JP6984277B2 - A method for manufacturing a perforated substrate, a mounting substrate including a perforated substrate, and a perforated substrate. - Google Patents
A method for manufacturing a perforated substrate, a mounting substrate including a perforated substrate, and a perforated substrate. Download PDFInfo
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Description
本開示の実施形態は、有孔基板に関する。また、本発明は、有孔基板を備える実装基板及び有孔基板の製造方法に関する。 The embodiments of the present disclosure relate to a perforated substrate. The present invention also relates to a mounting substrate including a perforated substrate and a method for manufacturing the perforated substrate.
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孔と、基板の第1面側から第2面側へ至るように孔の内部に設けられた電極部と、を備える貫通電極基板が、様々な用途で利用されている。貫通電極基板は、コンデンサ等の素子を実装されることにより、実装基板として構成されることがある。また、貫通電極基板は、基板内にコンデンサが埋め込まれる薄膜コンデンサを製造する際にも利用され得る。薄膜コンデンサによれば、高い誘電率を有する無機材料を用いて誘電層を構成することにより、小型で大容量のコンデンサを実現することができる。
For example, as disclosed in
貫通電極基板では、一般に、基板上に直接的に設けられた配線層が孔の内部の電極部に接続される。しかしながら、配線層の熱変形等によって、孔の周縁や基板の外縁にクラック等の損傷が生じる場合がある。とりわけ基板がガラスであり、配線層の厚みが比較的大きい場合には、ガラスの材料特性及び配線層の変形量の増大によって損傷の問題が顕著に生じ易くなる。また基板のうちの配線層の端部に面する部分においても、クラックは生じ易い。 In a through electrode substrate, a wiring layer provided directly on the substrate is generally connected to an electrode portion inside the hole. However, due to thermal deformation of the wiring layer or the like, damage such as cracks may occur on the peripheral edge of the hole or the outer edge of the substrate. In particular, when the substrate is glass and the thickness of the wiring layer is relatively large, the problem of damage is likely to occur remarkably due to the increase in the material properties of the glass and the amount of deformation of the wiring layer. In addition, cracks are likely to occur in the portion of the substrate facing the end of the wiring layer.
本開示の実施形態は、基板上の配線層に起因する基板の損傷を効果的に抑制することができる有孔基板、有孔基板を備える実装基板及び有孔基板の製造方法を提供することを目的とする。 An embodiment of the present disclosure provides a method for manufacturing a perforated substrate, a mounting substrate including a perforated substrate, and a perforated substrate that can effectively suppress damage to the substrate due to a wiring layer on the substrate. The purpose.
本開示の一実施形態は、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、前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかの面上に位置し、有機材料を含む下地有機層と、前記下地有機層上に位置し、導電性を有する配線層と、を備え、前記下地有機層は、前記貫通孔の周縁、前記第1面の外縁、及び前記第2面の外縁のうちの少なくともいずれかを前記基板の法線方向及び面内方向に沿って覆っている、有孔基板、である。 One embodiment of the present disclosure comprises a substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface and provided with a through hole, and at least one of the first surface and the second surface. A base organic layer located on any surface and containing an organic material and a wiring layer located on the base organic layer and having conductivity are provided, and the base organic layer is a peripheral edge of the through hole. A perforated substrate that covers at least one of the outer edge of the first surface and the outer edge of the second surface along the normal direction and the in-plane direction of the substrate.
一実施形態に係る有孔基板は、前記貫通孔及び前記下地有機層に跨がって位置する貫通電極をさらに備え、前記貫通電極は、前記配線層に電気的に接続されていてもよい。 The perforated substrate according to one embodiment further includes a through hole and a through electrode located straddling the underlying organic layer, and the through electrode may be electrically connected to the wiring layer.
また、一実施形態に係る有孔基板において、前記下地有機層は、前記貫通孔の周縁を前記基板の法線方向及び面内方向に沿って覆っており、前記貫通電極は、前記下地有機層のうちの前記貫通孔内に位置する部分を覆っていてもよい。 Further, in the perforated substrate according to the embodiment, the underlying organic layer covers the peripheral edge of the through hole along the normal direction and the in-plane direction of the substrate, and the through electrode is the underlying organic layer. The portion of the through hole located in the through hole may be covered.
また、一実施形態に係る有孔基板において、前記下地有機層のうちの前記基板の面内方向に沿って前記貫通孔の周縁、前記第1面の外縁、及び前記第2面の外縁のうちの少なくともいずれかを覆う部分は、前記貫通孔の内周面又は前記基板における前記第1面と前記第2面との間に位置する側部を部分的に覆っていてもよい。 Further, in the perforated substrate according to the embodiment, among the peripheral edge of the through hole, the outer edge of the first surface, and the outer edge of the second surface of the underlying organic layer along the in-plane direction of the substrate. The portion covering at least one of the above may partially cover the inner peripheral surface of the through hole or the side portion located between the first surface and the second surface of the substrate.
また、一実施形態に係る有孔基板において、前記下地有機層は、前記貫通孔の周縁を前記基板の面内方向に沿って覆い、前記貫通孔は、その内周面が前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかから前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状となっており、前記下地有機層のうちの前記貫通孔内に位置する部分は、テーパ状の前記貫通孔の内周面の幅の大きい方の端部側に設けられ、幅の小さい方の端部側に設けられていなくてもよい。 Further, in the perforated substrate according to the embodiment, the base organic layer covers the peripheral edge of the through hole along the in-plane direction of the substrate, and the inner peripheral surface of the through hole is the first surface and the inner peripheral surface thereof. The portion of the underlying organic layer located in the through hole is tapered from at least one of the second surfaces toward the inside of the substrate. The inner peripheral surface of the through hole may be provided on the wider end side and may not be provided on the narrower end side.
また、一実施形態に係る有孔基板において、前記下地有機層は、前記貫通孔の周縁を前記基板の面内方向に沿って覆い、前記下地有機層のうちの前記基板の面内方向に沿って前記貫通孔の周縁を覆う部分は、前記貫通孔の周縁を含む前記貫通孔の内周面を全体的に覆っていてもよい。 Further, in the perforated substrate according to the embodiment, the base organic layer covers the peripheral edge of the through hole along the in-plane direction of the substrate, and is along the in-plane direction of the substrate of the base organic layer. The portion that covers the peripheral edge of the through hole may completely cover the inner peripheral surface of the through hole including the peripheral edge of the through hole.
また、一実施形態に係る有孔基板において、前記下地有機層は、ポリイミドを含んでいてもよい。 Further, in the perforated substrate according to the embodiment, the base organic layer may contain polyimide.
また、本開示のその他の一実施形態に係る有孔基板は、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、前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかの面上に位置し、有機材料を含む下地有機層と、前記下地有機層上に位置し、導電性を有する配線層と、前記貫通孔内に位置し、前記配線層に電気的に接続された貫通電極と、を備える。 Further, the perforated substrate according to another embodiment of the present disclosure includes a first surface and a substrate having a second surface located on the opposite side of the first surface and having a through hole, and the first surface. And a base organic layer containing an organic material, located on at least one of the second surfaces, a wiring layer located on the base organic layer and having conductivity, and a position in the through hole. A through electrode electrically connected to the wiring layer is provided.
その他の一実施形態に係る有孔基板において、前記下地有機層は、前記基板の面内方向に前記貫通孔の周縁から5μm以上10μm以下の範囲で離れていてもよい。 In the perforated substrate according to the other embodiment, the underlying organic layer may be separated from the peripheral edge of the through hole in the in-plane direction of the substrate within a range of 5 μm or more and 10 μm or less.
その他の一実施形態に係る有孔基板において、前記下地有機層と前記貫通孔の周縁との前記基板の面内方向における位置の差は、5μm未満であってもよい。 In the perforated substrate according to the other embodiment, the difference in position between the base organic layer and the peripheral edge of the through hole in the in-plane direction of the substrate may be less than 5 μm.
また、本開示の一実施形態は、前記の有孔基板と、前記有孔基板の貫通孔に設けられた貫通電極に電気的に接続された素子と、を備える、実装基板、である。 Further, one embodiment of the present disclosure is a mounting substrate including the perforated substrate and an element electrically connected to a through electrode provided in a through hole of the perforated substrate.
また、本開示の一実施形態は、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を準備する工程と、前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかの面上に、有機材料を含む下地有機層を設ける工程であって、前記下地有機層は、前記貫通孔の周縁、前記第1面の外縁、及び前記第2面の外縁のうちの少なくともいずれかを前記基板の法線方向及び面内方向に沿って覆うように、設けられる工程と、前記下地有機層上に、導電性を有する配線層を設ける工程と、を備える、有孔基板の製造方法、である。 Further, one embodiment of the present disclosure includes a step of preparing a substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface and having a through hole, and the first surface and the first surface. A step of providing a base organic layer containing an organic material on at least one of the two surfaces, wherein the base organic layer is a peripheral edge of the through hole, an outer edge of the first surface, and the second surface. A step provided so as to cover at least one of the outer edges of the surface along the normal direction and the in-plane direction of the substrate, and a step of providing a conductive wiring layer on the underlying organic layer. It is a manufacturing method of a perforated substrate.
一実施形態に係る有孔基板の製造方法において、前記下地有機層を設ける工程は、前記基板の前記第1面及び前記第2面上に、有機材料を設けるとともに、前記貫通孔に、有機材料を充填する工程と、前記貫通孔に充填された有機材料を、前記基板の法線方向に沿って照射されるレーザによって前記第1面側から前記第2面側に貫通させることにより、前記第1面及び前記第2面を覆うとともに前記貫通孔の内周面を覆う前記下地有機層を形成する工程と、を含んでいてもよい。 In the method for manufacturing a perforated substrate according to an embodiment, in the step of providing the base organic layer, an organic material is provided on the first surface and the second surface of the substrate, and the organic material is provided in the through hole. By passing the organic material filled in the through hole from the first surface side to the second surface side by a laser irradiated along the normal direction of the substrate. It may include a step of forming the base organic layer that covers the first surface and the second surface and also covers the inner peripheral surface of the through hole.
その他の一実施形態に係る有孔基板の製造方法は、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を準備する工程と、前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかの面上に、有機材料を含む下地有機層を設ける工程であって、前記下地有機層は、前記基板の面内方向に前記貫通孔の周縁から離れるように、設けられる工程と、前記下地有機層上に、導電性を有する配線層を設けるとともに、前記配線層に電気的に接続する貫通電極を前記貫通孔に設ける工程と、を備える、有孔基板の製造方法である。 The method for manufacturing a perforated substrate according to another embodiment includes a step of preparing a substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface and having a through hole, and the first aspect. A step of providing a base organic layer containing an organic material on at least one of one surface and the second surface, wherein the base organic layer is the peripheral edge of the through hole in the in-plane direction of the substrate. A step of providing a wiring layer having conductivity on the base organic layer and a step of providing a through electrode electrically connected to the wiring layer in the through hole are provided so as to be separated from the wiring layer. This is a method for manufacturing a perforated substrate.
さらに他の一実施形態に係る有孔基板の製造方法は、第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含む基板を準備する工程と、前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかの面上に、有機材料を設ける工程と、前記有機材料及び前記基板を、前記基板の法線方向に沿って照射されるレーザによって前記第1面側から前記第2面側に貫通させることにより、前記基板に貫通孔を形成するとともに前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかを覆う前記有機材料を含む下地有機層を形成する工程と、を備える、有孔基板の製造方法である。 The method for manufacturing a perforated substrate according to still another embodiment includes a step of preparing a substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface, and the first surface and the second surface. The step of providing the organic material on at least one of the surfaces, and the second surface side to the second surface by a laser irradiating the organic material and the substrate along the normal direction of the substrate. A step of forming a through hole in the substrate and forming a base organic layer containing the organic material covering at least one of the first surface and the second surface by penetrating the surface side is provided. , A method for manufacturing a perforated substrate.
本開示の実施形態によれば、基板上の配線層に起因する基板の損傷を効果的に抑制することができる。 According to the embodiment of the present disclosure, damage to the substrate caused by the wiring layer on the substrate can be effectively suppressed.
以下、本開示の実施形態に係る有孔基板の一例としての貫通電極基板の構成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、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」などの用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。更に、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。 Hereinafter, the configuration of the through silicon via substrate as an example of the perforated substrate according to the embodiment of the present disclosure and the manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments shown below are examples of the embodiments of the present disclosure, and the present disclosure is not construed as being limited to these embodiments. Further, in the present specification, terms such as "board", "base material", "sheet" and "film" are not distinguished from each other based only on the difference in names. For example, "base material" and "base material" are concepts including members that can be called sheets or films. Furthermore, the terms used herein, such as "parallel" and "orthogonal", and the values of length and angle, which specify the shape and geometric conditions and their degrees, are bound by a strict meaning. Instead, the interpretation shall be made to include the range in which similar functions can be expected. Further, in the drawings referred to in the present embodiment, the same parts or parts having similar functions may be designated by the same reference numerals or similar reference numerals, and the repeated description thereof may be omitted. Further, the dimensional ratio of the drawing may differ from the actual ratio for convenience of explanation, or a part of the configuration may be omitted from the drawing.
貫通電極基板
以下、本開示の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態に係る有孔基板の一例としての貫通電極基板10の構成について説明する。図1は、貫通電極基板10を示す断面図である。
Through Silicon Via Substrate Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described. First, the configuration of the through silicon via
貫通電極基板10は、基板12、貫通電極22、第1配線構造部30及び第2配線構造部40を備える。以下、貫通電極基板10の各構成要素について説明する。
The through
(基板)
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。
(substrate)
The
基板12は、一定の絶縁性を有する無機材料を含んでいる。例えば、基板12は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、樹脂基板、シリコン基板、炭化シリコン基板、アルミナ(Al2O3)基板、窒化アルミ(AlN)基板、酸化ジリコニア(ZrO2)基板など、又は、これらの基板が積層されたものである。基板12は、アルミニウム基板、ステンレス基板など、導電性を有する材料から構成された基板を部分的に含んでいてもよい。
The
基板12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がガラスを含む場合、基板12の厚みは、例えば0.25mm以上且つ0.45mm以下である。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。これにより、後述するように第1配線構造部30の一部によってキャパシタ15が形成されている場合に、キャパシタ15の耐電圧特性を高めることができる。
Examples of the glass used in the
図1に示す例において、基板12に形成された貫通孔20は、基板12の第1面13及び第2面14から基板12の厚み方向の中央部に向かうにつれて幅が小さくなる形状を有している。より詳しくは、本例における貫通孔20は平面視で円形状であり、基板12の内周面すなわち側壁21における第1面13から基板12の厚み方向の中央部に至る部分、および、基板12の内周面すなわち側壁21における第2面14から基板12の厚み方向の中央部に至る部分のそれぞれが、中央部側に向けて先細りのテーパ状となっている。しかしながら、貫通孔20の形状が特に限られることはない。例えば、貫通孔20の側壁21は、基板12の第1面13の法線方向に沿って第2面14から第1面13にかけて広がっていてもよい。また、側壁21の一部が湾曲していてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the through
貫通孔20の長さ、すなわち第1面13の法線方向における貫通孔20の寸法は、基板12の厚みに等しい。貫通孔20の幅、すなわち第1面13の面内方向における貫通孔20の寸法S(図4参照)は、例えば40μm以上且つ150μm以下である。また、貫通孔20の幅に対する長さの比、すなわち貫通孔20のアスペクト比は、例えば4以上且つ10以下である。
The length of the through
(貫通電極)
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。本実施の形態において、貫通電極22の厚みは、貫通孔20の幅よりも小さく、このため、貫通孔20の内部には、貫通電極22が存在しない空間がある。すなわち、貫通電極22は、いわゆるコンフォーマルビアである。貫通電極22の厚みは、例えば100nm以上且つ20μm以下である。
(Through Silicon Via)
The through
図2は、貫通孔20に設けられた貫通電極22を拡大して示す断面図である。貫通電極22が導電性を有する限りにおいて、貫通電極22の構成は特には限定されない。例えば、貫通電極22は、導電性を有する単一の層から構成されていてもよく、若しくは、導電性を有する複数の層を含んでいてもよい。ここでは、図2に示すように、貫通電極22が、貫通孔20の側壁21側から貫通孔20の中心側へ順に並ぶシード層221及びめっき層222を含む例について説明する。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the through
シード層221は、電解めっき処理によってめっき層222を形成する電解めっき工程の際に、めっき液中の金属イオンを析出させてめっき層222を成長させるための土台となる、導電性を有する層である。シード層221の材料としては、銅などの導電性を有する材料を用いることができる。シード層221の材料は、めっき層222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221の厚みは、例えば100nm以上且つ3μm以下である。シード層221は、スパッタリング法、蒸着法、無電解めっき法などによって形成される。
The
めっき層222は、めっき処理によって形成される、導電性を有する層である。めっき層222を構成する材料としては、銅、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロム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。
The
なお、図示はしないが、貫通孔20の側壁21とシード層221との間に中間層を設けてもよい。中間層を構成する材料としては、例えば、チタン、チタン窒化物、モリブデン、モリブデン窒化物、タンタル、タンタル窒化物等、又はこれらを積層したものを用いることができる。中間層の厚みは、例えば10nm以上且つ1μm以下である。中間層は、例えば、蒸着法やスパッタリング法などの物理成膜法で形成される。中間層は、例えば、側壁21に対するシード層221やめっき層222の密着性を高めるという役割を果たす。また、中間層は、シード層221又はめっき層222に含まれる金属元素が貫通孔20の側壁21を介して基板12の内部に拡散することを抑制するという役割を果たしてもよい。
Although not shown, an intermediate layer may be provided between the
(第1配線構造部)
次に、第1配線構造部30について説明する。第1配線構造部30は、基板12の第1面13側に電気的な回路を構成するよう第1面13側に設けられた導電層や絶縁層などの層を有する。本実施の形態では、第1配線構造部30の一部によって、キャパシタ15が構成されている。また、第1配線構造部30の一部によって、インダクタ16の一部が構成されている。本実施の形態において、第1配線構造部30は、第1面下地有機層30A、第1面第1導電層31、第1面第1無機層32、第1面第2導電層33、第1面第1被覆有機層34、第1面第3導電層35及び第1面第2被覆有機層36を有する。
(1st wiring structure part)
Next, the first
〔第1面下地有機層〕
第1面下地有機層30Aは、基板12の第1面13上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第1面下地有機層30A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。第1面下地有機層30Aの有機材料は、好ましくは0.003以下、より好ましくは0.002以下、更に好ましくは0.001以下の誘電正接を有する。
[First surface organic layer]
The first surface underlying
図1および図2に示すように、図示の第1面下地有機層30Aは、第1面13側の貫通孔20の周縁20P1、および、第1面13の外縁13Pを基板12の法線方向及び面内方向に沿って覆っている。基板12の法線方向に沿って覆うとは、例えば周縁20P1から法線方向に沿って延ばした直線上に第1面下地有機層30Aの一部が位置し、法線方向に沿って周縁20P1を見た場合に、第1面下地有機層30Aの一部と周縁20P1とが重なることを意味する。また基板12の面内方向に沿って覆うとは、例えば周縁20P1から面内方向に沿って延ばした直線上に第1面下地有機層30Aの一部が位置し、面内方向に沿って周縁20P1を見た場合に、第1面下地有機層30Aの一部と周縁20P1とが重なることを意味する。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the illustrated first surface underlying
すなわち、第1面下地有機層30Aは、第1面13上に延び広がる平坦部30Bと、平坦部30Bから貫通孔20の周縁20P1を介して貫通孔20の内部へ延びるか、又は、平坦部30Bから第1面13の外縁13Pを介して基板12の側部12Sへ延びる延長部30Cと、を有している。延長部30Cは、貫通孔20の周縁20P1または第1面13の外縁13Pに対して面内方向に隣接し、これにより周縁20P1または外縁13Pを基板12の面内方向に沿って覆っている。なお、面内方向とは、基板12の主面である第1面13及び第2面14に沿って延びる方向を意味し、本例では、基板12の法線方向に直交して延びる方向であって、第1面13及び第2面14と平行な方向である。
That is, the first surface underlying
第1面下地有機層30Aの厚みは、例えば500nm以上且つ30μm以下である。平坦部30Bは、500nm以上且つ30μm以下であることが好ましく、延長部30Cは、100nm以上且つ30μm以下であることが好ましい。
The thickness of the first surface underlying
貫通孔20の内部へ延びる延長部30Cは、図示の例では、貫通孔20の内周面すなわち側壁21を部分的に覆っている。詳しくは、図示から明らかなように、貫通孔20内の延長部30Cは、テーパ状の貫通孔20の内周面の両端部のうちの基板12の面内方向における幅の大きい方の端部側に設けられ、幅の小さい方の端部側に設けられていない。つまり、本例では、延長部30Cは、断面が円形となるテーパ状の貫通孔20の内周面の大径の端部側に設けられ、当該端部よりも径寸法の小さい小径の端部側に設けられていない。ただし、このような態様に代えて、貫通孔20内の延長部30Cが、貫通孔20の内周面を全体的に覆ってもよい。一方、第1面13の外縁13Pを介して基板12の側部12Sへ延びる延長部30Cは、後述する第2面14上に位置する第2面下地有機層40Aが備える延長部40Cと結合している。これにより、図示の例では、基板12の側部12Sは、全体的に下地有機層(30A,40A)によって覆われている。ただし、延長部30Cは、延長部40Cと結合しなくてもよく、側部12Sを部分的に覆ってもよい。また、本例では、テーパ状の貫通孔20が、上述したように断面が円形となるテーパ状であるが、テーパ状の貫通孔20はこの態様に限られるものではなく、例えば断面が楕円状や、矩形状となる孔であってもよい。
In the illustrated example, the
第1面下地有機層30Aが設けられることで、貫通電極22は、貫通孔20及び第1面下地有機層30Aに跨がって位置するようになる。これにより、貫通電極22は、第1面下地有機層30Aのうちの貫通孔20内に位置する延長部30Cを覆っている。なお、本実施の形態では、第1面下地有機層30Aが、貫通孔20の周縁20P1および第1面13の外縁13Pを基板12の法線方向及び面内方向に沿って覆っているが、第1面下地有機層30Aは、これらのいずれか一方のみを覆う構成であってもよい。
By providing the first surface underlying
〔第1面第1導電層〕
第1面第1導電層31は、第1面下地有機層30A上に位置する、導電性を有する層であり、配線層として機能する層である。第1面第1導電層31は、貫通電極22に電気的に接続されていてもよく、図示の例では、貫通電極22が、第1面第1導電層31に電気的に接続されている。また、第1面第1導電層31は、導電性を有する単一の層から構成されていてもよく、若しくは、導電性を有する複数の層を含んでいてもよい。例えば、第1面第1導電層31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を含んでいてもよい。第1面第1導電層31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面第1導電層31の厚みは、例えば100nm以上且つ20μm以下である。
[First surface, first conductive layer]
The first surface first
〔第1面第1無機層〕
第1面第1無機層32は、少なくとも部分的に第1面第1導電層31上及び第1面下地有機層30A上に位置し、無機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第1面第1無機層32の無機材料としては、SiNなどの珪素窒化物を用いることができる。その他にも、第1面第1無機層32の無機材料の例として、酸化シリコン、酸化アルミ、五酸化タンタルなどを挙げることができる。第1面第1無機層32の無機材料の比誘電率は、例えば3以上且つ50以下である。また、第1面第1無機層32の厚みは、例えば50nm以上且つ400nm以下である。第1面第1無機層32は、単一の層から構成されていてもよく、複数の層を含んでいてもよい。
[First surface, first inorganic layer]
The first surface first
〔第1面第2導電層〕
第1面第2導電層33は、第1面第1無機層32上に位置する、導電性を有する層である。図1に示すように、第1面第2導電層33の端部33eは、第1面第1無機層32上に位置する。上述の第1面第1導電層31と、第1面第1導電層31上に位置する上述の第1面第1無機層32と、第1面第1無機層32上に位置する第1面第2導電層33とによって、キャパシタ15が構成されている。
[First surface, second conductive layer]
The first surface second
第1面第2導電層33は、貫通電極22や第1面第1導電層31と同様に、第1面第1無機層32上に順に積層されたシード層及びめっき層を含んでいてもよい。第1面第2導電層33を構成する材料は、貫通電極22や第1面第1導電層31を構成する材料と同様である。第1面第2導電層33の厚みは、例えば100nm以上且つ20μm以下である。
Similar to the through silicon via 22 and the first surface first
〔第1面第1被覆有機層〕
第1面第1被覆有機層34は、第1面第1無機層32上及び第1面第2導電層33に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第1面第1被覆有機層34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。第1面第1被覆有機層34の有機材料は、好ましくは0.003以下、より好ましくは0.002以下、更に好ましくは0.001以下の誘電正接を有する。誘電正接の小さい有機材料を用いて第1面第1被覆有機層34を構成することにより、キャパシタ15やインダクタ16を通るべき電気信号が第1面第1被覆有機層34を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ15やインダクタ16を備える貫通電極基板10の帯域を高周波側に広げることができる。
[First surface, first coated organic layer]
The first surface first coated
〔第1面第3導電層〕
第1面第3導電層35は、第1面第1導電層31上又は第1面第2導電層33上に位置する、導電性を有する層である。図1に示す例において、第1面第3導電層35は、キャパシタ15の一方の電極である第1面第1導電層31に接続された部分、及び、キャパシタ15の他方の電極である第1面第2導電層33に接続された部分を含む。
[First surface, third conductive layer]
The first surface third
第1面第3導電層35は、貫通電極22や第1面第1導電層31と同様に、順に積層されたシード層及びめっき層を含んでいてもよい。第1面第3導電層35を構成する材料は、貫通電極22や第1面第1導電層31を構成する材料と同様である。
The first surface third
〔第1面第2被覆有機層〕
第1面第2被覆有機層36は、第1面第1被覆有機層34上及び第1面第3導電層35上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第1面第2被覆有機層36は、第1面第1被覆有機層34と同様に、好ましくは0.003以下、より好ましくは0.002以下、更に好ましくは0.001以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第1面第2被覆有機層36の有機材料としては、第1面第1被覆有機層34と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。
[First surface, second coated organic layer]
The first surface second coated
(第2配線構造部)
次に、第2配線構造部40について説明する。第2配線構造部40は、基板12の第2面14側に電気的な回路を構成するよう第2面14側に設けられた導電層や絶縁層などの層を有する。第2配線構造部40の一部と、上述の第1配線構造部30の一部及び貫通電極22とによって、インダクタ16が構成されている。本実施の形態において、第2配線構造部40は、第2面下地有機層40A、第2面第1導電層41及び第2面第1被覆有機層43を有する。
(2nd wiring structure part)
Next, the second
〔第2面下地有機層〕
第2面下地有機層40Aは、基板12の第2面14上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第2面下地有機層40A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。第2面下地有機層40Aの有機材料は、好ましくは0.003以下、より好ましくは0.002以下、更に好ましくは0.001以下の誘電正接を有する。
[Second surface organic layer]
The second surface underlying
図1および図2に示すように、図示の第2面下地有機層40Aは、第2面14側の貫通孔20の周縁20P2、および、第2面14の外縁14Pを基板12の法線方向及び面内方向に沿って覆っている。すなわち、第2面下地有機層40Aは、第2面14上に延び広がる平坦部40Bと、平坦部40Bから貫通孔20の周縁20P2を介して貫通孔20の内部へ延びるか、又は、平坦部40Bから第2面14の外縁14Pを介して基板12の側部12Sへ延びる延長部40Cと、を有している。延長部40Cは、貫通孔20の周縁20P2または第2面14の外縁14Pに面内方向に隣接し、これにより周縁20P2または外縁14Pを基板12の面内方向に沿って覆っている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the illustrated second surface underlying
第2面下地有機層40Aの厚みは、第1面下地有機層30Aと同様に、例えば500nm以上且つ30μm以下である。平坦部40Bは、500nm以上且つ30μm以下であることが好ましく、延長部40Cは、100nm以上且つ30μm以下であることが好ましい。
The thickness of the second surface underlying
貫通孔20の内部へ延びる延長部40Cは、図示の例では、貫通孔20の内周面すなわち側壁21を部分的に覆っている。すなわち、第1面下地有機層30Aの延長部30Cと同様に、貫通孔20内の延長部40Cは、テーパ状の貫通孔20の内周面の大径の端部側に設けられ、小径の端部側に設けられていない。ただし、このような態様に代えて、貫通孔20内の延長部40Cが、貫通孔20の内周面を全体的に覆ってもよい。一方、第2面14の外縁14Pを介して基板12の側部12Sへ延びる延長部40Cは、上述したように、第1面下地有機層30Aの延長部30Cに結合されている。なお、延長部40Cは、延長部30Cに結合されていなくもよい。
In the illustrated example, the
第2面下地有機層40Aが設けられることで、貫通電極22は、貫通孔20及び第2面下地有機層40Aに跨がって位置するようになる。これにより、貫通電極22は、第2面下地有機層40Aのうちの貫通孔20内に位置する延長部40Cを覆っている。なお、本実施の形態では、第2面下地有機層40Aが、貫通孔20の周縁20P2および第2面14の外縁14Pを基板12の法線方向及び面内方向に沿って覆っているが、第2面下地有機層40Aは、これらのいずれか一方のみを覆う構成であってもよい。
By providing the second surface underlying
〔第2面第1導電層〕
第2面第1導電層41は、第2面下地有機層40A上に位置する、導電性を有する層であり、配線層として機能する層である。第2面第1導電層41は、貫通電極22に接続されていてもよく、図示の例では、貫通電極22が、第2面第1導電層41に接続されている。また、第2面第1導電層41は、貫通電極22や第1面第1導電層31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を含んでいてもよい。第2面第1導電層41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面第1導電層41の厚みは、例えば100nm以上且つ20μm以下である。
[Second surface, first conductive layer]
The second surface first
図3は、貫通電極基板10の第1面第1導電層31及び第2面第1導電層41を第1面13側から見た場合を示す平面図である。図3においては、第1面第1導電層31上に積層される第1面第1無機層32などの層が省略されている。また、図3においては、第2面14側に位置する第2面第1導電層41が点線で表されている。図1及び図3に示すように、第2面第1導電層41と、第2面第1導電層41に接続された貫通電極22と、貫通電極22に接続された第1面第1導電層31とによって、インダクタ16が構成される。
FIG. 3 is a plan view showing a case where the first surface first
〔第2面第1被覆有機層〕
第2面第1被覆有機層43は、第2面第1導電層41上及び、第2面下地有機層40A上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第2面第1被覆有機層43は、第1面第1被覆有機層34や第1面第2被覆有機層36と同様に、好ましくは0.003以下、より好ましくは0.002以下、更に好ましくは0.001以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第2面第1被覆有機層43の有機材料としては、第1面第1被覆有機層34や第1面第2被覆有機層36と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。
[Second surface, first coated organic layer]
The second surface first coated
貫通電極基板の製造方法
以下、有孔基板の一例としての貫通電極基板10の製造方法の一例について、図4乃至図14を参照して説明する。
Manufacturing Method of Through Silicon Via Substrate An example of a manufacturing method of the through silicon via
(貫通孔形成工程)
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4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。
(Through hole forming process)
First, the
なお、基板12にレーザを照射することによって基板12に貫通孔20を形成してもよい。この場合、レジスト層は設けられていなくてもよい。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。
The through
また、レーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。具体的には、まず、レーザ照射によって基板12のうち貫通孔20が形成されるべき領域に変質層を形成する。続いて、基板12をフッ化水素などに浸漬して、変質層をエッチングする。これによって、基板12に貫通孔20を形成することができる。その他にも、基板12に研磨材を吹き付けるブラスト処理によって基板12に貫通孔20を形成してもよい。
Further, laser irradiation and wet etching can be appropriately combined. Specifically, first, the altered layer is formed in the region of the
第1面13側及び第2面14側の両方から基板12を加工することにより、図4に示す、基板12の厚み方向の中央部に向かうにつれて幅が小さくなる形状を有する貫通孔20を形成することができる。
By processing the
(下地有機層形成工程)
次に、第1面下地有機層30Aおよび第2面下地有機層40Aを形成する。図示の例では、まず、図5に示すように、基板12の第1面13に、ポリイミドを主成分として含む有機材料としての第1感光性フィルム51を積層し、第2面14に、ポリイミド料を主成分として含む有機材料としての第2感光性フィルム52を積層する。
(Underground organic layer forming process)
Next, the first surface
各感光性フィルム51,52は、本例では電磁波または荷電粒子線を照射されることによって溶解性が増大する樹脂、例えばポジ型感光性樹脂となっている。各感光性フィルム51,52は、例えばローラーを用いて基板12に押し付けられることにより、基板12上に固定される。この際、各感光性フィルム51,52は、加熱をしながら基板12に押し付けられることが好ましく、この場合は、より強固に基板12上に固定される。
In this example, each of the
そして図5に示すように、各感光性フィルム51,52における貫通孔20上に位置する部分には、電磁波または荷電粒子線として、光Lが照射される。図示の例では、第1感光性フィルム51に、基板12の法線方向に沿って外側(図中の上側)から光Lが照射され、第2感光性フィルム52に、基板12の法線方向に沿って外側(図中の下側)から光Lが照射される。このような光Lが照射されるタイミングは、第1感光性フィルム51と、第2感光性フィルム52とで、同時であってもよいし、別々であってもよい。
Then, as shown in FIG. 5, the portion of each of the
その後、現像液を各感光性フィルム51,52に供給することにより、図6に示すように、各感光性フィルム51,52における貫通孔20上に位置する部分に貫通孔20に通じる孔が形成され、これにより、第1面13上の第1面下地有機層30Aおよび第2面14上の第2面下地有機層40Aが形成される。ここで、上述のように、第1感光性フィルム51には、基板12の法線方向に沿って外側(図中の上側)から光Lが照射され、第2感光性フィルム52には、基板12の法線方向に沿って外側(図中の下側)から光Lが照射されることにより、本例では、溶解した樹脂の一部が貫通孔20の内周面側に入り込んで、現像後に残存するようになる。このことで、第1面下地有機層30Aには、貫通孔20へ延びる延長部30Cが形成され、第2面下地有機層40Aには、貫通孔20へ延びる延長部40Cが形成されることになる。
After that, by supplying the developing solution to the
本件発明者の鋭意の研究および実験によれば、貫通孔20の周縁20P1,20P2の内径寸法に対して1.1〜1.2倍程度の外径寸法となる範囲で光Lを、感光性フィルム51,52に照射した際に、延長部30C,40Cを適切に形成できることが知見されている。例えば、基板12の厚みが400μmであり、周縁20P1,20P2の内径寸法が85μmである際に、外径寸法が100μmとなる範囲で光Lを照射することで、適切な延長部30C,40Cを形成できたことが確認されている。また、基板12の厚みが300μmであり、周縁20P1,20P2の内径寸法が75μmである際に、外径寸法が90μmとなる範囲で光Lを照射することで、適切な延長部30C,40Cを形成できたことが確認されている。なお、このような好適な光Lの大きさは、基板12の厚みや感光性フィルム51,52の材質等に応じて変化するため、周縁20P1,20P2の内径寸法と光Lの関係は、上述した内容に限定されるものではない。
According to the diligent research and experiment of the inventor of the present invention, light L is photosensitive within a range of an outer diameter of about 1.1 to 1.2 times the inner diameter of the peripheral edges 20P1 and 20P2 of the through
また、図6においては、基板12の側部12Sへ延びる延長部30C,40Cが図示されていないが、これら延長部30C,40Cは、例えば、感光性フィルム51,52を側部12Sへ押し付けて固定することにより形成されてもよい。また、本例では、感光性フィルム51,52がポジ型感光性樹脂であるが、感光性フィルム51,52は、ネガ型感光性樹脂であってもよい。この場合は、感光性フィルム51,52における孔を形成しない箇所に光が照射される。
Further, in FIG. 6, the
(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。本実施の形態においては、貫通電極22と同時に、第1面下地有機層30Aの一部分上に第1面第1導電層31を形成し、第2面下地有機層40Aの一部分上に第2面第1導電層41を形成する例について説明する。
(Through Silicon Via Forming Process)
Next, the through
スパッタリング法、蒸着法、無電解めっき法などによって、図7に示すように、第1面下地有機層30A上、第2面下地有機層40A上及び貫通孔20の側壁21上にシード層221を形成する。続いて、図8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9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10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面第1導電層31及び第2面第1導電層41を形成することができる。これにより、第2面第1導電層41と、第2面第1導電層41に接続された貫通電極22と、貫通電極22に接続された第1面第1導電層31とを備えるインダクタ16を構成することができる。なお、めっき層222をアニールする工程を実施してもよい。
As shown in FIG. 7, a
(第1面第1無機層の形成工程)
次に、図11に示すように、第1面第1導電層31上の全域に第1面第1無機層32を形成する。第1面第1無機層32を形成する方法としては、例えば、プラズマCVD、スパッタリングなどを採用することができる。好ましくは、第1面第1無機層32を形成する工程は、第1面第1導電層31を形成する工程及び表面処理工程の場合と同一の装置において連続的に実施される。これらの工程は、好ましくは、第1面第1導電層31が酸化することが抑制された雰囲気下で、例えばアンモニアガスなどの還元ガスの雰囲気下で実施される。
(Step of forming the first inorganic layer on the first surface)
Next, as shown in FIG. 11, the first surface first
(第1面第2導電層の形成工程)
次に、図12に示すように、第1面第1無機層32の一部分上に第1面第2導電層33を形成する。これにより、第1面第1導電層31と、第1面第1導電層31上の第1面第1無機層32と、第1面第1無機層32上の第1面第2導電層33と、を備えるキャパシタ15を構成することができる。第1面第2導電層33を形成する工程は、第1面第1導電層31を形成する工程と同様であるので、説明を省略する。
(Step of forming the first surface and the second conductive layer)
Next, as shown in FIG. 12, the first surface second
(第1面第1被覆有機層の形成工程)
次に、図13に示すように、第1面第2導電層33の一部分上及び第1面第1無機層32の一部分上に第1面第1被覆有機層34を形成する。例えば、まず、有機材料を含む感光層と、基材とを有する第1面側フィルムを、基板12の第1面13側に貼り付ける。続いて、第1面側フィルムに露光処理及び現像処理を施す。これによって、第1面側フィルムの感光層からなり、開口部34aが形成された第1面第1被覆有機層34を、基板12の第1面13側に形成することができる。この際、第1面第1被覆有機層34の場合と同様にして、図13に示すように、第2面下地有機層40Aの一部分上及び第2面第1導電層41の一部分上に第2面第1被覆有機層43を形成してもよい。
(Step of forming the first coated organic layer on the first surface)
Next, as shown in FIG. 13, the first surface first coated
第1面第1被覆有機層34の開口部34aは、第1面第3導電層35と第1面第1導電層31とが接続される位置、第1面第3導電層35と第1面第2導電層33とが接続される位置などにおいて、第1面第1無機層32上に形成される。
The
なお、第1面第1被覆有機層34や第2面第1被覆有機層43の形成方法が、フィルムを用いる方法に限られることはない。例えば、まず、ポリイミドなどの有機材料を含む液を、スピンコート法などによって塗布し、乾燥させることによって有機層を形成する。続いて、有機層に露光処理及び現像処理を施すことにより、第1面第1被覆有機層34や第2面第1被覆有機層43を形成することもできる。
The method of forming the first surface first-coated
(第1面第3導電層の形成工程)
次に、図14に示すように、第1面第1被覆有機層34の開口部34aを介して第1面第1導電層31又は第1面第2導電層33に接続される第1面第3導電層35を形成する。第1面第3導電層35を形成する工程は、第1面第1導電層31を形成する工程と同様であるので、説明を省略する。
(Step of forming the first surface and the third conductive layer)
Next, as shown in FIG. 14, the first surface connected to the first surface first
(第1面第2被覆有機層の形成工程)
その後、第1面第1被覆有機層34の一部分上及び第1面第3導電層35の一部分上に第1面第2被覆有機層36を形成する。これによって、図1に示す貫通電極基板10を得ることができる。第1面第2被覆有機層36を形成する方法は特には限定されない。例えば、第1面第1被覆有機層34の場合と同様に、有機材料を含むフィルムや液を用いることによって、第1面第2被覆有機層36を形成することができる。
(Step of forming the first surface and the second coated organic layer)
After that, the first surface second coated
以下、本実施の形態によってもたらされる作用について説明する。 Hereinafter, the action brought about by this embodiment will be described.
本実施の形態においては、基板12と配線層に対応する第1面第1導電層31および第2面第1導電層41との間に位置する下地有機層30A,40Aによって、配線層の熱変形等によって生じる基板12の応力が緩和される。とりわけ下地有機層30A,40Aが貫通孔20の周縁20P1,20P2、第1面13の外縁13P、及び第2面14の外縁14Pを面内方向に沿って覆うことで、基板12に生じる面内方向での応力が下地有機層30A,40Aによって緩和されるようになる。これにより、基板12上の配線層に起因する基板12の損傷を効果的に抑制することができる。
In the present embodiment, the heat of the wiring layer is generated by the underlying
また、下地有機層30A,40Aが貫通孔20の周縁20P1,20P2を面内方向に沿って覆っていることで、これら下地有機層30A,40Aが面内方向で貫通電極22と基板12との間に位置することになる。これにより、貫通電極22に起因して基板12に生じ得る面内方向での応力も下地有機層30A,40Aによって抑制されるため、貫通孔20の周縁20P1,20P2における損傷を効果的に抑制することができる。
Further, since the underlying
また、本実施の形態では、下地有機層30A,40Aのうちの貫通孔20内に位置する部分、すなわち延長部30C,40Cが、テーパ状の貫通孔20の内周面の大径の端部側に設けられ、小径の端部側に設けられていない。これにより、下地有機層30A,40Aが貫通孔20の内周面の寸法変化を抑制するように位置するため、貫通電極22の厚みを均一化し易くなり、貫通電極22の導電性のばらつきを抑制し易くなる。
Further, in the present embodiment, the portions of the underlying
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述の実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述の実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。 It is possible to make various changes to the above-described embodiment. Hereinafter, modification examples will be described with reference to the drawings as necessary. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding portions in the above-described embodiment will be used for the portions that can be configured in the same manner as in the above-described embodiment. Duplicate explanations will be omitted. Further, when it is clear that the action and effect obtained in the above-described embodiment can be obtained in the modified example, the description thereof may be omitted.
(第1変形例)
図15乃至17は、第1変形例に係る貫通電極基板10の製造工程を示す図である。第1変形例に係る製造方法では、まず、図15に示すように、基板12を準備し、貫通孔20を形成する。次いで、第1面下地有機層30Aおよび第2面下地有機層40Aを形成する。この際、本変形例では、まず、基板12の第1面13に、有機材料としての第1感光性フィルム51を積層し、第2面14に、有機材料としての第2感光性フィルム52を積層する。各感光性フィルム51,52は、例えばローラーを用いて基板12に押し付けられることにより、基板12上に固定される。この際、本変形例では、図16に示すように、各感光性フィルム51,52の一部が貫通孔20の内部に部分的に進入するように、各感光性フィルム51,52が基板12上に固定される。ここで、各感光性フィルム51,52は、加熱をしながら基板12に押し付けられることが好ましく、この場合は、各感光性フィルム51,52の一部が貫通孔20の内部に進入し易くなる。
(First modification)
15 to 17 are views showing a manufacturing process of the through silicon via
続いて、各感光性フィルム51,52における貫通孔20上に位置する部分に、電磁波または荷電粒子線として、光Lを照射する。その後、現像液を各感光性フィルム51,52に供給することにより、図17に示すように、各感光性フィルム51,52における貫通孔20上に位置する部分に貫通孔20に通じる孔が形成される。これにより、第1面13上の第1面下地有機層30Aが形成され、第2面14上の第2面下地有機層40Aが形成される。本変形例では、以上のように、感光性フィルム51,52が貫通孔20の内部に部分的に進入するように感光性フィルム51,52を基板12に固定し、この状態で、感光性フィルム51,52における貫通孔20上に位置する部分に光Lを照射する。これにより、下地有機層30A,40Aにおける延長部30C,40Cを容易に形成できるようになる。
Subsequently, the portion of each of the
(第2変形例)
図18乃至20は、第2変形例に係る貫通電極基板10の製造工程を示す図である。第2変形例に係る製造方法では、まず、図18に示すように、基板12を準備し、貫通孔20を形成する。次いで、第1面下地有機層30Aおよび第2面下地有機層40Aを形成する。この際、本変形例では、まず、基板12の第1面13に、有機材料としての第1感光性フィルム51を積層し、第2面14に、有機材料としての第2感光性フィルム52を積層する。各感光性フィルム51,52は、例えばローラーを用いて基板12に押し付けられることにより、基板12上に固定される。この際、本変形例では、図19に示すように、各感光性フィルム51,52の一部が貫通孔20の内部に全体的に進入するように、各感光性フィルム51,52が基板12上に固定される。ここで、各感光性フィルム51,52は、加熱をしながら基板12に押し付けられることが好ましく、この場合は、各感光性フィルム51,52の一部が貫通孔20の内部に進入し易くなる。さらに、基板12の第1面13に第1感光性フィルム51を積層するとともに、第2面14に第2感光性フィルム52を積層した際に、貫通孔20を密閉し、この際の貫通孔20の内部の圧力よりも高い圧力の環境下で、第1感光性フィルム51および第2感光性フィルム52を基板12に押し付けることも好ましい。
(Second modification)
18 to 20 are views showing a manufacturing process of the through silicon via
続いて、各感光性フィルム51,52における貫通孔20上に位置する部分に、電磁波または荷電粒子線として、光Lを照射する。その後、現像液を各感光性フィルム51,52に供給することにより、図20に示すように、各感光性フィルム51,52における貫通孔20上に位置する部分に貫通孔20を通過する孔が形成される。これにより、第1面13上の第1面下地有機層30Aが形成され、第2面14上の第2面下地有機層40Aが形成される。本変形例では、以上のように、感光性フィルム51,52の一部が貫通孔20の内部に全体的に進入するように感光性フィルム51,52を基板12に固定し、この状態で、感光性フィルム51,52における貫通孔20上に位置する部分に光Lを照射する。これにより、下地有機層30A,40Aにおける延長部30C,40Cを確実に形成できるようになる。なお、図示の例では、貫通孔20内の延長部30C,40Cが互いに結合されており、貫通孔20の周縁を含む貫通孔20の内周面を全体的に覆っているが、これらは分離していてもよい。
Subsequently, the portion of each of the
(第3変形例)
図21は、第3変形例に係る貫通電極基板10の断面図である。第3変形例に係る貫通電極基板10では、基板12の貫通孔20がテーパ状となっており、貫通孔20は、第1面13側に大径側の端部を有し、第2面14側に小径側の端部を有している。
(Third modification example)
FIG. 21 is a cross-sectional view of the through silicon via
(第4変形例)
図22及び図23は、第4変形例に係る貫通電極基板10の製造工程を示す図である。第4変形例に係る製造方法では、まず、図22に示すように、貫通孔20が形成された基板12を準備し、次いで、第1面下地有機層30Aおよび第2面下地有機層40Aを形成する。この際、本変形例では、まず、基板12の第1面13に、有機材料としての第1有機材料フィルム51Aを積層し、第2面14に、有機材料としての第2有機材料フィルム52Aを積層する。各フィルム51A,52Aは、例えばローラーを用いて基板12に押し付けられることにより、基板12上に固定される。この際、本変形例では、各フィルム51A,52Aの一部が貫通孔20の内部に全体的に進入、充填するように、各フィルム51A,52Aが基板12上に固定される。ここで、各フィルム51A,52Aは、加熱をしながら基板12に押し付けられることが好ましく、この場合は、各フィルム51A,52Aの一部が貫通孔20の内部に進入し易くなる。さらに、基板12の第1面13に第1有機材料フィルム51Aを積層するとともに、第2面14に第2有機材料フィルム52Aを積層した際に、貫通孔20を密閉し、この際の貫通孔20の内部の圧力よりも高い圧力の環境下で、第1有機材料フィルム51Aおよび第2有機材料フィルム52Aを基板12に押し付けることも好ましい。
(Fourth modification)
22 and 23 are views showing a manufacturing process of the through silicon via
続いて、各フィルム51A,52Aにおける貫通孔20上に位置する部分、言い換えると貫通孔20に充填された有機材料に、レーザLaを基板12の法線方向に沿って照射する。本例では、レーザLaが、第1面13側及び第2面14側から照射されている。これにより、図23に示すように、貫通孔20に充填された有機材料を第1面13側から第2面14側に貫通させることで、第1面13を覆うとともに貫通孔20の内周面を覆う、第1面13上の第1面下地有機層30Aが形成され、第2面14を覆うとともに貫通孔20の内周面を覆う、第2面14上の第2面下地有機層40Aが形成される。
Subsequently, the laser La is irradiated along the normal direction of the
本変形例では、以上のように、有機材料フィルム51A,52Aの一部が貫通孔20の内部に全体的に進入するように各フィルム51A,52Aを基板12に固定し、この状態で、各フィルム51A,52Aにおける貫通孔20上に位置する部分にレーザLaを照射する。これにより、下地有機層30A,40Aにおける延長部30C,40Cを確実に形成できるようになる。なお、図示の例では、貫通孔20内の延長部30C,40Cが互いに結合されており、貫通孔20の周縁を含む貫通孔20の内周面を全体的に覆っているが、これらは分離していてもよい。
In this modification, as described above, the
また本変形例では、下地有機層30A,40Aを形成するための有機材料が感光性を必要としない。そのため、下地有機層30A,40Aを形成するための有機材料として、非感光性の有機材料を用いることで、誘電正接を低く抑えることができる。
Further, in this modification, the organic material for forming the underlying
下地有機層30A,40Aの誘電正接を抑えるための非感光性の有機材料は、10GHzにおける誘電正接が、例えば0.01未満であり、好ましくは0.006未満であり、更に好ましくは0.004未満であるものでもよい。このような誘電正接を有する樹脂の例としては、エポキシ系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のフッ素系樹脂などを挙げることができる。エポキシ系樹脂の具体例としては、味の素ファインテクノ株式会社製のGY11、GL102、GL103、太陽インキ製造株式会社製のZaristo517Xなどを挙げることができる。ポリフェニレンエーテル系樹脂の具体例としては、ナミックス株式会社製のNC0209などを挙げることができる。フッ素系樹脂の具体例としては、旭硝子株式会社製のサイトップ、EPRIMA ALなどを挙げることができる。
The non-photosensitive organic material for suppressing the dielectric loss tangent of the underlying
また、本例で照射するレーザLaは、下地有機層30A,40Aを形成するための有機材料に応じて選択される、レーザLaは、エキシマレーザ、Nd:YAGレーザ、フェムト秒レーザ等であってもよい。
The laser La to be irradiated in this example is selected according to the organic material for forming the underlying
(その他の実施の形態)
図24は、その他の実施の形態にかかる有孔基板の断面図であり、図25及び図26は、図24に示す有孔基板の製造方法を示す図である。図24に示す有孔基板は、第1面13及び第1面13の反対側に位置する第2面14を含むとともに貫通孔20が設けられた基板12と、第1面13上に位置し有機材料を含む第1面下地有機層30Aと、第2面14上に位置し有機材料を含む第2面下地有機層40Aと、第1面下地有機層30A上に位置し導電性を有する第1面第1導電層31と、第2面下地有機層40A上に位置し導電性を有する第2面第1導電層41と、貫通孔20内に位置し、導電層31,41のそれぞれに電気的に接続された貫通電極22と、を備えている。
( Other embodiments)
FIG. 24 is a cross-sectional view of a perforated substrate according to another embodiment, and FIGS. 25 and 26 are views showing a method of manufacturing the perforated substrate shown in FIG. 24. The perforated substrate shown in FIG. 24 is located on the
本例に係る有孔基板では、配線層である導電層の端部と基板12との間に下地有機層が設けられるため、基板12のうちの配線層の端部に面する部分において、クラックが生じ難くなる。また本例では、第1面下地有機層30A及び第2面下地有機層40Aが貫通孔20の内部に入り込んでいない。より詳しくは、第1面下地有機層30A及び第2面下地有機層40Aは、基板12の面内方向に貫通孔20の周縁から離れている。具体的に本例では、第1面下地有機層30A及び第2面下地有機層40Aが、基板12の面内方向に貫通孔20の周縁から5μm以上10μm以下の範囲で離れている。5μm以上20μm以下の範囲で、より好ましくは5μm以上10μm以下の範囲で、第1面下地有機層30A及び第2面下地有機層40Aが、貫通孔20の周縁から基板12の面内方向に離れることで、貫通電極22の形成の際に、各下地有機層30A,40Aが邪魔になることがなく、好適な導電性が確保された貫通電極22を形成し易くなる。また各下地有機層30A,40Aが貫通孔20の周縁から離れ過ぎないことで、配線層である導電層31,41の影響により貫通孔20の周縁にクラックが生じることも抑制することができる。
In the perforated substrate according to this example, since the underlying organic layer is provided between the end portion of the conductive layer which is the wiring layer and the
図24に示す有孔基板を製造する際には、まず、図25に示すように、貫通孔20が設けられた基板12が準備され、その後、基板12の第1面13に第1面下地有機層30Aが設けられ、第2面14に第2面下地有機層40Aが設けられる。本例では、フォトリソグラフィーにより各下地有機層30A,40Aが所望のパターンに形成される。各下地有機層30A,40Aは、基板12の面内方向に貫通孔20の周縁から離れるように設けられている。
When manufacturing the perforated substrate shown in FIG. 24, first, as shown in FIG. 25, a
次いで、図26に示すように、第1面下地有機層30A上に第1面第1導電層31を設け、第2面下地有機層40A上に第2面第1導電層41を設け、そして第1面第1導電層31及び第2面第1導電層41に電気的に接続する貫通電極22を貫通孔20に設ける。第1面第1導電層31、第2面第1導電層41及び貫通電極22の形成は、シード層を形成した後、めっき層を形成することによって行われもよい。
Next, as shown in FIG. 26, the first surface first
また、さらに他の実施の形態に係る有孔基板の断面図が、図27に示されている。図28乃至図30は、図27に示す有孔基板の製造方法を示す図である。図27に示す有孔基板では、図24に示した例と同様に、第1面下地有機層30A及び第2面下地有機層40Aが貫通孔20の内部に入り込んでいない。より詳しくは、第1面下地有機層30A及び第2面下地有機層40Aの貫通孔20の周縁の側の端部が、貫通孔20の周縁の略直上に位置している。具体的には、第1面下地有機層30Aと貫通孔20の周縁との基板12の面内方向における位置の差及び第2面下地有機層40Aと貫通孔20の周縁との基板12の面内方向における位置の差が、5μm未満である。当該位置の差は、好ましくは3μm以下であり、より好ましくは1μm以下であり、理想的には0である。
Further, a cross-sectional view of the perforated substrate according to still another embodiment is shown in FIG. 27. 28 to 30 are views showing a method of manufacturing the perforated substrate shown in FIG. 27. In the perforated substrate shown in FIG. 27, the first surface underlying
図27に示す有孔基板を製造する際には、図28に示すように、まず、貫通孔20が形成されていない基板12が準備され、基板12の第1面13に、有機材料としての第1有機材料フィルム51Aを積層し、第2面14に、有機材料としての第2有機材料フィルム52Aを積層する。続いて、図29に示すように、第1有機材料フィルム51A、第2有機材料フィルム52A及び基板12に、基板12の法線方向に沿ってレーザLaが照射される。これにより、第1有機材料フィルム51A、第2有機材料フィルム52A及び基板12を貫通させ、その結果、図30に示すように、基板12に貫通孔20が形成されるとともに、第1面13を覆う第1面下地有機層30Aが形成され且つ第2面14を覆う第2面下地有機層40Aが形成される。
When manufacturing the perforated substrate shown in FIG. 27, as shown in FIG. 28, first, the
本変形例においても、下地有機層30A,40Aを形成するための有機材料が感光性を必要としない。そのため、下地有機層30A,40Aを形成するための有機材料として、非感光性の有機材料を用いることで、誘電正接を小さく抑えることができる。このような有機材料は、上述と同様に、10GHzにおける誘電正接が、例えば0.01未満であり、好ましくは0.006未満であり、更に好ましくは0.004未満であるものでもよい。
Also in this modification, the organic material for forming the underlying
また、本例で照射するレーザLaは、下地有機層30A,40Aを形成するための有機材料に応じて選択される、レーザLaは、エキシマレーザ、Nd:YAGレーザ、フェムト秒レーザ等であってもよい。
The laser La to be irradiated in this example is selected according to the organic material for forming the underlying
実装基板
図31は、図1に示した貫通電極基板10と、貫通電極基板10に搭載され、貫通孔20に設けられた貫通電極22に電気的に接続された素子61と、を備える実装基板60の一例を示す断面図である。素子61は、ロジックICやメモリICなどのLSIチップである。また、素子61は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)チップであってもよい。MEMSチップとは、機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路などが1つの基板上に集積化された電子デバイスである。図31に示すように、素子61は、貫通電極基板10の第1面第3導電層35などの導電層に電気的に接続された端子62を有する。
The mounting board FIG. 31 includes a through
貫通電極基板が搭載される製品の例
図32は、本開示の実施形態に係る貫通電極基板10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。
Example of a Product on which a Through Silicon Via Substrate is Mounted FIG. 32 is a diagram showing an example of a product on which the through silicon via
10…貫通電極基板(有孔基板)
12…基板
12S…側部
13…第1面
13P…外縁
14…第2面
14P…外縁
20…貫通孔
20P1…周縁(第1面側)
20P2…周縁(第2面側)
21…側壁(内周面)
22…貫通電極
30A…第1面下地有機層
30B…平坦部
30C…延長部
31…第1面第1導電層
40A…第2面下地有機層
40B…平坦部
40C…延長部
41…第2面第1導電層
60…実装基板
10 ... Through silicon via substrate (perforated substrate)
12 ...
20P2 ... Peripheral (second surface side)
21 ... Side wall (inner peripheral surface)
22 ... Through
Claims (5)
前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかの面上に位置し、有機材料を含む下地有機層と、
前記下地有機層上に位置し、導電性を有する配線層と、
前記貫通孔内に位置し、前記配線層に電気的に接続された貫通電極と、を備え、
前記下地有機層は、前記基板の面内方向に前記貫通孔の周縁から5μm以上10μm以下の範囲で離れている、有孔基板。 A substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface and provided with a through hole, and a substrate.
An underlying organic layer located on at least one of the first surface and the second surface and containing an organic material.
A wiring layer located on the underlying organic layer and having conductivity,
A through silicon via located in the through hole and electrically connected to the wiring layer.
The underlying organic layer is that away ranging periphery from 5μm or 10μm or less of the through hole in the plane direction of the substrate, perforated substrate.
前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかの面上に、有機材料を含む下地有機層を設ける工程であって、前記下地有機層は、前記貫通孔の周縁、前記第1面の外縁、及び前記第2面の外縁のうちの少なくともいずれかを前記基板の法線方向及び面内方向に沿って覆うように、設けられる工程と、
前記下地有機層上に、導電性を有する配線層を設ける工程と、を備え、
前記下地有機層を設ける工程は、前記基板の前記第1面及び前記第2面上に、有機材料を設けるとともに、前記貫通孔に、有機材料を充填する工程と、前記貫通孔に充填された有機材料を、前記基板の法線方向に沿って照射されるレーザによって前記第1面側から前記第2面側に貫通させることにより、前記第1面及び前記第2面を覆うとともに前記貫通孔の内周面を覆う前記下地有機層を形成する工程と、を含む、有孔基板の製造方法。 A step of preparing a substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface and having a through hole.
A step of providing a base organic layer containing an organic material on at least one of the first surface and the second surface, wherein the base organic layer is a peripheral edge of the through hole and the first surface. A step provided so as to cover at least one of the outer edge of the substrate and the outer edge of the second surface along the normal direction and the in-plane direction of the substrate.
A step of providing a wiring layer having conductivity on the base organic layer is provided .
In the step of providing the base organic layer, an organic material is provided on the first surface and the second surface of the substrate, and the through hole is filled with the organic material, and the through hole is filled. By penetrating the organic material from the first surface side to the second surface side by a laser irradiated along the normal direction of the substrate, the first surface and the second surface are covered and the through hole is formed. A method for manufacturing a perforated substrate , which comprises a step of forming the underlying organic layer covering the inner peripheral surface of the above.
前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかの面上に、有機材料を含む下地有機層を設ける工程であって、前記下地有機層は、前記基板の面内方向に前記貫通孔の周縁から離れるように、設けられる工程と、
前記下地有機層上に、導電性を有する配線層を設けるとともに、前記配線層に電気的に接続する貫通電極を前記貫通孔に設ける工程と、を備える、有孔基板の製造方法。 A step of preparing a substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface and having a through hole.
A step of providing a base organic layer containing an organic material on at least one of the first surface and the second surface, wherein the base organic layer has the through holes in the in-plane direction of the substrate. And the process provided so as to be away from the periphery of
A method for manufacturing a perforated substrate, comprising a step of providing a wiring layer having conductivity on the base organic layer and providing a through electrode electrically connected to the wiring layer in the through hole.
前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかの面上に、有機材料を設ける工程と、
前記有機材料及び前記基板を、前記基板の法線方向に沿って照射されるレーザによって前記第1面側から前記第2面側に貫通させることにより、前記基板に貫通孔を形成するとともに前記第1面及び前記第2面のうちの少なくともいずれかを覆う前記有機材料を含む下地有機層を形成する工程と、を備える、有孔基板の製造方法。 A step of preparing a substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface, and
A step of providing an organic material on at least one of the first surface and the second surface, and
By penetrating the organic material and the substrate from the first surface side to the second surface side by a laser irradiated along the normal direction of the substrate, a through hole is formed in the substrate and the first surface is formed. A method for producing a perforated substrate, comprising a step of forming a base organic layer containing the organic material covering at least one of one surface and the second surface.
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