JP2023009615A - 貫通電極基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 伝送ロスの増大を抑制し、貫通電極の高密度化および微細化の要求に応じることができ、高信頼性を有する貫通電極基板を提供する。【解決手段】 貫通電極基板は、第１面及び第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板と、貫通孔に位置する貫通電極と、を備え、貫通孔は孔径が最小となる狭窄部を有しており、狭窄部における孔径ｐが１０μｍ以上５０μｍ以下であって、第１面における孔径Ｄ１が６０μｍ以下であり、第２面における孔径Ｄ２が６０μｍ以下であり、貫通電極が密着層と導電層とを有しており、導電層の厚みｔが０．５μｍ以上１０μｍ以下であり、貫通孔の内部の導電層の体積が貫通孔の体積の５％以上５０％以下であり、基板の熱膨張係数が２ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であり、基板の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接が０．０００３以上０．００５以下である。【選択図】 図１

Description

本発明は、貫通電極を備える貫通電極基板に関する。

貫通電極基板は、例えば特許文献１に開示されるように、第１面及び第２面を含む基板と、基板に設けられた複数の貫通孔と、基板の第１面の側から第２面の側に至るように貫通孔の内部に設けられた貫通電極と、を備えている。このような貫通電極基板は、従来から様々な用途で利用されており、例えば携帯電話等の電子機器に実装されたりする。
このような貫通電極基板の貫通電極は、一般に、導電性の材料（典型的には銅）が貫通孔の全体に充填される充填タイプ（フィルドビアとも呼ぶ）と、導電性の材料層が貫通孔の側面に設けられ中空状をなす非充填タイプ（コンフォーマルビアとも呼ぶ）と、に分類される。

貫通電極を形成する方法としては、例えば、貫通孔の側面にシード層を形成し、電解めっき法によりシード層の上にめっき層を形成する方法が知られている。

特開２０１８－１６３９８６号公報

貫通電極基板は、スマートフォンから大規模サーバー等の様々な電子機器に実装されるが、電子機器のクロック速度の高速化、通信周波数の高周波化に伴い、高速、高周波駆動における伝送ロスの増大が顕著な問題となっている。

また、貫通電極基板に実装されるＬＳＩデバイスにおいては高集積化が著しく、この高集積化に伴って、貫通電極基板に設けられる貫通電極にも高密度化および微細化が求められている。そして、高密度化により複雑化する貫通電極基板には、高信頼性が求められている。

この高信頼性の試験として、ヒートサイクル試験がある。ヒートサイクル試験は、例えば、貫通電極基板を１時間かけて－５５℃から１２５℃まで加熱し、１２５℃で１時間保ち、その後、１時間かけて１２５℃から－５５℃まで冷却する試験である。このヒートサイクルを貫通電極基板に１０００回施す試験もある。
しかしながら、上記のようなヒートサイクル試験の熱ストレスにより、貫通電極基板にクラックや隙間が生じてしまうという問題があった。

本開示は、上記のような課題を効果的に解決し得る貫通電極基板を提供することを目的とする。

本開示の一実施形態の貫通電極基板は、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基板と、前記基板の前記貫通孔に位置する貫通電極と、を備え、前記貫通孔は、前記第１面と前記第２面との間に、孔径が最小となる狭窄部を有しており、前記狭窄部における孔径ｐが１０μｍ以上５０μｍ以下であって、前記第１面における孔径Ｄ１が６０μｍ以下であり、前記第２面における孔径Ｄ２が６０μｍ以下であり、前記貫通電極は、前記貫通孔の側面に設けられており、前記貫通電極が、前記貫通孔の側面側から前記貫通孔の中心側に向かって順に、密着層と、導電層と、を有しており、前記導電層の厚みｔが、０．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲であって、前記孔径ｐの１／２より小さく、前記貫通孔の内部の前記導電層の体積が、前記貫通孔の体積の５％以上５０％以下であり、前記基板の熱膨張係数が、２ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であり、前記基板の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接が、０．０００３以上０．００５以下である。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記密着層が、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種を含んでいてもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記導電層が、銅（Ｃｕ）を含んでいてもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記基板の前記第１面または前記第２面のいずれか一方の面から他方の面の側に向かって距離ｄの位置に、前記貫通孔の前記狭窄部があり、前記距離ｄの大きさが、２０μｍ以上であって、前記基板の厚みｇの１／２以下であってもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記基板の厚みｇが、２００μｍ以上５００μｍ以下であってもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、断面視で前記貫通孔を構成する一対の側面のうちの片側の側面において、前記狭窄部の縁部と前記基板の前記第１面の側の前記貫通孔の開口の縁部とを結ぶ線と、前記基板の前記第１面の法線とのなす角度θ１が、１．２５°以上６．２５°以下であり、前記狭窄部の縁部と前記基板の前記第２面の側の前記貫通孔の開口の縁部とを結ぶ線と、前記基板の前記第２面の法線とのなす角度θ２が、１．２５°以上６．２５°以下であってもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記貫通孔の側面側から前記貫通孔の中心側に向かって、前記貫通電極の上に位置し、前記貫通孔を充填する充填樹脂を有し、前記充填樹脂の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００３以上０．０２以下であってもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板において、前記充填樹脂は、充填樹脂フィラーを含有し、前記充填樹脂フィラーは、熱重量変化が２５０℃で３重量％以内であり、熱膨張係数が０．５ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であり、前記充填樹脂フィラーが前記充填樹脂の３０体積％以上８０体積％以下で含有されていてもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記基板の前記第１面の側に、絶縁樹脂層を有し、前記絶縁樹脂層を構成する絶縁樹脂の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００１以上０．０１以下であってもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板において、前記絶縁樹脂は、絶縁樹脂フィラーを含有し、前記絶縁樹脂フィラーは、熱重量変化が２５０℃で３重量％以内であり、熱膨張係数が０．５ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であり、前記絶縁樹脂フィラーが前記絶縁樹脂の０体積％より多く、３０体積％以下で含有されていてもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記貫通孔と重ならない位置に、前記絶縁樹脂層を貫通するビアホールを有し、前記ビアホールの内側に導電性材料が充填された導電ビアを有していてもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記貫通孔と重なる位置に、前記絶縁樹脂層を貫通するビアホールを有し、前記ビアホールの内側に導電性材料が充填された導電ビアを有していてもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記絶縁樹脂層として、前記基板と接する第１の絶縁樹脂層と、前記第１の絶縁樹脂層の上側に積層された第２の絶縁樹脂層を有し、前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記貫通孔と重なる位置に、前記第１の絶縁樹脂層を貫通する第１のビアホールを有し、前記第１のビアホールの内側に導電性材料が充填された導電ビアを有し、前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記導電ビアと重なる位置に、前記第２の絶縁樹脂層を貫通する第２のビアホールを有し、前記第２のビアホールの内側の側面に導電性材料から構成される側面導電層を有していてもよい。

本開示の一実施形態に係る貫通電極基板においては、前記絶縁樹脂層として、前記基板と接する第１の絶縁樹脂層と、前記第１の絶縁樹脂層の上側に積層された第２の絶縁樹脂層を有し、前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記貫通孔と重なる位置に、前記第１の絶縁樹脂層を貫通する第１のビアホールを有し、前記第１のビアホールの内側の側面に導電性材料から構成される第１の側面導電層を有し、前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記第１のビアホールと重なる位置に、前記第２の絶縁樹脂層を貫通する第２のビアホールを有し、前記第２のビアホールの内側の側面に導電性材料から構成される、第２の側面導電層を有していてもよい。

本開示によれば、高速、高周波駆動における伝送ロスの増大を抑制し、貫通電極の高密度化および微細化の要求に応じることができ、高信頼性を有する貫通電極基板を提供することができる。

本開示の貫通電極基板の一例を示す断面図 図１に示す貫通電極基板の貫通孔について示す断面図 本開示の貫通電極基板の他の例を示す断面図 本開示の貫通電極基板の他の例を示す断面図 本開示の貫通電極基板の他の例を示す断面図 本開示の貫通電極基板の他の例を示す断面図 本開示の貫通電極基板の他の例を示す断面図 貫通電極基板の製造工程の一例を示す図 図８に続く貫通電極基板の製造工程の一例を示す図 図９に続く貫通電極基板の製造工程の一例を示す図 図１０に続く貫通電極基板の製造工程の一例を示す図 図１１に続く貫通電極基板の製造工程の一例を示す図 図１２に続く貫通電極基板の製造工程の一例を示す図

以下、本開示の実施形態に係る貫通電極基板及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

（第１の実施形態）
＜貫通電極基板＞
以下、本開示の実施形態について説明する。まず、図１、図２を用いて、本開示の一実施形態に係る貫通電極基板１の構成について説明する。ここで、図１は、本開示の貫通電極基板の第１の実施形態の一例を示す断面図であり、図２は、図１に示す貫通電極基板の貫通孔について示す断面図である。

図１に示すように、貫通電極基板１は、第１面１１及び第１面１１の反対側に位置する第２面１２を含むとともに貫通孔１３が設けられた基板１０と、基板１０の貫通孔１３に位置する貫通電極２０と、を備える。貫通孔１３が中空状となるように、貫通電極２０は貫通孔１３の側面に設けられている。すなわち、貫通電極基板１は、コンフォーマルビアの形態を有する。

ここで、図１においては、一例として、貫通電極基板１が有する１つの貫通電極（貫通電極２０）の断面図を拡大して示しているが、通常、貫通電極基板１には複数の貫通電極が設けられている。
以下、貫通電極基板１の各構成要素について説明する。

（基板）
図１および図２に示すように、基板１０は、第１面１１及び第１面１１の反対側に位置する第２面１２を含む。
基板１０は、一定の絶縁性を有する無機材料を含んでいる。温度変化に対して基板１０の膨張若しくは収縮を小さくできることから、基板１０の熱膨張係数は小さいことが好ましい。例えば、基板１０の熱膨張係数は、２ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。また、貫通電極基板の高周波における伝送ロスを小さく抑制するために、基板１０の誘電正接は小さいことが好ましい。例えば、基板１０の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接は、０．０００３以上０．００５以下であることが好ましい。

例えば、基板１０は、ガラス基板、石英基板である。基板１０で用いるガラスの例としては、無アルカリガラスなどを挙げることができる。

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、旭硝子社製のＥＮ－Ａ１や、コーニング社製のイーグルＸＧなどを挙げることができる。

基板１０の厚みｇは、２００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。貫通電極基板の製造工程では、研磨工程、典型的にはＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学機械研磨）工程が含まれるが、基板１０の厚みｇが２００μｍよりも小さい場合、厚みが薄いため強度が不足し、研磨工程で破損してしまう場合がある。

また、貫通電極基板の製造工程では、貫通電極を電解めっきで肉厚に形成するためにシード層を形成する工程が含まれるが、基板１０の厚みｇが５００μｍよりも大きい場合、貫通孔の深さが開口に対して大きくなってしまい、シード層をスパッタリング法で形成すると、貫通孔の奥では必要な膜厚のシード層を形成できない場合があり、その後の電解めっきで形成される貫通電極も所望のものが得られない場合がある。

一方、基板１０の厚みｇが、２００μｍ以上５００μｍ以下である場合は、上記のような問題が生じることはなく、貫通電極基板１を良好に得ることができる。

（貫通孔）
図２に示すように、基板１０には、第１面１１から第２面１２に至る貫通孔１３が設けられている。また、基板１０に形成された貫通孔１３は、基板１０の第１面１１から第２面１２の側に向かって距離ｄの位置に、貫通孔１３の孔径が最小となる狭窄部１４を有している。

換言すれば、断面視において、基板１０に形成された貫通孔１３の側面は、基板１０の第１面１１側から狭窄部１４に向けて先細りとなるテーパ状の第１面側部分１５と、基板１０の第２面１２側から狭窄部１４に向けて先細りとなるテーパ状の第２面側部分１６と、を有している。

平面視における貫通孔１３の第１面１１側及び第２面１２側の開口の形態は、通常、円形状であることから、貫通孔１３は、面積が小さい方の底面（上底）が同じである２つの円錐台を、それぞれの上底同士で結合した形態と表現することもできる。この場合、上記結合された上底の部分が、狭窄部１４に相当する。

なお、上述したテーパ状とは、大局的に見た場合に「テーパ」であることを意味し、図２に示すような貫通孔１３の断面視において、各部分の側面が直線的に延びる態様に限らず、曲線状に延びていたり、一部に曲線部分を含んでいたり、直線状部分と曲線状部分とを有していたりする場合でも、大局的に見て「テーパ」であれば、これらの形状はテーパ状の概念に含まれる。

本開示の貫通電極基板において、貫通孔１３の狭窄部１４の位置は、基板１０の第１面１１または第２面１２のいずれか一方の面から他方の面の側に向かって、２０μｍ以上であって、基板１０の厚みｇの１／２以下であることが好ましい。例えば、図２に示す例において、貫通孔１３の狭窄部１４の位置は、基板１０の第１面１１から第２面１２の側に向かって距離ｄの位置であり、この距離ｄの大きさは、２０μｍ以上であって、基板１０の厚みｇの１／２以下であることが好ましい。

上記のように、貫通電極基板の製造工程では、研磨工程、典型的にはＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学機械研磨）工程が含まれるが、距離ｄの大きさが２０μｍよりも小さい場合、貫通孔１３の第１面１１側の開口の縁部が、この研磨工程で欠けやすくなる。
一方、距離ｄの大きさが２０μｍ以上である場合には、上記のような問題が生じることを抑制できる。

なお、距離ｄの最大値については、基板１０における第１面１１と第２面１２の関係が、基板１０の表裏いずれかの一面（例えば表面）を第１面１１と定めた場合に、その反対側の面（裏面）が第２面１２と定まるものゆえ、距離ｄの最大値は、第１面１１から第２面１２に至る距離の１／２で十分ということになる。すなわち、距離ｄの最大値は、基板１０の厚みｇの１／２ということになる。

例えば、狭窄部１４の位置が、基板１０の表裏いずれかの一面（例えば表面）から、その反対側の面（裏面）に向かって、基板１０の厚みｇの１／２を超える場合は、その反対側の面（裏面）から狭窄部１４の位置までの距離は、基板１０の厚みｇの１／２未満となる。

また、図２に示す貫通孔１３において狭窄部１４における貫通孔１３の孔径ｐは、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。

なお、基板１０の第１面１１側の貫通孔１３の開口の孔径Ｄ１は、狭窄部１４の孔径ｐよりも大きく、また、基板１０の第２面１２側の貫通孔１３の開口の孔径Ｄ２も、狭窄部１４の孔径ｐよりも大きい。また、貫通電極の高密度化および微細化の要求に応じるために、孔径Ｄ１は６０μｍ以下であり、孔径Ｄ２も６０μｍ以下であることが好ましい。

貫通孔１３の形成はレーザ加工等によって行われるが、狭窄部１４における貫通孔１３の孔径ｐが１０μｍよりも小さい場合、狭窄部１４が狭くなり過ぎてしまい、所望の形状の貫通孔１３を形成することが困難になる。

また、狭窄部１４における貫通孔１３の孔径ｐが５０μｍよりも大きい場合、貫通孔１３の側面の角度（例えば、図２に示す角度θ）を所定の大きさ以上に保ちつつ、貫通孔１３の開口の孔径Ｄ１および孔径Ｄ２を、６０μｍ以下に形成することが困難になる。

一方、狭窄部１４における貫通孔１３の孔径ｐが１０μｍ以上５０μｍ以下である場合には、上記のような問題が生じることはなく、貫通電極基板１を良好に得ることができる。

また、図２に示す貫通孔１３においては、断面視において、貫通孔１３を構成する一対の側面のうちの片側の側面における、狭窄部１４の縁部（Ｒｐ）と基板１０の第１面１１の側の貫通孔１３の開口の縁部（Ｒ１）とを結ぶ線と、基板１０の第１面１１の法線Ｎ１とのなす角度θ１が、１．２５°以上６．２５°以下であることが好ましく、狭窄部１４の縁部（Ｒｐ）と基板１０の第２面１２の側の貫通孔１３の開口の縁部（Ｒ２）とを結ぶ線と、基板１０の第１面１１の法線Ｎ２との、なす角度θ２が、１．２５°以上６．２５°以下であることが好ましい。

上記のように、貫通電極基板の製造工程では、貫通電極を電解めっきで肉厚に形成するためにシード層を形成する工程が含まれるが、上記の角度θ１および角度θ２が１．２５°よりも小さい場合、貫通孔の側面の傾斜が垂直に近く、シード層をスパッタリング法で形成すると、貫通孔の奥では必要な膜厚のシード層を形成できない場合があり、その後の電解めっきで形成される貫通電極も所望のものが得られない場合がある。

また、上記の角度θ１が６．２５°よりも大きい場合、貫通孔１３の第１面１１側の開口が大きくなってしまい、高密度実装に適さなくなるおそれがある。同様に、上記の角度θ２が６．２５°よりも大きい場合、貫通孔１３の第２面１２側の開口が大きくなってしまい、高密度実装に適さなくなるおそれがある。

一方、上記角度θ１および角度θ２が、１．２５°以上６．２５°以下である場合には、上記のような問題が生じることはなく、貫通電極基板１を良好に得ることができる。

（貫通電極）
貫通電極２０は導電性を有する部材であり、図１に示すように、貫通電極基板１において貫通孔１３に位置する。より詳しくは、図１に示すように、貫通電極２０は、貫通孔１３が中空状となるように、貫通孔１３の側面に設けられている。すなわち、貫通電極基板１は、コンフォーマルビアの形態を有する。ここで、貫通孔１３の内部の導電層２３の体積は、貫通孔１３の体積の５％以上５０％以下であることが好ましい。

貫通孔１３の内部の導電層２３の体積が、貫通孔１３の体積の５％よりも小さい場合、貫通電極２０の電気抵抗が大きくなり過ぎて、伝送ロスが大きくなってしまう。

また、貫通孔１３の内部の導電層２３の体積が、貫通孔１３の体積の５０％よりも大きい場合、ヒートサイクル試験のように低温と高温とを繰り返す環境下において、貫通電極２０と基板１０を構成する材料との間にストレスが発生し、基板１０にクラックが入ってしまうことがある。

一方、貫通孔１３の内部の導電層２３の体積が、貫通孔１３の体積の５％以上５０％以下である場合には、上記のような問題が生じることはなく、貫通電極基板１を良好に得ることができる。

また、貫通電極２０は、通常、複数の層から構成されている。例えば、図１に示す例において、貫通電極２０は、貫通孔１３の側面の側に密着層２１を有し、密着層２１の上にシード層２２を有し、シード層２２の上に導電層２３を有している。換言すれば、貫通電極２０は、貫通孔１３の側面側から貫通孔１３の中心側に向かって順に、密着層２１と、シード層２２と、導電層２３と、を有している。

密着層２１は、基板１０とシード層２２との間に設けられ、基板１０とシード層２２との密着性を高める効果を奏する。密着層２１は、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種を含み、スパッタイオン蒸着、ＰＶＤ、若しくはゾルゲル法により形成される。密着層２１の厚みは、例えば２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。

シード層２２は導電性を有する層であり、電解めっき処理によって導電層２３を形成する電解めっき工程の際に、めっき液中の金属イオンを析出させて導電層２３を成長させるための土台となる。シード層２２の材料としては、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、これらの組み合わせなどの導電性を有する材料を用いることができる。シード層２２の材料は、導電層２３の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。シード層２２の厚みは、例えば５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。このシード層２２を形成するには、例えば、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の手法を用いることができる。

導電層２３は、シード層２２の上に電解めっきによって形成され、導電性を有する層である。導電層２３を構成する材料としては、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）などの金属又はこれらを用いた合金など、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。

導電層２３の厚みｔは、図２に示す貫通孔１３の狭窄部１４における孔径ｐの１／２より小さく、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。なお、図１に示す貫通電極２０において、密着層２１の厚み、及びシード層２２の厚みは、通常、導電層２３の厚みに比べて小さいため、この厚みｔは、密着層２１と、シード層２２と、導電層２３と、を合わせた厚みと近似であるとして扱ってもよい。

貫通電極２０は貫通電極基板に実装される素子と電気的に接合されるものであるが、上記の厚みｔが０．５μｍよりも小さい場合、電気的な抵抗が大きくなってしまい、電気特性が低下してしまうという問題がある。また、厚みｔが過度に小さい場合、貫通電極２０を均一な厚みに形成することも困難になるという問題がある。また、上記の厚みｔが１０μｍよりも大きい場合、ヒートサイクル試験の熱ストレスにより、貫貫通電極基板にクラックが生じ易くなる。

一方、上記の厚みｔが０．５μｍ以上１０μｍ以下である場合には、上記のような問題が生じることはなく、貫通電極基板１を良好に得ることができる。

（第２の実施形態）
図３は、本開示の貫通電極基板の第２の実施形態の一例を示す断面図である。なお、上述の貫通電極基板１と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。

本開示の貫通電極基板は、例えば、図３に例示する貫通電極基板２のように、充填樹脂３１を有する形態であっても良い。

より詳しくは、図３に示す貫通電極基板２は、図１に示した貫通電極基板１が有する構成に加えて、貫通孔１３の側面側から貫通孔１３の中心側に向かって、貫通電極２０の上に位置し、貫通孔１３を充填する充填樹脂３１を有している。さらに、図３に例示する貫通電極基板２においては、基板１０の第２面１２の側にも、充填樹脂３１を有している。

図３に示す貫通電極基板２においては、充填樹脂３１を有するため、応力を緩和する効果や、貫通孔１３の内部に異物が混入してしまうことを抑制する効果を奏することができる。

充填樹脂３１の形成方法としては、例えば、図１に示す貫通電極基板１に対して、充填樹脂３１を構成する材料からなるフィルムを、基板１０の第２面１２の側に貼り付け、真空ラミネート等の手法により貫通孔１３に充填樹脂３１を埋め込む方法を挙げることができる。

（充填樹脂）
充填樹脂３１は、有機材料を含み、絶縁性を有している。充填樹脂３１は、感光性材料を含んでいても良い。充填樹脂３１の有機材料の例としては、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、シアネート樹脂、アラミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ＢＴレジン、ＦＲ－４、ＦＲ－５、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミドなどを用いることができる。上記樹脂は、単体で用いられてもよく、２種類以上の樹脂が組み合わせて用いられてもよい。

充填樹脂３１は、ガラス、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等のフィラー（充填樹脂フィラー）を含んでいても良い。ヒートサイクル試験を受けても充填樹脂３１にクラックが生じることを抑制するために、充填樹脂フィラーは、熱重量変化が２５０℃で３重量％以内であり、熱膨張係数が０．５ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。また、充填樹脂フィラーは充填樹脂３１の３０体積％以上８０体積％以下で含有されていることが好ましい。

また、図３に示す貫通電極基板２においては、充填樹脂３１の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接は、０．００３以上０．０２以下であることが好ましい。貫通孔１３に設ける充填樹脂３１の高周波における誘電正接を、上記所定の範囲の値とすることで、貫通電極基板２の高周波における伝送ロスを小さくできるからである。

（第３の実施形態）
図４は、本開示の貫通電極基板の第３の実施形態の一例を示す断面図である。なお、上述の貫通電極基板１および貫通電極基板２と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。

図４に示す貫通電極基板３は、図３に示す貫通電極基板２の形態に加えて、絶縁樹脂層５０を有する。また、導電ビア６１も有している。
より詳しくは、図４に示す貫通電極基板３は、図３に示す貫通電極基板２の形態に加えて、基板１０の第１面１１の側に、絶縁樹脂層５０を有する。さらに、図４に例示する貫通電極基板３においては、絶縁樹脂層５０を貫通するビアホールを有し、このビアホールの内側に導電性材料が充填された導電ビア６１を有している。ここで、貫通電極基板３においては、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、貫通孔１３と重ならない位置に、導電ビア６１を有している。導電ビア６１は、貫通電極２０と電気的に接続されている。

このような構成を有するため、図４に示す貫通電極基板３においては、絶縁樹脂層５０の上に配線層をさらに積層することができる。また、絶縁樹脂層５０を構成する樹脂に、充填樹脂３１を構成する樹脂よりも誘電正接が小さい樹脂、すなわち、より伝送特性に優れた樹脂を用いることもできる。

さらに、図４に示す貫通電極基板３においては、導電ビア６１の径を、貫通孔１３の開口径（より詳しくは、図２に示す基板１０の第１面１１側の貫通孔１３の開口の孔径Ｄ１）よりも小さくできるため、高密度化に有利となる。例えば、絶縁樹脂層５０を構成する樹脂に感光性型の樹脂を用いれば、フォトリソグラフィ法により、２μｍ～３０μｍ径のビアホールを設けることができ、同サイズ（２μｍ～３０μｍ径）の導電ビア６１を設けることができる。また、ＵＶレーザを用いれば、５μｍ～３０μｍ径のビアホールを設けることができ、同サイズ（５μｍ～３０μｍ径）の導電ビア６１を設けることができる。

（絶縁樹脂層）
絶縁樹脂層５０は、有機材料を含み、絶縁性を有している。絶縁樹脂層５０は、感光性材料を含んでいても良い。絶縁樹脂層５０の有機材料の例としては、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、シアネート樹脂、アラミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ＢＴレジン、ＦＲ－４、ＦＲ－５、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミドなどを用いることができる。上記樹脂は、単体で用いられてもよく、２種類以上の樹脂が組み合わせて用いられてもよい。

絶縁樹脂層５０は、ガラス、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等のフィラー（絶縁樹脂フィラー）を含んでいても良い。ヒートサイクル試験を受けても絶縁樹脂層５０にクラックが生じることを抑制するために、絶縁樹脂フィラーは、熱重量変化が２５０℃で３重量％以内であり、熱膨張係数が０．５ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。また、絶縁樹脂フィラーは絶縁樹脂層５０の０体積％より多く３０体積％以下で含有されていることが好ましい。

また、図４に示す貫通電極基板３において、絶縁樹脂層５０を構成する絶縁樹脂の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接は、０．００１以上０．０１以下であることが好ましい。絶縁樹脂層５０の高周波における誘電正接を、上記所定の範囲の値とすることで、貫通電極基板３の高周波における伝送ロスを小さくできるからである。

（導電ビア）
導電ビア６１は導電性材料から構成され、絶縁樹脂層５０を貫通するビアホールの内側に設けられている。ここで、図４に示す貫通電極基板３においては、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、貫通孔１３と重ならない位置に、導電ビア６１が設けられている。そして、導電ビア６１は、貫通電極２０と電気的に接続されている。

導電ビア６１も貫通電極２０を構成する導電層２３と同様に、電解めっきによって形成することができる。導電ビア６１を構成する導電性材料としては、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）などの金属又はこれらを用いた合金など、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。

（第４の実施形態）
図５は、本開示の貫通電極基板の第４の実施形態の一例を示す断面図である。なお、上述の貫通電極基板１～３と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。

図５に示す貫通電極基板４は、図４に示す貫通電極基板３の形態と同様に、絶縁樹脂層５０を有するが、貫通電極基板４が有する導電ビア６２は、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、貫通孔１３と重なる位置に設けられている。
なお、貫通孔１３と「重なる」とは、貫通孔１３を包含する形態や、貫通孔１３と一部が重なる形態も含むものである。

図５に示す貫通電極基板４が有する導電ビア６２も、図４に示す貫通電極基板３が有する導電ビア６１と同様に、導電性材料から構成され、絶縁樹脂層５０を貫通するビアホールの内側に設けられている。導電ビア６２を構成する導電性材料としては、上述した導電ビア６１を構成する導電性材料と同じものを挙げることができる。そして、導電ビア６２も、貫通電極２０と電気的に接続されている。

このような構成を有するため、図５に示す貫通電極基板４においては、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、貫通孔１３が設けられた位置で、絶縁樹脂層５０の上側と下側とに設けられる配線や電極を電気的に接続することができる。このため、積層配線の設計が容易になる。また、導電ビア６２を、貫通孔１３の開口（より詳しくは、図２に示す基板１０の第１面１１側の貫通孔１３の開口）の縁の貫通電極２０に接続させることで、導電ビア６２の径を貫通孔１３の開口径と同程度の大きさに抑制でき、高密度化にも対応できる。

図５に示す貫通電極基板４においても、図４に示した貫通電極基板３と同様に、絶縁樹脂層５０を構成する樹脂に感光性型の樹脂を用いて、フォトリソグラフィ法やＵＶレーザにより、ビアホールを設けることができる。
なお、図５に示す貫通電極基板４において、基板１０の第１面１１側の貫通孔１３の開口は、導電ビア６２を構成する導電性材料で封じられているが、基板１０の第２面１２側の貫通孔１３の開口は、充填樹脂３１を構成する樹脂が、封じられずに露出する形態になっている。それゆえ、貫通電極基板４においては、充填樹脂３１を構成する樹脂中のガスを、基板１０の第２面１２側の貫通孔１３の開口から放出することができる。

（第５の実施形態）
図６は、本開示の貫通電極基板の第５の実施形態の一例を示す断面図である。なお、上述の貫通電極基板１～４と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。

図６に示す貫通電極基板５は、図３に示す貫通電極基板２の形態に加えて、基板１０の第１面１１の側に、まず、第１の絶縁樹脂層５１を有し、第１の絶縁樹脂層５１を貫通するビアホール（第１のビアホール）の内側に導電性材料が充填された導電ビア６３を有している。さらに、第１の絶縁樹脂層５１の上側に第２の絶縁樹脂層５２を有し、第２の絶縁樹脂層５２を貫通するビアホール（第２のビアホール）の側面に導電性材料から構成される側面導電層７０を有している。そして、側面導電層７０の上側（より詳しくは、第２のビアホールの側面側から第２のビアホールの中心側に向かう方向における側面導電層７０の上側）には、充填材８０を有している。

貫通電極基板５が有する導電ビア６３は、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、貫通孔１３と重なる位置に設けられている。そして、側面導電層７０が設けられている第２の絶縁樹脂層５２を貫通するビアホール（第２のビアホール）は、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、導電ビア６３と重なる位置に設けられている。
そして、側面導電層７０は導電ビア６３と電気的に接続されており、導電ビア６３は貫通電極２０と電気的に接続されている。

このような構成を有するため、図６に示す貫通電極基板５においては、絶縁樹脂層の積層数が増加しても、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、貫通孔１３が設けられた位置で、各絶縁樹脂層の上側と下側とに設けられる配線や電極を電気的に接続することができるため、積層配線の設計が容易になる。
また、導電ビア６３を、貫通孔１３の開口（より詳しくは、図２に示す基板１０の第１面１１側の貫通孔１３の開口）の縁の貫通電極２０に接続させることで、導電ビア６３の径を貫通孔１３の開口径と同程度の大きさに抑制でき、高密度化にも対応できる。なお、側面導電層７０外径は、導電ビア６３の径と同程度の大きさとすることもできるし、貫通孔１３の開口径よりも小さいものにすることも可能である。

図６に示す貫通電極基板５が有する導電ビア６３および側面導電層７０も、図５に示す貫通電極基板４が有する導電ビア６２と同様に導電性材料から構成され、その導電性材料としては、上述した導電ビア６１を構成する導電性材料と同じものを挙げることができる。
側面導電層７０の厚みとしては、例えば１μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。

図６に示す貫通電極基板５が有する充填材８０は、有機材料を含み、絶縁性を有している。充填材８０は、感光性材料を含んでいても良い。充填材８０を構成する材料は、上述の絶縁樹脂層５０を構成する材料と同じとすることができる。

充填材８０は、ガラス、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等のフィラー（充填材フィラー）を含んでいても良い。ヒートサイクル試験を受けても充填材８０にクラックが生じることを抑制するために、充填材フィラーは、熱重量変化が２５０℃で３重量％以内であり、熱膨張係数が０．５ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。また、充填材フィラーは充填材８０の０体積％より多く３０体積％以下で含有されていることが好ましい。

また、図６に示す貫通電極基板５において、充填材８０の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接は、０．００１以上０．０１以下であることが好ましい。充填材８０の高周波における誘電正接を、所定の範囲の小さい値とすることで、貫通電極基板５の高周波における伝送ロスを小さくできるからである。

第１の絶縁樹脂層５１および導電ビア６３の形成方法は、図５に示す貫通電極基板４と同様の方法を用いることができる。
第２の絶縁樹脂層５２も、第１の絶縁樹脂層５１と同様にして、感光性型の樹脂を用いてフォトリソグラフィ法やＵＶレーザにより、ビアホールを設けることができる。この際、第２の絶縁樹脂層５２に設けるビアホールをリング状に形成することで、図６に示す充填材８０として、円柱状の第２の絶縁樹脂層５２を残すこともできる。
側面導電層７０の形成方法としては、例えば、上記のようにして設けた第２の絶縁樹脂層５２のビアホールに、スパッタリング法でシード層を形成し、電解めっき法で側面導電層７０を形成する。導電ビア６３により第１の絶縁樹脂層５１のビアホールが埋まっているため、上記のシード層の形成においては、段差による断線の発生を抑制できる。
図６に示す貫通電極基板５においても、図５に示す貫通電極基板４と同様に、基板１０の第１面１１側の貫通孔１３の開口は、導電ビア６３を構成する導電性材料で封じられているが、基板１０の第２面１２側の貫通孔１３の開口は、充填樹脂３１を構成する樹脂が、導電性材料で封じられずに露出する形態になっている。それゆえ、貫通電極基板５においても、充填樹脂３１を構成する樹脂中のガスを、基板１０の第２面１２側の貫通孔１３の開口から放出することができる。

（第６の実施形態）
図７は、本開示の貫通電極基板の第６の実施形態の一例を示す断面図である。なお、上述の貫通電極基板１～５と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。

図７に示す貫通電極基板６は、図３に示す貫通電極基板２の形態に加えて、基板１０の第１面１１の側に、まず、第１の絶縁樹脂層５１を有し、第１の絶縁樹脂層５１を貫通するビアホール（第１のビアホール）の側面に導電性材料から構成される第１の側面導電層７１を有している。そして、第１の側面導電層７１の上側（より詳しくは、第１のビアホールの側面側から第１のビアホールの中心側に向かう方向における第１の側面導電層７１の上側）には、第１の充填材８１を有している。
さらに、第１の絶縁樹脂層５１の上側に第２の絶縁樹脂層５２を有し、第２の絶縁樹脂層５２を貫通するビアホール（第２のビアホール）の側面に導電性材料から構成される第２の側面導電層７２を有している。そして、第２の側面導電層７２の上側（より詳しくは、第２のビアホールの側面側から第２のビアホールの中心側に向かう方向における第２の側面導電層７２の上側）には、第２の充填材８２を有している。

貫通電極基板６が有する第１の側面導電層７１が設けられている第１のビアホール（すなわち、第１の絶縁樹脂層５１を貫通するビアホール）は、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、貫通孔１３と重なる位置に設けられている。そして、第２の側面導電層７２が設けられている第２のビアホール（すなわち、第２の絶縁樹脂層５２を貫通するビアホール）は、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、第１のビアホールと重なる位置に設けられている。
そして、第２の側面導電層７２は第１の側面導電層７１と電気的に接続されており、第１の側面導電層７１は貫通電極２０と電気的に接続されている。

このような構成を有するため、図７に示す貫通電極基板６においても、絶縁樹脂層の積層数が増加しても、基板１０の第１面１１の法線方向から見て、貫通孔１３が設けられた位置で、各絶縁樹脂層の上側と下側とに設けられる配線や電極を電気的に接続することができるため、積層配線の設計が容易になる。
また、第１の側面導電層７１を、貫通孔１３の開口（より詳しくは、図２に示す基板１０の第１面１１側の貫通孔１３の開口）の縁の貫通電極２０に接続させることで、第１の側面導電層７１の外径を、貫通孔１３の開口径と同程度の大きさに抑制できる。同様に、第２の側面導電層７２を、第１の側面導電層７１に接続させることで、第２の側面導電層７２の外径を、第１の側面導電層７１の外径と同程度の大きさに抑制できる。すなわち、第２の側面導電層７２の外径を、貫通孔１３の開口径と同程度の大きさに抑制できる。それゆえ、絶縁樹脂層の積層数が増加しても、高密度化にも対応できる。
ここで、図７に示す貫通電極基板６においても、基板１０の第２面１２側の貫通孔１３の開口は、充填樹脂３１を構成する樹脂が、導電性材料で封じられずに露出する形態になっている。さらに、貫通電極基板６においては、基板１０の第１面１１側の貫通孔１３の開口も、樹脂（充填樹脂３１を構成する樹脂、第１の充填材８１を構成する樹脂、および、第２の充填材８２を構成する樹脂）が、導電性材料で封じられずに露出する形態になっている。それゆえ、貫通電極基板６においては、充填樹脂３１を構成する樹脂中のガスを、
基板１０の第１面１１側の貫通孔１３の開口と、基板１０の第２面１２側の貫通孔１３の開口の、両方から放出することができ、より効果的にガスを放出することができる。

図７に示す貫通電極基板６が有する第１の側面導電層７１も、図６に示す貫通電極基板５が有する側面導電層７０と同様に導電性材料から構成され、その導電性材料としては、上述した導電ビア６１を構成する導電性材料と同じものを挙げることができる。また、第２の側面導電層７２も、同様に導電性材料から構成され、その導電性材料としては、上述した導電ビア６１を構成する導電性材料と同じものを挙げることができる。
第１の側面導電層７１および第２の側面導電層７２の厚みとしては、例えば１μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。

図７に示す貫通電極基板６が有する第１の充填材８１および第２の充填材８２は、有機材料を含み、絶縁性を有している。第１の充填材８１および第２の充填材８２は、感光性材料を含んでいても良い。第１の充填材８１および第２の充填材８２を構成する材料は、上述の絶縁樹脂層５０を構成する材料と同じとすることができる。

第１の充填材８１および第２の充填材８２は、ガラス、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等のフィラー（充填材フィラーと呼ぶ）を含んでいても良い。ヒートサイクル試験を受けても第１の充填材８１および第２の充填材８２にクラックが生じることを抑制するために、充填材フィラーは、熱重量変化が２５０℃で３重量％以内であり、熱膨張係数が０．５ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。また、充填材フィラーは第１の充填材８１および第２の充填材８２の０体積％より多く３０体積％以下で含有されていることが好ましい。

また、図７に示す貫通電極基板６において、第１の充填材８１および第２の充填材８２の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接は、０．００１以上０．０１以下であることが好ましい。第１の充填材８１および第２の充填材８２の高周波における誘電正接を、所定の範囲の小さい値とすることで、貫通電極基板６の高周波における伝送ロスを小さくできるからである。

図７に示す貫通電極基板６の第１の絶縁樹脂層５１および第１の側面導電層７１の形成方法としては、図６に示した貫通電極基板５の第２の絶縁樹脂層５２、側面導電層７０の形成方法と同様の方法を用いることができる。そして、第１の絶縁樹脂層５１に設けるビアホールをリング状に形成することで、図７に示す第１の充填材８１として、円柱状の第１の絶縁樹脂層５１を残すこともできる。
また、貫通電極基板６の第２の絶縁樹脂層５２および第２の側面導電層７２も、第１の絶縁樹脂層５１および第１の側面導電層７１と同様にして、形成できる。そして、第２の絶縁樹脂層５２に設けるビアホールをリング状に形成することで、図７に示す第２の充填材８２として、円柱状の第２の絶縁樹脂層５２を残すこともできる。

＜貫通電極基板の製造方法＞
次に、本開示の貫通電極基板の製造方法の一例について説明する。ここでは、図８から図１３を用いて、図１に示す貫通電極基板１を製造する方法について説明する。

（貫通孔を有する基板の製造）
まず、第１面１１及び第１面１１の反対側に位置する第２面１２を含む基板を準備し、第１面１１および第２面１２の各側からレーザを照射することにより、図８に示すように、所望の形状の貫通孔１３が設けられた基板１０を製造する。
例えば、第１面１１の側からレーザを照射することにより、貫通孔１３の基板１０の第１面１１から狭窄部１４に至る部分を形成し、第２面１２の側からレーザを照射することにより、貫通孔１３の基板１０の第２面１２から狭窄部１４に至る部分を形成することができる。

レーザ加工のためのレーザとしては、エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、フェムト秒レーザ等を用いることができる。Ｎｄ：ＹＡＧレーザを採用する場合、波長が１０６４ｎｍの基本波、波長が５３２ｎｍの第２高調波、波長が３５５ｎｍの第３高調波等を用いることができる。

また、別の製造方法として、まず、基板の第１面１１の上、および第２面１２の上に、貫通孔１３に対応する位置に開口を有するレジスト層を設け、次に、レジスト層の開口からエッチング加工することにより、貫通孔１３を形成しても良い。

なお、上記の加工は、基板の第１面１１側および第２面１２側から同一工程で加工するものであっても良く、どちらか一方の側を先に加工し、その後、もう一方の側を加工するものであっても良い。
例えば、まず、基板の第１面１１の上に貫通孔１３に対応する位置に開口を有するレジスト層を設け、レジスト層の開口からエッチング加工して、貫通孔１３の基板１０の第１面１１から狭窄部１４に至る部分を形成し、次に、基板の第２面１２に貫通孔１３に対応する位置に開口を有するレジスト層を設け、レジスト層の開口からエッチング加工して、貫通孔１３の基板１０の第２面１２から狭窄部１４に至る部分を形成する加工であっても良い。

エッチング加工の方法としては、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。

また、上記のレーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。例えば、まず、レーザ照射によって基板の貫通孔１３が形成されるべき領域に変質層を形成し、続いて、基板をフッ化水素などに浸漬して、変質層をエッチングする。このような方法によって、貫通孔１３を形成しても良い。

その他にも、基板に研磨材を吹き付けるブラスト処理によって、貫通孔１３を形成しても良い。

（貫通電極の形成）
次に、貫通電極２０を形成する。貫通電極２０を形成するには、まず、スパッタイオン蒸着、ＰＶＤ、若しくはゾルゲル法、またはこれらの組み合わせによって、基板１０の第１面１１の上、第２面１２の上、及び貫通孔１３の側面の上に、密着層２１を形成し、続いて、スパッタリング法、蒸着法、またはこれらの組み合わせによって、密着層２１の上にシード層２２を形成する（図９参照）。
ここで理解を容易とするために、図９～図１３においては、上記の密着層２１およびシード層２２を、下地層２４（黒色の厚膜）として示しているが、密着層２１およびシード層２２は、通常、導電層２３に比べて厚みが小さいため、上述した図１においては、この下地層２４の図示は省略している。

次に、図１０に示すように、基板１０の第１面１１の上に形成された下地層２４の上にレジスト層４１を部分的に形成し、第２面１２の上に形成された下地層２４の上にレジスト層４２を部分的に形成する。

続いて、図１１に示すように、電解めっき法によって、レジスト層４１、４２によって覆われていない下地層２４の上に導電層２３を形成する。

次に、図１２に示すように、レジスト層４１、４２を除去し、さらに、図１３に示すように、下地層２４のうちレジスト層４１、４２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、図１に示す貫通電極基板１を得ることができる。なお、図１に示す貫通電極基板１においては、煩雑となることを避けるため、下地層２４の図示を省略している。

以下に、本開示の実施形態について実施例及び比較例を示して詳細に説明する。ただし、本開示の実施形態は、実施例に限定されない。

（実施例１～１３）
直径２００ｍｍの無アルカリガラス基板（旭硝子社製ＥＮ－Ａｌ）にレーザ加工とフッ化水素を用いたウェットエッチング加工を施して、表１に示す各種数値の貫通孔を有する、図２に示す形態の基板を作製した。ここで、図２に示す孔径Ｄ１および孔径Ｄ２は、いずれも６０μｍとした。また、上記の基板の熱膨張係数は、３ｐｐｍ／Ｋであり、周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接は、０．００５であった。
また、貫通孔の側面等、所定の箇所に、ゾルゲル法により、５０ｎｍ厚の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を有する構成の密着層を形成し、次いで、スパッタリング法により、５００ｎｍ厚の銅（Ｃｕ）を有する構成のシード層を形成した。
その後、電解めっきにより、銅（Ｃｕ）から構成される導電層を形成して、表１に示す各種数値の貫通電極を有する、図１に示す形態の貫通電極基板を作製した。このようにして、表１に示す各種数値を有する実施例１～１３の貫通電極基板を準備した。

（各数値の測定および算出）
イオンミリング装置（日立ハイテク社製、ＩＭ－４０００）を用いて、各貫通電極基板に対して図１に示すような断面を得た。ここで、得られた断面は、測長光学顕微鏡（オリンパス社製、ＳＴＭ－６－ＬＭ）を用いて貫通孔の直径を測定し、断面を得る前の平面視における貫通孔の直径と比較して、貫通孔の開口中心から±５％以内を通過する断面であることを確認した。
図１に示す厚みｔ、図２に示す孔径ｐ、距離ｄ、厚みｇは、上記断面を測長光学顕微鏡（オリンパス社製、ＳＴＭ－６－ＬＭ）で測定して得た。なお、表１に示す厚みｔ、距離ｄ、厚みｇの単位はいずれもμｍである。

ここで、表１に示す孔径ｐ（μｍ）は、断面において貫通孔の左右の側面が最も近接する２点間の距離を測定した値である。また、表１に示す距離ｄは、得られた貫通孔の断面の左側側面と右側側面における数値の平均値とした。

また、表１に示す角度θ（°）は、断面写真から、貫通孔の断面の右側側面における狭窄部の縁部（断面において貫通孔の左右の側面が最も近接する部位）と基板の第２面の側の貫通孔の開口の縁部とを結ぶ線（図２に示すＲｐとＲ２を結ぶ線）を引き、この線と基板の第２面の法線（図２に示すＮ２）とでなす角度とした。

また、表１に示す数値Ｖ（貫通孔の体積に対する貫通孔の内部の導電層の体積の比を百分率で表した数値。単位％）は、断面写真から貫通孔の体積および貫通孔の内部の導電層の体積を、それぞれ導き出し、得られた貫通孔の体積を１００として、得られた貫通孔の内部の導電層の体積を百分率で算出した。

（評価）
ヒートサイクル試験として、上記の実施例１～１３の各貫通電極基板を、真空中で１時間かけて－５５℃から１２５℃まで加熱し、１２５℃で１時間保ち、その後、１時間かけて１２５℃から－５５℃まで冷却した。これを１０００サイクル繰り返し、その後、光学顕微鏡（オリンパス社製ＳＴＭ－６－ＬＭ）により各貫通電極基板の表裏を観察し、クラック及び隙間の発生を評価した。結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例１～１３においては、いずれもクラックや隙間は見つからず、いずれも良好な結果であった。

（比較例１～４）
実施例１～１３と同様にして、表２に示す各種数値を有する比較例１～４の貫通電極基板の作製を試みた。なお、表２におけるｐ、Ｖ、ｔ、ｄ、ｇ、θの各単位は、上述した表１におけるｐ、Ｖ、ｔ、ｄ、ｇ、θの各単位と同じである。
ここで、比較例１は、孔径ｐの値が実施例１～１３の値よりも小さく、比較例２は、孔径ｐの値が実施例１～１３の値よりも大きい。また、比較例３は、数値Ｖの値が実施例１～１３の値よりも小さく、比較例４は、数値Ｖの値が実施例１～１３の値よりも大きい。

しかしながら、比較例１および比較例２は、所望の形状の貫通孔および貫通電極を安定して形成することが困難であり、比較例３は、貫通電極２０の電気抵抗が大きくなり過ぎて、伝送ロスが大きくなってしまうものしか得られなかった。また、比較例４は、実施例１～１３と同様のヒートサイクル試験を行ったところ、クラックまたは隙間が見つかった。
それゆえ、表２に示すように、比較例１～４は、いずれも不良という結果になった。

（実施例１４～３１）
上記の実施例１～１３の貫通電極基板に、表３に示す各種の充填樹脂及び絶縁樹脂層を形成し、図５に示す形態を有する実施例１４～３１の貫通電極基板を準備した。なお、図５に示す形態における基板１０の第２面１２の上の充填樹脂３１の厚み（より詳しくは、図５において、基板１０の第２面１２から充填樹脂３１の最外面までの厚み）は２５μｍとした。また、図５に示す形態における基板１０の第１面１１の上の絶縁樹脂層５０の厚み（より詳しくは、図５において、基板１０の第１面１１から絶縁樹脂層５０の最外面までの厚み）も２５μｍとした。

（評価）
ヒートサイクル試験として、上記の実施例１４～３１の貫通電極基板を、真空中で１時間かけて－５５℃から１２５℃まで加熱し、１２５℃で１時間保ち、その後、１時間かけて１２５℃から－５５℃まで冷却した。これを１０００サイクル繰り返し、その後、光学顕微鏡（オリンパス社製ＳＴＭ－６－ＬＭ）により各貫通電極基板の表裏を観察し、クラック及び隙間の発生を評価した。結果を表３に示す。

ここで、表３において、「ｔａｎδ」とは、充填樹脂および絶縁樹脂層の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接のことである。
また「熱重量変化」とは、充填樹脂においては、充填樹脂に含有されている充填樹脂フィラーの２５０℃における熱重量変化（単位：重量％）のことであり、絶縁樹脂層においては、絶縁樹脂層に含有されている絶縁樹脂フィラーの２５０℃における熱重量変化（単位：重量％）のことである。
また「ＣＴＥ」とは、充填樹脂においては、充填樹脂に含有されている充填樹脂フィラーの熱膨張係数（単位：ｐｐｍ／Ｋ）のことであり、絶縁樹脂層においては、絶縁樹脂層に含有されている絶縁樹脂フィラーの熱膨張係数（単位：ｐｐｍ／Ｋ）のことである。
また、「体積率」とは、充填樹脂においては、充填樹脂に含有されている充填樹脂フィラーの２５℃における体積率（単位：％）のことであり、絶縁樹脂層においては、絶縁樹脂層に含有されている絶縁樹脂フィラーの２５℃における体積率（単位：％）のことである。

表３に示すように、実施例１４～３１においては、いずれもクラックや隙間は見つからず、良好なものであった。

１、２、３、４、５、６ 貫通電極基板
１０ 基板
１１ 第１面
１２ 第２面
１３ 貫通孔
１４ 狭窄部
１５ 第１面側部分
１６ 第２面側部分
２０ 貫通電極
２１ 密着層
２２ シード層
２３ 導電層
２４ 下地層
３１ 充填樹脂
４１、４２ レジスト層
５０ 絶縁樹脂層
５１ 第１の絶縁樹脂層
５２ 第２の絶縁樹脂層
６１、６２、６３ 導電ビア
７０ 側面導電層
７１ 第１の側面導電層
７２ 第２の側面導電層
８０ 充填材
８１ 第１の充填材
８２ 第２の充填材

Claims (14)

1. 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基板と、
   前記基板の前記貫通孔に位置する貫通電極と、を備え、
   前記貫通孔は、前記第１面と前記第２面との間に、孔径が最小となる狭窄部を有しており、前記狭窄部における孔径ｐが１０μｍ以上５０μｍ以下であって、前記第１面における孔径Ｄ１が６０μｍ以下であり、前記第２面における孔径Ｄ２が６０μｍ以下であり、
   前記貫通電極は、前記貫通孔の側面に設けられており、
   前記貫通電極が、前記貫通孔の側面側から前記貫通孔の中心側に向かって順に、密着層と、導電層と、を有しており、
   前記導電層の厚みｔが、０．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲であって、前記孔径ｐの１／２より小さく、
   前記貫通孔の内部の前記導電層の体積が、前記貫通孔の体積の５％以上５０％以下であり、
   前記基板の熱膨張係数が、２ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であり、
   前記基板の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接が、０．０００３以上０．００５以下である、貫通電極基板。
2. 前記密着層が、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種を含む、請求項１に記載の貫通電極基板。
3. 前記導電層が、銅（Ｃｕ）を含む、請求項１または請求項２に記載の貫通電極基板。
4. 前記基板の前記第１面または前記第２面のいずれか一方の面から他方の面の側に向かって距離ｄの位置に、前記貫通孔の前記狭窄部があり、
   前記距離ｄの大きさが、２０μｍ以上であって、前記基板の厚みｇの１／２以下である、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
5. 前記基板の厚みｇが２００μｍ以上５００μｍ以下である、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
6. 断面視で前記貫通孔を構成する一対の側面のうちの片側の側面において、前記狭窄部の縁部と前記基板の前記第１面の側の前記貫通孔の開口の縁部とを結ぶ線と、前記基板の前記第１面の法線とのなす角度θ１が、１．２５°以上６．２５°以下であり、前記狭窄部の縁部と前記基板の前記第２面の側の前記貫通孔の開口の縁部とを結ぶ線と、前記基板の前記第２面の法線とのなす角度θ２が、１．２５°以上６．２５°以下である、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
7. 前記貫通孔の側面側から前記貫通孔の中心側に向かって、前記貫通電極の上に位置し、前記貫通孔を充填する充填樹脂を有し、
   前記充填樹脂の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００３以上０．０２以下である、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
8. 前記充填樹脂は、充填樹脂フィラーを含有し、
   前記充填樹脂フィラーは、
   熱重量変化が２５０℃で３重量％以内であり、
   熱膨張係数が０．５ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であり、
   前記充填樹脂フィラーが前記充填樹脂の３０体積％以上８０体積％以下で含有されている、請求項７に記載の貫通電極基板。
9. 前記基板の前記第１面の側に、絶縁樹脂層を有し、
   前記絶縁樹脂層を構成する絶縁樹脂の周波数２０ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００１以上０．０１以下である、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
10. 前記絶縁樹脂は、絶縁樹脂フィラーを含有し、
    前記絶縁樹脂フィラーは、
    熱重量変化が２５０℃で３重量％以内であり、
    熱膨張係数が０．５ｐｐｍ／Ｋ以上８ｐｐｍ／Ｋ以下であり、
    前記絶縁樹脂フィラーが前記絶縁樹脂の０体積％より多く、３０体積％以下で含有されている、請求項９に記載の貫通電極基板。
11. 前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記貫通孔と重ならない位置に、前記絶縁樹脂層を貫通するビアホールを有し、前記ビアホールの内側に導電性材料が充填された導電ビアを有する、請求項９または請求項１０に記載の貫通電極基板。
12. 前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記貫通孔と重なる位置に、前記絶縁樹脂層を貫通するビアホールを有し、前記ビアホールの内側に導電性材料が充填された導電ビアを有する、請求項９または請求項１０に記載の貫通電極基板。
13. 前記絶縁樹脂層として、前記基板と接する第１の絶縁樹脂層と、前記第１の絶縁樹脂層の上側に積層された第２の絶縁樹脂層を有し、
    前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記貫通孔と重なる位置に、前記第１の絶縁樹脂層を貫通する第１のビアホールを有し、前記第１のビアホールの内側に導電性材料が充填された導電ビアを有し、
    前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記導電ビアと重なる位置に、前記第２の絶縁樹脂層を貫通する第２のビアホールを有し、前記第２のビアホールの内側の側面に導電性材料から構成される側面導電層を有する、請求項９または請求項１０に記載の貫通電極基板。
14. 前記絶縁樹脂層として、前記基板と接する第１の絶縁樹脂層と、前記第１の絶縁樹脂層の上側に積層された第２の絶縁樹脂層を有し、
    前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記貫通孔と重なる位置に、前記第１の絶縁樹脂層を貫通する第１のビアホールを有し、前記第１のビアホールの内側の側面に導電性材料から構成される第１の側面導電層を有し、
    前記基板の前記第１面の法線方向から見て、前記第１のビアホールと重なる位置に、前記第２の絶縁樹脂層を貫通する第２のビアホールを有し、前記第２のビアホールの内側の側面に導電性材料から構成される、第２の側面導電層を有する、請求項９または請求項１０に記載の貫通電極基板。

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