏面金属突出工程が、上述の金属M2を上述の陽極酸化膜の表面よりも10〜1000nm突出させる工程であるのが好ましく、50〜500nm突出させる工程であるのがより好ましい。   Further, in the manufacturing method of the present invention, when the composite material to be produced is used as an anisotropic conductive member, the above-mentioned surface metal protrusion is used because the pressure bonding property with an adherend such as a wiring board becomes good. The step and / or the above-described back surface metal protrusion step is preferably a step of causing the above-described metal M2 to protrude from the surface of the above-described anodized film by 10 to 1000 nm, and more preferably a step of protruding from 50 to 500 nm. .

更に、本発明の製造方法においては、作製される複合材料と電極とを圧着等の手法により接続(接合)する際に、突出部分が潰れた場合の面方向の絶縁性を十分に確保できる理由から、上述の表面金属突出工程および/または上述の裏面金属突出工程により形成される突出部分のアスペクト比(突出部分の高さ/突出部分の直径)が0.01以上20未満であるのが好ましく、6〜20であるのが好ましい。   Furthermore, in the production method of the present invention, when the produced composite material and the electrode are connected (joined) by a technique such as pressure bonding, the insulation in the surface direction can be sufficiently secured when the protruding portion is crushed. From the above, it is preferable that the aspect ratio (height of the protruding portion / diameter of the protruding portion) of the protruding portion formed by the above-described front surface metal protruding step and / or the above-described back surface metal protruding step is 0.01 or more and less than 20. 6 to 20 is preferable.

なお、上述の導通路を構成する導電体32(図10参照)は、柱状であるのが好ましく、その直径d(図10参照)は、5nm超10μm以下であるのが好ましく、40nm〜1000nmであるのがより好ましい。
また、上述の導通路を構成する導電体32は、金属膜の陽極酸化膜によって互いに絶縁された状態で存在するものであるが、その密度は、2万個/mm2以上であるのが好ましく、200万個/mm2以上であるのがより好ましく、1000万個/mm2以上であるのが更に好ましく、5000万個/mm2以上であるのが特に好ましく、1億個/mm2以上であるのが最も好ましい。
更に、隣接する各導電体の中心間距離p(図10参照)は、20nm〜500nmであるのが好ましく、40nm〜200nmであるのがより好ましく、50nm〜140nmであるのが更に好ましい。
In addition, it is preferable that the conductor 32 (refer FIG. 10) which comprises the above-mentioned conduction path is columnar, and it is preferable that the diameter d (refer FIG. 10) is more than 5 nm and 10 micrometers or less, and is 40 nm-1000 nm. More preferably.
In addition, the conductors 32 constituting the above-described conduction path are present in a state where they are insulated from each other by an anodized film of a metal film, and the density is preferably 20,000 pieces / mm 2 or more, It is more preferably 2 million pieces / mm 2 or more, more preferably 10 million pieces / mm 2 or more, particularly preferably 50 million pieces / mm 2 or more, and 100 million pieces / mm 2 or more. Most preferably.
Furthermore, the center-to-center distance p between adjacent conductors (see FIG. 10) is preferably 20 nm to 500 nm, more preferably 40 nm to 200 nm, and even more preferably 50 nm to 140 nm.

〔樹脂層形成工程〕
本発明の製造方法においては、作製される複合材料の搬送性が向上する理由から、上述した第3態様に示す通り、樹脂層形成工程を有しているのが好ましい。
ここで、樹脂層形成工程とは、上述の金属充填工程の後(上述の表面金属突出工程を有している場合は表面金属突出工程の後)であって上述の基板除去工程の前に、上述の陽極酸化膜の上述の金属膜が設けられていない側の表面に、樹脂層を設ける工程である。
[Resin layer forming step]
In the manufacturing method of this invention, it is preferable to have a resin layer formation process as shown to the 3rd aspect mentioned above from the reason which the conveyance property of the composite material produced improves.
Here, the resin layer forming step is after the above-described metal filling step (after the above-mentioned surface metal protruding step if it has the above-mentioned surface metal protruding step) and before the above-described substrate removing step, This is a step of providing a resin layer on the surface of the above-described anodic oxide film on which the above-described metal film is not provided.

上述の樹脂層を構成する樹脂材料としては、具体的には、例えば、エチレン系共重合体、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びセルロース系樹脂等を挙げることができるが、搬送性の観点と、異方導電性部材として使用しやすくする観点から、上述の樹脂層は、剥離可能な粘着層付きフィルムであるのが好ましく、加熱処理または紫外線露光処理により粘着性が弱くなり、剥離可能となる粘着層付きフィルムであるのがより好ましい。   Specific examples of the resin material constituting the resin layer include an ethylene copolymer, a polyamide resin, a polyester resin, a polyurethane resin, a polyolefin resin, an acrylic resin, and a cellulose resin. However, from the viewpoint of transportability and ease of use as an anisotropic conductive member, the above resin layer is preferably a peelable film with an adhesive layer, and is adhesive by heat treatment or ultraviolet exposure treatment. It is more preferable that the film has a pressure-sensitive adhesive layer that becomes weak and peelable.

上述の粘着層付きフィルムは特に限定されず、熱剥離型の樹脂層、および紫外線(ultraviolet:UV)剥離型の樹脂層等が挙げられる。
ここで、熱剥離型の樹脂層は、常温では粘着力があり、加熱するだけで容易に剥離可能なもので、主に発泡性のマイクロカプセル等を用いたものが多い。
また、粘着層を構成する粘着剤としては、具体的には、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、スチレン−ジエンブロック共重合体系粘着剤等が挙げられる。
また、UV剥離型の樹脂層は、UV硬化型の接着層を有するもので硬化により粘着力が失われて剥離可能になるというものである。
UV硬化型の接着層としては、ベースポリマーに、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖又は主鎖中もしくは主鎖末端に導入したポリマー等が挙げられる。炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。
さらに、アクリル系ポリマーは、架橋させるため、多官能性モノマー等も、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。
炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは単独で使用することができるが、UV硬化性のモノマーやオリゴマーを配合することもできる。
UV硬化型の接着層は、UV照射により硬化させるために光重合開始剤を併用することが好ましい。光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル系化合物;ケタール系化合物;芳香族スルホニルクロリド系化合物;光活性オキシム系化合物;ベンゾフェノン系化合物;チオキサンソン系化合物;カンファーキノン;ハロゲン化ケトン;アシルホスフィノキシド;アシルホスフォナート等が挙げられる。
The above-mentioned film with an adhesive layer is not particularly limited, and examples thereof include a heat release resin layer and an ultraviolet (UV) release resin layer.
Here, the heat-peelable resin layer has adhesive strength at room temperature and can be easily peeled off only by heating, and many of them use mainly foamable microcapsules.
Specific examples of the pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive layer include a rubber-based pressure-sensitive adhesive, an acrylic pressure-sensitive adhesive, a vinyl alkyl ether-based pressure-sensitive adhesive, a silicone-based pressure-sensitive adhesive, a polyester-based pressure-sensitive adhesive, and a polyamide-based pressure-sensitive adhesive. , Urethane adhesives, styrene-diene block copolymer adhesives, and the like.
Further, the UV peelable resin layer has a UV curable adhesive layer, and loses the adhesive force upon curing and can be peeled off.
Examples of the UV curable adhesive layer include a polymer in which a carbon-carbon double bond is introduced into the polymer side chain, main chain, or main chain terminal in the base polymer. As the base polymer having a carbon-carbon double bond, those having an acrylic polymer as a basic skeleton are preferable.
Furthermore, since the acrylic polymer is crosslinked, a polyfunctional monomer or the like can be included as a monomer component for copolymerization, if necessary.
The base polymer having a carbon-carbon double bond can be used alone, but a UV curable monomer or oligomer can also be blended.
The UV curable adhesive layer is preferably used in combination with a photopolymerization initiator in order to be cured by UV irradiation. Photopolymerization initiators include benzoin ether compounds; ketal compounds; aromatic sulfonyl chloride compounds; photoactive oxime compounds; benzophenone compounds; thioxanthone compounds; camphorquinones; halogenated ketones; Phosphonate etc. are mentioned.

熱剥離型の樹脂層の市販品としては、例えば、WS5130C02、WS5130C10等のインテリマー〔登録商標〕テープ(ニッタ株式会社製);ソマタック〔登録商標〕TEシリーズ(ソマール株式会製);No.3198、No.3198LS、No.3198M、No.3198MS、No.3198H、No.3195、No.3196、No.3195M、No.3195MS、No.3195H、No.3195HS、No.3195V、No.3195VS、No.319Y−4L、No.319Y−4LS、No.319Y−4M、No.319Y−4MS、No.319Y−4H、No.319Y−4HS、No.319Y−4LSC、No.31935MS、No.31935HS、No.3193M、No.3193MS等のリバアルファ〔登録商標〕シリーズ(日東電工株式会社製);等が挙げられる。   Commercially available products of the heat-peelable resin layer include, for example, Intellimer [registered trademark] tape (manufactured by Nitta Co., Ltd.) such as WS5130C02 and WS5130C10; 3198, no. 3198LS, no. 3198M, no. 3198MS, no. 3198H, no. 3195, no. 3196, no. 3195M, no. 3195MS, no. 3195H, no. 3195HS, no. 3195V, no. 3195VS, no. 319Y-4L, no. 319Y-4LS, no. 319Y-4M, no. 319Y-4MS, no. 319Y-4H, no. 319Y-4HS, no. 319Y-4LSC, no. 31935MS, no. 31935HS, no. 3193M, no. Ribaalpha [registered trademark] series (manufactured by Nitto Denko Corporation) such as 3193MS;

UV剥離型の樹脂層の市販品としては、例えば、ELP DU−300、ELP DU−2385KS、ELP DU−2187G、ELP NBD−3190K、ELP UE−2091J等のエレップホルダー〔登録商標〕(日東電工株式会社製);Adwill D−210、Adwill D−203、Adwill D−202、Adwill D−175、Adwill D−675(いずれもリンテック株式会社製);スミライト〔登録商標〕FLSのN8000シリーズ(住友ベークライト株式会社製);UC353EP−110(古河電気工業株式会社製);等のダイシングテープ、
ELP RF−7232DB、ELP UB−5133D(いずれも日東電工株式会社製);SP−575B−150、SP−541B−205、SP−537T−160、SP−537T−230(いずれも古河電気工業株式会社製);等のバックグラインドテープを利用することができる。
Examples of commercially available UV peelable resin layers include ELP DU-300, ELP DU-2385KS, ELP DU-2187G, ELP NBD-3190K, ELP UE-2091J and other ELEP holders (registered trademark) (Nitto Denko). Manufactured by); Adwill D-210, Adwill D-203, Adwill D-202, Adwill D-175, Adwill D-675 (all manufactured by Lintec Co., Ltd.); Sumitite [registered trademark] FLS N8000 series (Sumitomo Bakelite) UC353EP-110 (Furukawa Electric Co., Ltd.);
ELP RF-7232DB, ELP UB-5133D (all manufactured by Nitto Denko Corporation); SP-575B-150, SP-541B-205, SP-537T-160, SP-537T-230 (all Furukawa Electric Co., Ltd.) Etc.) can be used.

また、上述の粘着層付きフィルムを貼り付ける方法は特に限定されず、従来公知の表面保護テープ貼付装置やラミネーターを用いて貼り付けることができる。   Moreover, the method of affixing the above-mentioned film with an adhesion layer is not specifically limited, It can affix using a conventionally well-known surface protection tape sticking apparatus and a laminator.

〔巻取工程〕
作製される複合材料の搬送性が更に向上する理由から、上述した任意の樹脂層形成工程の後に上述の樹脂層を有する状態で複合材料をロール状に巻き取る巻取工程を有しているのが好ましい。
ここで、上述の巻取工程における巻き取り方法は特に限定されず、例えば、図22に示すように、所定径および所定幅の巻き芯29に巻き取る方法が挙げられる。
[Winding process]
Since the transportability of the composite material to be produced is further improved, it has a winding step of winding the composite material in a roll shape with the above-described resin layer after the optional resin layer forming step. Is preferred.
Here, the winding method in the above-described winding step is not particularly limited, and examples thereof include a method of winding around a winding core 29 having a predetermined diameter and a predetermined width as shown in FIG.

また、本発明の製造方法においては、上述の巻取工程における巻き取りやすさの観点から、樹脂層を除く複合材料の平均厚みが30μm以下であるのが好ましく、5〜20μmであるのがより好ましい。なお、平均厚みは、樹脂層を除く複合材料を厚さ方向に対してFIBで切削加工し、その断面をFE−SEMにより表面写真(倍率50000倍)を撮影し、10点測定した平均値として算出した。   Moreover, in the manufacturing method of this invention, it is preferable that the average thickness of the composite material except a resin layer is 30 micrometers or less from a viewpoint of the ease of winding in the above-mentioned winding process, and it is 5-20 micrometers more. preferable. The average thickness is the average value obtained by cutting the composite material excluding the resin layer with FIB in the thickness direction, taking a cross-sectional photograph of the surface with FE-SEM (50000 times magnification), and measuring 10 points. Calculated.

〔その他の処理工程〕
本発明の製造方法は、上述した各工程以外に、特許文献1(国際公開第2015/029881号)の[0049]〜[0057]段落に記載された研磨工程、表面平滑化工程、保護膜形成処理、水洗処理を有していてもよい。
また、製造上のハンドリング性や、複合材料を異方導電性部材として用いる観点から、以下に示すような、種々のプロセスや形式を適用することができる。
[Other processing steps]
In addition to the steps described above, the production method of the present invention includes a polishing step, a surface smoothing step, and a protective film formation described in paragraphs [0049] to [0057] of Patent Document 1 (International Publication No. 2015/029881). You may have a process and a water washing process.
In addition, from the viewpoint of handling in manufacturing and using a composite material as an anisotropic conductive member, various processes and formats as shown below can be applied.

<仮接着剤を使用したプロセス例>
本発明においては、上述の基板除去工程によって複合材料を得た後に、複合材料を仮接着剤(Temporary Bonding Materials)を用いてシリコンウェハ上に固定し、研磨により薄層化する工程を有していてもよい。
次いで、薄層化の工程の後、表面を十分に洗浄した後に、上述の表面金属突出工程を行うことができる。
次いで、金属を突出させた表面に、先の仮接着剤よりも接着力の強い仮接着剤を塗布してシリコンウェハ上に固定した後、先の仮接着剤で接着していたシリコンウェハを剥離し、剥離した複合材料側の表面に対して、上述の裏面金属突出工程を行うことができる。
<Example of process using temporary adhesive>
In the present invention, after the composite material is obtained by the above-described substrate removal step, the composite material is fixed on a silicon wafer using a temporary adhesive (Temporary Bonding Materials) and thinned by polishing. May be.
Next, after the thinning step, the surface metal protrusion step described above can be performed after the surface is sufficiently washed.
Next, after applying a temporary adhesive having a stronger adhesive strength to the surface from which the metal is protruded and fixing it onto the silicon wafer, the silicon wafer that had been bonded with the previous temporary adhesive is peeled off. And the above-mentioned back surface metal protrusion process can be performed with respect to the surface of the peeled composite material side.

<ワックスを使用したプロセス例>
本発明においては、上述の基板除去工程によって複合材料を得た後に、複合材料をワックスを用いてシリコンウェハ上に固定し、研磨により薄層化する工程を有していてもよい。
次いで、薄層化の工程の後、表面を十分に洗浄した後に、上述の表面金属突出工程を行うことができる。
次いで、金属を突出させた表面に、仮接着剤を塗布してシリコンウェハ上に固定した後、加熱により先のワックスを溶解させてシリコンウェハを剥離し、剥離した複合材料側の表面に対して、上述の裏面金属突出工程を行うことができる。
なお、固形ワックスを使っても構わないが、スカイコート(日化精工社製)等の液体ワックスを使うと塗布厚均一性の向上を図ることができる。
<Example of process using wax>
In this invention, after obtaining a composite material by the above-mentioned board | substrate removal process, you may have the process of fixing a composite material on a silicon wafer using a wax, and thinning by grinding | polishing.
Next, after the thinning step, the surface metal protrusion step described above can be performed after the surface is sufficiently washed.
Next, a temporary adhesive is applied to the surface from which the metal is protruded and fixed on the silicon wafer, and then the wax is dissolved by heating to peel off the silicon wafer. The above-mentioned back surface metal protrusion process can be performed.
Although solid wax may be used, the use of liquid wax such as Skycoat (manufactured by Nikka Seiko Co., Ltd.) can improve the coating thickness uniformity.

<基板除去処理を後から行うプロセス例>
本発明においては、上述の金属充填工程の後であって上述の基板除去工程の前に、金属膜を仮接着剤、ワックスまたは機能性吸着フィルムを用いて剛性基板(例えば、シリコンウェハ、ガラス基板等)に固定した後に、上述の陽極酸化膜の上述の金属膜が設けられていない側の表面を研磨により薄層化する工程を有していてもよい。
次いで、薄層化の工程の後、表面を十分に洗浄した後に、上述の表面金属突出工程を行うことができる。
次いで、金属を突出させた表面に、絶縁性材料である樹脂材料(例えば.エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等)を塗布したのち、その表面に上述のと同様の手法で剛性基板を貼り付けることができる。樹脂材料による貼り付けは、接着力が仮接着剤等による接着力よりも大きくなるようなものを選択し、樹脂材料による貼り付けの後に、最初に貼り付けた剛性基板は剥離し、上述した基板除去工程、研磨工程および裏面金属突出処理工程を順に行うことができる。
なお、機能性吸着フィルムとしては、Q−chuck(登録商標)(丸石産業株式会社製)等を使用することができる。
<Example of a process for performing substrate removal processing later>
In the present invention, after the metal filling step and before the substrate removing step, the metal film is made of a rigid substrate (for example, silicon wafer, glass substrate) using a temporary adhesive, wax or a functional adsorption film. Etc.), the surface of the above-described anodic oxide film on which the above-mentioned metal film is not provided may be thinned by polishing.
Next, after the thinning step, the surface metal protrusion step described above can be performed after the surface is sufficiently washed.
Next, after applying a resin material (eg, epoxy resin, polyimide resin, etc.) that is an insulating material to the surface from which the metal is projected, a rigid substrate can be attached to the surface by the same method as described above. . For the pasting with the resin material, select the one whose adhesive strength is greater than the adhesive strength with the temporary adhesive, etc., and after pasting with the resin material, the first rigid substrate is peeled off, and the above-mentioned substrate A removal process, a polishing process, and a back surface metal protrusion treatment process can be sequentially performed.
In addition, as a functional adsorption film, Q-chuck (trademark) (made by Maruishi Sangyo Co., Ltd.) etc. can be used.

複合材料が剥離可能な層によって剛体基板(例えば、シリコンウェハ、ガラス基板等)に貼り付けられた状態で製品として供されることが好ましい。
このような供給形態においては、複合材料を接合部材として利用する場合には、複合材料の表面をデバイス表面に仮接着し、剛体基板を剥離した後に接続対象となるデバイスを適切な場所に設置し、加熱圧着することで上下のデバイスを複合材料によって接合することができる。
また、剥離可能な層には、熱剥離層を用いても構わないし、ガラス基板との組合せで光剥離層を用いても構わない。
The composite material is preferably provided as a product in a state where the composite material is attached to a rigid substrate (for example, a silicon wafer, a glass substrate, or the like) by a peelable layer.
In such a supply form, when the composite material is used as a joining member, the surface of the composite material is temporarily bonded to the device surface, and the device to be connected is installed in an appropriate place after the rigid substrate is peeled off. The upper and lower devices can be joined by a composite material by thermocompression bonding.
Further, as the peelable layer, a heat peeling layer may be used, or a photo peeling layer may be used in combination with a glass substrate.

また、上述の各工程は、各工程を枚葉で行うことも可能であるし、金属膜のコイルを原反としてウェブで連続処理することもできる。
また、連続処理する場合には各工程間に適切な洗浄工程、乾燥工程を設置することが好ましい。
Moreover, each process mentioned above can also perform each process by a sheet | seat, and can also carry out a continuous process with a web by using the coil of a metal film as an original fabric.
Moreover, when performing a continuous process, it is preferable to install an appropriate washing | cleaning process and drying process between each process.

以下、複合材料30(図10等参照)を用いた半導体パッケージについて説明する。
(半導体パッケージ)
〔半導体パッケージの製造方法1〕
例えば、上述の〔金属充填工程〕の後に、上述の複合材料の表面に半導体素子を搭載して、上述の金属M2と半導体素子の電極を接合する半導体素子実装工程と、樹脂でモールドするモールド工程と、上述の〔基板除去工程〕をこの順に有する製造方法により、図29に示す半導体パッケージ40を作製することができる。
図29は半導体パッケージの第1の例を示す模式的断面図である。なお、以下に示す図29〜図37において、上述の図10に示す複合材料30と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図29に示す半導体パッケージ40は、複合材料30の表面30aに半導体素子42が載置され、複合材料30と半田ボール45により電気的に接続されている。複合材料30の表面30aは半導体素子42を含めてモールド樹脂44で覆われている。
Hereinafter, a semiconductor package using the composite material 30 (see FIG. 10 and the like) will be described.
(Semiconductor package)
[Semiconductor package manufacturing method 1]
For example, after the above [metal filling step], a semiconductor element mounting step for mounting a semiconductor element on the surface of the above-mentioned composite material and bonding the above-mentioned metal M2 and the electrode of the semiconductor element, and a molding step for molding with resin Then, the semiconductor package 40 shown in FIG. 29 can be manufactured by the manufacturing method having the above-mentioned [substrate removing step] in this order.
FIG. 29 is a schematic cross-sectional view showing a first example of a semiconductor package. 29 to 37 shown below, the same components as those of the composite material 30 shown in FIG. 10 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In the semiconductor package 40 shown in FIG. 29, the semiconductor element 42 is placed on the surface 30 a of the composite material 30 and is electrically connected to the composite material 30 by the solder balls 45. The surface 30 a of the composite material 30 is covered with a mold resin 44 including the semiconductor element 42.

[半導体素子実装工程]
本発明の複合材料に半導体素子を実装する場合、加熱による実装を伴うが、半田リフローを含めての熱圧着による実装、およびフリップチップによる実装では、均一かつ確実な実装を施す観点から、最高到達温度は220〜350℃が好ましく、240〜320℃がより好ましく、260〜300℃が特に好ましい。
これらの最高到達温度を維持する時間としては、同観点から2秒〜10分が好ましく、5秒〜5分がより好ましく、10秒〜3分が特に好ましい。
また、アルミニウム基板と陽極酸化膜との熱膨張率差に起因して陽極酸化膜内に発生するクラックを抑制する観点から、上述の最高到達温度に到達する前に、所望の一定温度で5秒〜10分、より好ましくは10秒〜5分、特に好ましくは20秒〜3分の熱処理を施す方法をとることもできる。所望の一定温度としては、80〜200℃であることが好ましく、100〜180℃がより好ましく、120〜160℃が特に好ましい。
また、ワイヤーボンディングでの実装時の温度としては、確実な実装を施す観点から、80〜300℃が好ましく、90〜250℃がより好ましく、100〜200℃が特に好ましい。加熱時間としては、2秒〜10分が好ましく、5秒〜5分がより好ましく、10秒〜3分が特に好ましい。
[Semiconductor element mounting process]
When a semiconductor element is mounted on the composite material of the present invention, it is accompanied by mounting by heating. However, in the mounting by thermocompression including solder reflow and the mounting by flip chip, the highest level is achieved from the viewpoint of uniform and reliable mounting. The temperature is preferably 220 to 350 ° C, more preferably 240 to 320 ° C, and particularly preferably 260 to 300 ° C.
The time for maintaining these maximum temperatures is preferably from 2 seconds to 10 minutes, more preferably from 5 seconds to 5 minutes, and particularly preferably from 10 seconds to 3 minutes.
Further, from the viewpoint of suppressing cracks generated in the anodic oxide film due to the difference in thermal expansion coefficient between the aluminum substrate and the anodic oxide film, the desired constant temperature is reached for 5 seconds before the above-mentioned maximum temperature is reached. A method of performing a heat treatment for 10 minutes to 10 minutes, more preferably 10 seconds to 5 minutes, and particularly preferably 20 seconds to 3 minutes can be used. The desired constant temperature is preferably 80 to 200 ° C, more preferably 100 to 180 ° C, and particularly preferably 120 to 160 ° C.
Moreover, as temperature at the time of mounting by wire bonding, from a viewpoint of performing reliable mounting, 80-300 degreeC is preferable, 90-250 degreeC is more preferable, and 100-200 degreeC is especially preferable. The heating time is preferably 2 seconds to 10 minutes, more preferably 5 seconds to 5 minutes, and particularly preferably 10 seconds to 3 minutes.

〔半導体パッケージの製造方法2〕
上述の〔金属充填工程〕の後に、上述の複合材料の表面に半田もしくは銀ペースト、またはフィラーが充填された樹脂ペーストによって半導体素子を搭載する素子搭載工程と、樹脂でモールドするモールド工程と、上述のモールド樹脂に穴を開けて素子電極と上述の金属M2を露出する穴あけ工程と、上述の金属M2と半導体素子の電極を電気的に導通させる配線形成工程と、上述の配線を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、上述の〔基板除去工程〕をこの順に有する製造方法により、図30に示す半導体パッケージ40を作製することができる。
図30は半導体パッケージの第2の例を示す模式的断面図である。
図30に示す半導体パッケージ40は、複合材料30の表面30aに半導体素子42が載置されて電気的に接続されている。複合材料30の表面30aは半導体素子42を含めてモールド樹脂44で覆われている。モールド樹脂44には、半導体素子42の電極と、複合材料30の導電体32とを電気的に導通させる配線を形成するための穴46が形成されている。穴46を通る配線47が設けられている。配線47により半導体素子42の電極と、複合材料30の金属M2とが電気的に導通される。また、モールド樹脂44の上面に、配線47を覆う絶縁層48が設けられている。
[Semiconductor package manufacturing method 2]
After the above [metal filling step], an element mounting step for mounting a semiconductor element with a resin paste in which solder or silver paste or a filler is filled on the surface of the composite material, a molding step for molding with resin, Forming a hole in the mold resin to expose the element electrode and the metal M2, a wiring forming process for electrically connecting the metal M2 and the electrode of the semiconductor element, and an insulating layer covering the wiring The semiconductor package 40 shown in FIG. 30 can be manufactured by the manufacturing method which has the insulating layer formation process to form and the above-mentioned [substrate removal process] in this order.
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view showing a second example of a semiconductor package.
In the semiconductor package 40 shown in FIG. 30, a semiconductor element 42 is placed on the surface 30a of the composite material 30 and electrically connected thereto. The surface 30 a of the composite material 30 is covered with a mold resin 44 including the semiconductor element 42. A hole 46 is formed in the mold resin 44 for forming a wiring that electrically connects the electrode of the semiconductor element 42 and the conductor 32 of the composite material 30. A wiring 47 passing through the hole 46 is provided. The wiring 47 electrically connects the electrode of the semiconductor element 42 and the metal M2 of the composite material 30. An insulating layer 48 that covers the wiring 47 is provided on the upper surface of the mold resin 44.

<配線形成工程>
上述の配線形成工程は、上述の複合材料の少なくとも一面に配線を形成する工程である。
ここで、上述の配線を形成する方法は、例えば、電解めっき処理、無電解めっき処理、置換めっき処理等の種々めっき処理;スパッタリング処理;蒸着処理;等を施す方法が挙げられる。これらのうち、耐熱性が高い観点から、金属のみの層形成であることが好ましく、厚膜、均一形成化および高密着性の観点から、めっき処理による層形成が特に好ましい。上述のめっき処理は、非導電性物質(複合材料)に対するめっき処理になるため、シード層と呼ばれる還元金属層を設けた後、その金属層を利用して厚い金属層を形成する手法を用いるのが好ましい。
上述のシード層は、スパッタリング処理により形成するのが好ましい。また、上述のシード層の形成には、無電解めっきを用いてもよく、めっき液としては、例えば、金属塩、還元剤等の主成分と、例えば、pH調整剤、緩衝剤、錯化剤、促進剤、安定剤および改良剤等の補助成分とから構成される溶液を用いるのが好ましい。
なお、めっき液としては、SE−650・666・680、SEK−670・797、SFK−63(いずれも日本カニゼン社製)、メルプレートNI−4128、エンプレートNI−433、エンプレートNI−411(いずれもメルテックス社製)等の市販品を適宜用いることができる。
また、上述の配線の材料として銅を用いる場合、硫酸、硫酸銅、塩酸、ポリエチレングリコールおよび界面活性剤を主成分とし、その他各種添加剤を加えた種々の電解液を用いることができる。
<Wiring formation process>
The above-described wiring forming step is a step of forming a wiring on at least one surface of the above-described composite material.
Here, examples of the method for forming the wiring include a method of performing various plating processes such as an electrolytic plating process, an electroless plating process, and a displacement plating process; a sputtering process; a vapor deposition process; Among these, from the viewpoint of high heat resistance, it is preferable to form a layer only of metal, and from the viewpoint of thick film, uniform formation and high adhesion, layer formation by plating is particularly preferable. Since the plating process described above is a plating process for a non-conductive substance (composite material), a method of forming a thick metal layer using the metal layer after providing a reduced metal layer called a seed layer is used. Is preferred.
The above seed layer is preferably formed by a sputtering process. In addition, electroless plating may be used for the formation of the seed layer, and examples of the plating solution include main components such as metal salts and reducing agents, and pH adjusting agents, buffering agents, and complexing agents. It is preferable to use a solution composed of auxiliary components such as accelerators, stabilizers and improvers.
In addition, as a plating solution, SE-650 * 666 * 680, SEK-670 * 797, SFK-63 (all manufactured by Nippon Kanisen Co., Ltd.), Melplate NI-4128, Enplate NI-433, Enplate NI-411 Commercial products such as those manufactured by Meltex can be used as appropriate.
In addition, when copper is used as the wiring material described above, various electrolytic solutions containing sulfuric acid, copper sulfate, hydrochloric acid, polyethylene glycol, and a surfactant as main components and various other additives can be used.

このようにして形成される配線は、半導体素子等の実装の設計に応じ、公知の方法でパターン形成される。また、実際に半導体素子等が実装される箇所には、再度、半田も含む金属を設け、熱圧着、フリップチップ、またはワイヤーボンディング等で接続しやすい様に適宜加工することができる。
好適な金属としては、半田、または金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、ニッケル(Ni)等の金属素材が好ましく、加熱による半導体素子等の実装の観点では、半田、またはNiを介してAu、またはAgを設ける方法が接続信頼性の観点から好ましい。
具体的には、パターンが形成された銅(Cu)配線上に、ニッケル(Ni)を介して金(Au)を形成する方法としては、Niストライクめっきを施し、その後にAuめっきを施す方法が挙げられる。
ここで、Niストライクめっきは、Cu配線の表面酸化層の除去とAu層密着性確保を目的に施される。
また、Niストライクめっきには、一般的なNi/塩酸混合液を用いてもよく、NIPS−100(日立化成工業製)等の市販品を用いてもよい。
一方、Auめっきは、Niストライクめっきを施した後に、ワイヤーボンディングまたは半田の濡れ性を向上させる目的で施される。また、Auめっきは無電解めっきで生成させるのが好ましく、HGS−5400(日立化成工業社製)、ミクロファブAuシリーズ、ガルバノマイスターGBシリーズ、プレシャスハブIGシリーズ(いずれも田中貴金属社製)等の市販の処理液を用いることができる。
The wiring formed in this way is patterned by a known method according to the mounting design of a semiconductor element or the like. Further, a metal including solder is again provided at a place where a semiconductor element or the like is actually mounted, and can be appropriately processed so as to be easily connected by thermocompression bonding, flip chip, wire bonding, or the like.
As a suitable metal, a metal material such as solder or gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), magnesium (Mg), nickel (Ni) is preferable. From the viewpoint of mounting reliability, a method of providing Au or Ag via solder or Ni is preferable from the viewpoint of connection reliability.
Specifically, as a method of forming gold (Au) via nickel (Ni) on a copper (Cu) wiring on which a pattern is formed, Ni strike plating is performed, and then Au plating is performed. Can be mentioned.
Here, the Ni strike plating is performed for the purpose of removing the surface oxide layer of the Cu wiring and ensuring the adhesion of the Au layer.
For Ni strike plating, a general Ni / hydrochloric acid mixed solution may be used, or a commercially available product such as NIPS-100 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) may be used.
On the other hand, Au plating is performed for the purpose of improving wire bonding or solder wettability after performing Ni strike plating. The Au plating is preferably generated by electroless plating, such as HGS-5400 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), microfab Au series, galvanomister GB series, precious hub IG series (all manufactured by Tanaka Kikinzoku). A commercially available processing solution can be used.

この他、上述の配線を用いて本発明の複合材料と半導体素子等とを接続する態様としては、例えば、C4(Controlled Collapse Chip Connection)バンプ、はんだボール、およびCuピラー等によるフリップチップ接続、ならびに導電粒子配列型の異方導電膜(ACF)を用いた接続等も挙げられるが、本発明の態様がこれらに限定されるものではない。   In addition, as an aspect of connecting the composite material of the present invention and the semiconductor element or the like using the above-described wiring, for example, flip chip connection using C4 (Controlled Collapse Chip Connection) bumps, solder balls, Cu pillars, and the like, and Examples include connection using a conductive particle array type anisotropic conductive film (ACF), but the embodiment of the present invention is not limited thereto.

[同軸構造]
この他、上述の配線を、例えば、図37および図38に示すように、信号電流が流れる複数の線状導体100の周囲に、所定の間隔を空けてグランド配線103に接続された複数の線状導体100を配置することもできる。この構造は、同軸線路と同等の構造であるため、シールド(遮蔽)効果を奏することができる。また、隣接して配置され、異なる信号電流が流れる複数の線状導体100間には、グランド配線103に接続された複数の線状導体100が配置されることになる。このため、隣接して配置され、異なる信号電流が流れる複数の線状導体100間に生じる電気的結合(容量結合)を低減することができ、信号電流が流れる複数の線状導体100自体がノイズ源となることを抑制することができる。図37では、信号電流が流れる複数の線状導体100は、絶縁性基材101に形成され互いに電気的に絶縁されており、かつ信号配線102に電気的に接続されている。信号配線102およびグランド配線103には、それぞれ絶縁層104により電気的に絶縁された配線層105に、電気的に接続されている。
[Coaxial structure]
In addition, for example, as shown in FIG. 37 and FIG. 38, the above-described wiring is connected to the ground wiring 103 at a predetermined interval around the plurality of linear conductors 100 through which the signal current flows. A shaped conductor 100 can also be disposed. Since this structure is equivalent to a coaxial line, a shielding (shielding) effect can be achieved. Further, a plurality of linear conductors 100 connected to the ground wiring 103 are arranged between the plurality of linear conductors 100 that are arranged adjacent to each other and through which different signal currents flow. For this reason, it is possible to reduce electrical coupling (capacitive coupling) between the plurality of linear conductors 100 that are arranged adjacent to each other and through which different signal currents flow. It can suppress becoming a source. In FIG. 37, a plurality of linear conductors 100 through which a signal current flows are formed on an insulating substrate 101, are electrically insulated from each other, and are electrically connected to a signal wiring 102. Each of the signal wiring 102 and the ground wiring 103 is electrically connected to a wiring layer 105 that is electrically insulated by an insulating layer 104.

<絶縁層形成工程>
上述の絶縁層形成工程は、上述の絶縁層を形成する工程である。
上述の絶縁層を形成する方法としては特に限定されないが、上述の絶縁層として後述の樹脂を用いる場合、例えば、ラミネータ装置を用いて上述の複合材料の上に積層させる方法、スピンコータ装置を用いて上述の複合材料の上に塗布する方法、フリップチップボンディング装置を用いて上述の複合材料と上述の半導体素子の接合と同時に絶縁層を形成する方法等が挙げられる。
<Insulating layer formation process>
The above insulating layer forming step is a step of forming the above insulating layer.
The method for forming the insulating layer is not particularly limited. However, when the resin described later is used as the insulating layer, for example, a method of laminating the above composite material using a laminator device, a spin coater device is used. Examples thereof include a method of coating on the above-described composite material, and a method of forming an insulating layer simultaneously with the bonding of the above-described composite material and the above-described semiconductor element using a flip chip bonding apparatus.

(絶縁層)
絶縁層の材料としては、絶縁性が高い素材であれば特に限定されず、その具体例としては、例えば、空気、ガラス、アルミナ等の無機絶縁体、樹脂等の有機絶縁体等が挙げられ、これらを1種単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。これらのうち、安価であり熱伝導率が高い理由から樹脂を用いるのが好ましい。
(Insulating layer)
The material of the insulating layer is not particularly limited as long as it is a highly insulating material, and specific examples thereof include inorganic insulators such as air, glass and alumina, organic insulators such as resins, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a resin because it is inexpensive and has high thermal conductivity.

上述の樹脂の材質は、熱硬化性樹脂が好ましい。上述の熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、および、ポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂がより好ましい。
また、上述の樹脂としては、耐熱性、耐候性、耐光性に優れた樹脂を用いることが好ましい。
また、上述の樹脂には、所定の機能を持たせるため、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質、紫外線吸収剤、および、酸化防止剤からなる群から選択される少なくとも1種を混合することもできる。
また、上述の樹脂として接着性組成物を用いることもでき、例えば、通称:アンダーフィル材(液体)、NCP(Non Conductive Paste)(ペースト状)、NCF(Non Conductive Film)(フィルム状)と呼称される半導体用の接着剤が挙げられ、ドライフィルムレジスト等も使用できる。
さらに、上述の絶縁層としては、上述の配線としても記載した導電粒子配列型の異方導電膜(ACF)を使用してもよい。
もっとも、本発明において、上述の絶縁層の態様としては、上述のものに限定されない。
The material of the above resin is preferably a thermosetting resin. The thermosetting resin is preferably at least one selected from the group consisting of epoxy resins, modified epoxy resins, silicone resins, modified silicone resins, acrylate resins, urethane resins, and polyimide resins. Epoxy resins, silicone resins, and modified silicone resins are more preferable.
Moreover, it is preferable to use resin excellent in heat resistance, a weather resistance, and light resistance as said resin.
Moreover, in order to give the above-mentioned resin a predetermined function, at least one selected from the group consisting of a filler, a diffusing agent, a pigment, a fluorescent material, a reflective material, an ultraviolet absorber, and an antioxidant is used. It can also be mixed.
Moreover, an adhesive composition can also be used as the above-mentioned resin, for example, commonly referred to as underfill material (liquid), NCP (Non Conductive Paste) (paste form), NCF (Non Conductive Film) (film form) For example, a dry film resist can be used.
Furthermore, as the above-mentioned insulating layer, a conductive particle array type anisotropic conductive film (ACF) described also as the above-mentioned wiring may be used.
However, in the present invention, the above-described insulating layer is not limited to the above-described embodiment.

<穴あけ工程>
穴あけ工程は、レーザー加工、ドリル加工、ドライエッチング等物理的な方法、およびウエットエッチングによる化学的な方法が考えられるが、これらの方法に限定されない。
<Drilling process>
The drilling process may be a physical method such as laser processing, drilling, or dry etching, or a chemical method using wet etching, but is not limited to these methods.

〔半導体パッケージの製造方法3〕
上述の半導体パッケージの製造方法1、および半導体パッケージの製造方法2に記載の、上述の金属充填工程と上述の半導体素子実装工程、または半導体素子搭載工程の間に、複合材料の表面にマスク層を形成するマスク層形成工程と、上述の陽極酸化膜に充填した上述の金属M2、金属M1を除去する充填金属除去工程と、上述のマスク層を除去するマスク層除去工程とをこの順に有する製造方法により、図31に示す半導体パッケージ40を作製することができる。
図31は半導体パッケージの第3の例を示す模式的断面図である。
図31に示す半導体パッケージ40は、図29に示す半導体パッケージ40に比して複合材料30の構成が異なる点以外は同じ構成である。複合材料30は、充填金属除去工程により金属M2、金属M1が除去された部分に樹脂49が充填されている。複合材料30と半導体素子42とは除去されていない導電体32に設けられた半田ボール45により電気的に接続されている。
[Semiconductor Package Manufacturing Method 3]
A mask layer is formed on the surface of the composite material between the metal filling step and the semiconductor element mounting step or the semiconductor element mounting step described in the semiconductor package manufacturing method 1 and the semiconductor package manufacturing method 2 described above. The manufacturing method which has the mask layer formation process to form, the above-mentioned metal M2 with which the above-mentioned anodic oxide film was filled, the filling metal removal process which removes metal M1, and the mask layer removal process which removes the above-mentioned mask layer in this order Thus, the semiconductor package 40 shown in FIG. 31 can be manufactured.
FIG. 31 is a schematic cross-sectional view showing a third example of a semiconductor package.
The semiconductor package 40 shown in FIG. 31 has the same configuration except that the configuration of the composite material 30 is different from that of the semiconductor package 40 shown in FIG. In the composite material 30, the resin 49 is filled in the portion where the metal M <b> 2 and the metal M <b> 1 are removed by the filling metal removal step. The composite material 30 and the semiconductor element 42 are electrically connected by solder balls 45 provided on the conductor 32 that is not removed.

〔半導体パッケージの製造方法4〕
上述の半導体パッケージの製造方法1、および半導体パッケージ2に記載の上述の金属充填工程と上述の半導体素子実装工程、または半導体素子搭載工程の間に、上述の複合材料の表面にマスク層を形成するマスク層形成工程と、上述の複合材料を除去する複合材料除去工程と、上述の複合材料を除去した部分に樹脂を充填する樹脂充填工程と、上述のマスク層を除去するマスク層除去工程とをこの順に有する製造方法により、図32に示す半導体パッケージ40を作製することができる。
図32は半導体パッケージの第4の例を示す模式的断面図である。
図32に示す半導体パッケージ40は、図29に示す半導体パッケージ40に比して複合材料30の構成が異なる点以外は同じ構成である。複合材料30は、複合材料除去工程により除去された部分に、樹脂充填工程により樹脂59が充填されている。複合材料30と半導体素子42とは除去されていない導電体32に設けられた半田ボール45により電気的に接続されている。
[Semiconductor Package Manufacturing Method 4]
A mask layer is formed on the surface of the above-mentioned composite material between the above-described metal filling step described in the semiconductor package manufacturing method 1 and the semiconductor package 2 and the above-described semiconductor element mounting step or the semiconductor element mounting step. A mask layer forming step, a composite material removing step for removing the above-described composite material, a resin filling step for filling the resin from which the composite material has been removed, and a mask layer removing step for removing the above-mentioned mask layer The semiconductor package 40 shown in FIG. 32 can be manufactured by the manufacturing method in this order.
FIG. 32 is a schematic cross-sectional view showing a fourth example of a semiconductor package.
The semiconductor package 40 shown in FIG. 32 has the same configuration except that the configuration of the composite material 30 is different from that of the semiconductor package 40 shown in FIG. In the composite material 30, the resin 59 is filled in the portion removed by the composite material removal step by the resin filling step. The composite material 30 and the semiconductor element 42 are electrically connected by solder balls 45 provided on the conductor 32 that is not removed.

<マスク層形成工程>
上述のマスク層形成工程は、上述の〔金属充填工程〕の後に複合材料の表面に、所定の開口パターン(開口部)を有するマスク層を形成する工程である。
上述のマスク層は、例えば、上述の複合材料の表面に画像記録層を形成した後に、上述の画像記録層に対して露光または加熱によりエネルギーを付与して所定の開口パターンに現像する方法等により形成することができる。ここで、上述の画像記録層を形成する材料は特に限定されず、従来公知の感光層(フォトレジスト層)または感熱層を形成する材料を用いることができ、必要に応じて、赤外線吸収剤等の添加剤も含有していてもよい。
<Mask layer forming step>
The above-described mask layer forming step is a step of forming a mask layer having a predetermined opening pattern (opening) on the surface of the composite material after the above [metal filling step].
The mask layer is formed by, for example, a method in which an image recording layer is formed on the surface of the composite material described above, and then energy is applied to the image recording layer by exposure or heating to develop it into a predetermined opening pattern. Can be formed. Here, the material for forming the above-mentioned image recording layer is not particularly limited, and a conventionally known material for forming a photosensitive layer (photoresist layer) or a heat-sensitive layer can be used. If necessary, an infrared absorber or the like These additives may also be contained.

<マスク層除去工程>
上述のマスク層除去工程は、上述のマスク層を除去する工程である。
ここで、上述のマスク層を除去する方法は特に限定されず、例えば、上述のマスク層を溶解し、かつ、上述のアルミニウム基板および上述の陽極酸化膜を溶解しない液体を用いて、上述のマスク層溶解し、除去する方法が挙げられる。このような液体としては、例えば、上述のマスク層に感光層および感熱層を用いる場合は、公知の現像液が挙げられる。
<Mask layer removal process>
The above-described mask layer removing step is a step of removing the above-described mask layer.
Here, the method for removing the above-described mask layer is not particularly limited. For example, the above-described mask is prepared using a liquid that dissolves the above-described mask layer and does not dissolve the above-described aluminum substrate and the above-described anodic oxide film. A method of dissolving and removing the layer can be mentioned. As such a liquid, for example, when a photosensitive layer and a heat-sensitive layer are used for the above-described mask layer, a known developer may be used.

<充填金属除去工程>
上述の充填金属除去工程は、上述のマスク層の開口部の下部に存在する複合材料中の導電体32を構成する金属M2、金属M1を除去する工程である。ここで、上述の金属M2、金属M1を除去する方法は特に限定されず、例えば、過酸化水素水や酸性水溶液、またはそれらの混合液を用いて金属M2、金属M1を溶解させる方法等が挙げられる。
<Filling metal removal process>
The above-described filling metal removing step is a step of removing the metal M2 and the metal M1 constituting the conductor 32 in the composite material existing under the opening of the mask layer. Here, the method for removing the metal M2 and the metal M1 is not particularly limited, and examples thereof include a method of dissolving the metal M2 and the metal M1 using a hydrogen peroxide solution, an acidic aqueous solution, or a mixture thereof. It is done.

<複合材料除去工程>
上述の複合材料除去工程は、上述のマスク層の開口部の下部に存在する複合材料を除去する工程である。
ここで、上述の複合材料を除去する方法は特に限定されず、例えば、アルカリエッチング水溶液または酸性水溶液を用いて複合材料の陽極酸化膜を溶解させる方法等が挙げられる。
<Composite material removal process>
The above-described composite material removing step is a step of removing the composite material existing under the opening of the mask layer.
Here, the method for removing the above-described composite material is not particularly limited, and examples thereof include a method of dissolving the anodic oxide film of the composite material using an alkaline etching aqueous solution or an acidic aqueous solution.

<水洗処理>
上述の各処理の工程終了後には水洗を行うのが好ましい。水洗には、純水、井水、および水道水等を用いることができる。処理液の次工程への持ち込みを防ぐためにニップ装置を用いてもよい。
<Washing treatment>
It is preferable to carry out water washing after the above-described processes. For washing, pure water, well water, tap water, or the like can be used. A nip device may be used to prevent the processing liquid from being brought into the next process.

〔半導体パッケージの製造方法5〕
上述の〔基板除去工程〕の後に、露出した複合材料の表面に少なくとも1層以上の配線層を形成する配線層形成工程を有する製造方法により、図33に示す半導体パッケージ40を作製することができる。
図33は半導体パッケージの第5の例を示す模式的断面図である。
図33に示す半導体パッケージ40は、図29に示す半導体パッケージ40に比して複合材料30の裏面30bに配線基板50が設けられている点が異なる以外は同じ構成である。
配線基板50は、電気絶縁性を有する絶縁性基材52に配線層54が設けられている。配線層54は、一方が複合材料30の導電体32と電気的に接続され、他方が半田ボール45に電気的に接続されている。これにより、半導体素子42から信号等を半導体パッケージ40の外部に取り出すことができる。また、半導体パッケージ40の外部から半導体素子42に信号、電圧、または電流等を供給することができる。
[Semiconductor package manufacturing method 5]
The semiconductor package 40 shown in FIG. 33 can be manufactured by a manufacturing method including a wiring layer forming process in which at least one wiring layer is formed on the surface of the exposed composite material after the above [substrate removing process]. .
FIG. 33 is a schematic cross-sectional view showing a fifth example of a semiconductor package.
The semiconductor package 40 shown in FIG. 33 has the same configuration as the semiconductor package 40 shown in FIG. 29 except that the wiring substrate 50 is provided on the back surface 30b of the composite material 30.
In the wiring board 50, a wiring layer 54 is provided on an insulating base 52 having electrical insulation. One of the wiring layers 54 is electrically connected to the conductor 32 of the composite material 30, and the other is electrically connected to the solder balls 45. Thereby, a signal or the like can be taken out from the semiconductor package 40 from the semiconductor element 42. Further, a signal, voltage, current, or the like can be supplied to the semiconductor element 42 from the outside of the semiconductor package 40.

〔半導体パッケージの製造方法6〕
上述の〔半導体パッケージの製造方法5〕の配線層形成工程の後に、上述の半導体パッケージと半導体素子が搭載されたパッケージ基板の接合を少なくとも1回以上行う工程を有する製造方法により、図34に示すように半導体パッケージ基板を積層したPoP(Package on Package)基板41を作製することができる。
[Semiconductor Package Manufacturing Method 6]
FIG. 34 shows a manufacturing method including a step of bonding the semiconductor package and the package substrate on which the semiconductor element is mounted at least once after the wiring layer forming step of [Semiconductor package manufacturing method 5]. Thus, a PoP (Package on Package) substrate 41 in which semiconductor package substrates are stacked can be produced.

図34は半導体パッケージ基板を積層した構成を示す模式的断面図である。
図34に示すPoP基板41は、半導体パッケージ基板40aと半導体パッケージ基板40bとが積層され、半田ボール68により電気的に接続されている。半導体パッケージ基板40aは、複合材料30の表面30aに配線層56が設けられている。配線層56は絶縁層57に、例えば、2つの配線58が設けられている。各配線58は、半田ボール45により1つの半導体素子42と電気的に接続されている。配線層56および1つの半導体素子42はモールド樹脂44で覆われている。
また、複合材料30の裏面30bに配線層60が設けられている。配線層60は絶縁性基材61に、2つの配線層62が設けられている。各配線層62は、それぞれ複合材料30の導電体32を介して半田ボール45と電気的に接続されている。
半導体パッケージ基板40bは、例えば、基板64の両側に電極65が設けられ、中央部に2つの電極66が設けられている。中央部の各電極66は、それぞれ半田ボール45を介して半導体素子42と電気的に接続されている。基板64の両側の電極65は、それぞれ半田ボール68を介して半導体パッケージ基板40aの配線層62と電気的に接続されている。
FIG. 34 is a schematic cross-sectional view showing a configuration in which semiconductor package substrates are stacked.
A PoP substrate 41 shown in FIG. 34 includes a semiconductor package substrate 40 a and a semiconductor package substrate 40 b that are stacked and electrically connected by solder balls 68. The semiconductor package substrate 40 a is provided with a wiring layer 56 on the surface 30 a of the composite material 30. The wiring layer 56 is provided with, for example, two wirings 58 on the insulating layer 57. Each wiring 58 is electrically connected to one semiconductor element 42 by a solder ball 45. The wiring layer 56 and one semiconductor element 42 are covered with a mold resin 44.
A wiring layer 60 is provided on the back surface 30 b of the composite material 30. The wiring layer 60 is provided with two wiring layers 62 on an insulating base 61. Each wiring layer 62 is electrically connected to the solder ball 45 via the conductor 32 of the composite material 30.
In the semiconductor package substrate 40b, for example, electrodes 65 are provided on both sides of the substrate 64, and two electrodes 66 are provided in the center. Each electrode 66 in the center is electrically connected to the semiconductor element 42 via the solder ball 45. The electrodes 65 on both sides of the substrate 64 are electrically connected to the wiring layer 62 of the semiconductor package substrate 40a via solder balls 68, respectively.

〔半導体パッケージの製造方法7〕
上述の〔半導体パッケージの製造方法2〕に記載の絶縁層形成工程の後に、上述の絶縁層の下にある上述の配線を露出するために絶縁層に穴をあける工程を有する製造方法により、図35に示す半導体パッケージ40を作製することができる。こうして、部品内蔵基板を作製することができる。
図35は半導体パッケージの第6の例を示す模式的断面図である。
図35に示す半導体パッケージ40は、図30に示す半導体パッケージ40に比して絶縁層48に配線47を露出する穴49が設けられている点以外は同じ構成である。
[Semiconductor package manufacturing method 7]
After the insulating layer forming step described in [Semiconductor Package Manufacturing Method 2], the manufacturing method includes a step of forming a hole in the insulating layer to expose the above-described wiring under the insulating layer. The semiconductor package 40 shown in FIG. 35 can be manufactured. In this way, a component built-in substrate can be manufactured.
FIG. 35 is a schematic cross-sectional view showing a sixth example of a semiconductor package.
The semiconductor package 40 shown in FIG. 35 has the same configuration as the semiconductor package 40 shown in FIG. 30 except that a hole 49 for exposing the wiring 47 is provided in the insulating layer 48.

なお、本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、実装形態としては、例えば、SoC(System on a chip)、SiP(System in Package)、PoP(Package on Package)、PiP(Polysilicon Insulater Polysilicon)、CSP(Chip Scale Package)、TSV(Through Silicon Via)等が挙げられる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and examples of mounting forms include SoC (System on a chip), SiP (System in Package), PoP (Package on Package), and PiP (Polysilicon Insulater). Polysilicon), CSP (Chip Scale Package), TSV (Through Silicon Via), and the like.

より詳細には、例えば、本発明の複合材料は、半導体素子単体のデータ信号、および電源の接続に加えて、グランド部および熱伝導部としても使用できる。   More specifically, for example, the composite material of the present invention can be used as a ground part and a heat conduction part in addition to a data signal of a semiconductor element and a connection of a power source.

また、本発明の複合材料は、2個以上の半導体素子間のデータ信号または電源の接続に加えて、グランド部および熱伝導部としても使用できる。このような態様としては、例えば、以下の例におけるインターポーザーとして本発明の複合材料を使用したものが挙げられる。
・3次元SoCのロジックデバイス(例えば、ホモジニアス基板(インターポーザー上にFPGA(Field Programmable Gate Array)を複数層積層したもの)、ヘテロジニアス基板(インターポーザー上にデジタルデバイスと、アナログデバイスと、RFデバイスと、MEMSと、メモリとを積層したもの)等)
・ロジックとメモリとを組み合わせた3次元SiP(Wide I/O)(例えば、インターポーザーの上または上下にCPUとDRAMとを積層したもの、インターポーザーの上または上下にGPUとDRAMとを積層したもの、インターポーザーの上または上下にASIC/FPGAとWideI/Oメモリとを積層したもの、インターポーザーの上または上下にAPEとWideI/Oメモリとを積層したもの等)
・SoCとDRAMとを組み合わせた2.5次元ヘテロジニアス基板
Further, the composite material of the present invention can be used as a ground part and a heat conduction part in addition to connection of a data signal or a power source between two or more semiconductor elements. Examples of such an embodiment include those using the composite material of the present invention as an interposer in the following examples.
・ 3D SoC logic devices (for example, homogeneous substrates (multiple layers of FPGA (Field Programmable Gate Array) stacked on an interposer), heterogeneous substrates (digital devices, analog devices, and RF devices on an interposer) , MEMS and memory stacked)
3D SiP (Wide I / O) combining logic and memory (for example, a stack of CPU and DRAM above or below the interposer, and a stack of GPU and DRAM above or below the interposer , ASIC / FPGA and Wide I / O memory stacked above or below the interposer, APE and Wide I / O memory stacked above or below the interposer, etc.)
・ 2.5-dimensional heterogeneous substrate combining SoC and DRAM

また、本発明の複合材料は、図36に示すように半導体パッケージ40とプリント配線基板70との電気的な接続にも使用できる。プリント配線基板70は、半導体パッケージ40の複合材料30の裏面30bに設けられる。プリント配線基板70は、例えば、樹脂で構成された絶縁性基材72に配線層74が設けられている。配線層74は複合材料30の裏面30bの導電体32と電気的に接続されている。   The composite material of the present invention can also be used for electrical connection between the semiconductor package 40 and the printed wiring board 70 as shown in FIG. The printed wiring board 70 is provided on the back surface 30 b of the composite material 30 of the semiconductor package 40. In the printed wiring board 70, for example, a wiring layer 74 is provided on an insulating base 72 made of resin. The wiring layer 74 is electrically connected to the conductor 32 on the back surface 30 b of the composite material 30.

また、本発明の複合材料は、2個以上の半導体パッケージ同士の接続(PoP)にも使用でき、この場合における態様としては、例えば、本発明の複合材料が、その上下面側に配置された2個の半導体パッケージと、所定の配線を介して接続された態様が挙げられる。
また、本発明の複合材料は、2個以上の半導体素子を基板上に積み重ねる態様や平置きにする態様によってパッケージングしたマルチチップパッケージにも使用でき、この場合における態様としては、例えば、本発明の複合材料上に、2個の半導体素子を積層し、所定の配線を介して接続された態様が挙げられる。
The composite material of the present invention can also be used for connection (PoP) between two or more semiconductor packages. As an aspect in this case, for example, the composite material of the present invention is arranged on the upper and lower surface sides. A mode in which two semiconductor packages are connected to each other through a predetermined wiring can be cited.
The composite material of the present invention can also be used in a multichip package in which two or more semiconductor elements are stacked on a substrate or packaged in a flat manner. For example, the present invention includes, for example, the present invention. There is a mode in which two semiconductor elements are laminated on the composite material and connected via a predetermined wiring.

(電子デバイス)
以下、複合材料を異方導電性部材に用いた電子デバイスについて説明する。
図39は本発明の実施形態の電子デバイスの第1の例を示す模式図である。図40は本発明の実施形態の電子デバイスの半導体素子の端子の構成の一例を示す模式的断面図である。図41は本発明の実施形態の電子デバイスの第2の例を示す模式図である。図42は本発明の実施形態の電子デバイスの第3の例を示す模式図である。図43は本発明の実施形態の電子デバイスの第4の例を示す模式図である。なお、接合体は、電子デバイスの一部を構成するものである。後述の半導体素子が、例えば、接合体の導電領域を有し異方導電性部材に接合した部材である。導電領域は半導体素子の導電を担う端子等に該当する。
(Electronic device)
Hereinafter, an electronic device using the composite material for the anisotropic conductive member will be described.
FIG. 39 is a schematic view showing a first example of an electronic device according to an embodiment of the present invention. FIG. 40 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the terminals of the semiconductor element of the electronic device according to the embodiment of the present invention. FIG. 41 is a schematic diagram illustrating a second example of the electronic device according to the embodiment of the invention. FIG. 42 is a schematic diagram illustrating a third example of the electronic device according to the embodiment of the invention. FIG. 43 is a schematic diagram illustrating a fourth example of the electronic device according to the embodiment of the invention. The joined body constitutes a part of the electronic device. A semiconductor element to be described later is, for example, a member having a conductive region of a bonded body and bonded to an anisotropic conductive member. The conductive region corresponds to a terminal or the like responsible for the conduction of the semiconductor element.

図39に示す電子デバイス80のように、異方導電性を示す異方導電性部材82を介して半導体素子84と半導体素子86とを積層方向Dsに接合して、半導体素子84と半導体素子86とを電気的に接続してもよい。異方導電性部材82は、積層方向Dsに導通する導電体32(図10参照)を有し、TSV(Through Silicon Via)の機能を果たす。なお、異方導電性部材82はインターポーザーとしても利用することができる。   Like the electronic device 80 shown in FIG. 39, the semiconductor element 84 and the semiconductor element 86 are joined in the stacking direction Ds via the anisotropic conductive member 82 having anisotropic conductivity, and the semiconductor element 84 and the semiconductor element 86 are joined. May be electrically connected. The anisotropic conductive member 82 includes a conductor 32 (see FIG. 10) that conducts in the stacking direction Ds, and functions as a TSV (Through Silicon Via). The anisotropic conductive member 82 can also be used as an interposer.

半導体素子84、86は、例えば、図40に示すように、それぞれ複数の端子90を有する。複数の端子90は、半導体を接合するものである。端子90は、半導体素子84、86を電気的に接続する端子90aと、半導体素子84、86を接合するが電気的には接続しない端子90bとを含む。端子90aは半導体素子84、86の信号を外部に取り出すものである。端子90bは半導体素子84、86で発生した熱を外部に放熱したり、電子デバイス80の接合強度を維持したりするためのものである。
端子90は、例えば、図40に示す構成である。図40に示すように半導体素子84、86は、半導体層92と、再配線層94と、パッシベーション層96とを有する。再配線層94とパッシベーション層96とは電気的に絶縁された絶縁層である。半導体層92の表面92aには、特定の機能を発揮する回路等が形成された素子領域(図示せず)が設けられている。素子領域については後に説明する。なお、半導体層92の表面92aが、半導体の端子90が設けられている面に相当する。
半導体層92の表面92a上に再配線層94が設けられている。再配線層94では、半導体層92の素子領域に電気的に接続される配線97が設けられている。配線97にパッド98が設けられており、配線97とパッド98は導通する。配線97とパッド98とにより、素子領域との信号の授受が可能となり、かつ素子領域への電圧等の供給ができる。
For example, as shown in FIG. 40, the semiconductor elements 84 and 86 each have a plurality of terminals 90. The plurality of terminals 90 are for bonding semiconductors. The terminal 90 includes a terminal 90a that electrically connects the semiconductor elements 84 and 86, and a terminal 90b that joins the semiconductor elements 84 and 86 but does not electrically connect them. The terminal 90a is for taking out signals from the semiconductor elements 84 and 86 to the outside. The terminal 90b is for radiating the heat generated in the semiconductor elements 84 and 86 to the outside and maintaining the bonding strength of the electronic device 80.
The terminal 90 has a configuration shown in FIG. 40, for example. As shown in FIG. 40, the semiconductor elements 84 and 86 include a semiconductor layer 92, a rewiring layer 94, and a passivation layer 96. The rewiring layer 94 and the passivation layer 96 are electrically insulated insulating layers. On the surface 92a of the semiconductor layer 92, an element region (not shown) in which a circuit or the like that exhibits a specific function is formed. The element region will be described later. The surface 92a of the semiconductor layer 92 corresponds to the surface on which the semiconductor terminals 90 are provided.
A rewiring layer 94 is provided on the surface 92 a of the semiconductor layer 92. In the rewiring layer 94, a wiring 97 that is electrically connected to the element region of the semiconductor layer 92 is provided. A pad 98 is provided on the wiring 97, and the wiring 97 and the pad 98 are electrically connected. With the wiring 97 and the pad 98, signals can be exchanged with the element region, and a voltage or the like can be supplied to the element region.

再配線層94の表面94aにパッシベーション層96が設けられている。パッシベーション層96には、配線97に設けられたパッド98に端子90aが設けられている。端子90aは半導体層92と電気的に接続されている。
また、再配線層94には、配線97が設けられていないが、パッド98だけが設けられている。配線97に設けられていないパッド98に端子90bが設けられている。端子90bは半導体層92と電気的に接続されていない。
A passivation layer 96 is provided on the surface 94 a of the rewiring layer 94. In the passivation layer 96, a terminal 90 a is provided on a pad 98 provided on the wiring 97. The terminal 90a is electrically connected to the semiconductor layer 92.
Further, the rewiring layer 94 is not provided with the wiring 97, but only the pad 98 is provided. A terminal 90 b is provided on a pad 98 that is not provided on the wiring 97. The terminal 90b is not electrically connected to the semiconductor layer 92.

端子90aの端面90cと端子90bの端面90cは、いずれもパッシベーション層96の表面96aと一致しており、いわゆる面一の状態であり、端子90aと端子90bはパッシベーション層96の表面96aから突出していない。図40に示す端子90aと端子90bは、例えば、研磨することによりパッシベーション層96の表面96aと面一にされる。   The end surface 90c of the terminal 90a and the end surface 90c of the terminal 90b are both coincident with the surface 96a of the passivation layer 96 and are in a so-called flush state, and the terminals 90a and 90b protrude from the surface 96a of the passivation layer 96. Absent. The terminals 90a and 90b shown in FIG. 40 are flush with the surface 96a of the passivation layer 96, for example, by polishing.

端子90aと端子90bは、パッシベーション層96の表面96aと面一であることに限定されるものではなく、パッシベーション層96の表面96aに対して突出してもよい。この場合、パッシベーション層96の表面96aに対する端子90aと端子90bの突出量であるリセス量は、例えば、200nm以上1μm以下である。
リセス量が200nm未満では、図40に示す突出していない構成と略同じであり、高い精度で研磨する必要がある。一方、リセス量が1μmを超えると、パッド電極を設ける一般的な構成と同じであり、半田ボール等を用いて接合する必要がある。
端子90aと端子90bがパッシベーション層96の表面96aに対して突出しているため、パッシベーション層96の表面96aに、端子90aと端子90bを保護するための樹脂層(図示せず)を設けてもよい。
The terminals 90a and 90b are not limited to being flush with the surface 96a of the passivation layer 96, and may protrude from the surface 96a of the passivation layer 96. In this case, the recess amount that is the protruding amount of the terminal 90a and the terminal 90b with respect to the surface 96a of the passivation layer 96 is, for example, not less than 200 nm and not more than 1 μm.
If the recess amount is less than 200 nm, it is substantially the same as the non-projecting configuration shown in FIG. On the other hand, when the recess amount exceeds 1 μm, it is the same as a general configuration in which a pad electrode is provided, and it is necessary to join using a solder ball or the like.
Since the terminals 90a and 90b protrude from the surface 96a of the passivation layer 96, a resin layer (not shown) for protecting the terminals 90a and 90b may be provided on the surface 96a of the passivation layer 96. .

上述のリセス量は、半導体素子84、86において端子90aと端子90bとを含む断面の画像を取得し、画像解析により端子90aの輪郭および端子90bの輪郭を取得し、端子90aの端面90cと端子90bの端面90cを検出する。パッシベーション層96の表面96aから端子90aの端面90cとの距離、および端子90bの端面90cの距離を求めることにより得ることができる。
端子90aの端面90cと端子90bの端面90cは、いずれもパッシベーション層96の表面96aから最も離れた位置にある面のことであり、一般的に上面と呼ばれる面のことである。
The above-mentioned recess amount is obtained by obtaining an image of a cross section including the terminals 90a and 90b in the semiconductor elements 84 and 86, obtaining the outline of the terminal 90a and the outline of the terminal 90b by image analysis, and obtaining the end face 90c and the terminal 90c of the terminal 90a. The end face 90c of 90b is detected. It can be obtained by obtaining the distance from the surface 96a of the passivation layer 96 to the end face 90c of the terminal 90a and the distance from the end face 90c of the terminal 90b.
The end surface 90c of the terminal 90a and the end surface 90c of the terminal 90b are both surfaces that are farthest from the surface 96a of the passivation layer 96, and are generally referred to as upper surfaces.

半導体層92は、半導体であれば、特に限定されるものではなく、シリコン等で構成されるが、これに限定されるものではなく、炭化ケイ素、ゲルマニウム、ガリウムヒ素または窒化ガリウム等であってもよい。
再配線層94は、電気的に絶縁性を有するもので構成され、例えば、ポリイミドで構成される。
また、パッシベーション層96も、電気的に絶縁性を有するもので構成され、例えば、窒化珪素(SiN)またはポリイミドで構成される。
配線97およびパッド98は、導電性を有するもので構成され、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金等で構成される。
The semiconductor layer 92 is not particularly limited as long as it is a semiconductor and is made of silicon or the like, but is not limited thereto, and may be silicon carbide, germanium, gallium arsenide, gallium nitride, or the like. Good.
The rewiring layer 94 is made of an electrically insulating material such as polyimide.
The passivation layer 96 is also made of an electrically insulating material, for example, silicon nitride (SiN) or polyimide.
The wiring 97 and the pad 98 are made of a conductive material, for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, or the like.

端子90aおよび端子90bは、配線97およびパッド98と同様に導電性を有するもので構成され、例えば、金属または合金で構成される。具体的には、端子90aおよび端子90bは、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金等で構成される。
なお、端子90aおよび端子90bは、導電性を有するものであればよく、金属または合金で構成されることに限定されるものではなく、半導体素子分野において端子、または電極パッドと呼ばれるものに用いられる材料を適宜利用可能である。
The terminal 90a and the terminal 90b are made of a conductive material like the wiring 97 and the pad 98, and are made of, for example, a metal or an alloy. Specifically, the terminals 90a and 90b are made of, for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, or the like.
Note that the terminals 90a and 90b are not limited to being made of metal or alloy as long as they have conductivity, and are used for what are called terminals or electrode pads in the semiconductor element field. Materials can be used as appropriate.

電子デバイス80は、図39に示す構成以外に、例えば、図41に示す電子デバイス80のように、複合材料を用いた異方導電性部材82を介して半導体素子84と半導体素子86と半導体素子88を積層方向Dsに積層して接合し、かつ電気的に接続した構成としてもよい。
また、図42に示す電子デバイス80のように、インターポーザー87と異方導電性部材82を用いて、半導体素子84と半導体素子86と半導体素子88を積層方向Dsに積層して接合し、かつ電気的に接続した構成としてもよい。
In addition to the configuration shown in FIG. 39, the electronic device 80 includes, for example, a semiconductor element 84, a semiconductor element 86, and a semiconductor element via an anisotropic conductive member 82 using a composite material like the electronic device 80 shown in FIG. 41. 88 may be stacked in the stacking direction Ds, joined, and electrically connected.
Further, as in the electronic device 80 shown in FIG. 42, the semiconductor element 84, the semiconductor element 86, and the semiconductor element 88 are stacked and bonded in the stacking direction Ds using the interposer 87 and the anisotropic conductive member 82, and An electrically connected configuration may be used.

また、図43に示す電子デバイス80のように光学センサーとして機能するものでもよい。図43に示す電子デバイス80は、半導体素子110とセンサチップ112とが異方導電性部材82を介して積層方向Dsに積層されている。また、センサチップ112にはレンズ114が設けられている。
半導体素子110は、ロジック回路が形成されたものであり、センサチップ112で得られる信号を処理することができれば、その構成は特に限定されるものではない。
センサチップ112は、光を検出する光センサーを有するものである。光センサーは、光を検出することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサーまたはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサーが用いられる。
レンズ114は、センサチップ112に光を集光することができれば、その構成は特に限定されるものではなく、例えば、マイクロレンズと呼ばれるものが用いられる。
Further, the electronic device 80 shown in FIG. 43 may function as an optical sensor. In the electronic device 80 shown in FIG. 43, the semiconductor element 110 and the sensor chip 112 are stacked in the stacking direction Ds via the anisotropic conductive member 82. The sensor chip 112 is provided with a lens 114.
The semiconductor element 110 is formed with a logic circuit, and the configuration thereof is not particularly limited as long as signals obtained by the sensor chip 112 can be processed.
The sensor chip 112 has an optical sensor that detects light. The optical sensor is not particularly limited as long as it can detect light. For example, a charge coupled device (CCD) image sensor or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor is used.
The configuration of the lens 114 is not particularly limited as long as it can collect light on the sensor chip 112. For example, a lens called a microlens is used.

なお、上述の半導体素子84、半導体素子86および半導体素子88は、素子領域(図示せず)を有する。
素子領域とは、電子素子として機能するための、コンデンサ、抵抗およびコイル等の各種の素子構成回路等が形成された領域である。素子領域には、例えば、フラッシュメモリ等のようなメモリ回路、マイクロプロセッサおよびFPGA(field-programmable gate array)等のような論理回路が形成された領域、無線タグ等の通信モジュールならびに配線が形成された領域がある。素子領域には、これ以外に、発信回路、またはMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)が形成されてもよい。MEMSとは、例えば、センサー、アクチュエーターおよびアンテナ等である。センサーには、例えば、加速度、音および光等の各種のセンサーが含まれる。
Note that the semiconductor element 84, the semiconductor element 86, and the semiconductor element 88 described above have element regions (not shown).
The element region is a region where various element constituent circuits such as capacitors, resistors, and coils for functioning as electronic elements are formed. In the element region, for example, a memory circuit such as a flash memory, a region where a logic circuit such as a microprocessor and an FPGA (field-programmable gate array) is formed, a communication module such as a wireless tag, and wiring are formed. There are areas. In addition to this, a transmission circuit or MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) may be formed in the element region. The MEMS is, for example, a sensor, an actuator, an antenna, or the like. Examples of the sensor include various sensors such as acceleration, sound, and light.

上述のように、素子領域は素子構成回路等が形成されており、半導体素子には、例えば、再配線層(図示せず)が設けられている。
積層デバイスでは、例えば、論理回路を有する半導体素子と、メモリ回路を有する半導体素子の組合せとすることができる。また、半導体素子を全てメモリ回路を有するものとしてもよく、また、全て論理回路を有するものとしてもよい。また、電子デバイス80における半導体素子の組合せとしては、センサー、アクチュエーターおよびアンテナ等と、メモリ回路と論理回路との組み合わせでもよく、電子デバイス80の用途等に応じて適宜決定されるものである。
As described above, an element configuration circuit or the like is formed in the element region, and a rewiring layer (not shown) is provided in the semiconductor element, for example.
In a stacked device, for example, a combination of a semiconductor element having a logic circuit and a semiconductor element having a memory circuit can be used. Further, all the semiconductor elements may have a memory circuit, and all the semiconductor elements may have a logic circuit. Further, the combination of the semiconductor elements in the electronic device 80 may be a combination of a sensor, an actuator, an antenna, and the like, a memory circuit, and a logic circuit, and is appropriately determined according to the use of the electronic device 80 and the like.

〔半導体素子〕
半導体素子は、上述の半導体パッケージおよび電子デバイスに用いられるものである。半導体素子としては、特に限定されず、上述のもの以外に、例えば、ロジックLSI(Large Scale Integration)(例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASSP(Application Specific Standard Product)等)、マイクロプロセッサ(例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等)、メモリ(例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、HMC(Hybrid Memory Cube)、MRAM(MagneticRAM:磁気メモリ)とPCM(Phase-Change Memory:相変化メモリ)、ReRAM(Resistive RAM:抵抗変化型メモリ)、FeRAM(Ferroelectric RAM:強誘電体メモリ)、フラッシュ・メモリ(NAND(Not AND)フラッシュ)等)、LED(Light Emitting Diode)、(例えば、携帯端末のマイクロフラッシュ、車載用、プロジェクタ光源、LCDバックライト、一般照明等)、パワー・デバイス、アナログIC(Integrated Circuit)、(例えば、DC(Direct Current)−DC(Direct Current)コンバータ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、(例えば、加速度センサ、圧力センサ、振動子、ジャイロセンサ等)、ワイヤレス(例えば、GPS(Global Positioning System)、FM(Frequency Modulation)、NFC(Nearfieldcommunication)、RFEM(RF Expansion Module)、MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)、WLAN(WirelessLocalAreaNetwork)等)、ディスクリート素子、BSI(Back Side Illumination)、CIS(Contact Image Sensor)、カメラモジュール、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)、Passiveデバイス、SAW(Surface Acoustic Wave)フィルタ、RF(Radio Frequency)フィルタ、RFIPD(Radio Frequency Integrated Passive Devices)、BB(Broadband)等が挙げられる。
半導体素子は、例えば、1つで完結したものであり、半導体素子単体で、回路またはセンサ等の特定の機能を発揮するものである。
[Semiconductor element]
The semiconductor element is used for the above-described semiconductor package and electronic device. The semiconductor element is not particularly limited, and other than those described above, for example, logic LSI (Large Scale Integration) (for example, ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), ASSP (Application Specific Standard Product). )), Microprocessor (for example, CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), etc.), memory (for example, DRAM (Dynamic Random Access Memory), HMC (Hybrid Memory Cube), MRAM (Magnetic RAM: magnetic memory) ) And PCM (Phase-Change Memory), ReRAM (Resistive RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), flash memory (NAND (Not AND) flash), etc.), LED (Light Emitting Diode), (for example, micro flash for portable terminals, in-vehicle use Projector light source, LCD backlight, general lighting, etc.), power device, analog IC (Integrated Circuit), (eg DC (Direct Current) -DC (Direct Current) converter, insulated gate bipolar transistor (IGBT), etc.), MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) (for example, acceleration sensors, pressure sensors, vibrators, gyro sensors, etc.), wireless (for example, GPS (Global Positioning System), FM (Frequency Modulation), NFC (Nearfield communication), RFEM (RF Expansion) Module), MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit), WLAN (Wireless Local Area Network), etc.), discrete element, BSI (Back Side Illumination), CIS (Contact Image Sensor), camera module, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), Passive device, SAW (Surface A Examples include a coustic wave (RF) filter, an RF (Radio Frequency) filter, an RFIPD (Radio Frequency Integrated Passive Devices), and a BB (Broadband).
For example, a single semiconductor element is completed, and the semiconductor element alone exhibits a specific function such as a circuit or a sensor.

電子デバイスとしては、1つの半導体素子に複数の半導体素子を接合する形態である1対複数の形態に限定されるものではなく、複数の半導体素子と複数の半導体素子とを接合する形態である複数対複数の形態でもよい。
図44は本発明の実施形態の電子デバイスの第5の例を示す模式図であり、図45は本発明の実施形態の電子デバイスの第6の例を示す模式図であり、図46は本発明の実施形態の電子デバイスの第7の例を示す模式図であり、図47は本発明の実施形態の電子デバイスの第8の例を示す模式図である。
The electronic device is not limited to a one-to-multiple form in which a plurality of semiconductor elements are joined to one semiconductor element, but a plurality of forms in which a plurality of semiconductor elements and a plurality of semiconductor elements are joined. Multiple forms may be used.
44 is a schematic view showing a fifth example of the electronic device according to the embodiment of the present invention, FIG. 45 is a schematic view showing a sixth example of the electronic device according to the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 47 is a schematic diagram illustrating a seventh example of the electronic device according to the embodiment of the invention, and FIG. 47 is a schematic diagram illustrating an eighth example of the electronic device according to the embodiment of the present invention.

複数対複数の形態としては、例えば、図44に示すように、1つの半導体素子84に対して、異方導電性部材82を用いて半導体素子86と半導体素子88とが接合され、かつ電気的に接続された形態の電子デバイス80aが例示される。半導体素子84は、インターポーザー機能を有するものであってもよい。
また、例えば、インターポーザー機能を有するデバイス上に、論理回路を有する論理チップ、およびメモリーチップ等の複数のデバイスを積層することも可能である。また、この場合、それぞれのデバイスごとに電極サイズが異なっていても接合することができる。
図45に示す電子デバイス80bでは、電極118の大きさは同じではなく、大きさが異なるものが混在しているが、1つの半導体素子84に対して、異方導電性部材82を用いて半導体素子86と半導体素子88とが接合され、かつ電気的に接続されている。さらに半導体素子86に半導体素子116が異方導電性部材82を用いて接合され、かつ電気的に接続されている。半導体素子86と半導体素子88とに跨って半導体素子117が異方導電性部材82を用いて接合され、かつ電気的に接続されている。
For example, as shown in FIG. 44, the semiconductor element 86 and the semiconductor element 88 are joined to one semiconductor element 84 by using an anisotropic conductive member 82, as shown in FIG. The electronic device 80a in the form connected to the is illustrated. The semiconductor element 84 may have an interposer function.
For example, a plurality of devices such as a logic chip having a logic circuit and a memory chip can be stacked on a device having an interposer function. In this case, bonding can be performed even if the electrode size is different for each device.
In the electronic device 80b shown in FIG. 45, the electrodes 118 are not the same in size but are mixed in different sizes. However, a semiconductor element 84 is used for the semiconductor element 84 by using the anisotropic conductive member 82. The element 86 and the semiconductor element 88 are joined and electrically connected. Further, the semiconductor element 116 is joined to the semiconductor element 86 using the anisotropic conductive member 82 and is electrically connected thereto. The semiconductor element 117 is joined and electrically connected across the semiconductor element 86 and the semiconductor element 88 using the anisotropic conductive member 82.

また、図46に示す電子デバイス80cのように、1つの半導体素子84に対して、異方導電性部材82を用いて半導体素子86と半導体素子88とが接合され、かつ電気的に接続されている。さらに半導体素子86に半導体素子116と半導体素子117とが異方導電性部材82を用いて接合され、半導体素子88に半導体素子121が異方導電性部材82を用いて接合され、かつ電気的に接続されている構成とすることもできる。   In addition, as in the electronic device 80c shown in FIG. 46, the semiconductor element 86 and the semiconductor element 88 are joined and electrically connected to one semiconductor element 84 using the anisotropic conductive member 82. Yes. Further, the semiconductor element 116 and the semiconductor element 117 are bonded to the semiconductor element 86 using the anisotropic conductive member 82, the semiconductor element 121 is bonded to the semiconductor element 88 using the anisotropic conductive member 82, and electrically A connected configuration can also be adopted.

上述のような構成の場合に、光導波路を含むようなデバイス表面にVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)のような発光素子、およびCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサーのような受光素子を積層することで高周波を想定したシリコンフォトニクスへの対応も可能となる。
例えば、図47に示す電子デバイス80dのように、1つの半導体素子84に対して、異方導電性部材82を用いて半導体素子86と半導体素子88とが接合され、かつ電気的に接続されている。さらに半導体素子86に半導体素子116と半導体素子117とが異方導電性部材82を用いて接合され、半導体素子88に半導体素子121が異方導電性部材82を用いて接合され、かつ電気的に接続されている。半導体素子84には光導波路123が設けられている。半導体素子88には発光素子125が設けられ、半導体素子86には受光素子126が設けられている。半導体素子88の発光素子125から出力された光Loは、半導体素子84の光導波路123を通過し、半導体素子86の受光素子126に出射光Ldとして出射される。これにより、上述のシリコンフォトニクスに対応することができる。
なお、異方導電性部材82には、光Loおよび出射光Ldの光路に相当する箇所に穴122が形成されている。
In the case of the configuration described above, a light emitting element such as a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) and a light receiving element such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor are stacked on the device surface including the optical waveguide. This makes it possible to support silicon photonics that assumes high frequencies.
For example, as in an electronic device 80d shown in FIG. 47, a semiconductor element 86 and a semiconductor element 88 are joined and electrically connected to one semiconductor element 84 using an anisotropic conductive member 82. Yes. Further, the semiconductor element 116 and the semiconductor element 117 are bonded to the semiconductor element 86 using the anisotropic conductive member 82, the semiconductor element 121 is bonded to the semiconductor element 88 using the anisotropic conductive member 82, and electrically It is connected. The semiconductor element 84 is provided with an optical waveguide 123. The semiconductor element 88 is provided with a light emitting element 125, and the semiconductor element 86 is provided with a light receiving element 126. The light Lo output from the light emitting element 125 of the semiconductor element 88 passes through the optical waveguide 123 of the semiconductor element 84 and is emitted as the outgoing light Ld to the light receiving element 126 of the semiconductor element 86. Thereby, it can respond to the above-mentioned silicon photonics.
In the anisotropic conductive member 82, a hole 122 is formed at a location corresponding to the optical path of the light Lo and the emitted light Ld.

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の金属膜、構造体、複合材料、金属膜の製造方法、構造体の製造方法、および複合材料の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。   The present invention is basically configured as described above. The metal film, structure, composite material, metal film manufacturing method, structure manufacturing method, and composite material manufacturing method of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments. Of course, various improvements or modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、および、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
本実施例では、下記表1に示す実施例1〜9および比較例1〜3について欠陥を評価した。欠陥の評価結果を下記表1に示す。なお、下記表1において「―」は該当するものがないことを示す。次に、評価項目である欠陥について説明する。
The features of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, reagents, substance amounts and ratios thereof, and operations shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
In this example, defects were evaluated for Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 1 below. The evaluation results of the defects are shown in Table 1 below. In Table 1 below, “-” indicates that there is no applicable item. Next, defects that are evaluation items will be described.

(欠陥個数)
製造した構造体に銅を充填して複合材料を得た。複合材料の片面を研磨した後、研磨面を光学顕微鏡にて観察して、欠陥を見つけることを試みた。そして、欠陥数を数え、面積5mm×5mm当りの欠陥数を求め、以下に示す欠陥個数の評価基準にて、欠陥個数を評価した。
なお、上述の片面研磨は以下のように実施した。まず、8インチウエハに製造した複合材料をQ−chuck(登録商標)(丸石産業株式会社製)にて貼付け、MAT社製研磨装置を用いて複合材料を算術平均粗さ(JIS(日本工業規格) B0601:2001)が0.02μmになるまで研磨した。研磨には、アルミナを含む砥粒を用いた。
欠陥個数の評価基準
「A」:100個/(5mm×5mm)未満
「B」:100個/(5mm×5mm)以上500個/(5mm×5mm)未満
「C」:500個/(5mm×5mm)以上1000個/(5mm×5mm)未満
「D」:1000個/(5mm×5mm)以上
(Number of defects)
The manufactured structure was filled with copper to obtain a composite material. After polishing one side of the composite material, an attempt was made to find defects by observing the polished surface with an optical microscope. Then, the number of defects was counted to determine the number of defects per area of 5 mm × 5 mm, and the number of defects was evaluated according to the following defect number evaluation criteria.
The above-described single-side polishing was performed as follows. First, the composite material manufactured on an 8-inch wafer was attached with Q-chuck (registered trademark) (manufactured by Maruishi Sangyo Co., Ltd.), and the composite material was subjected to arithmetic average roughness (JIS (Japanese Industrial Standard) using a polishing apparatus manufactured by MAT. ) Polishing was performed until B0601: 2001) was 0.02 μm. Abrasive grains containing alumina were used for polishing.
Evaluation criteria for the number of defects “A”: less than 100 pieces / (5 mm × 5 mm) “B”: more than 100 pieces / (5 mm × 5 mm) and less than 500 pieces / (5 mm × 5 mm) “C”: 500 pieces / (5 mm × 5 mm) or more and less than 1000 pieces / (5 mm × 5 mm) “D”: 1000 pieces / (5 mm × 5 mm) or more

以下、実施例1〜9および比較例1〜3について説明する。
(実施例1)
<金属膜の作製>
連続鋳造法を用いて純度99.992質量%のアルミニウム溶湯を冷却速度600℃/秒で凝固、圧延し100μmのアルミニウム箔を得た。このアルミニウム箔を直径200mm(8インチ)のウエハ上にQ−chuck(登録商標)(丸石産業株式会社製)を用いて貼合し、その後以下に示す電解研磨を用いた平滑化処理を施し金属膜を得た。
金属膜の厚みは、100μmであった。金属膜の厚みは、上述のアルミニウム箔を直接マイクロメーターで測定した値である。
アルミニウム箔の純度は、連続鋳造に用いるアルミニウム溶湯を汲み取って固めたものを溶解してICP(Inductively Coupled Plasma)発光分析法を用いて測定した。
Hereinafter, Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 will be described.
Example 1
<Production of metal film>
Using a continuous casting method, a molten aluminum having a purity of 99.992% by mass was solidified and rolled at a cooling rate of 600 ° C./second to obtain a 100 μm aluminum foil. This aluminum foil is bonded onto a wafer having a diameter of 200 mm (8 inches) using Q-chuck (registered trademark) (manufactured by Maruishi Sangyo Co., Ltd.), and then subjected to a smoothing process using electropolishing as shown below. A membrane was obtained.
The thickness of the metal film was 100 μm. The thickness of the metal film is a value obtained by directly measuring the above aluminum foil with a micrometer.
The purity of the aluminum foil was measured using an ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis method after melting and hardening a molten aluminum used for continuous casting.

第2相粒子の個数は、以下に説明するように熱フェノール法を用いて金属膜の第2相粒子を単離して、第2相粒子を得た。第2相粒子の個数を数え、1mm当りの個数を求めた。
リービッヒ冷却管等を用い蒸気が外部に漏れないようにした状態で沸騰させたフェノール(170〜180℃、150ml)に、金属膜の0.1gの試料片を加え1〜5分間加熱溶解した。溶解を確認後,加熱を停止し10分間空冷し140℃まで温度が低下したところで、50ml(ミリリットル)のベンジルアルコールを加えフェノール溶液を希釈した状態で冷却し50℃以下になったところで、更にベンジルアルコールを800ml加えて溶液を5倍希釈した上で、200ml毎に取分け個々をメッシュサイズが0.1ミクロンのメンブランフィルターにより濾過した。それぞれの濾上をベンジルアルコールで2回更にメタノールで洗浄し乾燥して溶解残渣である金属間化合物を得た。それぞれのフィルター上に捕獲された金属間化合物粒子の個数はフィルター表面を直接電子顕微鏡で観察し上から計数した。観察倍率は10000倍とし、観察視野数は50視野/フィルター1枚として、1枚のフィルター上捕獲された金属間化合物個数を算出し、フィルター5枚分の合計を母材0.1g中の金属間化合物の数として算出した。溶解残渣が金属間化合物であることはX線回折を行い同定した。
実施例1は第2相粒子の個数(個/mm)が10超10以下であった。
金属膜の表面粗さRtは、AFM(原子間力顕微鏡、SII(セイコーインスツル)社製)のタッピングモードを用いて測定した。実施例1は表面粗さRtが0.05μm超0.1μm以下であった。
The number of the second phase particles was obtained by isolating the second phase particles of the metal film using a hot phenol method as described below. The number of second phase particles was counted to determine the number per 1 mm 3 .
A 0.1 g sample piece of a metal film was added to phenol (170 to 180 ° C., 150 ml) boiled in a state where steam was not leaked to the outside using a Liebig condenser or the like, and heated and dissolved for 1 to 5 minutes. After confirming dissolution, heating was stopped, air cooling was performed for 10 minutes, and when the temperature dropped to 140 ° C, 50 ml (milliliter) of benzyl alcohol was added and the phenol solution was diluted and cooled to 50 ° C or lower. After 800 ml of alcohol was added to dilute the solution 5 times, the solution was separated every 200 ml and filtered through a membrane filter having a mesh size of 0.1 micron. Each filter was washed twice with benzyl alcohol with methanol and dried to obtain an intermetallic compound as a dissolution residue. The number of intermetallic compound particles captured on each filter was counted from above by directly observing the filter surface with an electron microscope. The observation magnification is 10,000 times, the number of observation fields is 50 fields / one filter, the number of intermetallic compounds captured on one filter is calculated, and the total of five filters is the metal in 0.1 g of the base material. It calculated as the number of intermetallic compounds. It was identified by performing X-ray diffraction that the dissolution residue was an intermetallic compound.
In Example 1, the number of second phase particles (pieces / mm 3 ) was more than 10 2 and 10 4 or less.
The surface roughness Rt of the metal film was measured using a tapping mode of AFM (Atomic Force Microscope, manufactured by SII (Seiko Instruments)). In Example 1, the surface roughness Rt was more than 0.05 μm and 0.1 μm or less.

<平滑化処理>
平滑化処理として電解研磨を実施した。電解研磨は、上述の金属膜に対して、以下組成の電解研磨液を用いて、電圧25V、液温度65℃、液流速3.0m/分の条件で実施した。
陰極はカーボン電極とし、電源は、GP0110−30R(株式会社高砂製作所社製)を用いた。また、電解液の流速は渦式フローモニターFLM22−10PCW(アズワン株式会社製)を用いて計測した。
(電解研磨液組成)
・85質量%リン酸(和光純薬社製試薬) 660mL
・純水 160mL
・硫酸 150mL
・エチレングリコール 30mL
<Smoothing process>
Electropolishing was performed as a smoothing treatment. Electropolishing was carried out on the above metal film using an electropolishing liquid having the following composition under conditions of a voltage of 25 V, a liquid temperature of 65 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min.
The cathode was a carbon electrode, and GP0110-30R (manufactured by Takasago Seisakusho Co., Ltd.) was used as the power source. Further, the flow rate of the electrolyte was measured using a vortex flow monitor FLM22-10PCW (manufactured by ASONE Corporation).
(Electrolytic polishing liquid composition)
-660 mL of 85% by mass phosphoric acid (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Pure water 160mL
・ Sulfuric acid 150mL
・ Ethylene glycol 30mL

金属膜に対して、以下に示す処理を施した。
<陽極酸化処理工程>
次いで、電解研磨処理後の金属膜に、特開2007−204802号公報に記載の手順にしたがって自己規則化法による陽極酸化処理を施した。陽極酸化処理は、後述のプレ陽極酸化処理と、後述の再陽極酸化処理と実施し、陽極酸化処理を合計2回実施した。陽極酸化処理および後述のバリア層除去により、構造体を形成した。
電解研磨処理後の金属膜に、0.50mol/Lシュウ酸の電解液で、電圧40V、液温度16℃、液流速3.0m/分の条件で、5時間のプレ陽極酸化処理を施した。
その後、プレ陽極酸化処理後の金属膜を、0.2mol/L無水クロム酸、0.6mol/Lリン酸の混合水溶液(液温:50℃)に12時間浸漬させる脱膜処理を施した。
その後、0.50mol/Lシュウ酸の電解液で、電圧40V、液温度16℃、液流速3.0m/分の条件の条件で、3時間45分の再陽極酸化処理を施し、膜厚30μmの陽極酸化膜を得た。
なお、プレ陽極酸化処理および再陽極酸化処理は、いずれも陰極はステンレス電極とし、電源はGP0110−30R(株式会社高砂製作所製)を用いた。また、冷却装置にはNeoCool BD36(ヤマト科学株式会社製)、かくはん加温装置にはペアスターラー PS−100(EYELA東京理化器械株式会社製)を用いた。さらに、電解液の流速は渦式フローモニターFLM22−10PCW(アズワン株式会社製)を用いて計測した。
The following treatment was performed on the metal film.
<Anodizing process>
Subsequently, the metal film after the electrolytic polishing treatment was subjected to anodizing treatment by a self-ordering method according to the procedure described in JP-A-2007-204802. The anodizing treatment was performed as a pre-anodizing treatment described later and a re-anodizing treatment described later, and the anodizing treatment was performed twice in total. A structure was formed by anodizing and removing the barrier layer described below.
The metal film after the electropolishing treatment was subjected to a preanodization treatment for 5 hours with an electrolyte solution of 0.50 mol / L oxalic acid at a voltage of 40 V, a liquid temperature of 16 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. .
Thereafter, a film removal treatment was performed in which the metal film after the pre-anodizing treatment was immersed in a mixed aqueous solution (liquid temperature: 50 ° C.) of 0.2 mol / L chromic anhydride and 0.6 mol / L phosphoric acid for 12 hours.
Thereafter, reanodization treatment was performed for 3 hours and 45 minutes with an electrolyte solution of 0.50 mol / L oxalic acid under conditions of a voltage of 40 V, a liquid temperature of 16 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min, and a film thickness of 30 μm. An anodic oxide film was obtained.
In both the pre-anodizing treatment and the re-anodizing treatment, the cathode was a stainless electrode, and the power supply was GP0110-30R (manufactured by Takasago Seisakusho Co., Ltd.). Further, NeoCool BD36 (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) was used as the cooling device, and Pair Stirrer PS-100 (manufactured by EYELA Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) was used as the stirring and heating device. Furthermore, the flow rate of the electrolytic solution was measured using a vortex flow monitor FLM22-10PCW (manufactured by ASONE Corporation).

<バリア層除去工程>
次いで、上述の陽極酸化処理と同様の処理液および処理条件で、電圧を40Vから0Vまで連続的に電圧降下速度0.2V/秒で降下させながら電解処理(電解除去処理)を施した。
その後、5質量%リン酸に30℃、30分間浸漬させるエッチング処理(エッチング除去処理)を施し、陽極酸化膜のマイクロポアの底部にあるバリア層を除去し、マイクロポアを介してアルミニウムを露出させた。
<Barrier layer removal process>
Next, electrolytic treatment (electrolytic removal treatment) was performed while the voltage was continuously decreased from 40 V to 0 V at a voltage drop rate of 0.2 V / sec under the same treatment liquid and treatment conditions as those of the above-described anodizing treatment.
After that, an etching process (etching removal process) is performed by immersing in 5% by mass phosphoric acid at 30 ° C. for 30 minutes to remove the barrier layer at the bottom of the micropore of the anodized film, and to expose aluminum through the micropore. It was.

ここで、構造体に貫通孔として存在するマイクロポアの平均開口径は60nmであった。なお、平均開口径は、FE−SEM(Field emission - Scanning Electron Microscope)により表面写真(倍率50000倍)を撮影し、50点測定した平均値として算出した。
また、陽極酸化膜に存在するマイクロポアの密度は、約1億個/mm2であった。なお、マイクロポアの密度は、特開2008−270158号公報の[0168]および[0169]段落に記載された方法で測定し、算出した。
構造体の直管率は、20質量%塩化水銀水溶液(昇汞)に20℃、3時間浸漬させることにより金属膜を溶解して除去した後、構造体の両方の各面の単位面積当りのマイクロポア数を求め、両面の単位面積当りのマイクロポア数の比率から直管率を算出した。実施例1は直管率が99%であった。
Here, the average opening diameter of the micropores existing as through-holes in the structure was 60 nm. In addition, the average opening diameter was calculated as an average value obtained by taking a surface photograph (magnification 50000 times) with an FE-SEM (Field emission-Scanning Electron Microscope) and measuring 50 points.
The density of micropores present in the anodic oxide film was about 100 million / mm 2 . The micropore density was measured and calculated by the method described in paragraphs [0168] and [0169] of JP-A-2008-270158.
The straight tube ratio of the structure is determined by immersing the metal film in a 20% by mass mercury chloride aqueous solution (sublimation) at 20 ° C. for 3 hours to dissolve and remove the metal film, and then microscopic per unit area on each side of the structure. The number of pores was determined, and the straight pipe ratio was calculated from the ratio of the number of micropores per unit area on both sides. In Example 1, the straight pipe ratio was 99%.

<充填工程>
次いで、金属膜を陰極にし、白金を正極にして電解めっき処理を施した。
具体的には、以下に示す組成の銅めっき液を使用し、定電流電解を施すことにより、マイクロポアの内部に銅が充填された複合材料を作製した。
ここで、定電流電解は、株式会社山本鍍金試験器社製のめっき装置を用い、北斗電工株式会社製の電源(HZ−3000)を用い、めっき液中でサイクリックボルタンメトリを行って析出電位を確認した後に、以下に示す条件で処理を施した。
(銅めっき液組成および条件)
・硫酸銅 100g/L
・硫酸 50g/L
・塩酸 15g/L
・温度 25℃
・電流密度 10A/dm2
<Filling process>
Next, electrolytic plating was performed using the metal film as the cathode and platinum as the positive electrode.
Specifically, a copper plating solution having the composition shown below was used and constant current electrolysis was performed to produce a composite material in which copper was filled in the micropores.
Here, the constant current electrolysis is performed by cyclic voltammetry in a plating solution using a power source (HZ-3000) manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd. using a plating apparatus manufactured by Yamamoto Metal Testing Co., Ltd. After confirming the potential, the treatment was performed under the following conditions.
(Copper plating composition and conditions)
・ Copper sulfate 100g / L
・ Sulfuric acid 50g / L
・ Hydrochloric acid 15g / L
・ Temperature 25 ℃
・ Current density 10A / dm 2

(実施例2)
実施例2は、実施例1に比して、金属膜が多層構造である点、金属膜の厚み、アルミニウムの純度、第2相粒子の個数、表面粗さRt、アルミニウム層の製造方法、および平滑化方法が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。なお、アルミニウム層は実施例1の金属膜に相当する。
実施例2は、金属膜の厚みが20μmであり、アルミニウムの純度が99.998質量%であった。また、第2相粒子の個数が100個/mm未満であった。表面粗さRtが0.05μm以下であった。
金属膜は、アルミニウム層、チタン層、およびアルミニウム層の3層構造であり、最表層をアルミニウム層で構成した。チタン層の金属膜の厚みに対する比率は1%であった。
アルミニウム層は以下に示すイオンプレーティング法で形成した。
イオンプレーティング法では、チャンバー内を10−3Paに保持した状態で、純度99.990%のアルミニウム材を蒸発材料として用い加速源として高周波プラズマ(RF13.5MHz、出力300W)を使用して3時間成膜し厚さ10μmのアルミニウム層を得た。アルミニウム層の厚さは膜厚計で測定した。
なお、イオンプレーティング法は冷却速度が50℃/秒であった。平滑化処理には、アルゴンを用いたガスクラスターイオンビーム(GCIB)を用いた。また、チタン層は、スパッタ法を用いてアルミニウム層上に形成した。チタン層の厚さは膜厚計で測定した。
(Example 2)
Example 2 is different from Example 1 in that the metal film has a multilayer structure, the thickness of the metal film, the purity of aluminum, the number of second phase particles, the surface roughness Rt, the method for producing the aluminum layer, and The smoothing method was different, and the rest was the same as in Example 1. The aluminum layer corresponds to the metal film of Example 1.
In Example 2, the thickness of the metal film was 20 μm, and the purity of aluminum was 99.998% by mass. Further, the number of second phase particles was less than 100 / mm 3 . The surface roughness Rt was 0.05 μm or less.
The metal film has a three-layer structure of an aluminum layer, a titanium layer, and an aluminum layer, and the outermost layer is composed of an aluminum layer. The ratio of the titanium layer to the thickness of the metal film was 1%.
The aluminum layer was formed by the ion plating method shown below.
In the ion plating method, an aluminum material having a purity of 99.990% is used as an evaporation material while the inside of the chamber is maintained at 10 −3 Pa, and high-frequency plasma (RF 13.5 MHz, output 300 W) is used as an acceleration source. The film was formed for a time to obtain an aluminum layer having a thickness of 10 μm. The thickness of the aluminum layer was measured with a film thickness meter.
The ion plating method had a cooling rate of 50 ° C./second. For the smoothing treatment, a gas cluster ion beam (GCIB) using argon was used. The titanium layer was formed on the aluminum layer by sputtering. The thickness of the titanium layer was measured with a film thickness meter.

(実施例3)
実施例3は、実施例2に比して、チタン層にかえてマグネシウム層とした点、およびマグネシウム層の金属膜の厚みに対する比率を2%とした点以外は、実施例2と同じとした。なお、マグネシウム層は、スパッタ法を用いてアルミニウム層上に形成した。マグネシウム層の厚さは膜厚計で測定した。
(Example 3)
Example 3 was the same as Example 2 except that the magnesium layer was replaced with a titanium layer, and the ratio of the magnesium layer to the metal film thickness was 2%, as compared to Example 2. . Note that the magnesium layer was formed on the aluminum layer by sputtering. The thickness of the magnesium layer was measured with a film thickness meter.

(実施例4)
実施例4は、実施例1に比して、金属膜が多層構造である点、金属膜の厚み、アルミニウムの純度、第2相粒子の個数、直管率およびアルミニウム層の製造方法、平滑化方法および陽極酸化処理の回数が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
実施例4は、金属膜の厚みが10μmであり、アルミニウムの純度が99.998質量%であった。また、第2相粒子の個数が100個/mm未満であった。
金属膜は、アルミニウム層と銅層の2層構造であり、最表層をアルミニウム層で構成した。なお、銅層は、スパッタ法を用いてアルミニウム層上に形成し、銅層の金属膜の厚みに対する比率は3%であった。銅層の厚さは膜厚計で測定した。
アルミニウム層はイオンプレーティング法で形成した。アルミニウム層の形成方法は実施例2と同じとした。平滑化処理には、アルゴンを用いたガスクラスターイオンビーム(GCIB)を用いた。平滑化処理は実施例2と同じとした。また、直管率が98%であった。
また、陽極酸化処理は1回だけ実施した。
(Example 4)
Example 4 is different from Example 1 in that the metal film has a multilayer structure, the thickness of the metal film, the purity of aluminum, the number of second phase particles, the straight pipe ratio, the method for producing the aluminum layer, and smoothing The method and the number of times of anodizing treatment were different, and the others were the same as in Example 1.
In Example 4, the thickness of the metal film was 10 μm, and the purity of aluminum was 99.998% by mass. Further, the number of second phase particles was less than 100 / mm 3 .
The metal film has a two-layer structure of an aluminum layer and a copper layer, and the outermost layer is composed of an aluminum layer. The copper layer was formed on the aluminum layer by sputtering, and the ratio of the copper layer to the metal film thickness was 3%. The thickness of the copper layer was measured with a film thickness meter.
The aluminum layer was formed by an ion plating method. The method for forming the aluminum layer was the same as in Example 2. For the smoothing treatment, a gas cluster ion beam (GCIB) using argon was used. The smoothing process was the same as in Example 2. The straight pipe ratio was 98%.
Moreover, the anodizing process was implemented only once.

(実施例5)
実施例5は、実施例1に比して、金属膜が多層構造である点、金属膜の厚み、アルミニウムの純度、およびアルミニウム層の製造方法が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
実施例5は、金属膜の厚みが15μmであり、アルミニウムの純度が99.99質量%であった。
金属膜は、アルミニウム層と銅層の2層構造であり、最表層をアルミニウム層で構成した。なお、銅層の金属膜の厚みに対する比率は3%であった。
アルミニウム層は以下に示す蒸着法で形成した。蒸着法では、チャンバー内を10−3Paに保持した状態で、純度99.990%のアルミニウム材を蒸発材料として用い10時間成膜し厚さ15μmのアルミニウム層を得た。アルミニウム層の厚さは膜厚計で測定した。なお、蒸着法は冷却速度が20℃/秒であった。また、銅層は、スパッタ法を用いて形成した。銅層の厚さは膜厚計で測定した。
(Example 5)
Example 5 is different from Example 1 in that the metal film has a multilayer structure, the thickness of the metal film, the purity of the aluminum, and the method for producing the aluminum layer, and the others are the same as Example 1. .
In Example 5, the thickness of the metal film was 15 μm, and the purity of aluminum was 99.99% by mass.
The metal film has a two-layer structure of an aluminum layer and a copper layer, and the outermost layer is composed of an aluminum layer. The ratio of the copper layer to the thickness of the metal film was 3%.
The aluminum layer was formed by the following vapor deposition method. In the vapor deposition method, an aluminum layer having a purity of 99.990% was used as an evaporation material in a state where the inside of the chamber was maintained at 10 −3 Pa, and an aluminum layer having a thickness of 15 μm was obtained. The thickness of the aluminum layer was measured with a film thickness meter. The vapor deposition method had a cooling rate of 20 ° C./second. The copper layer was formed using a sputtering method. The thickness of the copper layer was measured with a film thickness meter.

(実施例6)
実施例6は、実施例1に比して、金属膜が多層構造である点、金属膜の厚み、アルミニウムの純度、第2相粒子の個数、直管率およびアルミニウム層の製造方法が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
実施例6は、金属膜の厚みが8μmであり、アルミニウムの純度が99.99質量%であった。また、第2相粒子の個数が100個/mm未満であった。
金属膜は、アルミニウム層と銅層の2層構造であり、最表層をアルミニウム層で構成した。なお、銅層の金属膜の厚みに対する比率は3%であった。
アルミニウム層は以下に示すスパッタ法で形成した。アルミニウム層の形成にはRFマグネトロンスパッタリング装置を用いた。
スパッタ法では、基板はシリコンウェハとし、原料は純度99.999%のアルミニウム塊(直径75mm×厚み3mm)、スパッタガスはAr(純度99.999%)を用いた。
アルミニウム層の形成プロセスとしては、サンプルとターゲット間を65mmとし、サンプル導入後3×10Paになるまで真空引きした後,アルゴンガス圧0.2Paとなったところで基板を200℃に加熱し、4W/cmの出力で30分間スパッタ処理して厚さ8μmのアルミニウム層を得た。アルミニウム層の厚さは膜厚計で測定した。なお、スパッタ法は冷却速度が90℃/秒であった。また、直管率が98%であった。また、銅層は、スパッタ法を用いて形成した。銅層の厚さは膜厚計で測定した。
(Example 6)
Example 6 is different from Example 1 in that the metal film has a multilayer structure, the thickness of the metal film, the purity of aluminum, the number of second phase particles, the straight pipe ratio, and the method for producing the aluminum layer, Otherwise, it was the same as Example 1.
In Example 6, the thickness of the metal film was 8 μm, and the purity of aluminum was 99.99% by mass. Further, the number of second phase particles was less than 100 / mm 3 .
The metal film has a two-layer structure of an aluminum layer and a copper layer, and the outermost layer is composed of an aluminum layer. The ratio of the copper layer to the thickness of the metal film was 3%.
The aluminum layer was formed by the sputtering method shown below. An RF magnetron sputtering apparatus was used for forming the aluminum layer.
In the sputtering method, a silicon wafer was used as the substrate, an aluminum lump (diameter 75 mm × thickness 3 mm) having a purity of 99.999%, and Ar (purity 99.999%) as a sputtering gas.
As a process for forming the aluminum layer, the distance between the sample and the target is 65 mm, and after evacuation to 3 × 10 Pa after the introduction of the sample, the substrate is heated to 200 ° C. when the argon gas pressure becomes 0.2 Pa. Sputtering was performed for 30 minutes at an output of cm 2 to obtain an aluminum layer having a thickness of 8 μm. The thickness of the aluminum layer was measured with a film thickness meter. The sputtering method had a cooling rate of 90 ° C./second. The straight pipe ratio was 98%. The copper layer was formed using a sputtering method. The thickness of the copper layer was measured with a film thickness meter.

(実施例7)
実施例7は、実施例1に比して、金属膜が多層構造である点、金属膜の厚み、アルミニウムの純度、第2相粒子の個数、表面粗さRt、およびアルミニウム層の製造方法が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
実施例7は、金属膜の厚みが10μmであり、アルミニウムの純度が99.998質量%であった。また、第2相粒子の個数が100個/mm未満であった。表面粗さRtが0.05μm以下であった。
金属膜は、アルミニウム層と銅層の2層構造であり、最表層をアルミニウム層で構成した。なお、銅層の金属膜の厚みに対する比率は3%であった。
アルミニウム層はイオンプレーティング法で形成した。アルミニウム層の形成方法は実施例2と同じとした。平滑化処理には、アルゴンを用いたガスクラスターイオンビーム(GCIB)を用いた。平滑化処理は実施例2と同じとした。また、銅層は、スパッタ法を用いて形成した。アルミニウム層および銅層の厚さは膜厚計で測定した。
(実施例8)
実施例8は、実施例2に比して、陽極酸化処理の回数が異なり、それ以外は実施例2と同じとした。実施例8は、陽極酸化処理を4回実施した。実施例8は、実施例2に比して、陽極酸化処理の回数が多いため、陽極酸化処理時間を調整して行った。
(実施例9)
実施例9は、実施例7に比して、陽極酸化処理の回数が異なり、それ以外は実施例7と同じとした。実施例9は、陽極酸化処理を4回実施した。実施例9は、実施例7に比して、陽極酸化処理の回数が多いため、陽極酸化処理時間を調整して行った。
(Example 7)
Example 7 is different from Example 1 in that the metal film has a multilayer structure, the thickness of the metal film, the purity of aluminum, the number of second phase particles, the surface roughness Rt, and the method for producing the aluminum layer. Otherwise, the rest was the same as in Example 1.
In Example 7, the thickness of the metal film was 10 μm, and the purity of aluminum was 99.998% by mass. Further, the number of second phase particles was less than 100 / mm 3 . The surface roughness Rt was 0.05 μm or less.
The metal film has a two-layer structure of an aluminum layer and a copper layer, and the outermost layer is composed of an aluminum layer. The ratio of the copper layer to the thickness of the metal film was 3%.
The aluminum layer was formed by an ion plating method. The method for forming the aluminum layer was the same as in Example 2. For the smoothing treatment, a gas cluster ion beam (GCIB) using argon was used. The smoothing process was the same as in Example 2. The copper layer was formed using a sputtering method. The thickness of the aluminum layer and the copper layer was measured with a film thickness meter.
(Example 8)
Example 8 was the same as Example 2 except that the number of times of anodizing treatment was different from that of Example 2. In Example 8, the anodizing treatment was performed four times. In Example 8, compared with Example 2, the number of times of anodizing treatment was larger, so that the anodizing time was adjusted.
Example 9
Example 9 was the same as Example 7 except that the number of anodizing treatments was different from that in Example 7. In Example 9, the anodizing treatment was performed four times. In Example 9, the number of times of anodizing treatment was larger than that in Example 7, and thus the anodizing time was adjusted.

(比較例1)
比較例1は、実施例1に比して、金属膜が多層構造である点、金属膜の厚み、アルミニウムの純度、第2相粒子の個数、表面粗さRt、直管率、アルミニウム層の製造方法、平滑化方法および陽極酸化処理の回数が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
比較例1は、金属膜の厚みが4μmであり、アルミニウムの純度が99.990質量%であった。また、第2相粒子の個数が100個/mm未満であった。表面粗さRtが0.05μm以下であった。
金属膜は、アルミニウム層と銅層の2層構造であり、最表層をアルミニウム層で構成した。なお、銅層の金属膜の厚みに対する比率は12%であった。
アルミニウム層はイオンプレーティング法で形成した。アルミニウム層の形成方法は実施例2と同じとし、膜厚も同様に測定した。また、銅層は、スパッタ法を用いて形成した。銅層の厚さは膜厚計で測定した。平滑化処理には、アルゴンを用いたガスクラスターイオンビーム(GCIB)を用いた。平滑化処理は実施例2と同じとした。また、直管率は82%であった。なお、陽極酸化処理を1回実施した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the metal film has a multilayer structure as compared with Example 1, the thickness of the metal film, the purity of aluminum, the number of second phase particles, the surface roughness Rt, the straight pipe ratio, the aluminum layer The manufacturing method, the smoothing method, and the number of times of anodizing treatment were different, and the others were the same as in Example 1.
In Comparative Example 1, the thickness of the metal film was 4 μm, and the purity of aluminum was 99.990 mass%. Further, the number of second phase particles was less than 100 / mm 3 . The surface roughness Rt was 0.05 μm or less.
The metal film has a two-layer structure of an aluminum layer and a copper layer, and the outermost layer is composed of an aluminum layer. The ratio of the copper layer to the thickness of the metal film was 12%.
The aluminum layer was formed by an ion plating method. The method for forming the aluminum layer was the same as in Example 2, and the film thickness was measured in the same manner. The copper layer was formed using a sputtering method. The thickness of the copper layer was measured with a film thickness meter. For the smoothing treatment, a gas cluster ion beam (GCIB) using argon was used. The smoothing process was the same as in Example 2. Further, the straight pipe ratio was 82%. The anodizing treatment was performed once.

(比較例2)
比較例2は、実施例1に比して、金属膜の厚み、アルミニウムの純度、第2相粒子の個数、表面粗さRt、直管率、およびアルミニウム層の製造方法が異なり、また、平滑化方法を実施していない点が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
比較例2は、金属膜の厚みが120μmであり、アルミニウムの純度が99.998質量%であった。また、第2相粒子の個数が10個/mm超であり、表面粗さRtが0.1μm超であった。また、直管率は70%であった。
アルミニウム層は以下に示すDC(Direct Chill)鋳造法で形成した。平滑化処理は実施しなかった。
アルミニウム層の形成方法において、DC鋳造は定法に従い冷却速度が0.8℃/秒となるようボトムブロックの下降速度を調整し、板厚300mmの鋳塊を製造した。その鋳塊の表層20mmを切削除去(面削)した後、温度500℃×24時間の均熱化処理を行った。その後、熱間圧延を行い、冷間圧延を行って厚さが0.12mmの圧延板とした。熱間圧延開始温度は350℃とし、冷間圧延の途中で連続焼鈍炉を用いて450℃で2分間の加熱処理(中間焼鈍)を実施した。
得られた圧延板の一方の面を化学的にエッチングし、更に物理的に研磨してアルミニウム層を120μmまで薄化した。アルミニウム層の厚みは直接マイクロメーターで測定した値である。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 differs from Example 1 in the thickness of the metal film, the purity of aluminum, the number of second phase particles, the surface roughness Rt, the straight pipe ratio, and the production method of the aluminum layer. The other points are the same as in Example 1 except that the method is not implemented.
In Comparative Example 2, the thickness of the metal film was 120 μm, and the purity of aluminum was 99.998% by mass. The number of second phase particles was more than 10 4 / mm 3 and the surface roughness Rt was more than 0.1 μm. Further, the straight pipe ratio was 70%.
The aluminum layer was formed by the following DC (Direct Chill) casting method. Smoothing treatment was not performed.
In the method of forming the aluminum layer, in the DC casting, the bottom block lowering speed was adjusted so that the cooling rate was 0.8 ° C./second according to a conventional method, and an ingot having a thickness of 300 mm was produced. After the surface layer of 20 mm of the ingot was removed by cutting (facing), a soaking treatment was performed at a temperature of 500 ° C. for 24 hours. Thereafter, hot rolling was performed, and cold rolling was performed to obtain a rolled plate having a thickness of 0.12 mm. The hot rolling start temperature was 350 ° C., and a heat treatment (intermediate annealing) was performed at 450 ° C. for 2 minutes using a continuous annealing furnace during the cold rolling.
One surface of the obtained rolled plate was chemically etched and further physically polished to thin the aluminum layer to 120 μm. The thickness of the aluminum layer is a value measured directly with a micrometer.

(比較例3)
比較例3は、実施例1に比して、金属膜が多層構造である点、金属膜の厚み、アルミニウムの純度、金属層の構成、第2相粒子の個数、表面粗さRt、直管率、およびアルミニウム層の製造方法が異なり、それ以外は実施例1と同じとした。
金属膜は、厚みが15μmであり、アルミニウムの純度が99.5質量%であった。銅層の金属膜の厚みに対する比率は3%であり、直管率は89%であった。
アルミニウム層は蒸着法で形成した。アルミニウム層の形成方法は実施例5と同じとし、膜厚も同様に測定した。また、銅層は、スパッタ法を用いて形成した。銅層の厚さは膜厚計で測定した。なお、陽極酸化処理は2回実施した。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, the metal film has a multilayer structure as compared with Example 1, the thickness of the metal film, the purity of aluminum, the configuration of the metal layer, the number of second phase particles, the surface roughness Rt, the straight pipe The rate and the manufacturing method of the aluminum layer were different, and the others were the same as in Example 1.
The metal film had a thickness of 15 μm and the purity of aluminum was 99.5% by mass. The ratio of the copper layer to the thickness of the metal film was 3%, and the straight tube ratio was 89%.
The aluminum layer was formed by vapor deposition. The method for forming the aluminum layer was the same as in Example 5, and the film thickness was measured in the same manner. The copper layer was formed using a sputtering method. The thickness of the copper layer was measured with a film thickness meter. The anodization treatment was performed twice.

表1に示すように、実施例1〜9は、比較例1〜3に比して直管率を高くできた。これにより、欠陥が少なく、充填欠陥の少ない複合材料を得ることができた。
比較例1は、金属膜が薄く、マイクロポアが規則的に形成されにくくなり、直管率が低かった。なお、比較例1は、金属膜が薄く、欠陥を評価していない。
比較例2は、第2相粒子の個数が多く、表面粗さRtが悪いため、直管率が低かった。さらには、比較例2は欠陥も多かった。
比較例3は、アルミニウムの純度が悪く、直管率が低かった。さらには、比較例3は欠陥も多かった。
As shown in Table 1, Examples 1 to 9 were able to increase the straight pipe ratio as compared with Comparative Examples 1 to 3. Thereby, the composite material with few defects and few filling defects was able to be obtained.
In Comparative Example 1, the metal film was thin, the micropores were hardly formed regularly, and the straight pipe ratio was low. In Comparative Example 1, the metal film is thin and no defect is evaluated.
In Comparative Example 2, since the number of second phase particles was large and the surface roughness Rt was poor, the straight tube ratio was low. Furthermore, the comparative example 2 had many defects.
In Comparative Example 3, the purity of aluminum was poor and the straight tube ratio was low. Furthermore, Comparative Example 3 had many defects.

10 金属膜
10a、12a、17a、19a、20a、30a 表面
10b、20b、30b 裏面
11 金属膜
12 第1の金属層
14 第2の金属層
16 異種金属層
17、19 支持体
18 剥離層
19b 接着層
20 構造体
21 貫通孔
22 バリア層
24 陽極酸化膜
25、25b 金属
25a 金属層
28 樹脂層
29 巻き芯
30 複合材料
32 導電体
32a、32b 突出部分
34 樹脂層
40 半導体パッケージ
40a、40b 半導体パッケージ基板
41 PoP基板
42、84、86、88 半導体素子
44 モールド樹脂
45 半田ボール
46 支持体
46、49 穴
47 配線
48 絶縁層
50 配線基板
52 絶縁性基材
54、56 配線層
57 絶縁層
58 配線
60 配線層
61 絶縁性基材
62 配線層
64 基板
65 電極
66 電極
68 半田ボール
70 プリント配線基板
72 絶縁性基材
74 配線層
80、80a、80b、80c、80d 電子デバイス
82 異方導電性部材
87 インターポーザー
90、90a、90b 端子
90c 端面
92 半導体層
92a 表面
94 再配線層
94a 表面
96 パッシベーション層
96a 表面
97 配線
98 パッド
100 線状導体
101 絶縁性基材
102 信号配線
103 グランド配線
104 絶縁層
105 配線層
110、116、117、121 半導体素子
112 センサチップ
114 レンズ
118 電極
122 穴
123 光導波路
125 発光素子
126 受光素子
Ds 積層方向
Dt 厚み方向
Ld 出射光
Lo 光
h 厚み
ht 厚み
p 中心間距離
t 厚み
w 導電体間の幅
x 方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Metal film 10a, 12a, 17a, 19a, 20a, 30a Surface 10b, 20b, 30b Back surface 11 Metal film 12 1st metal layer 14 2nd metal layer 16 Heterogeneous metal layer 17, 19 Support body 18 Peeling layer 19b Adhesion Layer 20 Structure 21 Through-hole 22 Barrier layer 24 Anodized film 25, 25b Metal 25a Metal layer 28 Resin layer 29 Core 30 Composite material 32 Conductor 32a, 32b Protruding portion 34 Resin layer 40 Semiconductor package 40a, 40b Semiconductor package substrate 41 PoP substrate 42, 84, 86, 88 Semiconductor element 44 Mold resin 45 Solder ball 46 Support body 46, 49 Hole 47 Wiring 48 Insulating layer 50 Wiring substrate 52 Insulating substrate 54, 56 Wiring layer 57 Insulating layer 58 Wiring 60 Wiring Layer 61 Insulating substrate 62 Wiring layer 64 Substrate 65 Electrode 6 Electrode 68 Solder ball 70 Printed wiring board 72 Insulating substrate 74 Wiring layer 80, 80a, 80b, 80c, 80d Electronic device 82 Anisotropic conductive member 87 Interposer 90, 90a, 90b Terminal 90c End face 92 Semiconductor layer 92a Surface 94 Rewiring layer 94a Surface 96 Passivation layer 96a Surface 97 Wiring 98 Pad 100 Linear conductor 101 Insulating substrate 102 Signal wiring 103 Ground wiring 104 Insulating layer 105 Wiring layers 110, 116, 117, 121 Semiconductor element 112 Sensor chip 114 Lens 118 Electrode 122 Hole 123 Optical waveguide 125 Light emitting element 126 Light receiving element Ds Stacking direction Dt Thickness direction Ld Emission light Lo Light h Thickness ht Thickness p Center distance t Thickness w Width between conductors x direction

Claims (13)

陽極酸化膜の形成に用いられる金属膜であって、
純度99.9質量%以上のアルミニウムからなり、
熱フェノール法により単離された第2相粒子の個数が10個/mm未満であり、
厚みが5μm以上である、金属膜。
A metal film used to form an anodized film,
Made of aluminum with a purity of 99.9% by mass or more,
The number of second phase particles isolated by the hot phenol method is less than 10 4 / mm 3 ;
A metal film having a thickness of 5 μm or more.
表面の粗さRtが0.1μm以下である、請求項1に記載の金属膜。   The metal film according to claim 1, wherein the surface roughness Rt is 0.1 μm or less. 陽極酸化膜の形成に用いられる、多層積層構造の金属膜であって、
純度99.9質量%以上のアルミニウムからなり、熱フェノール法により単離された第2相粒子の個数が10個/mm未満であり、厚みが5μm以上である第1の金属層と、
前記第1の金属層とは組成が異なる第2の金属層とを有し、
前記第2の金属層は、金属膜の厚みに対する厚み比率が10%未満であり、
最表層に前記第1の金属層が配置されている、金属膜。
It is a metal film having a multilayer laminated structure used for forming an anodic oxide film,
A first metal layer made of aluminum having a purity of 99.9% by mass or more, wherein the number of second phase particles isolated by a hot phenol method is less than 10 4 / mm 3 , and the thickness is 5 μm or more;
A second metal layer having a composition different from that of the first metal layer;
The second metal layer has a thickness ratio of less than 10% with respect to the thickness of the metal film,
A metal film in which the first metal layer is disposed on the outermost layer.
前記第1の金属層は、表面の粗さRtが0.1μm以下である、請求項3に記載の金属膜。   The metal film according to claim 3, wherein the first metal layer has a surface roughness Rt of 0.1 μm or less. 前記第2の金属層はバルブ金属である、請求項3または4に記載の金属膜。   The metal film according to claim 3, wherein the second metal layer is a valve metal. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の金属膜を用いて構成された、貫通孔を有する陽極酸化膜で形成されており、
前記貫通孔の直管率が98%以上である、構造体。
It is formed with the anodized film which has a through-hole comprised using the metal film of any one of Claims 1-5,
A structure in which the straight tube ratio of the through hole is 98% or more.
請求項6に記載の構造体と、前記構造体の前記貫通孔に充填された導電体とを有する、複合材料。   The composite material which has the structure of Claim 6, and the conductor with which the said through-hole of the said structure was filled. 陽極酸化膜の形成に用いられる金属膜の製造方法であって、
純度99.9質量%以上のアルミニウムを用い、20℃/秒以上の冷却速度で成膜する成膜工程を有する、金属膜の製造方法。
A method for producing a metal film used for forming an anodized film,
A method for producing a metal film, comprising forming a film using aluminum having a purity of 99.9% by mass or more and forming a film at a cooling rate of 20 ° C./second or more.
前記成膜工程の後に、表面を平坦化する平坦化工程を有する、請求項8に記載の金属膜の製造方法。   The method for producing a metal film according to claim 8, further comprising a flattening step of flattening a surface after the film forming step. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の金属膜に少なくとも陽極酸化を実施し、貫通孔を有する陽極酸化膜を形成する工程を有する、構造体の製造方法。   The manufacturing method of a structure which has the process of implementing at least anodic oxidation to the metal film of any one of Claims 1-5, and forming the anodic oxide film which has a through-hole. 前記陽極酸化は、少なくとも1回実施する、請求項10に記載の構造体の製造方法。   The method of manufacturing a structure according to claim 10, wherein the anodization is performed at least once. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の金属膜に少なくとも陽極酸化を実施し、貫通孔を有する陽極酸化膜を形成する工程と、
前記陽極酸化により形成された貫通孔に導電物質を充填する工程とを有する、複合材料の製造方法。
Carrying out at least anodization on the metal film according to any one of claims 1 to 5 to form an anodized film having a through hole;
And a step of filling a through hole formed by the anodization with a conductive substance.
前記陽極酸化は、少なくも1回実施する、請求項12に記載の複合材料の製造方法。   The method for producing a composite material according to claim 12, wherein the anodization is performed at least once.
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