KR20110126116A

KR20110126116A - 이방 도전성 부재 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20110126116A
Application number: KR1020117018932A
Authority: KR
Inventors: 다다부미 도미타; 유스케 하타나카; 신야 스즈키; 아츠시 마츠우라; 요시노리 홋타; 아키오 우에스기
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-11-22
Also published as: CN102318141B; US8742263B2; US20120168218A1; EP2400597A1; CN102318141A; JP5164878B2; WO2010095653A1; JP2010192204A; EP2400597A4

Abstract

본 발명의 목적은, 도통로의 설치 밀도를 비약적으로 향상시키고, 고집적화가 더욱 진행된 현재에도 반도체 소자 등의 전자 부품의 전기적 접속 부재나 검사용 커넥터 등으로서 사용할 수 있고, 또한, 유연성이 우수한 이방 도전성 부재를 제공하는 것이다. 본 발명의 이방 도전성 부재는, 절연성 기재 중에, 도전성 부재로 이루어지는 복수의 도통로가, 서로 절연된 상태로 전기 절연성 기재를 두께 방향으로 관통하고, 또한, 상기 각 도통로의 일단이 상기 절연성 기재의 일방의 면에서 돌출되고, 상기 각 도통로의 타단이 상기 절연성 기재의 타방의 면에서 노출 또는 돌출된 상태로 형성되고, 상기 절연성 기재가 수지 재료를 사용하여 형성되고, 상기 도통로의 밀도가 100 만개/㎟ 이상인 이방 도전성 부재이다.

Description

이방 도전성 부재 및 그 제조 방법{ANISOTROPICALLY CONDUCTIVE MEMBER AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은, 이방 도전성 부재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

이방 도전성 부재는, 반도체 소자 등의 전자 부품과 회로 기판 사이에 삽입하고, 가압하는 것만으로 전자 부품과 회로 기판 사이의 전기적 접속이 얻어지기 때문에, 반도체 소자 등의 전자 부품 등의 전기적 접속 부재나 기능 검사를 실시할 때의 검사용 커넥터 등으로서 널리 사용되고 있다.

특히, 반도체 소자 등의 전자 접속 부재는, 그 다운사이징화가 현저하고, 종래의 와이어 본딩과 같은 직접 배선 기판을 접속하는 방식에서는, 와이어의 직경을 더 이상 작게 하는 것이 곤란하였다.

그래서, 최근이 되어, 절연 소재의 피막 중에 도전 부재가 관통 임립 (林立) 한 타입이나 금속구를 배치한 타입의 이방 도전 부재가 주목받고 있다.

또한, 반도체 소자 등의 검사용 커넥터는, 반도체 소자 등의 전자 부품을 회로 기판에 실장한 후에 기능 검사를 실시하면, 전자 부품이 불량한 경우, 회로 기판도 함께 처분되어, 금액적인 손실이 커진다는 문제를 회피하기 위해 사용된다.

즉, 반도체 소자 등의 전자 부품을, 실장시와 동일한 포지션으로 회로 기판에 이방 도전성 부재를 개재하여 접촉시켜 기능 검사를 실시함으로써, 전자 부품을 회로 기판 상에 실장하지 않고, 기능 검사를 실시할 수 있어, 상기 문제를 회피할 수 있다.

이러한 이방 도전성 부재로서, 특허문헌 1 에는, 「전기적 절연재로 이루어지는 유지체와, 그 유지체 내에 서로 절연 상태로 구비된 복수의 도전 부재를 갖고, 상기 각 도전 부재의 일단이 상기 유지체의 일방의 면에서 노출되어 있고, 상기 각 도전 부재의 타단이 상기 유지체의 타방의 면에서 노출되어 있는 전기적 접속 부재를 제조하는 방법에 있어서,

기체와, 그 기체에 적층되어 형성되는 부분의 상기 유지체가 되는 절연층을 갖는 모재에 대하여 상기 절연층측으로부터 고에너지빔을 조사하여, 복수의 영역에서 상기 절연층의 전부와 상기 기체의 일부를 제거하고, 상기 모재에 복수의 구멍을 형성하는 제 1 공정과,

형성된 복수의 구멍에, 상기 절연층의 면과 면일 또는 이 면으로부터 돌출시켜, 상기 도전 부재가 되는 도전 재료를 충전하는 제 2 공정과, 상기 기체를 제거하는 제 3 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 부재의 제조 방법.」이 개시되어 있고, 절연층으로서, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등의 여러 가지 재질에 관한 검토도 행해지고 있다.

또한, 특허문헌 2 에는, 「접착성 절연 재료로 이루어지는 필름 기판 중에, 도전성 재료로 이루어지는 복수의 도통로가, 서로 절연된 상태로, 또한 그 필름 기판을 두께 방향으로 관통한 상태로 배치되고, 필름 기판의 길이 방향과 평행한 도통로의 단면에 있어서의 형상의 외주 상의 2 점 사이의 최대 길이의 평균이 10∼30 ㎛ 이고, 인접하는 도통로의 간격이, 상기 최대 길이의 평균의 0.5∼3 배인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름.」이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3 에는, 「절연성 수지로 이루어지는 필름 기재 중에, 복수의 도통로가 서로 절연되어, 그 필름 기재를 두께 방향으로 관통하고, 또한, 지그재그 배열로 배치되어 있는 이방 도전성 필름으로서, 도통로열 내의 도통로간 거리보다도, 인접하는 도통로열 사이에서의 도통로간 거리가 작은 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름.」이 개시되어 있다.

그런데, 최근, 반도체 소자 등의 전자 부품은, 고집적화가 더욱 진행됨에 따라, 전극 (단자) 사이즈는 보다 작아지고, 전극 (단자) 수는 보다 증가하고, 단자간의 거리도 보다 좁아지고 있다. 또, 협 (狹) 피치로 다수 배치되어 있는 각 단자의 표면이 본체 표면보다도 깊은 위치에 있는 표면 구조의 전자 부품도 등장하고 있다.

그 때문에, 이러한 전자 부품에 대응할 수 있도록, 이방 도전성 부재에 있어서의 도통로도 그 외경 (굵기) 을 보다 작게 하고, 또한, 협피치로 배열시킬 필요가 발생하였다.

그러나, 상기 특허문헌 1∼3 등에 기재되어 있는 전기적 접속 부재나 이방 도전성 필름을 제조하는 방법에서는, 도통로의 사이즈를 작게 하는 것은 매우 곤란하였다.

이것에 대하여, 본 출원인은, 특허문헌 4 에 있어서 「절연성 기재 중에, 도전성 부재로 이루어지는 복수의 도통로가, 서로 절연된 상태로 상기 절연성 기재를 두께 방향으로, 1000 만개/㎟ 이상의 밀도로 관통하고, 또한, 상기 각 도통로의 일단이 상기 절연성 기재의 일방의 면에서 노출되고, 상기 각 도통로의 타단이 상기 절연성 기재의 타방의 면에서 노출된 상태로 형성되는 이방 도전성 부재의 제조 방법으로서, 적어도,

(1) 알루미늄 기판을 양극 산화하고, 마이크로포어를 갖는 알루미나 피막을 형성하는 양극 산화 처리 공정,

(2) 상기 양극 산화 처리 공정 후, 상기 양극 산화에 의해 발생한 마이크로포어에 의한 구멍을 관통화하여 상기 절연성 기재를 얻는 관통화 처리 공정, 및

(3) 상기 관통화 처리 공정 후, 얻어진 상기 절연성 기재에 있어서의 관통화된 구멍의 내부에 도전성 부재를 충전하여 상기 이방 도전성 부재를 얻는 도전성 부재 충전 공정

을 구비하는 이방 도전성 부재의 제조 방법.」을 제안하고, 또한,

특허문헌 5 에 있어서 「절연성 기재 중에, 도전성 부재로 이루어지는 복수의 도통로가, 서로 절연된 상태로 상기 절연성 기재를 두께 방향으로 관통하고, 또한, 상기 각 도통로의 일단이 상기 절연성 기재의 일방의 면에서 노출되고, 상기 각 도통로의 타단이 상기 절연성 기재의 타방의 면에서 노출된 상태로 형성되는 이방 도전성 부재로서,

상기 도통로의 밀도가 200 만개/㎟ 이상이고, 상기 절연성 기재가 마이크로포어를 갖는 알루미늄 기판의 양극 산화 피막으로 이루어지는 구조체인 이방 도전성 부재.」를 제안하고 있다.

(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 평03-182081호

(특허문헌 2) 일본 공개특허공보 2000-012619호

(특허문헌 3) 일본 공개특허공보 2005-085634호

(특허문헌 4) 일본 공개특허공보 2008-270157호

(특허문헌 5) 일본 공개특허공보 2008-270158호

그러나, 특허문헌 4 및 5 에 기재된 이방 도전성 부재는, 절연성 기재가 알루미늄의 양극 산화 피막으로 이루어지기 때문에, Si 웨이퍼 등의 평탄성이 높은 기판에 대해서는 적절히 사용할 수 있지만, 수지제의 플렉시블 프린트 기판 (FPC (Flexible Printed Circuits)) 등의 유연성을 갖는 기판에 대해서는, 기판의 변형에 추종하는 충분한 유연성이 없고, 적절한 사용이 곤란해지는 경우가 있는 것을 알았다.

따라서, 본 발명은, 도통로의 설치 밀도를 비약적으로 향상시키고, 고집적화가 더욱 진행된 현재에도 반도체 소자 등의 전자 부품의 전기적 접속 부재나 검사용 커넥터 등으로서 사용할 수 있고, 또한, 유연성이 우수한 이방 도전성 부재, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구한 결과, 알루미늄의 양극 산화 기술을 사용하고, 마이크로포어를 이용하여 도통로를 형성한 후에 양극 산화 피막과 수지 재료를 치환함으로써, 도통로의 설치 밀도를 비약적으로 향상시키고, 또한, 유연성이 우수한 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은, 이하의 (i)~(iv) 를 제공한다.

(i) 절연성 기재 중에, 도전성 부재로 이루어지는 복수의 도통로가, 서로 절연된 상태로 상기 절연성 기재를 두께 방향으로 관통하고, 또한, 상기 각 도통로의 일단이 상기 절연성 기재의 일방의 면에서 돌출되고, 상기 각 도통로의 타단이 상기 절연성 기재의 타방의 면에서 노출 또는 돌출된 상태로 형성되는 이방 도전성 부재로서,

상기 절연성 기재가 수지 재료를 사용하여 형성되고, 상기 도통로의 밀도가 100 만개/㎟ 이상인 이방 도전성 부재.

(ii) 상기 각 도통로의 상기 절연성 기재의 면으로부터의 돌출된 부분의 높이가 0.05∼30 ㎛ 이고, 상기 돌출 부분의 애스펙트비 (높이/직경) 가 1 이상인, 상기 (i) 에 기재된 이방 도전성 부재.

(iii) 상기 절연성 기재의 두께가 20∼200 ㎛ 이고, 상기 도통로의 직경이 20∼500 ㎚ 인, 상기 (i) 또는 (ii) 에 기재된 이방 도전성 부재.

(iv) 상기 (i)~(iii) 중 어느 하나에 기재된 이방 도전성 부재를 제조하는 이방 도전성 부재의 제조 방법으로서, 적어도,

(1) 알루미늄 기판을 양극 산화하여 양극 산화 피막을 형성하는 양극 산화 처리 공정,

(2) 상기 양극 산화 처리 공정 후, 상기 양극 산화에 의해 발생한 마이크로포어에 의한 구멍을 관통화하여 미세 구조체를 얻는 관통화 처리 공정,

(3) 상기 관통화 처리 공정 후, 얻어진 상기 미세 구조체에 있어서의 관통화된 구멍의 내부에 도전성 부재를 충전하여 상기 도통로를 형성하는 도전성 부재 충전 공정,

(4) 상기 도전성 부재 충전 공정 후, 상기 미세 구조체의 표면 또는 이면으로부터 상기 도통로를 돌출시켜 이방 도전성 부재 전구체를 얻는 도통로 돌출 공정,

(5) 상기 도통로 돌출 공정 후, 용제에 가용성인 수지로 상기 이방 도전성 부재 전구체의 표면 또는 이면의 적어도 일부를 덮는 수지 피복 공정,

(6) 상기 수지 피복 공정 후, 상기 이방 도전성 부재 전구체의 상기 양극 산화 피막을 제거하는 피막 제거 공정,

(7) 상기 피막 제거 공정 후, 용제에 불용성인 수지를 상기 양극 산화 피막이 있던 부분에 충전하여 상기 절연성 기재를 형성하는 수지 충전 공정, 및

(8) 상기 수지 충전 공정 후, 상기 용제에 가용성인 수지를 제거하여 상기 이방 도전성 부재를 얻는 수지 제거 공정을 구비하는 이방 도전성 부재의 제조 방법.

이하에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 도통로의 설치 밀도를 비약적으로 향상시키고, 고집적화가 더욱 진행된 현재에도 반도체 소자 등의 전자 부품의 전기적 접속 부재나 검사용 커넥터 등으로서 사용할 수 있고, 또한, 유연성이 우수한 이방 도전성 부재, 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 이방 도전성 부재는, 전자 부품의 전극 (패드) 부분에 접합되는 도통로의 수가 많고, 압력이 분산되기 때문에, 전극에 대한 데미지를 경감시키는 것이 가능하다. 또한, 단일의 전극에 많은 도통로가 접합 (접촉) 되어 있기 때문에, 도통로의 일부분에 이상이 발생해도 전체의 도전성 확인에 대한 영향은 매우 작아진다. 또한, 평가용 회로 기판의 위치 결정에 대한 부하를 대폭 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 이방 도전성 부재의 제조 방법은, 본 발명의 이방 도전성 부재를 효율적으로 제조할 수 있기 때문에 매우 유용하다.

도 1 은, 본 발명의 이방 도전성 부재의 바람직한 실시양태의 일례를 나타내는 간략도이다.
도 2 는, 포어의 규칙화도를 산출하는 방법의 설명도이다.
도 3 은, 본 발명의 제조 방법에 있어서의 양극 산화 처리 공정의 일례를 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 4 는, 본 발명의 제조 방법에 있어서의 도전성 부재 충전 공정 등의 일례를 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 5 는, 본 발명의 제조 방법에 있어서의 수지 피복 공정 등의 일례를 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 6 은, 이방 도전성 부재의 도통로의 밀도를 계산하기 위한 설명도이다.
도 7 은, 본 발명의 이방 도전성 부재의 공급 형태의 일례를 설명하는 모식도이다.
도 8 은, 본 발명의 이방 도전성 부재의 공급 형태의 일례를 설명하는 모식도이다.
도 9 는, 본 발명의 이방 도전성 부재의 공급 형태의 일례를 설명하는 모식도이다.

이하에, 본 발명의 이방 도전성 부재 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다.

본 발명의 이방 도전성 부재는, 절연성 기재 중에, 도전성 부재로 이루어지는 복수의 도통로가, 서로 절연된 상태로 상기 절연성 기재를 두께 방향으로 관통하고, 또한, 상기 각 도통로의 일단이 상기 절연성 기재의 일방의 면에서 돌출되고, 상기 각 도통로의 타단이 상기 절연성 기재의 타방의 면에서 노출 또는 돌출된 상태로 형성되는 이방 도전성 부재로서,

상기 절연성 기재가 수지 재료를 사용하여 형성되고, 상기 도통로의 밀도가 100 만개/㎟ 이상인 이방 도전성 부재이다.

다음으로, 본 발명의 이방 도전성 부재에 관하여, 도 1 을 사용하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 이방 도전성 부재의 바람직한 실시양태의 일례를 나타내는 간략도이고, 도 1(A) 는 정면도, 도 1(B) 는 도 1(A) 의 절단면선 IB-IB 에서 본 단면도이다.

본 발명의 이방 도전성 부재 (1) 는, 절연성 기재 (2) 및 도전성 부재로 이루어지는 복수의 도통로 (3) 를 구비하는 것이다.

이 도통로 (3) 는, 축선 방향의 길이가 절연성 기재 (2) 의 두께 방향 Z 의 길이 (두께) 이상이고, 또한, 밀도가 100 만개/㎟ 이상이 되도록 서로 절연된 상태로 절연성 기재 (2) 를 관통하여 형성된다.

또, 이 도통로 (3) 는, 각 도통로 (3) 의 일단이 절연성 기재 (2) 의 일방의 면에서 돌출되고, 각 도통로 (3) 의 타단이 절연성 기재 (2) 의 타방의 면에서 노출 내지 돌출된 상태로 형성되는데, 도 1(B) 에 나타내는 바와 같이, 각 도통로 (3) 의 일단이 절연성 기재 (2) 의 일방의 면 (2a) 으로부터 돌출되고, 각 도통로 (3) 의 타단이 절연성 기재 (2) 의 타방의 면 (2b) 으로부터 돌출된 상태로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 각 도통로 (3) 의 양단은, 절연성 기재의 주면인 2a 및 2b 로부터 돌출되는 각 돌출부 (4a 및 4b) 를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 이 도통로 (3) 는, 적어도 절연성 기재 (2) 내의 부분 (이하, 「기재내 도통부 (5)」라고도 한다) 이, 그 필름 기재 (2) 의 두께 방향 Z 와 대략 평행 (도 1 에 있어서는 평행) 이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 절연성 기재의 두께에 대한 상기 도통로의 중심선의 길이 (길이/두께) 가, 1.0∼1.2 인 것이 바람직하고, 1.0∼1.05 인 것이 보다 바람직하다.

다음으로, 절연성 기재 및 도통로의 각각에 대해, 재료, 치수, 형성 방법 등에 관하여 설명한다.

[절연성 기재]

본 발명의 이방 도전성 부재를 구성하는 상기 절연성 기재는 수지 재료를 사용하여 형성되는 것이다.

상기 수지 재료는 특별히 한정되지 않고, 그 구체예로는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리카르보디이미드 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지 등의 열경화성 수지 ;

페녹시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지 등의 열가소성 수지 ;

폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 등의 열가소성 엘라스토머 ; 등을 들 수 있고, 이들을 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

이들 중, 후술하는 본 발명의 이방 도전성 부재의 제조 방법에 나타내는 바와 같이, 용제에 불용성 수지인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 이러한 수지 재료를 사용하여 절연성 기재가 형성됨으로써, 특허문헌 4 및 5 에 기재된 이방 도전성 부재에 비교하여, 유연성이 우수한 이방 도전성 부재로 할 수 있고, 수지제 플렉시블 프린트 기판 (FPC (Flexible Printed Circuits)) 등의 유연성을 갖는 기판에 대해서도 적절히 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 절연성 기재의 두께 (도 1(B) 에 있어서는 부호 6 으로 나타내는 부분) 는, 20∼200 ㎛ 인 것이 바람직하고, 40∼150 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼120 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 절연성 기재의 두께가 이 범위이면, 절연성 기재의 취급성이 양호해진다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 절연성 기재에 있어서의 상기 도통로간의 폭 (도 1(B) 에 있어서는 부호 7 로 나타내는 부분) 은, 10 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 20∼600 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼600 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 절연성 기재에 있어서의 도통로간의 폭이 이 범위이면, 절연성 기재가 절연성 격벽으로서 충분히 기능한다.

[도통로]

본 발명의 이방 도전성 부재를 구성하는 상기 도통로는 도전성 부재로 이루어지는 것이다.

상기 도전성 부재는, 전기 저항률이 10³Ω·㎝ 이하의 재료이면 특별히 한정되지 않고, 그 구체예로는, 금 (Au), 은 (Ag), 구리 (Cu), 알루미늄 (Al), 마그네슘 (Mg), 니켈 (Ni) 등의 금속이나, 도전성 고분자, 카본 나노튜브 등의 이른바 유기 소재가 바람직하게 예시된다.

그 중에서도, 전기 전도성의 관점에서, 구리, 금, 알루미늄, 니켈이 바람직하고, 구리, 금이 보다 바람직하다.

또한, 비용의 관점에서, 도통로의 상기 절연성 기재의 양면으로부터 노출된 면이나 돌출된 면 (이하, 「단면 (端面)」이라고도 한다) 의 표면만이 금으로 형성되는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 상기 도통로는 주상 (柱狀) 이고, 그 직경 (도 1(B) 에 있어서는 부호 8 로 나타내는 부분) 은 20∼500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 40∼300 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼200 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

도통로의 직경이 이 범위이면, 전기 신호를 흘렸을 때에 충분한 응답을 얻을 수 있기 때문에, 본 발명의 이방 도전성 부재를 전자 부품의 전기적 접속 부재나 검사용 커넥터로서, 보다 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 도통로의 직경이 이 범위이면, 협피치로 다수 배치되어 있는 각 단자의 표면이 본체 표면보다도 깊은 위치에 있는 표면 구조의 전자 부품에도 충분히 대응할 수 있고, 또한, 상기 도통로의 상기 절연성 기재의 면으로부터의 돌출된 부분 (도 1(B) 에 있어서는 부호 4a 및 4b 로 나타내는 부분. 이하, 「범프」라고도 한다) 이 자중으로 변형되지 않아, 도통로의 주상의 형상을 유지하기 쉽다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 서술한 바와 같이, 상기 절연성 기재의 두께에 대한 상기 도통로의 중심선의 길이 (길이/두께) 는 1.0∼1.2 인 것이 바람직하고, 1.0∼1.05 인 것이 보다 바람직하다.

상기 절연성 기재의 두께에 대한 상기 도통로의 중심선의 길이가 이 범위이면, 상기 도통로가 직관 (直管) 구조라고 평가할 수 있고, 전기 신호를 흘렸을 때 1 대 1 의 응답을 확실히 얻을 수 있기 때문에, 본 발명의 이방 도전성 부재를 전자 부품의 검사용 커넥터나 전기적 접속 부재로서, 보다 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 도통로의 범프의 높이는, 0.05∼30 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.1∼30 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 0.5∼30 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.

범프의 높이가 이 범위이면, 상기 도통로의 범프의 표면적이 크고, 기계적 강도도 유지할 수 있기 때문에, 상기 도통로의 돌출 형상을 전자 부품의 전극 (패드) 부분과의 접합 직전까지 유지할 수 있고, 또한, 전극 기판의 미세한 요철 형상에 따른 변형도 가능해져, 전극 부분과의 접합성이 향상된다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 도통로의 범프의 높이와 직경 (상기 도통로의 직경) 의 비인 애스펙트비 (높이/직경) 가 1 이상인 것이 바람직하고, 2 이상인 것이 보다 바람직하고, 3 이상인 것이 더욱 바람직하고, 5 이상인 것이 특히 바람직하다.

범프의 애스펙트비가 이 범위이면, 상기 도통로가 미약한 힘으로 변형 가능하고, 또한, 상기 도통로의 범프의 표면적이 크고, 기계적 강도도 도통로 1 개 1 개가 독립적으로 자립 가능한 범위로 유지할 수 있기 때문에, 상기 도통로의 돌출 형상을 전자 부품의 전극 (패드) 부분과의 접합 직전까지 유지할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 도통로는 상기 절연성 기재에 의해 서로 절연된 상태로 존재하는 것인데, 그 밀도는 100 만개/㎟ 이상이고, 100 만개∼4000 만개/㎟ 인 것이 바람직하고, 150 만∼4000 만개/㎟ 인 것이 보다 바람직하고, 200 만∼3000 만개/㎟ 인 것이 더욱 바람직하다.

상기 도통로의 밀도가 이 범위에 있음으로써, 본 발명의 이방 도전성 부재는 고집적화가 더욱 진행된 현재에도 반도체 소자 등의 전자 부품의 검사용 커넥터나 전기적 접속 부재 등으로서 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 인접하는 각 도통로의 중심간 거리 (도 1 에 있어서는 부호 9 로 나타내는 부분. 이하, 「피치」라고도 한다) 는, 20∼600 ㎚ 인 것이 바람직하고, 100∼580 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 200∼550 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 피치가 이 범위이면, 도통로 직경과 도통로간의 폭 (절연성의 격벽 두께) 의 밸런스를 맞추기 쉽다.

본 발명에 있어서는, 상기 도통로는, 예를 들어 알루미늄 기판에 있어서의 관통화된 마이크로포어에 의한 구멍의 내부에 도전성 부재를 충전한 것을 이용함으로써 제조할 수 있다.

여기서, 도전성 부재를 충전하는 처리 공정에 관하여는, 후술하는 본 발명의 이방 도전성 부재의 제조 방법에서 상세하게 서술한다.

본 발명의 이방 도전성 부재는, 상기 서술한 바와 같이, 상기 절연성 기재의 두께가 20∼200 ㎛ 이고, 또한, 상기 도통로의 직경이 20∼500 ㎚ 인 것이, 높은 절연성을 유지하면서, 또한, 고밀도로 도통을 확인할 수 있는 이유에서 바람직하다.

본 발명의 이방 도전성 부재의 제조 방법 (이하, 간단히 「본 발명의 제조 방법」이라고도 한다) 은, 상기 서술한 본 발명의 이방 도전성 부재를 제조하는 이방 도전성 부재의 제조 방법으로서, 적어도,

(5) 상기 도통로 돌출 공정 후, 용제에 가용성인 수지 (이하, 「용제 가용성 수지」라고도 한다) 로 상기 이방 도전성 부재 전구체의 표면 또는 이면의 적어도 일부를 덮는 수지 피복 공정,

(7) 상기 피막 제거 공정 후, 용제에 불용성인 수지 (이하, 「용제 불용성 수지」라고도 한다) 를 상기 양극 산화 피막이 있던 부분에 충전하여 상기 절연성 기재를 형성하는 수지 충전 공정, 및

(8) 상기 수지 충전 공정 후, 상기 용제 가용성 수지를 제거하여 상기 이방 도전성 부재를 얻는 수지 제거 공정을 구비하는 이방 도전성 부재의 제조 방법이다.

다음으로, 본 발명의 제조 방법에 사용되는 알루미늄 기판 그리고 그 알루미늄 기판에 실시하는 각 처리 공정에 관하여 상세하게 서술한다.

[알루미늄 기판]

본 발명의 제조 방법에 사용되는 알루미늄 기판은, 특별히 한정되지 않고, 그 구체예로는, 순알루미늄판 ; 알루미늄을 주성분으로 하여 미량의 이 (異) 원소를 포함하는 합금판 ; 저순도의 알루미늄 (예를 들어, 리사이클 재료) 에 고순도 알루미늄을 증착시킨 기판 ; 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리 등의 표면에 증착, 스퍼터 등의 방법에 의해 고순도 알루미늄을 피복시킨 기판 ; 알루미늄을 라미네이트한 수지 기판 ; 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 알루미늄 기판 중, 후술하는 양극 산화 처리 공정에 의해 양극 산화 피막을 형성하는 표면은, 알루미늄 순도가 99.5 질량% 이상인 것이 바람직하고, 99.9 질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 99.99 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 알루미늄 순도가 상기 범위이면, 마이크로포어 배열의 규칙성이 충분해진다.

또한, 본 발명에 있어서는, 알루미늄 기판 중 후술하는 양극 산화 처리 공정을 실시하는 표면은, 미리 탈지 처리 및 경면 마무리 처리가 실시되는 것이 바람직하다.

<열처리>

열처리를 실시하는 경우에는, 200∼350 ℃ 에서 30 초∼2 분 정도 실시하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 후술하는 양극 산화 처리 공정에 의해 생성되는 마이크로포어의 배열 규칙성이 향상된다.

열처리 후의 알루미늄 기판은, 급속히 냉각시키는 것이 바람직하다. 냉각시키는 방법으로는, 예를 들어 물 등에 직접 투입하는 방법을 들 수 있다.

<탈지 처리>

탈지 처리는, 산, 알칼리, 유기 용제 등을 사용하여, 알루미늄 기판 표면에 부착된 먼지, 기름, 수지 등의 유기 성분 등을 용해시켜 제거하고, 유기 성분을 원인으로 하는 후술하는 각 처리에 있어서의 결함의 발생을 방지하는 것을 목적으로 하여 실시된다.

탈지 처리로는, 구체적으로는, 예를 들어 각종 알코올 (예를 들어, 메탄올 등), 각종 케톤 (예를 들어, 메틸에틸케톤 등), 벤진, 휘발유 등의 유기 용제를 상온에서 알루미늄 기판 표면에 접촉시키는 방법 (유기 용제법) ; 비누, 중성 세제 등의 계면 활성제를 함유하는 액을 상온에서 80 ℃ 까지의 온도에서 알루미늄 기판 표면에 접촉시키고, 그 후, 수세하는 방법 (계면 활성제법) ; 농도 10∼200 g/ℓ 의 황산 수용액을 상온에서 70 ℃ 까지의 온도에서 알루미늄 기판 표면에 30∼80 초간 접촉시키고, 그 후, 수세하는 방법 ; 농도 5∼20 g/ℓ 의 수산화나트륨 수용액을 상온에서 알루미늄 기판 표면에 30 초간 정도 접촉시키면서, 알루미늄 기판 표면을 음극으로 하여 전류 밀도 1∼10 A/d㎡ 의 직류 전류를 흘려 전해하고, 그 후, 농도 100∼500 g/ℓ 의 질산 수용액을 접촉시켜 중화시키는 방법 ; 각종 공지된 양극 산화 처리용 전해액을 상온에서 알루미늄 기판 표면에 접촉시키면서, 알루미늄 기판 표면을 음극으로 하여 전류 밀도 1∼10 A/d㎡ 의 직류 전류를 흘리거나, 또는 교류 전류를 흘려 전해하는 방법 ; 농도 10∼200 g/ℓ 의 알칼리 수용액을 40∼50 ℃ 에서 알루미늄 기판 표면에 15∼60 초간 접촉시키고, 그 후, 농도 100∼500 g/ℓ 의 질산 수용액을 접촉시켜 중화시키는 방법 ; 경유, 등유 등에 계면 활성제, 물 등을 혼합시킨 유화액을 상온에서 50 ℃ 까지의 온도에서 알루미늄 기판 표면에 접촉시키고, 그 후, 수세하는 방법 (유화 탈지법) ; 탄산나트륨, 인산염류, 계면 활성제 등의 혼합액을 상온에서 50 ℃ 까지의 온도에서 알루미늄 기판 표면에 30∼180 초간 접촉시키고, 그 후, 수세하는 방법 (인산염법) ; 등을 들 수 있다.

이들 중, 알루미늄 표면의 지분 (脂分) 을 제거할 수 있는 한편, 알루미늄의 용해가 거의 일어나지 않는 관점에서, 유기 용제법, 계면 활성제법, 유화 탈지법, 인산염법이 바람직하다.

또한, 탈지 처리에는, 종래 공지된 탈지제를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 시판되고 있는 각종 탈지제를 소정의 방법으로 사용함으로써 실시할 수 있다.

<경면 마무리 처리>

경면 마무리 처리는, 알루미늄 기판의 표면 요철을 없애, 전착법 등에 의한 입자 형성 처리의 균일성이나 재현성을 향상시키기 위해 실시된다. 알루미늄 기판의 표면 요철로는, 예를 들어 알루미늄 기판이 압연을 거쳐 제조된 것인 경우 에 있어서의, 압연시에 발생한 압연 줄무늬를 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 경면 마무리 처리는, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 기계 연마, 화학 연마, 전해 연마를 들 수 있다.

기계 연마로는, 예를 들어 각종 시판되는 연마포로 연마하는 방법, 시판되는 각종 연마제 (예를 들어, 다이아, 알루미나) 와 버프를 조합한 방법 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 연마제를 사용하는 경우, 사용하는 연마제를 굵은 입자로부터 가는 입자로 시간 경과에 따라 변경하여 실시하는 방법이 바람직하게 예시된다. 이 경우, 최종적으로 사용하는 연마제로는, #1500 인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 광택도를 50 % 이상 (압연 알루미늄인 경우, 그 압연 방향 및 폭 방향 모두 50 % 이상) 으로 할 수 있다.

화학 연마로는, 예를 들어 「알루미늄 핸드북」, 제 6 판, (사) 일본 알루미늄 협회편, 2001 년, p.164-165 에 기재되어 있는 각종 방법 등을 들 수 있다.

또한, 인산-질산법, Alupol I 법, Alupol V 법, Alcoa R5 법, H₃PO₄-CH₃COOH-Cu 법, H₃PO₄-HNO₃-CH₃COOH 법이 바람직하게 예시된다. 그 중에서도, 인산-질산법, H₃PO₄-CH₃COOH-Cu 법, H₃PO₄-HNO₃-CH₃COOH 법이 바람직하다.

화학 연마에 의해, 광택도를 70 % 이상 (압연 알루미늄인 경우, 그 압연 방향 및 폭 방향 모두 70 % 이상) 으로 할 수 있다.

전해 연마로는, 예를 들어 「알루미늄 핸드북」, 제 6 판, (사) 일본 알루미늄 협회편, 2001 년, p.164-165 에 기재되어 있는 각종 방법 ; 미국특허 제2708655호 명세서에 기재되어 있는 방법 ; 「실무 표면 기술」, vol.33, No.3, 1986 년, p.32-38 에 기재되어 있는 방법 ; 등을 바람직하게 들 수 있다.

전해 연마에 의해, 광택도를 70 % 이상 (압연 알루미늄인 경우, 그 압연 방향 및 폭 방향 모두 70 % 이상) 으로 할 수 있다.

이들 방법은, 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 연마제를 굵은 입자로부터 가는 입자로 시간 경과에 따라 변경하는 기계 연마를 실시하고, 그 후, 전해 연마를 실시하는 방법을 바람직하게 들 수 있다.

경면 마무리 처리에 의해, 예를 들어 평균 표면 조도 R_a0.1 ㎛ 이하, 광택도 50 % 이상의 표면을 얻을 수 있다. 평균 표면 조도 R_a는, 0.03 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.02 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 광택도는 70 % 이상인 것이 바람직하고, 80 % 이상인 것이 보다 바람직하다.

또, 광택도는, 압연 방향에 수직인 방향에서, JIS Z 8741-1997 의 「방법 3 60 도 경면 광택」의 규정에 준하여 구해지는 정반사율이다. 구체적으로는, 변각 광택도계 (예를 들어, VG-1D, 닛폰 전색 공업사 제조) 를 사용하여, 정반사율 70 % 이하의 경우에는 입반사 각도 60 도에서, 정반사율 70 % 를 초과하는 경우에는 입반사 각도 20 도에서 측정한다.

[양극 산화 처리 공정]

상기 양극 산화 공정은, 상기 알루미늄 기판에 양극 산화 처리를 실시함으로써, 그 알루미늄 기판 표면에 마이크로포어를 갖는 양극 산화 피막을 형성하는 공정이다.

본 발명의 제조 방법에 있어서의 양극 산화 처리는, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있는데, 상기 도통로에서의 수직 방향의 도전성을 보다 확실히 담보하는 관점에서, 상기 도통로가 하기 식 (i) 에 의해 정의되는 규칙화도가 50 % 이상이 되도록 배열하는 마이크로포어를 관통화된 구멍에 도전성 부재를 충전한 것을 이용하는 것이 바람직하기 때문에, 후술하는 자기 규칙화법이나 정전압 처리를 사용하는 것이 바람직하다.

규칙화도(%)=B/A×100 (i)

상기 식 (i) 중, A 는, 측정 범위에 있어서의 마이크로포어의 전체수를 나타낸다. B 는, 하나의 마이크로포어의 중심 (重心) 을 중심으로 하고, 다른 마이크로포어의 가장자리에 내접하는 가장 반경이 짧은 원을 그린 경우, 그 원의 내부에 상기 하나의 마이크로포어 이외의 마이크로포어의 중심을 6 개 포함하게 되는 상기 하나의 마이크로포어의 측정 범위에 있어서의 수를 나타낸다.

여기서, 도 2 는, 포어의 규칙화도를 산출하는 방법의 설명도이다. 도 2 를 사용하여, 상기 식 (1) 을 보다 구체적으로 설명한다.

도 2(A) 에 나타내는 마이크로포어 (101) 는, 마이크로포어 (101) 의 중심을 중심으로 하고, 다른 마이크로포어의 가장자리에 내접하는 가장 반경이 짧은 원 (103) (마이크로포어 (102) 에 내접하고 있다) 을 그린 경우, 원 (3) 의 내부에 마이크로포어 (101) 이외의 마이크로포어의 중심을 6 개 포함하고 있다. 따라서, 마이크로포어 (101) 는 B 에 산입된다.

도 2(B) 에 나타내는 마이크로포어 (104) 는, 마이크로포어 (104) 의 중심을 중심으로 하고, 다른 마이크로포어의 가장자리에 내접하는 가장 반경이 짧은 원 (106) (마이크로포어 (105) 에 내접하고 있다) 을 그린 경우, 원 (106) 의 내부에 마이크로포어 (104) 이외의 마이크로포어의 중심을 5 개 포함하고 있다. 따라서, 마이크로포어 (104) 는 B 에 산입되지 않는다.

또한, 도 2(B) 에 나타내는 마이크로포어 (107) 는, 마이크로포어 (107) 의 중심을 중심으로 하고, 다른 마이크로포어의 가장자리에 내접하는 가장 반경이 짧은 원 (109) (마이크로포어 (108) 에 내접하고 있다) 을 그린 경우, 원 (109) 의 내부에 마이크로포어 (107) 이외의 마이크로포어의 중심을 7 개 포함하고 있다. 따라서, 마이크로포어 (107) 는 B 에 산입되지 않는다.

자기 규칙화법은, 양극 산화 피막의 마이크로포어가 규칙적으로 배열되는 성질을 이용하여, 규칙적인 배열을 교란하는 요인을 제거함으로써, 규칙성을 향상시키는 방법이다. 구체적으로는, 고순도의 알루미늄을 사용하고, 전해액의 종류에 따른 전압으로, 장시간 (예를 들어, 수 시간 내지 수십 시간) 에 걸쳐, 저속으로 양극 산화 피막을 형성시킨다.

이 방법에 있어서는, 마이크로포어의 직경 (포어 직경) 은 전압에 의존하기 때문에, 전압을 제어함으로써, 어느 정도 원하는 포어 직경을 얻을 수 있다.

자기 규칙화법에 의해 마이크로포어를 형성하기 위해서는, 적어도 후술하는 양극 산화 처리 (A) 를 실시하면 되는데, 후술하는 양극 산화 처리 (A), 탈막 처리 (B) 및 재양극 산화 처리 (C) 를 이 순서로 실시하는 방법 (자기 규칙화 방법 I) 이나, 후술하는 양극 산화 처리 (D) 와 산화 피막 용해 처리 (E) 를 이 순서로 적어도 1 회 실시하는 방법 (자기 규칙화 방법 II) 등에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 바람직한 양태인 자기 규칙화 방법 I 및 자기 규칙화 방법 II 의 각 처리에 관하여 상세하게 서술한다.

[자기 규칙화 방법 I]

<양극 산화 처리 (A)>

양극 산화 처리 (A) 에 있어서의 전해액의 평균 유속은, 0.5∼20.0 m/min 인 것이 바람직하고, 1.0∼15.0 m/min 인 것이 보다 바람직하고, 2.0∼10.0 m/min 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위의 유속으로 양극 산화 처리 (A) 를 실시함으로써, 균일하고 또한 높은 규칙성을 가질 수 있다.

또한, 전해액을 상기 조건에서 유동시키는 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 스터러와 같은 일반적인 교반 장치를 사용하는 방법이 사용된다. 특히, 교반 속도를 디지털 표시로 컨트롤할 수 있는 스터러를 사용하면, 평균 유속을 제어할 수 있기 때문에 바람직하다. 이러한 교반 장치로는, 예를 들어 「마그네틱 스터러 HS-50D (AS ONE 제조)」등을 들 수 있다.

양극 산화 처리 (A) 는, 예를 들어 산 농도 1∼10 질량% 의 용액 중에서, 알루미늄 기판을 양극으로 하여 통전하는 방법을 사용할 수 있다.

양극 산화 처리 (A) 에 사용되는 용액으로는, 산 용액인 것이 바람직하고, 황산, 인산, 크롬산, 옥살산, 술파민산, 벤젠술폰산, 아미드술폰산, 글리콜산, 타르타르산, 말산, 시트르산 등이 보다 바람직하고, 그 중에서도 황산, 인산, 옥살산이 특히 바람직하다. 이들 산은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

양극 산화 처리 (A) 의 조건은, 사용되는 전해액에 따라 여러 가지 변화되기 때문에 일률적으로 결정될 수 없지만, 일반적으로는 전해액 농도 0.1∼20 질량%, 액온 -10∼30 ℃, 전류 밀도 0.01∼20 A/d㎡, 전압 3∼300 V, 전해 시간 0.5∼30 시간인 것이 바람직하고, 전해액 농도 0.5∼15 질량%, 액온 -5∼25 ℃, 전류 밀도 0.05∼15 A/d㎡, 전압 5∼250 V, 전해 시간 1∼25 시간인 것이 보다 바람직하고, 전해액 농도 1∼10 질량%, 액온 0∼20 ℃, 전류 밀도 0.1∼10 A/d㎡, 전압 10∼200 V, 전해 시간 2∼20 시간인 것이 더욱 바람직하다.

양극 산화 처리 (A) 의 처리 시간은, 0.5 분∼16 시간인 것이 바람직하고, 1 분∼12 시간인 것이 보다 바람직하고, 2 분∼8 시간인 것이 더욱 바람직하다.

양극 산화 처리 (A) 는, 일정 전압하에서 실시하는 것 이외에, 전압을 단속적 또는 연속적으로 변화시키는 방법도 사용할 수 있다. 이 경우에는 전압을 순차 낮춰가는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 양극 산화 피막의 저항을 낮추는 것이 가능해지고, 양극 산화 피막에 미세한 마이크로포어가 생성되기 때문에, 특히 전착 처리에 의해 봉공 (封孔) 처리할 때, 균일성이 향상되는 점에서 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 이러한 양극 산화 처리 (A) 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 막두께는, 1∼1000 ㎛ 인 것이 바람직하고, 5∼500 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 10∼300 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 이러한 양극 산화 처리 (A) 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 마이크로포어의 평균 포어 밀도는 100 만개/㎟ 이상인 것이 바람직하고, 100 만개∼4000 만개/㎟ 인 것이 보다 바람직하고, 150 만∼4000 만개/㎟ 인 것이 더욱 바람직하고, 200 만∼3000 만개/㎟ 인 것이 특히 바람직하다.

또한, 마이크로포어가 차지하는 면적률은 3∼50 % 인 것이 바람직하다.

여기서, 마이크로포어가 차지하는 면적률은, 알루미늄 표면의 면적에 대한 마이크로포어의 개구부 면적의 합계 비율로 정의된다.

<탈막 처리 (B)>

탈막 처리 (B) 는, 상기 양극 산화 처리 (A) 에 의해 알루미늄 기판 표면에 형성한 양극 산화 피막을 용해시켜 제거하는 처리이다.

상기 양극 산화 처리 (A) 에 의해 알루미늄 기판 표면에 양극 산화 피막을 형성한 후, 후술하는 관통화 처리 공정을 바로 실시해도 되는데, 상기 양극 산화 처리 (A) 후, 추가로 탈막 처리 (B) 및 후술하는 재양극 산화 처리 (C) 를 이 순서로 실시한 후, 후술하는 관통화 처리 공정을 실시하는 것이 바람직하다.

양극 산화 피막은, 알루미늄 기판에 가까워질수록 규칙성이 높게 되어 있기 때문에, 이 탈막 처리 (B) 에 의해, 한번 양극 산화 피막을 제거하여, 알루미늄 기판의 표면에 잔존한 양극 산화 피막의 바닥 부분을 표면에 노출시켜, 규칙적인 패임을 얻을 수 있다. 따라서, 탈막 처리 (B) 에서는, 알루미늄은 용해시키지 않고, 알루미나 (산화알루미늄) 로 이루어지는 양극 산화 피막만을 용해시킨다.

알루미나 용해액은, 크롬 화합물, 질산, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 인산, 지르코늄계 화합물, 티탄계 화합물, 리튬염, 세륨염, 마그네슘염, 규불화나트륨, 불화아연, 망간 화합물, 몰리브덴 화합물, 마그네슘 화합물, 바륨 화합물 및 할로겐 단체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유한 수용액이 바람직하다.

구체적인 크롬 화합물로는, 예를 들어 산화크롬 (III), 무수 크롬 (VI) 산 등을 들 수 있다.

지르코늄계 화합물로는, 예를 들어 불화지르콘암모늄, 불화지르코늄, 염화지르코늄을 들 수 있다.

티탄 화합물로는, 예를 들어 산화티탄, 황화티탄을 들 수 있다.

리튬염으로는, 예를 들어 불화리튬, 염화리튬을 들 수 있다.

세륨염으로는, 예를 들어 불화세륨, 염화세륨을 들 수 있다.

마그네슘염으로는, 예를 들어 황화마그네슘을 들 수 있다.

망간 화합물로는, 예를 들어 과망간산나트륨, 과망간산칼슘을 들 수 있다.

몰리브덴 화합물로는, 예를 들어 몰리브덴산나트륨을 들 수 있다.

마그네슘 화합물로는, 예를 들어 불화마그네슘·5 수화물을 들 수 있다.

바륨 화합물로는, 예를 들어 산화바륨, 아세트산바륨, 탄산바륨, 염소산바륨, 염화바륨, 불화바륨, 요오드화바륨, 락트산바륨, 옥살산바륨, 과염소산바륨, 셀렌산바륨, 아셀렌산바륨, 스테아르산바륨, 아황산바륨, 티탄산바륨, 수산화바륨, 질산바륨, 또는 이들의 수화물 등을 들 수 있다.

상기 바륨 화합물 중에서도, 산화바륨, 아세트산바륨, 탄산바륨이 바람직하고, 산화바륨이 특히 바람직하다.

할로겐 단체로는, 예를 들어 염소, 불소, 브롬을 들 수 있다.

그 중에서도, 상기 알루미나 용해액이, 산을 함유하는 수용액인 것이 바람직하고, 산으로서, 황산, 인산, 질산, 염산 등을 들 수 있고, 2 종 이상의 산의 혼합물이어도 된다.

산 농도로는, 0.01 mol/ℓ 이상인 것이 바람직하고, 0.05 mol/ℓ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.1 mol/ℓ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상한은 특별히 없지만, 일반적으로는 10 mol/ℓ 이하인 것이 바람직하고, 5 mol/ℓ 이하인 것이 보다 바람직하다. 불필요하게 높은 농도는 경제적이 아니며, 보다 높으면 알루미늄 기판이 용해될 우려가 있다.

알루미나 용해액은, -10 ℃ 이상인 것이 바람직하고, -5 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 비등한 알루미나 용해액을 사용하여 처리하면, 규칙화의 기점이 파괴되고, 흐트러지기 때문에, 비등시키지 않고 사용하는 것이 바람직하다.

알루미나 용해액은, 알루미나를 용해하고, 알루미늄을 용해하지 않는다. 여기서, 알루미나 용해액은, 알루미늄을 실질적으로 용해시키지 않으면 되고, 약간 용해시키는 것이어도 된다.

탈막 처리 (B) 는, 양극 산화 피막이 형성된 알루미늄 기판을 상기 서술한 알루미나 용해액에 접촉시킴으로써 실시한다. 접촉시키는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 침지법, 스프레이법을 들 수 있다. 그 중에서도, 침지법이 바람직하다.

침지법은, 양극 산화 피막이 형성된 알루미늄 기판을 상기 서술한 알루미나 용해액에 침지시키는 처리이다. 침지 처리시에 교반을 실시하면, 불균일이 없는 처리가 실시되므로, 바람직하다.

침지 처리 시간은, 10 분 이상인 것이 바람직하고, 1 시간 이상인 것이 보다 바람직하고, 3 시간 이상, 5 시간 이상인 것이 더욱 바람직하다.

<재양극 산화 처리 (C)>

상기 탈막 처리 (B) 에 의해 양극 산화 피막을 제거하여, 알루미늄 기판의 표면에 규칙적인 패임을 형성한 후, 다시 양극 산화 처리를 실시함으로써, 마이크로포어의 규칙화도가 보다 높은 양극 산화 피막을 형성할 수 있다.

재양극 산화 처리 (C) 에 있어서의 양극 산화 처리는, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있는데, 상기 서술한 양극 산화 처리 (A) 와 동일한 조건에서 실시되는 것이 바람직하다.

또한, 직류 전압을 일정하게 하면서, 단속적으로 전류의 온 및 오프를 반복하는 방법, 직류 전압을 단속적으로 변화시키면서, 전류의 온 및 오프를 반복하는 방법도 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 방법에 의하면, 양극 산화 피막에 미세한 마이크로포어가 생성되기 때문에, 특히 전착 처리에 의해 봉공 처리할 때, 균일성이 향상되는 점에서 바람직하다.

또한, 재양극 산화 처리 (C) 를 저온에서 실시하면, 마이크로포어의 배열이 규칙적이 되고, 또한, 포어 직경이 균일해진다.

한편, 재양극 산화 처리 (C) 를 비교적 고온에서 실시함으로써, 마이크로포어의 배열을 흐트러뜨리고, 또한, 포어 직경의 편차를 소정의 범위로 할 수 있다. 또한, 처리 시간에 따라서도, 포어 직경의 편차를 제어할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 이러한 재양극 산화 처리 (C) 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 막두께는, 20∼200 ㎛ 인 것이 바람직하고, 40∼150 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼120 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 이러한 양극 산화 처리 (C) 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 마이크로포어의 평균 포어 밀도는 100 만개/㎟ 이상인 것이 바람직하고, 100 만개∼4000 만개/㎟ 인 것이 보다 바람직하고, 150 만∼4000 만개/㎟ 인 것이 더욱 바람직하고, 200 만∼3000 만개/㎟ 인 것이 특히 바람직하다.

또한, 마이크로포어가 차지하는 면적률은, 3∼50 % 인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 이러한 양극 산화 처리 (C) 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 마이크로포어의 포어 직경은 20∼500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 40∼300 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼200 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

자기 규칙화 방법 I 에서는, 상기 서술한 양극 산화 처리 (A) 및 탈막 처리 (B) 대신에, 예를 들어 물리적 방법, 입자선법, 블록 코폴리머법, 레지스트 패턴·노광·에칭법 등에 의해, 상기 서술한 재양극 산화 처리 (C) 에 의한 마이크로포어 생성의 기점이 되는 패임을 형성시켜도 된다.

<물리적 방법>

예를 들어, 임프린트법 (돌기를 갖는 기판 또는 롤을 알루미늄판에 압접하고, 오목부를 형성하는, 전사법, 프레스 패터닝법) 을 사용하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 복수의 돌기를 표면에 갖는 기판을 알루미늄 표면에 가압하여 패임을 형성시키는 방법을 들 수 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 평10-121292호에 기재되어 있는 방법을 사용할 수 있다.

또한, 알루미늄 표면에 폴리스티렌구 (球) 를 조밀 상태로 배열시키고, 그 위로부터 SiO₂를 증착한 후, 폴리스티렌구를 제거하고, 증착된 SiO₂를 마스크로 하여 기판을 에칭하여 패임을 형성시키는 방법도 들 수 있다.

<입자선법>

입자선법은, 알루미늄 표면에 입자선을 조사하여 패임을 형성시키는 방법이다. 입자선법은, 패임의 위치를 자유롭게 제어할 수 있다는 이점을 갖는다.

입자선으로는, 예를 들어 하전 입자빔, 집속 이온빔 (FIB : Focused Ion Beam), 전자빔을 들 수 있다.

입자선법으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2001-105400호에 기재되어 있는 방법을 사용할 수도 있다.

<블록 코폴리머법>

블록 코폴리머법은, 알루미늄 표면에 블록 코폴리머층을 형성시키고, 열 어닐에 의해 블록 코폴리머층에 해도 (海島) 구조를 형성시킨 후, 도 (島) 부분을 제거하여 패임을 형성시키는 방법이다.

블록 코폴리머법으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2003-129288호에 기재되어 있는 방법을 사용할 수 있다.

<레지스트 패턴·노광·에칭법>

레지스트 패턴·노광·에칭법은, 포토리소그래피 또는 전자빔 리소그래피법에 의해 알루미늄판 표면의 레지스트에 노광 및 현상을 실시하고, 레지스트 패턴을 형성한 후 이것을 에칭한다. 레지스트를 형성하고, 에칭하여 알루미늄 표면까지 관통한 패임을 형성시키는 방법이다.

[자기 규칙화 방법 II]

<제 1 공정 : 양극 산화 처리 (D)>

양극 산화 처리 (D) 는, 종래 공지된 전해액을 사용할 수 있는데, 직류 정전압 조건하에서, 통전시의 피막 형성 속도 A 와, 비통전시의 피막 용해 속도 B 로 했을 때, 이하 일반식 (ii) 로 나타내는 파라미터 R 이, 160

R

200, 바람직하게는 170

R

190, 특히 바람직하게는 175

R

185 를 만족하는 전해액을 사용하여 처리를 실시함으로써, 구멍의 규칙 배열성을 대폭 향상시킬 수 있다.

R=A[nm/s]÷(B[nm/s]×가전압 [V]) …(ii)

양극 산화 처리 (D) 에 있어서의 전해액의 평균 유속은, 상기 서술한 양극 산화 처리 (A) 와 동일하게, 0.5∼20.0 m/min 인 것이 바람직하고, 1.0∼15.0 m/min 인 것이 보다 바람직하고, 2.0∼10.0 m/min 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위의 유속으로 양극 산화 처리 (D) 를 실시함으로써, 균일하고 또한 높은 규칙성을 가질 수 있다.

또한, 전해액을 상기 조건에서 유동시키는 방법은, 상기 서술한 양극 산화 처리 (A) 와 동일하게, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 스터러와 같은 일반적인 교반 장치를 사용하는 방법이 사용된다. 특히, 교반 속도를 디지털 표시로 컨트롤할 수 있는 스터러를 사용하면, 평균 유속을 제어할 수 있기 때문에 바람직하다. 그와 같은 교반 장치로는, 예를 들어 「마그네틱 스터러 HS-50D (AS ONE 제조)」등을 들 수 있다.

또한, 양극 산화 처리액의 점도로는, 25 ℃ 1 기압하에서의 점도가 0.0001∼100.0 Pa·s 가 바람직하고, 0.0005∼80.0 Pa·s 가 더욱 바람직하다. 상기 범위의 점도를 갖는 전해액으로 양극 산화 처리 (D) 를 실시함으로써, 균일하고 또한 높은 규칙성을 가질 수 있다.

양극 산화 처리 (D) 에서 사용하는 전해액에는, 산성, 알칼리성 모두 사용할 수 있는데, 구멍의 진원성을 높이는 관점에서 산성 전해액이 바람직하게 사용된다.

구체적으로는, 상기 서술한 양극 산화 처리 (A) 와 동일하게, 염산, 황산, 인산, 크롬산, 옥살산, 글리콜산, 타르타르산, 말산, 시트르산, 술파민산, 벤젠술폰산, 아미드술폰산, 글리콜산, 타르타르산, 말산, 시트르산 등이 보다 바람직하고, 그 중에서도 황산, 인산, 옥살산이 특히 바람직하다. 이들 산은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여, 상기 일반식 (ii) 의 계산식으로부터 원하는 파라미터로 조정하여 사용할 수 있다.

양극 산화 처리 (D) 의 조건은, 사용되는 전해액에 따라 여러 가지 변화되기 때문에 일률적으로 결정될 수 없지만, 상기 서술한 양극 산화 처리 (A) 와 동일하게, 일반적으로는 전해액 농도 0.1∼20 질량%, 액온 -10∼30 ℃, 전류 밀도 0.01∼20 A/d㎡, 전압 3∼500 V, 전해 시간 0.5∼30 시간인 것이 바람직하고, 전해액 농도 0.5∼15 질량%, 액온 -5∼25 ℃, 전류 밀도 0.05∼15 A/d㎡, 전압 5∼250 V, 전해 시간 1∼25 시간인 것이 보다 바람직하고, 전해액 농도 1∼10 질량%, 액온 0∼20 ℃, 전류 밀도 0.1∼10 A/d㎡, 전압 10∼200 V, 전해 시간 2∼20 시간인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 이러한 양극 산화 처리 (D) 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 막두께는, 0.1∼300 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5∼150 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 1∼100 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 이러한 양극 산화 처리 (D) 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 마이크로포어의 평균 포어 밀도는 100 만개/㎟ 이상인 것이 바람직하고, 100 만개∼4000 만개/㎟ 인 것이 보다 바람직하고, 150 만∼4000 만개/㎟ 인 것이 더욱 바람직하고, 200 만∼3000 만개/㎟ 인 것이 특히 바람직하다.

이 양극 산화 처리 (D) 에 의해, 도 3(A) 에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 기판 (12) 의 표면에, 마이크로포어 (16a) 를 갖는 양극 산화 피막 (14a) 이 형성된다. 또, 양극 산화 피막 (14a) 의 알루미늄 기판 (12) 측에는, 배리어층 (18a) 이 존재한다.

<제 2 공정 : 산화 피막 용해 처리 (E)>

산화 피막 용해 처리 (E) 는, 상기 양극 산화 처리 (D) 에 의해 형성된 양극 산화 피막에 존재하는 포어 직경을 확대시키는 처리 (구멍 직경 확대 처리) 이다.

산화 피막 용해 처리 (E) 는, 상기 양극 산화 처리 (D) 후의 알루미늄 기판을 산 수용액 또는 알칼리 수용액에 접촉시킴으로써 실시한다. 접촉시키는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 침지법, 스프레이법을 들 수 있다. 그 중에서도, 침지법이 바람직하다.

산화 피막 용해 처리 (E) 에 있어서, 산 수용액을 사용하는 경우에는, 황산, 인산, 질산, 염산 등의 무기산 또는 이들의 혼합물의 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 크롬산을 함유하지 않은 수용액이 안전성이 우수한 점에서 바람직하다. 산 수용액의 농도는 1∼10 질량% 인 것이 바람직하다. 산 수용액의 온도는, 25∼60 ℃ 인 것이 바람직하다.

한편, 산화 피막 용해 처리 (E) 에 있어서, 알칼리 수용액을 사용하는 경우에는, 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화리튬으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 알칼리 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 알칼리 수용액의 농도는 0.1∼5 질량% 인 것이 바람직하다. 알칼리 수용액의 온도는, 20∼35 ℃ 인 것이 바람직하다.

구체적으로는, 예를 들어 50 g/ℓ, 40 ℃ 의 인산 수용액, 0.5 g/ℓ, 30 ℃ 의 수산화나트륨 수용액 또는 0.5 g/ℓ, 30 ℃ 의 수산화칼륨 수용액이 바람직하게 사용된다.

산 수용액 또는 알칼리 수용액에 대한 침지 시간은, 8∼120 분인 것이 바람직하고, 10∼90 분인 것이 보다 바람직하고, 15∼60 분인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 산화 피막 용해 처리 (E) 에 있어서, 포어 직경의 확대량은 양극 산화 처리 (D) 의 조건에 따라 상이한데, 처리 전후의 확대비가 1.05 배∼100 배가 바람직하고, 1.1 배∼75 배가 보다 바람직하고, 1.2 배∼50 배가 특히 바람직하다.

이 산화 피막 용해 처리 (B) 에 의해, 도 3(B) 에 나타내는 바와 같이, 도 3(A) 에 나타내는 양극 산화 피막 (14a) 의 표면 및 마이크로포어 (16a) 의 내부 (배리어층 (18a) 및 다공질층) 가 용해되고, 알루미늄 기판 (12) 상에, 마이크로포어 (16b) 를 갖는 양극 산화 피막 (14b) 을 갖는 알루미늄 부재가 얻어진다. 또, 도 3(A) 와 동일하게, 양극 산화 피막 (14b) 의 알루미늄 기판 (12) 측에는, 배리어층 (18b) 이 존재한다.

<제 3 공정 : 양극 산화 처리 (D)>

자기 규칙화 방법 II 에서는, 상기 산화 피막 용해 처리 (E) 후, 다시 상기 양극 산화 처리 (D) 를 실시하는 것이 바람직하다.

재차의 양극 산화 처리 (D) 에 의해, 도 3(C) 에 나타내는 바와 같이, 도 3(B) 에 나타내는 알루미늄 기판 (12) 의 산화 반응이 진행되고, 알루미늄 기판 (12) 상에, 마이크로포어 (16b) 보다도 깊어진 마이크로포어 (16c) 를 갖는 양극 산화 피막 (14c) 을 갖는 알루미늄 부재가 얻어진다. 또, 도 3(A) 와 동일하게, 양극 산화 피막 (14c) 의 알루미늄 기판 (12) 측에는, 배리어층 (18c) 이 존재한다.

<제 4 공정 : 산화 피막 용해 처리 (E)>

또한, 자기 규칙화 방법 II 에서는, 상기 양극 산화 처리 (D), 상기 산화 피막 용해 처리 (E) 및 상기 양극 산화 처리 (D) 를 이 순서로 실시한 후, 추가로 상기 산화 피막 용해 처리 (E) 를 실시하는 것이 바람직하다.

이 처리에 의해, 마이크로포어 안에 처리액이 들어가기 때문에, 제 3 공정에서 실시한 양극 산화 처리 (D) 로 형성된 양극 산화 피막을 모두 용해하고, 제 3 공정에서 실시한 양극 산화 처리 (D) 로 형성된 마이크로포어의 포어 직경을 확대할 수 있다.

즉, 재차의 산화 피막 용해 처리 (E) 에 의해, 도 3(D) 에 나타내는 바와 같이, 도 3(C) 에 나타내는 양극 산화 피막 (14c) 의 변곡점으로부터 표면측의 마이크로포어 (16c) 의 내부가 용해되고, 알루미늄 기판 (12) 상에, 직관상의 마이크로포어 (16d) 를 갖는 양극 산화 피막 (14d) 을 갖는 알루미늄 부재가 얻어진다. 또, 도 3(A) 와 동일하게, 양극 산화 피막 (14d) 의 알루미늄 기판 (12) 측에는, 배리어층 (18d) 이 존재한다.

여기서, 마이크로포어의 포어 직경의 확대량은, 제 3 공정에서 실시한 양극 산화 처리 (D) 의 처리 조건에 따라 상이한데, 처리 전후의 확대비가 1.05 배∼100 배가 바람직하고, 1.1 배∼75 배가 보다 바람직하고, 1.2 배∼50 배가 특히 바람직하다.

자기 규칙화 방법 II 는, 상기 서술한 양극 산화 처리 (D) 와 산화 피막 용해 처리 (E) 의 사이클을 1 회 이상 실시하는 것이다. 반복 횟수가 많을수록, 상기 서술한 포어의 배열 규칙성이 높아진다.

또한, 직전의 양극 산화 처리 (D) 로 형성된 양극 산화 피막을 산화 피막 용해 처리 (E) 로 모두 용해함으로써, 피막 표면에서 본 마이크로포어의 진원성이 비약적으로 향상되기 때문에, 상기 사이클을 2 회 이상 반복하여 실시하는 것이 바람직하고, 3 회 이상 반복하여 실시하는 것이 보다 바람직하고, 4 회 이상 반복하여 실시하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 사이클을 2 회 이상 반복하여 실시하는 경우, 각 회의 산화 피막 용해 처리 및 양극 산화 처리 조건은, 각각 동일해도 되고, 상이해도 되며, 또한, 최후의 처리를 양극 산화 처리로 끝내도 된다.

본 발명에 있어서는, 이러한 자기 규칙화 방법 II 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 막두께는, 20∼200 ㎛ 인 것이 바람직하고, 40∼150 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼120 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 이러한 자기 규칙화 방법 II 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 마이크로포어의 평균 포어 밀도는 100 만개/㎟ 이상인 것이 바람직하고, 100 만개∼4000 만개/㎟ 인 것이 보다 바람직하고, 150 만∼4000 만개/㎟ 인 것이 더욱 바람직하고, 200 만∼3000 만개/㎟ 인 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 이러한 자기 규칙화 방법 II 에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 마이크로포어의 포어 직경은 20∼500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 40∼300 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼200 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

[정전압 처리]

정전압 처리는, 장시간 (예를 들어, 수 시간 내지 수십 시간) 에 걸쳐, 저속으로 양극 산화 피막을 형성시키는 처리 방법이다. 이 처리 방법에 있어서는, 포어 직경이 전압에 의존하기 때문에, 마이크로포어의 분기를 막는 관점에서, 전압을 일정하게 제어하는 것이 필수가 된다.

양극 산화 처리에 있어서의 전해액의 평균 유속은, 0.5∼20.0 m/min 인 것이 바람직하고, 1.0∼15.0 m/min 인 것이 보다 바람직하고, 2.0∼10.0 m/min 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위의 유속으로 양극 산화 처리를 실시함으로써, 균일하고 또한 높은 규칙성을 가질 수 있다.

양극 산화 처리는, 예를 들어 산 농도 1∼10 질량% 의 용액 중에서, 알루미늄 기판을 양극으로 하여 통전하는 방법을 사용할 수 있다.

양극 산화 처리에 사용되는 용액으로는, 산 용액인 것이 바람직하고, 황산, 인산, 크롬산, 옥살산, 술파민산, 벤젠술폰산, 아미드술폰산, 글리콜산, 타르타르산, 말산, 시트르산 등이 보다 바람직하고, 그 중에서도 황산, 인산, 옥살산이 특히 바람직하다. 이들 산은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

양극 산화 처리의 조건은, 사용되는 전해액에 따라 여러 가지 변화되기 때문에 일률적으로 결정될 수 없지만, 일반적으로는 전해액 농도 0.1∼20 질량%, 액온 -10∼30 ℃, 전류 밀도 0.01∼20 A/d㎡, 전압 3∼300 V, 전해 시간 0.5∼50 시간인 것이 바람직하고, 전해액 농도 0.5∼15 질량%, 액온 -5∼25 ℃, 전류 밀도 0.05∼15 A/d㎡, 전압 5∼250 V, 전해 시간 1∼25 시간인 것이 보다 바람직하고, 전해액 농도 1∼10 질량%, 액온 0∼20 ℃, 전류 밀도 0.1∼10 A/d㎡, 전압 10∼200 V, 전해 시간 2∼20 시간인 것이 더욱 바람직하다.

양극 산화 처리의 처리 시간은, 0.5 분∼16 시간인 것이 바람직하고, 1 분∼12 시간인 것이 보다 바람직하고, 2 분∼8 시간인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 이러한 정전압 처리에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 막두께는, 20∼200 ㎛ 인 것이 바람직하고, 40∼150 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼120 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 이러한 정전압 처리에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 마이크로포어의 평균 포어 밀도는 100 만개/㎟ 이상인 것이 바람직하고, 100 만개∼4000 만개/㎟ 인 것이 보다 바람직하고, 150 만∼4000 만개/㎟ 인 것이 더욱 바람직하고, 200 만∼3000 만개/㎟ 인 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 이러한 정전압 처리에 의해 형성되는 양극 산화 피막의 마이크로포어의 포어 직경은 20∼500 ㎚ 인 것이 바람직하고, 40∼300 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼200 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

[관통화 처리 공정]

상기 관통화 처리 공정은, 상기 양극 산화 처리 공정 후, 상기 양극 산화에 의해 발생한 마이크로포어에 의한 구멍을 관통화하여 미세 구조체를 얻는 공정이다.

상기 관통화 처리 공정에서는, 하기 (a) 또는 (b) 의 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

(a) 산 또는 알칼리를 사용하여, 양극 산화 피막을 갖는 알루미늄 기판을 용해하고, 마이크로포어에 의한 구멍을 관통화하는 처리 (화학 용해 처리).

(b) 양극 산화 피막을 갖는 알루미늄 기판을 기계적으로 연마하고, 마이크로포어에 의한 구멍을 관통화하는 처리 (기계적 연마 처리).

이하에 상기 (a) 및 (b) 의 각 처리에 관하여 상세하게 서술한다.

<(a) 화학 용해 처리>

화학 용해 처리에서는, 구체적으로는, 예를 들어 상기 양극 산화 처리 공정 후, 알루미늄 기판 (도 3(D) 에 있어서는 부호 12 로 나타내는 부분) 을 용해하고, 또한, 양극 산화 피막의 저부 (도 3(D) 에 있어서는 부호 18d 로 나타내는 부분) 를 제거하여, 마이크로포어에 의한 구멍을 관통화시킨다.

(알루미늄 기판의 용해)

상기 양극 산화 처리 공정 후의 알루미늄 기판의 용해는, 양극 산화 피막 (알루미나) 은 용해하기 어렵고, 알루미늄을 용해하기 쉬운 처리액을 사용한다.

즉, 알루미늄 용해 속도 1 ㎛/분 이상, 바람직하게는 3 ㎛/분 이상, 보다 바람직하게는 5 ㎛/분 이상, 및 양극 산화 피막 용해 속도 0.1 ㎚/분 이하, 바람직하게는 0.05 ㎚/분 이하, 보다 바람직하게는 0.01 ㎚/분 이하의 조건을 갖는 처리액을 사용한다.

구체적으로는, 알루미늄보다 이온화 경향이 낮은 금속 화합물을 적어도 1 종 포함하고, 또한, pH 가 4 이하 8 이상, 바람직하게는 3 이하 9 이상, 보다 바람직하게는 2 이하 10 이상의 처리액을 사용하여 침지 처리를 실시한다.

이러한 처리액으로는, 산 또는 알칼리 수용액을 베이스로 하고, 예를 들어 망간, 아연, 크롬, 철, 카드뮴, 코발트, 니켈, 주석, 납, 안티몬, 비스무트, 구리, 수은, 은, 팔라듐, 백금, 금의 화합물 (예를 들어, 염화백금산), 이들의 불화물, 이들의 염화물 등을 배합한 것이 바람직하다.

그 중에서도, 산 수용액 베이스가 바람직하고, 염화물을 블렌드하는 것이 바람직하다.

특히, 염산 수용액에 염화수은을 블렌드한 처리액 (염산/염화수은), 염산 수용액에 염화구리를 블렌드한 처리액 (염산/염화구리) 이 처리 래티튜드의 관점에서 바람직하다.

또, 이러한 처리액의 조성은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 브롬/메탄올 혼합물, 브롬/에탄올 혼합물, 왕수 등을 사용할 수 있다.

또한, 이러한 처리액의 산 또는 알칼리 농도는, 0.01∼10 mol/ℓ 가 바람직하고, 0.05∼5 mol/ℓ 가 보다 바람직하다.

또한, 이러한 처리액을 사용한 처리 온도는, -10 ℃∼80 ℃ 가 바람직하고, 0 ℃∼60 ℃ 가 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 알루미늄 기판의 용해는, 상기 양극 산화 처리 공정 후의 알루미늄 기판을 상기 서술한 처리액에 접촉시킴으로써 실시한다. 접촉시키는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 침지법, 스프레이법을 들 수 있다. 그 중에서도, 침지법이 바람직하다. 이 때의 접촉 시간으로는, 10 초∼5 시간이 바람직하고, 1 분∼3 시간이 보다 바람직하다.

(양극 산화 피막의 저부의 제거)

알루미늄 기판을 용해한 후의 양극 산화 피막의 저부의 제거는, 산 수용액 또는 알칼리 수용액에 침지시킴으로써 실시한다. 저부의 양극 산화 피막이 제거됨으로써, 마이크로포어에 의한 구멍이 관통한다.

양극 산화 피막의 저부의 제거는, 미리 pH 완충액에 침지시켜 마이크로포어에 의한 구멍의 개구측으로부터 구멍 내에 pH 완충액을 충전한 후, 개구부의 역면, 즉, 양극 산화 피막의 저부에 산 수용액 또는 알칼리 수용액에 접촉시키는 방법에 의해 실시하는 것이 바람직하다.

산 수용액을 사용하는 경우에는, 황산, 인산, 질산, 염산 등의 무기산 또는 이들의 혼합물의 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 산 수용액의 농도는 1∼10 질량% 인 것이 바람직하다. 산 수용액의 온도는, 25∼40 ℃ 인 것이 바람직하다.

한편, 알칼리 수용액을 사용하는 경우에는, 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화리튬으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 알칼리의 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 알칼리 수용액의 농도는 0.1∼5 질량% 인 것이 바람직하다. 알칼리 수용액의 온도는, 20∼35 ℃ 인 것이 바람직하다.

구체적으로는, 예를 들어 50 g/ℓ, 40 ℃ 의 인산 수용액이나, 0.5 g/ℓ, 30 ℃ 의 수산화나트륨 수용액 또는 0.5 g/ℓ, 30 ℃ 의 수산화칼륨 수용액이 바람직하게 사용된다.

또, 미리 pH 완충액에 침지시키는 경우에는, 상기 서술한 산/알칼리에 적절히 대응한 완충액을 사용한다.

<(b) 기계적 연마 처리>

기계적 연마 처리에서는, 구체적으로는, 예를 들어 상기 양극 산화 처리 공정 후, 알루미늄 기판 (도 3(D) 에 있어서는 부호 12 로 나타내는 부분) 및 알루미늄 기판 근방의 양극 산화 피막 (도 3(D) 에 있어서는 부호 18d 로 나타내는 부분) 을 기계적으로 연마하여 제거함으로써, 마이크로포어에 의한 구멍을 관통화시킨다.

기계적 연마 처리에서는, 공지된 기계적 연마 처리 방법을 폭넓게 사용할 수 있고, 예를 들어 경면 마무리 처리에 관하여 예시한 기계 연마를 사용할 수 있다. 단, 정밀 연마 속도가 높은 점에서 화학 기계 연마 (CMP : Chemical Mechanical Polishing) 처리를 실시하는 것이 바람직하다. CMP 처리에는, 후지미 인코포레이티드사 제조의 PNANERLITE-7000, 히타치 화성사 제조의 GPX HSC800, 아사히 가라스 (세이미케미컬) 사 제조의 CL-1000 등의 CMP 슬러리를 사용할 수 있다.

이 관통화 처리 공정에 의해, 도 3(D) 에 나타내는 알루미늄 기판 (12) 및 배리어층 (18d) 이 없어진 상태의 구조물, 즉, 도 4(A) 에 나타내는 미세 구조체 (20) 가 얻어진다.

[보호막 형성 처리 공정]

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 알루미나로 형성된 양극 산화 피막이, 공기 중의 수분과의 수화에 의해, 시간 경과에 따라 구멍 직경이 변화되므로, 후술하는 도전성 부재 충전 공정 전에, 보호막 형성 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

보호막으로는, Zr 원소 및/또는 Si 원소를 함유하는 무기 보호막, 또는 수불용성 폴리머를 함유하는 유기 보호막을 들 수 있다.

Zr 원소를 갖는 보호막의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 지르코늄 화합물이 용해되어 있는 수용액에 직접 침지하여 처리하는 방법이 일반적이다. 또한, 보호막의 강고성과 안정성의 관점에서, 인 화합물을 합쳐 용해시킨 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 지르코늄 화합물로는, 구체적으로는, 예를 들어 지르코늄, 불화지르코늄, 불화지르콘산나트륨, 불화지르콘산칼슘, 불화지르코늄, 염화지르코늄, 옥시염화지르코늄, 옥시질산지르코늄, 황산지르코늄, 지르코늄에톡시드, 지르코늄프로폭시드, 지르코늄부톡시드, 지르코늄아세틸아세토네이트, 테트라클로로비스(테트라하이드로푸란)지르코늄, 비스(메틸시클로펜타디에닐)지르코늄디클로라이드, 디시클로펜타지에닐지르코늄디클로라이드, 에틸렌비스(인데닐)지르코늄 (IV) 디클로라이드 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 불화지르콘산나트륨이 바람직하다.

또한, 수용액에 있어서의 지르코늄 화합물의 농도로는, 보호막 두께의 균일성의 관점에서, 0.01∼10 wt% 가 바람직하고, 0.05∼5 wt% 가 보다 바람직하다.

인 화합물로는, 인산, 인산나트륨, 인산칼슘, 인산수소나트륨, 인산수소칼슘 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 인산수소나트륨이 바람직하다.

또한, 수용액에 있어서의 지르코늄 화합물의 농도로는, 보호막 두께의 균일성의 관점에서, 0.1∼20 wt% 가 바람직하고, 0.5∼10 wt% 가 보다 바람직하다.

또한, 처리 온도로는, 0∼120 ℃ 가 바람직하고, 20∼100 ℃ 가 보다 바람직하다.

한편, Si 원소를 갖는 보호막의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 알칼리 금속 규산염이 용해되어 있는 수용액에 직접 침지시켜 처리하는 방법이 일반적이다.

알칼리 금속 규산염의 수용액은, 규산염의 성분인 산화규소 SiO₂와 알칼리 금속 산화물 M₂O 의 비율 (일반적으로 [SiO₂]/[M₂O] 의 몰비로 나타낸다) 과 농도에 따라 보호막 두께의 조절이 가능하다.

여기서, M 으로는, 특히 나트륨, 칼륨이 바람직하게 사용된다.

또한, 몰비는, [SiO₂]/[M₂O] 가 0.1∼5.0 이 바람직하고, 0.5∼3.0 이 보다 바람직하다.

또한, SiO₂ 의 함유량은, 0.1∼20 질량% 가 바람직하고, 0.5∼10 질량% 가 보다 바람직하다.

유기 보호막으로는, 수불용성 폴리머가 용해되어 있는 유기 용제에, 직접 침지시킨 후, 가열 처리에 의해 용제만을 휘발시키는 방법이 바람직하다.

수불용성 폴리머로는, 예를 들어 폴리염화비닐리덴, 폴리(메트)아크릴로니트릴, 폴리술폰, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 셀로판 등을 들 수 있다.

또한, 유기 용제로는, 에틸렌디클로라이드, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 1-메톡시-2-프로판올, 2-메톡시에틸아세테이트, 1-메톡시-2-프로필아세테이트, 디메톡시에탄, 락트산메틸, 락트산에틸, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 테트라메틸우레아, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 술포란, γ-부티로락톤, 톨루엔 등을 들 수 있다.

농도로는, 0.1∼50 wt% 가 바람직하고, 1∼30 wt% 가 보다 바람직하다.

또한, 용제 휘발시의 가열 온도로는, 30∼300 ℃ 가 바람직하고, 50∼200 ℃ 가 보다 바람직하다.

보호막 형성 처리 후에 있어서, 보호막을 포함시킨 양극 산화 피막의 막두께는, 20∼200 ㎛ 인 것이 바람직하고, 40∼150 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 50∼120 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

[도전성 부재 충전 공정]

상기 도전성 부재 충전 공정은, 상기 관통화 처리 공정 후, 얻어진 상기 미세 구조체에 있어서의 관통화된 구멍 (이하, 「관통공」이라고도 한다) 의 내부에 도전성 부재를 충전하여 상기 도통로를 형성하는 공정이다.

상기 도전성 부재 충전 공정에서는, 하기 (a)∼(c) 중 어느 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

(a) 도전성 부재를 함유하는 액 중에, 상기 관통화 구멍을 갖는 미세 구조체를 침지하고, 상기 관통공 내에 도전성 부재를 충전하는 처리 (침지 처리).

(b) 전해 도금에 의해, 상기 관통화 구멍 내에 도전성 부재를 충전하는 처리 (전해 도금 처리).

(c) 증착에 의해, 상기 관통화 구멍 내에 도전성 부재를 충전하는 처리 (증착 처리).

여기서, 충전하는 도전성 부재는, 이방 도전성 부재의 도통로를 구성하는 것이고, 본 발명의 이방 도전성 부재에 있어서 설명한 것과 동일하다.

이하에, 상기 (a)∼(c) 의 각 처리에 관하여 상세하게 서술한다.

<(a) 침지 처리>

도전성 부재를 갖는 액 중에, 상기 관통화 구멍을 갖는 미세 구조체를 침지하고, 상기 관통공 내에 도전성 부재를 충전하는 처리로는, 무전해 도금 처리, 고점도의 용융 금속 침지 처리, 도전성 고분자 용해액 침지 처리 등의 공지된 방법을 사용할 수 있다.

그 중에서도, 도전성 부재로서의 바람직한 재료가 금속인 점에서, 무전해 도금 처리, 용융 금속 침지 처리가 바람직하고, 조작의 간편성에서 무전해 도금 처리가 바람직하다.

무전해 도금 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법 및 처리액을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 석출시키는 금속핵을 미리 형성하고, 그 후에 그 금속을 포함하는 용제에 녹는 화합물과 환원제를 액에 녹이고, 절연성 기재를 그 액에 침지함으로써, 관통화된 구멍 내에 금속을 충전시키는 방법이 바람직하다.

또, 후술하는 전해 도금 처리와 병용하여 처리해도 된다.

<(b) 전해 도금 처리>

본 발명의 제조 방법에 있어서, 전해 도금에 의해, 상기 관통공 내에 도전성 부재를 충전하는 경우에는, 펄스 전해 또는 정전위 전해시에 휴지 (休止) 시간을 설정할 필요가 있다. 휴지 시간은, 10 초 이상 필요하고, 30∼60 초인 것이 바람직하다.

또한, 전해액의 교반을 촉진하기 위해, 초음파를 가하는 것도 바람직하다.

또한, 전해 전압은, 통상 20 V 이하이고, 바람직하게는 10 V 이하인데, 사용하는 전해액에 있어서의 목적 금속의 석출 전위를 미리 측정하고, 그 전위 +1 V 이내에서 정전위 전해를 실시하는 것이 바람직하다. 또, 정전위 전해를 실시할 때에는, 사이클릭 볼타메트리를 병용할 수 있는 것이 바람직하고, Solartron 사, BAS 사, 호쿠토 전공사, IVIUM 사 등의 포텐시오스타트 장치를 사용할 수 있다.

도금액은, 종래 공지된 도금액을 사용할 수 있다.

구체적으로는, 구리를 석출시키는 경우에는 황산구리 수용액이 일반적으로 사용되는데, 황산구리의 농도는, 1∼300 g/ℓ 인 것이 바람직하고, 100∼200 g/ℓ 인 것이 보다 바람직하다. 또한, 전해액 중에 염산을 첨가하면 석출을 촉진할 수 있다. 이 경우, 염산 농도는 10∼20 g/ℓ 인 것이 바람직하다.

또한, 금을 석출시키는 경우, 테트라클로로금의 황산 용액을 사용하고, 교류 전해로 도금을 실시하는 것이 바람직하다.

<(c) 증착 처리>

증착에 의해 상기 관통공 내에 도전성 부재를 충전하는 경우, 물리 증착 (PVD), 화학 증착 (CVD) 등의 공지된 증착 처리를 사용할 수 있다. 증착 처리를 실시할 때의 조건으로는, 그 대상 물질에 따라 상이한데, 온도 -40 ℃∼80 ℃, 진공도 10^-3 Pa 이하가 증착 속도의 관점에서 바람직하고, -20 ℃∼60 ℃, 진공도 10^-4 Pa 이하가 보다 바람직하다.

또한, 충전을 균일하게 실시하기 위해, 증착 방향에 대한 절연성 기판의 면을 적절히 기울여, 경사 방향으로부터 증착하는 방법도 바람직하게 사용할 수 있다.

이 도전성 부재 충전 공정에 의해, 도 4(B) 에 나타내는 미세 구조체 (20) 가 얻어진다.

[표면 평활화 처리 공정]

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 상기 도전성 부재 충전 공정 후, 상기 미세 구조체의 표면 및 이면을 평활화하는 표면 평활 처리 공정을 구비하는 것이 바람직하다.

표면 평활 처리 공정을 실시함으로써, 도전성 부재를 충전시킨 후의 미세 구조체의 표면 및 이면의 평활화와, 그 표면 및 이면에 부착된 여분의 도전성 부재를 제거할 수 있다.

상기 표면 평활 처리 공정에서는, 하기 (a)∼(c) 중 어느 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

(a) 화학 기계 연마 (CMP) 에 의한 처리.

(b) 전해 연마에 의한 처리.

(c) 이온 밀링 처리.

<(a) 화학 기계 연마 (CMP) 에 의한 처리>

CMP 처리에는, 후지미 인코포레이티드사 제조의 PNANERLITE-7000, 히타치 화성사 제조의 GPX HSC800, 아사히 가라스 (세이미케미컬) 사 제조의 CL-1000 등의 CMP 슬러리를 사용할 수 있다.

또, 양극 산화 피막을 연마하고자 하는 것은 아니므로, 층간 절연막이나 배리어 메탈용 슬러리를 사용하는 것은 바람직하지 않다.

<(b) 전해 연마에 의한 처리>

<(c) 이온 밀링 처리>

이온 밀링 처리는, 상기 CMP 에 의한 처리나, 전해 연마 처리보다 더욱 정밀한 연마가 필요할 때 실시되고, 공지된 기술을 사용할 수 있다. 이온종으로는 일반적인 아르곤 이온을 사용하는 것이 바람직하다.

[도통로 돌출 공정]

상기 도통로 돌출 공정은, 상기 도전성 부재 충전 공정 후 (상기 표면 평활화 처리 공정을 실시한 경우에는 상기 표면 평활화 처리 공정 후. 이하, 동일), 상기 미세 구조체의 표면 및/또는 이면으로부터 상기 도통로를 돌출시켜 이방 도전성 부재 전구체를 얻는 공정이다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 상기 도통로 돌출 공정에 의해 형성되는 상기 도통로의 돌출부가, 후술하는 피막 제거 공정에서 양극 산화 피막을 용해할 때, 상기 도통로가 쓰러지거나 응집되는 것을 막고, 또한, 최종적으로 얻어지는 이방 도전성 부재에 있어서는 전자 부품의 전극 부분과의 접합 부위에 이용할 수 있다.

상기 도통로 돌출 공정에서는, 하기 (a) 또는 (b) 의 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

(a) 상기 도전성 부재 충전 공정 후의 상기 미세 구조체의 표면 및/또는 이면의 양극 산화 피막 부분의 일부를 제거함으로써, 상기 미세 구조체의 표면 및/또는 이면으로부터 도전성 부재가 돌출된 구조를 형성하는 처리.

(b) 상기 도전성 부재 충전 공정 후의 상기 미세 구조체에 있어서 상기 도통로의 표면에 도전성 부재를 석출시킴으로써, 상기 미세 구조체의 표면 및/또는 이면으로부터 도전성 부재가 돌출된 구조를 형성하는 처리.

이하에, 상기 (a) 및 (b) 의 각 처리에 관하여 상세하게 서술한다.

<(a) 처리>

상기 (a) 처리에서는, 상기 도전성 부재 충전 공정 후의 미세 구조체의 표면 및/또는 이면을 산 수용액 또는 알칼리 수용액에 접촉시킴으로써, 상기 미세 구조체의 표면 및/또는 이면의 양극 산화 피막 부분만을 일부 용해시켜 제거하여 도통로를 돌출시킨다 (도 4(C)).

또한, 상기 (a) 처리는, 상기 도통로를 구성하는 도전성 부재를 용해하지 않는 조건이면, 상기 서술한 산화 피막 용해 처리 (E) 와 동일한 처리 조건에서 실시할 수 있다. 특히, 용해 속도를 관리하기 쉬운 산 수용액 또는 알칼리 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.

<(b) 처리>

상기 (b) 처리에서는, 도 4(B) 에 나타내는 도통로 (3) 의 표면에만, 도전성 부재를 석출시킴으로써, 도통로를 돌출시킨다 (도 4(D)).

도전성 부재의 석출은, 무전해 도금 또는 전착 처리에 의해 실시할 수 있다. 또, 석출시키는 도전성 부재는, 도전성 부재 충전 공정에서 충전한 도전성 부재와 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 상기 도통로 돌출 공정으로서 상기 (a) 처리를 실시하는 것이 바람직하고, 상기 도전성 부재 충전 공정 후의 미세 구조체를 양극 산화 피막이 용해되는 처리액을 사용한 침지 처리를 실시하는 것이 보다 바람직하다.

상기 처리액으로는, 구체적으로는, 예를 들어 상기 도통로가 구리로 충전된 경우, pH 13 이상의 알칼리 수용액 (예를 들어, KOH, NaOH 등의 수용액) 등을 들 수 있다.

또한, 상기 침지 처리의 온도는, 0 ℃∼70 ℃ 인 것이 바람직하고, 10∼50 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 20∼45 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 침지 처리의 처리 시간은, 도통로의 직경이나 주기에 따라서도 상이한데, 작업성 및 실용성의 관점에서, 1∼60 분의 범위인 것이 바람직하다. 처리 시간이 이 범위이면, 재현성도 양호해진다.

한편, 상기 도통로가 귀금속 등의 내산성을 갖는 금속으로 충전된 경우, 상기 처리액으로는, 인산, 황산, 질산 등의 수용액도 이용할 수 있다.

이 경우의 처리액의 pH 는, -1.0∼3.0 인 것이 바람직하고, -0.5∼2.0 인 것이 보다 바람직하고, 0∼1.5 인 것이 더욱 바람직하다.

또, 이 경우의 침지 처리 온도는, 0∼70 ℃ 인 것이 바람직하고, 10∼50 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 20∼45 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 이 경우의 침지 처리의 처리 시간은, 도통로의 직경이나 주기에 따라서도 상이한데, 작업성 및 실용성의 관점에서, 1∼60 분의 범위인 것이 바람직하다. 처리 시간이 이 범위이면, 재현성도 양호해진다.

상기 처리액은, 수용성 고분자를 첨가하여 점도를 증가시키는 것이 바람직하다.

수용성 고분자를 첨가하여 점도를 증가시킴으로써, 상기 각 도통로의 상기 절연성 기재의 면으로부터의 돌출된 부분 (범프) 의 높이를 0.05∼30 ㎛ 로 하고, 상기 범프의 애스펙트비 (높이/직경) 를 1 이상으로 조제하기 쉬워진다.

상기 수용성 고분자로는, 구체적으로는, 폴리에틸렌글리콜 (PEG), 폴리비닐알코올 (PVA), 폴리아크릴산나트륨, 글리세린, 프로필렌글리콜 등을 입수성, 안정성, 순도 등의 관점에서 바람직하게 들 수 있다.

또한, 상기 수용성 고분자는, 분자량이 40∼5000 인 것이 바람직하고, 60∼4000 인 것이 보다 바람직하고, 80∼3000 인 것이 더욱 바람직하다.

한편, 상기 수용성 고분자를 첨가한 후의 점도는, 1.2∼12 cp 인 것이 바람직하고, 2∼6 cp 인 것이 보다 바람직하고, 2∼5 cp 가 더욱 바람직하고, 2.5∼4.8 cp 가 특히 바람직하다. 점도가 이 범위이면, 절연성 기재와 도통로의 계면에 처리액이 침투하고, 미세 구조체의 구조가 붕괴되기 어렵기 때문에, 도통로의 돌출 높이를 높게 하는 것이 가능해진다.

이 도통로 돌출 공정에 의해, 도 4(C) 또는 도 4(D) 에 나타내는 이방 도전성 부재 전구체 (21) 가 얻어진다.

[수지 피복 공정]

상기 수지 피복 공정은, 상기 도통로 돌출 공정 후, 용제 가용성 수지로 상기 이방 도전성 부재 전구체의 표면 또는 이면의 적어도 일부를 덮는 공정이다.

여기서, 상기 용제 가용성 수지란, 용제에 가용성인 수지로서, 후술하는 피막 제거 공정에서 사용되는 알루미나 용해액에는 용해되지 않는 수지이고, 후술하는 수지 충전 공정에서 사용되는 수지 (용제 불용성 수지) 를 용해할 수 없는 용제에 가용성인 수지를 말한다.

상기 용제 가용성 수지로는, 예를 들어 포토리소그래피용 레지스트, 연마용 WAX 등을 들 수 있다.

또한, 메틸이소프로필케톤에 용해되는 XP FILM TRIAL (SU-8 3000, 카야쿠 마이크로켐사 제조 ), 이소프로필알코올에 용해되는 아르코 왁스 (형번 : 5402F, 닛카 정공사 제조) 등도 사용할 수 있다.

이 수지 피복 공정에 의해, 도 5(A) 에 나타내는 구조체가 얻어진다.

또, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 상기 이방 도전성 부재 전구체의 표면 및 이면의 전체면이 용제 가용성 수지 (30) 로 덮여 있는 것이 바람직한데, 후술하는 피막 제거 공정에서 양극 산화 피막을 용해할 때, 상기 도통로가 쓰러지거나 응집되는 것을 막는 기능이 손상되지 않는 한, 상기 이방 도전성 부재 전구체의 표면 또는 이면의 적어도 일부가 용제 가용성 수지로 덮여 있으면 된다.

또한, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 상기 수지 피복 공정에서 상기 이방 도전성 부재 전구체의 표면 및 이면뿐만 아니라 측면도 포함시킨 전체를 용제 가용성 수지 (30) 로 피복해도 되는데, 이 경우에는, 후술하는 피막 제거 공정에서 양극 산화 피막을 용해할 때의 기점이 되는 상기 이방 도전성 부재 전구체의 측면이 노출되도록 연마 등에 의해 개구시킬 필요가 있다.

[피막 제거 공정]

상기 피막 제거 공정은, 상기 수지 피복 공정 후, 상기 이방 도전성 부재 전구체의 상기 양극 산화 피막을 제거하는 공정이다.

여기서, 상기 양극 산화 피막의 제거는, 상기 서술한 탈막 처리 (B) 와 동일한 조건에서 실시할 수 있다.

알루미나 용해액으로는, 상기 용제 가용성 수지를 용해시키지 않도록 하는 관점에서, 상기 서술한 탈막 처리 (B) 에서 설명한 것 중, 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 인산 중 어느 것을 함유하는 수용액인 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 상기 피막 제거 공정에서의 양극 산화 피막의 용해성의 관점에서, 상기 수지 피복 공정 후의 상기 이방 도전성 부재 전구체의 형상은, 단책 형상인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 장변의 길이가 5∼100 ㎜ 정도이고, 단변의 길이가 1∼10 ㎜ 정도의 단책 (短冊) 형상인 것이 보다 바람직하다.

상기 이방 도전성 부재 전구체의 형상이 단책 형상이면, 알루미나 용해액이 상기 이방 도전성 부재 전구체의 측면으로부터 양극 산화 피막의 전체에 널리 퍼지기 쉬워진다.

이 피막 제거 공정에 의해, 도통로 (3) 가 용제 가용성 수지 (30) 에 의해 고정된 도 5(B) 에 나타내는 구조체가 얻어진다.

[수지 충전 공정]

상기 수지 충전 공정은, 상기 피막 제거 공정 후, 용제 불용성 수지를 상기 양극 산화 피막이 있던 부분에 충전하여 상기 절연성 기재를 형성하는 공정이다.

여기서, 충전하는 용제 불용성 수지는, 이방 도전성 부재의 절연성 기재를 구성하는 것이고, 본 발명의 이방 도전성 부재에 있어서 설명한 것과 동일하다. 그 중에서도, 경화 후의 체적 변화가 적은 이유에서, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지 등의 열경화 수지인 것이 바람직하다.

상기 용제 불용성 수지의 충전은, 감압하 또는 가압하에서 실시할 수 있는데, 진공 펌프를 사용하여 서서히 감압하면서 상기 용제 불용성 수지를 함유하는 약액을 침투시키는 방법이 바람직하다.

이 수지 충전 공정에 의해, 도통로 (3) 와 용제 가용성 수지 (30) 사이에 용제 불용성 수지인 상기 절연성 기재 (2) 가 충전된 도 5(C) 에 나타내는 구조체가 얻어진다.

[수지 제거 공정]

상기 수지 제거 공정은, 상기 수지 충전 공정 후, 상기 용제 가용성 수지를 제거하여 상기 이방 도전성 부재를 얻는 공정이다.

여기서, 상기 용제 가용성 수지의 제거는, 용제를 사용하여 실시하는데, 상기 서술한 바와 같이, 상기 수지 충전 공정에 의해 충전된 상기 용제 불용성 수지를 용해하지 않는 용제를 사용한다.

이 수지 제거 공정에 의해, 용제 가용성 수지 (30) 가 제거된 도 5(D) 에 나타내는 이방 도전성 부재 (1) 가 얻어진다.

실시예

(실시예 1)

(A) 경면 마무리 처리

고순도 알루미늄 기판 (스미토모 경금속사 제조, 순도 99.99 질량%, 두께 0.4 ㎜) 을 400 ℃ 에서 1 시간 소둔한 것을 1 ㎝ 각의 면적으로 양극 산화 처리할 수 있도록 1 ㎝×3 ㎝ 의 크기로 커트하고, 이하에 기계 연마 처리 및 전해 연마 처리를 실시하였다.

<기계 연마 처리>

먼저, 가로 세로 1 ㎝×3 ㎝ 의 상기 고순도 알루미늄 기판을 양면 테이프 (재박리 테이프 9455, 스미토모 3M 사 제조) 로 경면 마무리가 끝난 금속 블록에 첩부하였다.

이어서, 연마반 (상품명 : 라보폴-5, 마루모토 스토르어스사 제조) 을 사용하고, #80 에서 #1500 까지 순차적으로 번수를 높이고, 요철 부분을 육안으로 확인할 수 없게 될 때까지 연마하였다.

그 후, 버프에 평균 입경 1 ㎛ 의 다이아몬드 슬러리를 공급하고, 경면 상태로 마무리하였다.

<전해 연마 처리>

기계 연마 처리 후, 하기 조성의 전해 연마액을 사용하고, 전류 밀도 5 A/d㎡, 액 온도 65 ℃, 액 유속 3.0 m/min 의 조건에서 전해 연마 처리를 실시하고, 가공 변질층을 제거하였다.

음극은 카본 전극으로 하고, 전원은, GP0110-30R (타카사고 제작소사 제조) 을 사용하였다. 또한, 전해액의 유속은 소용돌이식 플로우 모니터 FLM22-10PCW (AS ONE 제조) 를 사용하여 계측하였다.

(전해 연마액 조성)

·85 질량% 인산 (와코 순약사 제조 시약) 660 ㎖

·순수 160 ㎖

·황산 150 ㎖

·에틸렌글리콜 30 ㎖

(B) 양극 산화 처리 공정

먼저, 주기 100 ㎚ 의 사방 배열의 돌기를 갖는 SiC 몰드 (크기 : 가로 세로 5 ㎜, 패턴 에어리어 : 가로 세로 3 ㎜×0.5 ㎜, N·T·T·어드밴스 테크놀로지 주식회사 제조의 특주품) 의 요철 패턴을, 전사 장치 (MODEL6000, 하이솔사 제조) 를 사용하여, 전해 연마 처리 후의 알루미늄 기판 표면에 위치를 어긋나게 하면서 6 회전 전사하고, 가로 세로 3 ㎜ 의 전사 영역을 제조하였다. 또, 전사는, 돌기 부분의 면적당의 전사 압력이 256 N/㎠ 가 되도록 설정하고, 실온에서 실시하였다.

이어서, 알루미늄 기판의 표면에서의 전사 영역 (가로 세로 3 ㎜) 이외 및 이면에, 시판되는 마스킹 테이프를 사용하여 마스킹을 실시하였다.

그 후, 0.2 mol/ℓ 인산의 전해액으로, 전압 195 V, 액 온도 0 ℃, 액 유속 5.0 m/min 의 조건에서, 16 시간의 양극 산화를 실시하였다.

또, 양극 산화 처리는, 음극은 스테인리스 전극으로 하고, 전원은 GP0110-30R (타카사고 제작소사 제조) 을 사용하였다. 또한, 냉각 장치에는 NeoCool BD36 (야마토 과학사 제조), 교반 가온 장치에는 페어 스터러 PS-100 (EYELA 사 제조) 을 사용하였다. 또한, 전해액의 유속은 소용돌이식 플로우 모니터 FLM22-10PCW (AS ONE 제조) 를 사용하여 계측하였다.

(C) 관통화 처리 공정

20 % 염산 수용액에 0.1 mol/ℓ 의 염화구리를 블렌드한 처리액을 사용하고, 액온 15 ℃ 에서, 육안에 의해 알루미늄이 제거될 때까지 침지시킴으로써 알루미늄 기판을 용해하고, 추가로 0.1 mol/ℓ 의 수산화칼륨 수용액 (액온 30 ℃) 에 30 분간 침지시킴으로써 양극 산화 피막의 저부를 제거하고, 포어 직경을 확대한 마이크로포어를 갖는 양극 산화 피막으로 이루어지는 미세 구조체를 제조하였다.

얻어진 관통화 처리 후의 미세 구조체의 표면 사진 및 단면 사진 (배율 20000 배) 을 FE-SEM 에 의해 촬영하고, 이하의 형상인 것을 확인하였다.

·구조체의 두께 : 70 ㎛

·관통공의 깊이 : 70 ㎛

·관통공의 평균 개공 직경 : 200 ㎚

·관통공의 주기 (중심간 거리) : 500 ㎚

·관통공 (마이크로포어) 의 규칙화도 : 100 %

여기서, 상기 관통공의 주기는, 상기 관통공의 중심간 거리 (피치) 를 말하며, 50 점 측정한 평균값이다.

또, 상기 관통공 (마이크로포어) 의 규칙화도는, 상기 식 (i) 에 의해 정의되는 규칙화도를 측정한 값이다.

(D) 가열 처리

이어서, 상기에서 얻어진 구조체에, 온도 400 ℃ 에서 1 시간의 가열 처리를 실시하였다.

(E) 도전성 부재 충전 공정

이어서, 상기 가열 처리 후의 구조체의 일방의 표면에 니켈 전극을 밀착시키고, 그 니켈 전극을 음극으로 하고, 백금을 정극 (正極) 으로 하여 전해 도금을 실시하였다.

황산니켈 300 g/ℓ 를 60 ℃ 로 유지한 상태에서 전해액으로서 사용하고, 정전압 펄스 전해를 실시함으로써, 상기 관통공에 니켈이 충전된 미세 구조체를 제조하였다.

여기서, 정전압 펄스 전해는, 야마모토 도금사 제조의 도금 장치를 사용하고, 호쿠토 전공사 제조의 전원 (HZ-3000) 을 사용하고, 도금액 중에서 사이클릭 볼타메트리를 실시하여 석출 전위를 확인한 후, 피막측의 전위를 -2 V 로 설정하여 실시하였다. 또한, 정전압 펄스 전해의 펄스 파형은 직사각형파였다. 구체적으로는, 전해의 총 처리 시간이 1800 초가 되도록, 1 회의 전해 시간이 300 초인 전해 처리를, 각 전해 처리 사이에 40 초의 휴지 시간을 설정하여 6 회 실시하였다.

니켈을 충전한 후의 표면을 FE-SEM 으로 관찰하면, 관통공의 내부에 니켈이 금전극측으로부터의 높이가 약 80 ㎛ 가 되는 양으로 충전되고, 표면으로부터 10 ㎛ 분 (分) 이 오버플로우되어 있었다.

(F) 표면 평활화 처리

이어서, 도전성 부재 충전 처리 후의 미세 구조체에 기계 연마 처리를 실시하고, 표면으로부터 오버플로우한 니켈을 제거한 후, 추가로 금전극측의 표면을 2 ㎛ 연마하고, 그 반대면을 8 ㎛ 연마하는 표면 평활화 처리를 실시하였다.

표면 평활화 처리 후의 구조체의 파단면을 광학 현미경으로 관찰한 결과, 도통로 (니켈) 및 양극 산화 피막의 두께가 모두 60 ㎛ 가 되는 평활한 미세 구조체인 것을 알았다.

(G) 도통로 돌출 공정

이어서, 표면 평활화 처리 후의 미세 구조체의 양면을, KOH 를 사용하여 pH 12.7 로 조정한 PEG (분자량 1000) 30 질량% 수용액에 40 ℃ 에서 30 분간 침지시켰다.

처리 후의 미세 구조체의 파단면을 FE-SEM 으로 관찰한 결과, 도통로의 돌출 부분이 양면에 형성된 이방 도전성 부재 전구체인 것을 알았다. 또, 돌출 부분의 높이가 7 ㎛ 이고, 애스펙트비 (높이/직경) 가 35 였다.

(H) 수지 피복 공정

이어서, 도통로 돌출 공정의 이방 도전성 부재 전구체를, 70 ℃ 에서 액상으로 한 알코 왁스 (형번 : 5402F, 이소프로필알코올에 용해, 닛카 정공사 제조) 에 1 분간 침지시켰다.

그 후, 왁스가 고화되기 전에, 제조한 구조체의 표면 및 이면을 평탄한 그라파이트판으로 끼우고, 50 ㎏/㎡ 의 압력으로 30 분 방치하고, 그 후에 냉각시킴으로써, 고화된 왁스로 전체면이 덮인 구조체를 제조하였다.

이어서, 후술하는 피막 제거 공정에서의 양극 산화 피막의 용해를 기점할 목적으로, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 반도체용 다이싱 장치를 사용하여 극 산화 피막의 측면을 노출시켰다. 또, 양극 산화 피막을 노출시킨 후의 구조체의 사이즈를 가로 세로 2 ㎜ 로 하고, 표면 및 이면에 형성한 그라파이트 부분에 관하여는 핸들링용 기판으로서 사용하기 위해 절단하지 않았다.

(I) 피막 제거 공정

이어서, 상기 도전성 부재 충전 공정에서 충전한 니켈 및 상기 수지 피복 공정에서 피복한 알코 왁스를 용해시키지 않고, 양극 산화 피막만을 용해시키기 위해, 상기 수지 피복 공정 후의 구조체를 1 mol/ℓ 의 수산화칼륨 수용액에 실온에서 4 일간 침지하고, 다이싱한 절단면 (측면) 으로부터 양극 산화 피막만을 완전히 용해시켰다.

(J) 수지 충전 공정

이어서, 상기 피막 제거 공정에서 양극 산화 피막을 제거한 구조체를 수세하고, 건조시킨 후, 양극 산화 피막이 있던 부분에 메타크릴산 수지를 충전하였다.

구체적으로는, 수세 후에 자연 건조시킨 구조체를 넣은 용기를 로터리 펌프로 진공 탈기한 후, 양극 산화 피막이 있던 부분에, 메타크릴산메틸 (MMA) 에 중합 촉진제로서 1 % 과산화벤조일을 첨가한 수지 용액을 적하하여 포매하고, 60 ℃ 에서 2 일간 중합하였다.

(K) 수지 제거 공정

상기 수지 충전 공정 후의 구조체를 50 ℃ 로 가열한 이소프로필알코올에 2 시간 침지시키고, 상기 수지 피복 공정에서 피복한 알코 왁스를 용해시켜 이방 도전성 부재를 제조하였다.

실시예 1 에서 얻어진 이방 도전성 부재의 표면 사진 및 단면 사진 (배율 20000 배) 을 FE-SEM 에 의해 촬영하고, 이하의 형상인 것을 확인하였다.

·절연성 기재의 두께 : 46 ㎛

·도통로의 직경 : 200 ㎚

·도통로의 범프 높이 : 7 ㎛

·도통로의 범프의 애스펙트비 (높이/직경) : 35

또한, 실시예 1 에서 얻어진 이방 도전성 부재의 도통로의 밀도는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 상기 식 (i) 에 의해 정의되는 규칙화도가 100 % 가 되도록 배열하는 마이크로포어의 단위 격자 (51) 중에 1/2 개의 도전성 전극부 (52) 가 있다고 하여, 하기 식에 의해 계산하고, 462 만개/㎟ 로 산출하였다.

여기서, 하기 식 중, Pp 는 주기를 나타낸다.

밀도 (개/㎛²)=(1/2 개)/{Pp(㎛)×Pp(㎛)×

×(1/2)}

(실시예 2)

(A)∼(I) 까지의 각 처리를 실시예 1 과 동일하게 실시한 후, 양극 산화 피막을 제거한 구조체를 수세하고, 건조시킨 후, 양극 산화 피막이 있던 부분에 폴리에스테르 수지를 충전하였다.

구체적으로는, 수세 후의 구조체를 넣은 용기를 로터리 펌프로 진공 탈기한 후, 양극 산화 피막이 있던 부분에, 1 % 과산화벤조일을 경화제로서 함유하는 불포화 폴리에스테르 수지 (전자 현미경용 포매제, 오켄 상사 주식회사 제조) 를 적하하여 포매하고, 60 ℃ 에서 2 일간 중합하였다.

그 후, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 (K) 수지 제거를 실시하고, 이방 도전성 부재를 제조하였다.

실시예 2 에서 얻어진 이방 도전성 부재의 표면 사진 및 단면 사진 (배율 20000 배) 을 FE-SEM 에 의해 촬영하고, 이하의 형상인 것을 확인하였다.

·절연성 기재의 두께 : 46 ㎛

·도통로의 직경 : 200 ㎚

·도통로의 범프 높이 : 7 ㎛

·도통로의 범프의 애스펙트비 (높이/직경) : 35

또, 실시예 2 에서 얻어진 이방 도전성 부재의 도통로의 밀도를 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 계산하고, 462 만개/㎟ 로 산출하였다.

(비교예 1)

실시예 1 과 동일한 방법에 의해 (A)∼(G) 처리를 실시하고, 이방 도전성 부재 전구체를 제조하였다.

실시예 1 및 2 에서 얻어진 이방 도전성 부재 그리고 비교예 1 에서 얻어진 이방 도전성 부재 전구체를 사용하여, 전극 (배치 주기 : 40 ㎛, 크기 : 가로 세로 20 ㎛) 을 형성한 하기 표 1 에 나타내는 각종 기판에 접촉시켜, 도통의 가부를 조사하고, 또한, 도통 가능한 전극 총 면적당 하중을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.

또, 하기 표 2 중, 도통의 가부에 관하여, 도통할 수 있었던 것을 「○」로 하고, 도통에 개체차가 있었던 것을 「△」로 하고, 도통할 수 없었던 것을 「×」로 평가하였다. 또한, 하중에 관하여, 도통 전에 기판이 파손된 것을 「-」로 하였다.

표 2 에 나타내는 결과로부터, 절연성 부재가 양극 산화 피막으로 구성되어 있는 이방 도전성 부재 (전구체) 는, 유리 에폭시 기판이나 유리 기판에 형성된 전극에 대해서는 도통시킬 수 없고, 또한, 도통하는 전극 기판에 대해서도 하중이 커지는 경향을 알았다 (비교예 1).

이것에 대하여, 절연성 부재가 수지 재료로 구성되어 있는 이방 도전성 부재는, 어느 전극 기판에 대해서도 도통시킬 수 있고, 또한, 비교예 1 에 비교하여 하중도 낮은 경향이 있는 것을 알았다 (실시예 1 및 2).

산업상 이용가능성

본 발명의 이방 도전성 부재는, 반도체 소자 등의 전자 부품 등의 기능 검사를 실시할 때의 검사용 커넥터로서 사용할 수 있는데, 실시예에서도 나타내는 바와 같이, 종래 공지된 반도체 검사 장치인 프로브 카드와 조합하거나, 일체화시켜 사용할 수도 있다.

또, 본 발명의 이방 도전성 부재는, CPU 등의 마더보드와 인터포저 사이의 전기적 접점 (전자 접속 부재) 으로서 사용할 수도 있고, 인터포저와 Si 웨이퍼 사이의 전기적 접점으로서 사용할 수도 있다.

이러한 경우에는, 프로브가 아니라, 신호 취출용 패드를 배선한 기판 상에 본 발명의 막을 조합함으로써, 검사 프로브로서도 사용하는 것이 가능하다.

또, Si 웨이퍼의 신호 취출면에 본 발명의 이방 도전성 부재를 일체화시켜 둠으로써, 배선 구조에 대한 데미지를 주지 않고, 또한 제법상으로도 매우 정밀한 얼라이먼트를 필요로 하지 않고 전기 신호의 취출이 가능해진다.

본 발명의 이방 도전성 부재는, 특히, 전자 접속 부재로서 사용하는 경우, 라벨 첩부기에서 사용되는, 상품에 가격 표시나 날짜 표시 등을 표시하는 표시 라벨과 같이, 소정 직경 및 소정 폭의 권심 (卷芯) (71) 에 권취된 테이프 (대지 (臺紙)) (72) 의 외측면에, 소정 치수의 이방 도전성 부재 (73) 를 첩부한 상태로 공급할 수 있다 (도 7 참조).

여기서, 이방 도전성 부재의 치수는, 예를 들어 이것을 사용하는 반도체 칩의 치수와 대략 동일 치수로 하고, 테이프의 폭은, 이방 도전성 부재의 폭에 따라 적절히 결정할 수 있다.

또한, 이방 도전성 부재의 기판은 알루미나이고, 뒤부터 자르거나, 절곡하거나 하는 것은 곤란하므로, 이방 도전성 부재의 치수에 따라 권심의 직경 및 폭을 적절히 결정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 테이프 길이 방향의 이방 도전성 부재의 치수가 커질수록, 권심의 직경을 크게 하는 것이 바람직하다.

또한, 이방 도전성 부재는 테이프에 첩부되어 있는데, 테이프의 재질은, 이방 도전성 부재를 박리시켰을 때 접착제가 이방 도전성 부재 표면에 남지 않는 것이 바람직하다.

이 공급 형태에서는, 사용자는, 테이프에 첩부된 이방성 도전막을 1 장씩 박리시켜 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 이방 도전성 부재는, 특히, 전자 접속 부재로서 사용하는 경우, 인출형 수납 상자 (81) 내에, 소정 치수의 이방 도전성 부재 (82) 를 세워 나란히 수납한 상태로 공급할 수 있다 (도 8 참조).

여기서, 수납 상자의 치수는, 이방 도전성 부재의 치수에 따라 적절히 변경할 수 있다.

또한, 수납 상자의 내부에서는, 인접하는 이방 도전성 부재끼리가 접촉하기 때문에, 양자간에 완충재를 삽입하거나, 개개의 이방성 도전막을 밀봉하는 등, 인접하는 이방성 도전막끼리가 접촉하지 않도록 수납하는 것이 바람직하다.

이 공급 형태에서는, 사용자는, 수납 상자에 수납된 이방성 도전막을 1 장씩 꺼내어 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 이방 도전성 부재는, 특히, 전자 접속 부재로서 사용하는 경우, 반도체 웨이퍼와 같이, 대략 원형의 소정 직경의 수지판 (91) 일방의 면의 전체면에 이방 도전성 부재 (92) 를 첩부한 상태로 공급할 수 있다 (도 9 참조).

여기서, 수지판의 직경은, 예를 들어 이 이방성 도전막을 사용하는 반도체 웨이퍼의 직경과 대략 동일한 5 인치나 8 인치로 할 수 있다.

또한, 이방 도전성 부재는, 예를 들어 반도체 칩의 웨이퍼 레벨 칩 사이즈 패키지 (Wafer Level Chip Size Package) 와 동일하게, 이것을 사용하는 반도체 칩의 치수와 대략 동일한 치수로 절단하여 사용할 수 있도록, 미리 수지판과 함께 절단선 (93) 을 넣어 두는 것이 바람직하다.

이 공급 형태에서는, 사용자는, 수지판 일방의 면의 전체면에 첩부된 이방성 도전막을, 절단선을 따라 수지판과 함께 절단하여 개개로 분할한 후, 수지판을 제거하고 나서 이방성 도전막을 사용할 수 있다.

또, 개개의 반도체 칩과 인터포저의 접속 부재로서 본 발명의 이방 도전성 부재를 사용하는 경우, 미리 반도체 웨이퍼와 인터포저를, 이방성 도전막으로 접속한 상태로 공급할 수도 있다.

또한, 본 발명의 이방 도전성 부재는, 광전송 소재의 용도로도 응용을 기대할 수 있다.

1 : 이방 도전성 부재
2 : 절연성 기재
3 : 도통로
4a, 4b : 돌출부
5 : 기재내 도통부
6 : 절연성 기재의 두께
7 : 도통로간의 폭
8 : 도통로의 직경
9 : 도통로의 중심간 거리 (피치)
12 : 알루미늄 기판
14a, 14b, 14c, 14d : 양극 산화 피막
16a, 16b, 16c, 16d : 마이크로포어
18a, 18b, 18c, 18d : 배리어층
20 : 미세 구조체
21 : 이방 도전성 부재 전구체
30 : 용제 가용성 수지
51 : 마이크로포어의 단위 격자
52 : 도전성 전극부
71 : 권심
72 : 테이프 (대지)
73, 82, 92 : 이방 도전성 부재
81 : 수납 상자
91 : 수지판
93 : 절단선
101, 102, 104, 105, 107, 108 : 마이크로포어
103, 106, 109 : 원

Claims

절연성 기재 중에, 도전성 부재로 이루어지는 복수의 도통로가, 서로 절연된 상태로 상기 절연성 기재를 두께 방향으로 관통하고, 또한, 상기 각 도통로의 일단이 상기 절연성 기재의 일방의 면에서 돌출되고, 상기 각 도통로의 타단이 상기 절연성 기재의 타방의 면에서 노출 또는 돌출된 상태로 형성되는 이방 도전성 부재로서,
상기 절연성 기재가 수지 재료를 사용하여 형성되고, 상기 도통로의 밀도가 100 만개/㎟ 이상인, 이방 도전성 부재.
제 1 항에 있어서,
상기 각 도통로의 상기 절연성 기재의 면으로부터의 돌출된 부분의 높이가 0.05∼30 ㎛ 이고, 상기 돌출 부분의 애스펙트비 (높이/직경) 가 1 이상인, 이방 도전성 부재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 절연성 기재의 두께가 20∼200 ㎛ 이고, 상기 도통로의 직경이 20∼500 ㎚ 인, 이방 도전성 부재.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 이방 도전성 부재를 제조하는 이방 도전성 부재의 제조 방법으로서, 적어도,
(1) 알루미늄 기판을 양극 산화하여 양극 산화 피막을 형성하는 양극 산화 처리 공정,
(2) 상기 양극 산화 처리 공정 후, 상기 양극 산화에 의해 발생한 마이크로포어에 의한 구멍을 관통화하여 미세 구조체를 얻는 관통화 처리 공정,
(3) 상기 관통화 처리 공정 후, 얻어진 상기 미세 구조체에 있어서의 관통화된 구멍의 내부에 도전성 부재를 충전하여 상기 도통로를 형성하는 도전성 부재 충전 공정,
(4) 상기 도전성 부재 충전 공정 후, 상기 미세 구조체의 표면 또는 이면으로부터 상기 도통로를 돌출시켜 이방 도전성 부재 전구체를 얻는 도통로 돌출 공정,
(5) 상기 도통로 돌출 공정 후, 용제에 가용성인 수지로 상기 이방 도전성 부재 전구체의 표면 또는 이면의 적어도 일부를 덮는 수지 피복 공정,
(6) 상기 수지 피복 공정 후, 상기 이방 도전성 부재 전구체의 상기 양극 산화 피막을 제거하는 피막 제거 공정,
(7) 상기 피막 제거 공정 후, 용제에 불용성인 수지를 상기 양극 산화 피막이 있던 부분에 충전하여 상기 절연성 기재를 형성하는 수지 충전 공정, 및
(8) 상기 수지 충전 공정 후, 상기 용제에 가용성인 수지를 제거하여 상기 이방 도전성 부재를 얻는 수지 제거 공정을 구비하는, 이방 도전성 부재의 제조 방법.