JP2022065028A - 貫通電極基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本開示の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る貫通電極基板10の構成について説明する。図1は、貫通電極基板10を示す断面図であり、図2は、図1の要部拡大図である。
基板12は、第1面13、及び、第1面13の反対側に位置する第2面14を含む。また、基板12には、第1面13から第2面14に至る複数の貫通孔20が設けられている。
無アルカリガラスとは、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ成分を含まないガラスである。無アルカリガラスは、例えば、アルカリ成分の代わりにホウ酸を含む。また、無アルカリガラスは、例えば、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのアルカリ土類金属酸化物を含む。無アルカリガラスの例としては、旭硝子製のEN-A1や、コーニング製のイーグルXGなどを挙げることができる。基板12がガラスを含むことにより、基板12の絶縁性を高めることができる。
貫通電極22は、貫通孔20の内部に位置し、且つ導電性を有する部材である。貫通電極22は、第1配線層30及び第2配線層40のそれぞれと電気的に接続されるが、図2においては、説明の便宜上、二点鎖線によって貫通電極22と第1配線層30との境界及び貫通電極22と第2配線層40との境界が示されている。
第1配線層30は、第1面13上に位置する、導電性を有する層であり、図示の例では、第1配線層30と貫通電極22とが電気的に接続している。第1配線層30は、貫通電極22と同様に、基板12の第1面13上に順に積層されたシード層221及びめっき層222を含んでいる。第1配線層30を構成する材料は、貫通電極22を構成する材料と同様である。第1配線層30のうちのシード層221は、貫通電極22のシード層221と同時に形成され、スパッタリング法、蒸着法、またはスパッタリング法及び蒸着法の組み合わせによって形成されている。また第1配線層30のめっき層222は、貫通電極22のめっき層222と同時に形成されている。第1配線層30の厚みは、例えば1μm以上20μm以下である。
第2配線層40は、第2面14上に位置する、導電性を有する層であり、図示の例では、第2配線層40と貫通電極22とが電気的に接続している。第2配線層40は、貫通電極22や第1配線層30と同様に、基板12の第2面14上に順に積層されたシード層221及びめっき層222を含んでいる。第2配線層40を構成する材料は、貫通電極22を構成する材料と同様である。第2配線層40のうちのシード層221は、貫通電極22のシード層221と同時に形成され、スパッタリング法、蒸着法、またはスパッタリング法及び蒸着法の組み合わせによって形成されている。また第2配線層40のめっき層222は、貫通電極22のめっき層222と同時に形成されている。第2配線層40の厚みも、例えば1μm以上且つ20μm以下である。
第1有機材料層50は、貫通電極22の第1面13側の凹部22Aに設けられた有機材料を含む層であり、絶縁性を有している。本例では、凹部22Aに第1有機材料層50が充填されている。第1有機材料層50の有機材料としては、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。図示の例では、第1面13の法線方向における位置に関し、第1有機材料層50の第1面13側の端面の位置と第1面13の位置とが同等となっている。ここで言う同等とは、面の位置の差が10μm以下であること意味する。なお、第1面13の法線方向における位置に関し、第1有機材料層50の第1面13側の端面の位置と第1配線層30の表面の位置とが同等となっていてもよい。また第1有機材料層50の第1面13側の端面は、第1面13よりも境界部21C側に位置していてもよいし、第1面13と第1配線層30の表面との間に位置していてもよい。
第2有機材料層60は、貫通電極22の第2面14側の凹部22Bに設けられた有機材料を含む層であり、第1有機材料層50と同様に、絶縁性を有している。第2有機材料層60も凹部22Aに充填されている。第2有機材料層60の有機材料としては、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。図示の例では、第2面14の法線方向における位置に関し、第2有機材料層60の第2面14側の端面の位置と第2面14の位置とが同等となっている。ここで言う同等とは、上述と同様に、面の位置の差が10μm以下であること意味する。なお、第2面14の法線方向における位置に関し、第2有機材料層60の第2面14側の端面の位置と第2配線層40の表面の位置とが同等となっていてもよい。また第2有機材料層60の第2面14側の端面は、第2面14よりも境界部21C側に位置していてもよいし、第2面14と第2配線層40の表面との間に位置していてもよい。
以下、上述の貫通電極基板10の製造方法の一例について、図3乃至図8を参照して説明する。
まず、基板12を準備する。次に、第1面13又は第2面14の少なくともいずれかにレジスト層を設ける。その後、レジスト層のうち貫通孔20に対応する位置に開口を設ける。次に、レジスト層の開口において基板12を加工することにより、図3に示すように、基板12に貫通孔20を形成することができる。基板12を加工する方法としては、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法や、ウェットエッチング法などを用いることができる。
(貫通電極形成工程)
次に、貫通孔20の側壁21に貫通電極22を形成する。本実施形態においては、貫通電極22と同時に、第1面13の一部分上に第1配線層30が形成され、第2面14の一部分上に第2配線層40が形成される。
続いて、図5に示すように、シード層221上に部分的にレジスト層37を形成する。続いて、図6に示すように、電解めっきによって、レジスト層37によって覆われていないシード層221上にめっき層222を形成する。その後、図7に示すように、レジスト層37を除去する。また、シード層221のうちレジスト層37によって覆われていた部分を、例えばウェットエッチングにより除去する。このようにして、貫通電極22、第1配線層30及び第2配線層40を形成することができる。
次に、図8に示すように、第1面13側の貫通電極22の凹部22Aに第1有機材料層50を形成する。例えば、まず、有機材料を含む感光層と基材とを有するフィルムを、基板12の第1面13側に貼り付ける。続いて、当該フィルムに露光処理及び現像処理を施す。これによって、上記フィルムの感光層からなり、凹部22Aのみに充填される第1有機材料層50を形成することができる。同様に、第2面14側の貫通電極22の凹部22Bについても第2有機材料層60を形成する。この場合も、例えば、まず、有機材料を含む感光層と基材とを有するフィルムを、基板12の第2面14側に貼り付ける。続いて、当該フィルムに露光処理及び現像処理を施す。これによって、上記フィルムの感光層からなり、凹部22Bのみに充填される第2有機材料層60を形成することができる。
次に、図9乃至図14を参照しつつ、他の実施形態に係る貫通電極基板10’について説明する。上述の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して、以下の説明を行う。
次に、図15乃至図19を参照しつつ、他の実施形態に係る貫通電極基板10’’について説明する。上述の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して、以下の説明を行う。
次に、図20を参照しつつ、他の実施形態に係る貫通電極基板10’’’について説明する。上述の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して、以下の説明を行う。
図21は、本開示の実施形態に係る貫通電極基板10等が搭載されることができる製品の例を示す図である。本開示の実施形態に係る貫通電極基板10等は、様々な製品において利用され得る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ110、タブレット端末120、携帯電話130、スマートフォン140、デジタルビデオカメラ150、デジタルカメラ160、デジタル時計170、サーバ180等に搭載される。
12…基板
13…第1面
14…第2面
20…貫通孔
21…側壁
21A…第1側壁部
21B…第2側壁部
21C…境界部
22…貫通電極
22A,22B…凹部
22X…第1部分
22Y…第2部分
221…シード層
222…めっき層
30…第1配線層
37…レジスト層
40…第2配線層
50…第1有機材料層
60…第2有機材料層
nd…法線方向
Claims (5)
- 第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含むとともに貫通孔が設けられた、厚みが250μm以上の基板と、
前記貫通孔に位置する貫通電極と、
前記第1面上及び前記第2面上のうちの少なくともいずれか一方に位置し、前記貫通電極に電気的に接続する配線層と、を備え、
前記貫通孔の側壁は、前記第1面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第1側壁部と、前記第2面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第2側壁部と、前記第1側壁部の先端部と前記第2側壁部の先端部とが互いに結合される境界部と、を有し、
前記貫通電極は、前記側壁のうちの少なくとも前記境界部を充填し、
前記貫通電極の前記第1面側の端面、及び、前記貫通電極の前記第2面側の端面のうちの少なくとも前記配線層が位置する前記基板の面側の端面に、前記境界部側に向けてへこむ凹部が設けられ、前記凹部は、前記貫通電極が前記第1側壁部の中途位置から前記第1面までの部分及び前記第2側壁部の中途位置から前記第2面までの部分を、前記貫通孔の中心側に空間を形成した状態で覆うことにより形成され、
前記凹部に、有機材料を含む有機材料層が設けられ、
前記配線層が位置する前記基板の面側の前記貫通電極の端面に設けられた前記凹部内の前記有機材料層の端面の位置は、前記配線層が位置する前記基板の面の位置と同等になっており、前記有機材料層の端面は、前記基板の面よりも前記境界部側から前記基板の面と前記配線層の表面との間までの範囲に位置する、貫通電極基板。 - 前記基板は、ガラス基板からなる、請求項1に記載の貫通電極基板。
- 前記配線層の厚みは、1μm以上20μm以下である、請求項1又は2に記載の貫通電極基板。
- 前記基板の厚みは、450μm以下である、請求項1乃至3のいずれかに記載の貫通電極基板。
- 第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含むとともに貫通孔が設けられた、厚みが250μm以上の基板であって、前記貫通孔の側壁が、前記第1面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第1側壁部と、前記第2面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第2側壁部と、前記第1側壁部の先端部と前記第2側壁部の先端部とが互いに結合される境界部と、を有する、基板を準備する工程と、
前記貫通孔の前記境界部側からめっき層を成長させ、前記めっき層が少なくとも前記境界部を充填するまで、且つ、前記めっき層の前記第1面側の端面、及び、前記めっき層の前記第2面側の端面のうちの少なくともいずれか一方に、前記境界部側に向けてへこむ凹部が設けられるように、前記めっき層を成長させる工程と、
前記貫通孔内に、前記めっき層を用いて貫通電極を形成するとともに、前記第1面上及び前記第2面上のうちの少なくともいずれか一方に位置し、前記貫通電極に電気的に接続する配線層を形成する工程と、
前記凹部に、有機材料を含む有機材料層を設ける工程と、を備え、
前記凹部は、前記貫通電極の前記第1面側の端面、及び、前記貫通電極の前記第2面側の端面のうちの少なくとも前記配線層が位置する前記基板の面側の端面に設けられ、前記貫通電極を形成する前記めっき層が前記第1側壁部の中途位置から前記第1面までの部分及び前記第2側壁部の中途位置から前記第2面までの部分を、前記貫通孔の中心側に空間を形成した状態で覆うことにより形成され、
前記配線層が位置する前記基板の面側の前記貫通電極の端面に設けられた前記凹部内の前記有機材料層の端面の位置が、前記配線層が位置する前記基板の面の位置と同等になり、前記有機材料層の端面は、前記基板の面よりも前記境界部側から前記基板の面と前記配線層の表面との間までの範囲に位置するように、前記有機材料層を前記凹部内に設ける貫通電極基板の製造方法。
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