TW202235689A - 金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法 - Google Patents
金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202235689A TW202235689A TW110147605A TW110147605A TW202235689A TW 202235689 A TW202235689 A TW 202235689A TW 110147605 A TW110147605 A TW 110147605A TW 110147605 A TW110147605 A TW 110147605A TW 202235689 A TW202235689 A TW 202235689A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- metal
- diameter
- insulating film
- filled microstructure
- metal portion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
- C25D11/20—Electrolytic after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
- C25D11/24—Chemical after-treatment
Abstract
本發明提供一種絕緣膜的厚度厚的金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法。金屬填充微細結構體具有:絕緣膜;及複數個導體,沿絕緣膜的厚度方向貫通且以彼此電絕緣之狀態設置。絕緣膜的厚度方向上的長度為100μm以上。複數個導體分別由金屬構成,並且曝露於絕緣膜的厚度方向上之一個面及厚度方向上之另一個面上,在導體中,曝露於一個面上之第1金屬部與曝露於另一個面上之第2金屬部的所構成之金屬不同。
Description
本發明有關一種具有沿絕緣膜的厚度方向貫通且以彼此電絕緣之狀態設置之複數個導體之金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法,尤其有關一種絕緣膜的厚度厚的金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法。
在設置於絕緣性基材上之複數個貫通孔中填充金屬等導電性物質而成之結構體為近年來在奈米技術中亦受到注目之領域之一,例如作為各向異性導電性構件的用途備受期待。
各向異性導電性構件僅藉由插入到半導體元件等電子組件與電路基板之間並進行加壓而獲得電子組件與電路基板之間的電連接,因此作為半導體元件等電子組件等的電連接構件及進行功能檢查時的檢查用連接器等被廣泛使用。
半導體元件等電子組件的小型化尤其顯著。在如以往引線接合(wire bonding)那樣的直接連接配線基板之方式、覆晶接合(flip chip bonding)及熱壓接合(thermo compression bonding)等中,有時無法充分保證電子組件的電連接的穩定性,因此作為電子連接構件,各向異性導電性構件受到注目。
例如,在專利文獻1中,記載有一種金屬填充微細結構體的製造方法,其係包括如下步驟:陽極氧化處理步驟,對鋁基板的單側的表面實施陽極氧化處理以在鋁基板的單側的表面上形成陽極氧化膜,該陽極氧化膜具有在厚度方向上存在之微孔和在微孔的底部存在之阻擋層;阻擋層去除步驟,在陽極氧化處理步驟之後,去除陽極氧化膜的阻擋層;金屬填充步驟,在阻擋層去除步驟之後,實施電解電鍍處理以在微孔的內部填充金屬;及基板去除步驟,在金屬填充步驟之後,去除鋁基板以獲得金屬填充微細結構體。再者,專利文獻1的陽極氧化膜為絕緣膜。
[專利文獻1]國際公開第2015/029881號
在上述專利文獻1的金屬填充微細結構體的製造方法中,進行探討後發現,在阻擋層去除步驟後的金屬填充步驟中,依據電解電鍍處理的條件,在陽極氧化膜的微孔亦即貫通孔的內部的金屬填充變得不夠充分。因此,在陽極氧化膜的厚度厚且貫通孔的長度較長的情況下,存在著無法在貫通孔的內部充分填充金屬之虞,因而有可能無法形成長的導體。作為結果,有時無法製造絕緣膜的厚度厚的金屬填充微細結構體,對絕緣膜的厚膜化的對應不夠充分。
本發明的目的為提供一種絕緣膜的厚度厚的金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法。
為了完成上述目的,本發明的一態樣提供一種金屬填充微細結構體,其係具有:絕緣膜;及複數個導體,沿絕緣膜的厚度方向貫通且以彼此電絕緣之狀態設置,絕緣膜的厚度方向上的長度為100μm以上,複數個導體分別由金屬構成,並且曝露於絕緣膜的厚度方向上之一個面及厚度方向上之另一個面上,在導體中,曝露於一個面上之第1金屬部與曝露於另一個面上之第2金屬部的所構成之金屬不同。
關於複數個導體,曝露於一個面上之第1金屬部的第1直徑與曝露於另一個面上之第2金屬部的第2直徑分別不同為較佳。
第1金屬部由Zn或Ni構成,第2金屬部由Cu構成為較佳。
絕緣膜為陽極氧化膜為較佳。
本發明的另一態樣提供一種金屬填充微細結構體的製造方法,其係包括相對於具有沿厚度方向延伸之複數個貫通孔之絕緣膜,在複數個貫通孔中填充金屬而形成導體之形成步驟,形成步驟包括:第1步驟,使用交流電解電鍍法,從絕緣膜的厚度方向上之一個面側分別在複數個貫通孔中形成第1金屬部;及第2步驟,使用直流電解電鍍法,在複數個貫通孔的第1金屬部上形成第2金屬部,第1金屬部與第2金屬部的所構成之金屬不同。
在第1步驟之前或在第1步驟與第2步驟之間包括將貫通孔進行擴徑之擴徑步驟為較佳。
第1金屬部由Zn或Ni構成,第2金屬部由Cu構成為較佳。
絕緣膜的厚度方向上的長度為100μm以上為較佳。
絕緣膜為陽極氧化膜為較佳。
[發明效果]
依據本發明,能夠提供一種在厚度厚的絕緣膜的貫通孔內形成有導體之金屬填充微細結構體。又,依據本發明,能夠在厚度厚的絕緣膜的貫通孔內形成導體來製造金屬填充微細結構體。
以下,依據圖式所示之較佳實施形態,對本發明的金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法進行詳細說明。
再者,以下所說明之圖為用於說明本發明之例示性者,本發明並不限定於以下所示之圖。
再者,在以下中,表示數值範圍之“~”包含在兩側所記載之數值。例如,ε為數值ε
a~數值ε
b是指ε的範圍為包含數值ε
a和數值ε
b之範圍,若用數學記號表示,則ε
a≤ε≤ε
b。
關於溫度及時間,除非另有特別記載,則包含在相應之技術領域中通常允許之誤差範圍。
又,關於平行等,除非另有特別記載,則亦包含在相應之技術領域中通常允許之誤差範圍。
[金屬填充微細結構體的第1例]
圖1~圖7係按步驟順序表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第1例之示意性剖面圖。再者,圖6表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的第1例。
例如,如圖6所示,金屬填充微細結構體20具有:絕緣膜14;及複數個導體16,沿厚度方向Dt貫通絕緣膜14且以彼此電絕緣之狀態設置。複數個導體16分別由金屬構成。並且複數個導體16曝露於絕緣膜14的厚度方向Dt上之一個面(例如,背面14b)及厚度方向Dt上之另一個面(例如,表面14a)上。
在導體16中,曝露於一個面(例如,背面14b)上之第1金屬部16a與曝露於絕緣膜14的厚度方向Dt上之另一個面(例如,表面14a)上之第2金屬部16b的所構成之金屬不同。
第1金屬部16a為曝露於一個面(例如,背面14b)上之曝露部。第2金屬部16b為曝露於另一個面(例如,表面14a)上之曝露部。
在金屬填充微細結構體20中,絕緣膜14的厚度方向Dt上的長度亦即厚度為100μm以上。又,絕緣膜14具有電絕緣性,例如由陽極氧化膜15構成。
複數個導體16以彼此電絕緣之狀態配置於絕緣膜14上。此時,例如,絕緣膜14具有沿厚度方向Dt貫通之複數個貫通孔12。在複數個貫通孔12中設置有導體16。在導體16中,例如第2金屬部16b曝露於絕緣膜14的厚度方向Dt上之表面14a上。又,在導體16中,例如第1金屬部16a曝露於絕緣膜14的厚度方向Dt上之背面14b上。
藉由將導體16設為具有第1金屬部16a和第2金屬部16b之積層結構體,即使絕緣膜14的厚度ht厚,亦能夠將導體16加長至與絕緣膜14的厚度對應之長度。
其中,第1金屬部16a曝露於表面14a上是指第1金屬部16a的端部至少在絕緣膜14的背面14b的位置上。例如,第1金屬部16a的端部與絕緣膜14的背面14b處於同一平面的狀態。
又,第2金屬部16b曝露於表面14a上是指第2金屬部16b的端部至少在絕緣膜14的表面14a的位置上。例如,第2金屬部16b的端部與絕緣膜14的表面14a處於同一平面的狀態。
在導體16中,例如第1金屬部16a可以從背面14b突出,例如第2金屬部16b可以從表面14a突出。如此,導體16從絕緣膜14的表面14a或背面14b突出亦包括在上述曝露中。
在導體16中,例如第1金屬部16a可以相對於背面14b凹陷,第2金屬部16b可以相對於表面14a凹陷。如此,導體16相對於絕緣膜14的表面14a或背面14b凹陷亦包括在上述曝露中。再者,相對於絕緣膜14的表面14a或背面14b凹陷是指第2金屬部16b的前端在從絕緣膜14的表面14a向背面14b側最大1μm的位置上之狀態,並且第1金屬部16a的前端在從絕緣膜14的背面14b向表面14a側最大1μm的位置上之狀態。
金屬填充微細結構體20為以導體16彼此電絕緣之狀態配置之、具有各向異性導電性者。金屬填充微細結構體20在厚度方向Dt上具有導電性,但是在與絕緣膜14的表面14a平行的方向上之導電性十分低。
金屬填充微細結構體20的外形並無特別限定,例如為矩形或圓形。金屬填充微細結構體20的外形能夠設為與用途、製作容易度等對應之形狀。
[金屬填充微細結構體的製造方法的第1例]
在金屬填充微細結構體的製造方法的第1例中,以絕緣膜由鋁的陽極氧化膜構成者為例進行說明。為了形成鋁的陽極氧化膜,使用鋁基板。因此,在結構體之製造方法的第1例中,首先,如圖1所示,準備鋁基板10。
鋁基板10依據最終獲得之金屬填充微細結構體20(參照圖6)的絕緣膜14的厚度ht(參照圖6)、加工裝置等適當決定大小及厚度。鋁基板10例如為矩形板材。再者,並不限定於鋁基板,能夠使用能夠形成具有電絕緣性之絕緣膜14之金屬基板。
接著,對鋁基板10的單側的表面10a(參照圖1)進行陽極氧化處理。藉此,鋁基板10的單側的表面10a(參照圖1)被陽極氧化,從而如圖2所示形成具有沿鋁基板10的厚度方向Dt延伸之複數個貫通孔12之絕緣膜14亦即陽極氧化膜15。在各貫通孔12的底部存在阻擋層13(參照圖2)。將上述陽極氧化之步驟稱為陽極氧化處理步驟。
在具有複數個貫通孔12之絕緣膜14中,如上所述,在貫通孔12的底部分別存在阻擋層13(參照圖2),但是去除圖2所示之阻擋層13。藉此,獲得沒有阻擋層13的、具有複數個貫通孔12之絕緣膜14(參照圖3)。再者,將去除上述阻擋層13之步驟稱為阻擋層去除步驟。
在阻擋層去除步驟中,例如藉由使用包含氫過電壓高於鋁的金屬M1的離子之鹼水溶液來去除絕緣膜14的阻擋層13,從而使貫通孔12的底面12c(參照圖3)曝露於鋁基板10上。藉由使貫通孔12的底面12c(參照圖3)曝光於鋁基板10上,能夠在交流電解電鍍法中將鋁基板10用作電極。
接著,對具有沿厚度方向Dt延伸之複數個貫通孔12之絕緣膜14,在複數個貫通孔12中填充金屬,從而形成導體16。形成上述導體16之形成步驟包括以下所示之、形成第1金屬部16a之第1步驟和形成第2金屬部16b之第2步驟。
第1步驟為使用交流電解電鍍法分別在複數個貫通孔12中,從作為絕緣膜14之陽極氧化膜15的厚度方向Dt上之一個面側(例如,如圖4所示,絕緣膜14的背面14b(參照圖6)側)形成第1金屬部16a之步驟。
在交流電解電鍍法中,將鋁基板10作為電極,以預先設定之頻率將電壓調變成正弦波狀並施加以從絕緣膜14的鋁基板10側進行電鍍。在交流電解電鍍法中,以面向貫通孔12的底面12c之鋁基板10為起點進行電鍍,從而形成第1金屬部16a。將第1金屬部16a例如在厚度方向Dt上之長度形成為10μm左右。形成於貫通孔12的底面12c上之第1金屬部16a為如上所述曝露於背面14b上之曝露部。
如圖5所示,第2步驟為使用直流電解電鍍法在複數個貫通孔12的第1金屬部16a上形成第2金屬部16b之步驟。在第2步驟中,例如將第2金屬部16b形成至絕緣膜14的表面14a。藉此,第2金屬部16b曝露於絕緣膜14的表面14a上。如上所述,第2金屬部16b為曝露於表面14a上之曝露部。
在直流電解電鍍法中,將鋁基板10作為電極,施加直流電壓以從第1金屬部16a進行電鍍。在直流電解電鍍法中,以第1金屬部16a為起點進行電鍍,從而形成第2金屬部16b。第2金屬部16b的厚度方向Dt上之長度為從絕緣膜14的厚度減去第1金屬部16a的厚度方向Dt上之長度而獲得之長度。因此,藉由絕緣膜14的厚度和第1金屬部16a的厚度方向Dt上之長度來決定第2金屬部16b的厚度方向Dt上之長度。
藉由上述第1步驟及第2步驟而形成具有導電性之導體16,導體16為在第1金屬部16a上形成有第2金屬部16b之積層結構體。導體16的直徑d在厚度方向Dt上沒有直徑的變化而為恆定。
再者,將導體16設為在第1金屬部16a上形成有第2金屬部16b之積層結構體,但是導體16並不限定於第1金屬部16a和第2金屬部16b的結構,可以在第1金屬部16a與第2金屬部16b之間具有其他金屬部。其他金屬部可以為1個,亦可以為具有複數個由不同之金屬構成之其他金屬部之結構。再者,其他金屬部可以為與第1金屬部16a及第2金屬部16b中的任一個相同的金屬,亦可以由不同之金屬構成。
接著,從作為絕緣膜14之陽極氧化膜15去除鋁基板10。將從陽極氧化膜15去除鋁基板10之步驟稱為基板去除步驟。設置有鋁基板10之一側的絕緣膜14的面為背面14b。
經過上述基板去除步驟,可以獲得圖6所示之金屬填充微細結構體20。在金屬填充微細結構體20中,第1金屬部16a曝露於絕緣膜14的背面14b上,第2金屬部16b曝露於絕緣膜14的表面14a上。
在圖6所示之金屬填充微細結構體20中,可以將絕緣膜14的未設置有鋁基板10的一側的表面14a在厚度方向Dt上去除一部分,以使第2金屬部16b比絕緣膜14的表面14a更突出。亦即,可以使導體16比絕緣膜14的表面14a更突出。將使導體16比絕緣膜14的表面14a更突出之步驟稱為表面金屬突出步驟。
又,在基板去除步驟之後,可以將絕緣膜14的設置有鋁基板10之一側的面亦即背面14b在厚度方向Dt上去除一部分,以使藉由形成步驟而形成之第1金屬部16a亦即導體16比絕緣膜14的背面14b更突出。將使導體16比絕緣膜14的背面14b更突出之步驟稱為背面金屬突出步驟。
上述表面金屬突出步驟及背面金屬突出步驟可以為具有這兩個步驟之態樣,但是亦可以為包括表面金屬突出步驟及背面金屬突出步驟中的其中一個步驟之態樣。表面金屬突出步驟及背面金屬突出步驟對應於“突出步驟”,表面金屬突出步驟及背面金屬突出步驟均為突出步驟。
[金屬填充微細結構體的第2例]
圖7~圖11係按步驟順序表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第2例之示意性剖面圖。再者,在圖7~圖11中,對與圖1~圖6所示之結構相同的構成物標註相同符號,並省略其詳細說明。再者,圖11表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的第2例。
與圖6所示之金屬填充微細結構體20相比,圖11所示之金屬填充微細結構體20a在使貫通孔12擴徑之點上與其不同,除此以外的結構相同。
在金屬填充微細結構體20a中,關於複數個導體16,曝露於一個面(例如,背面14b)上之第1金屬部16a的第1直徑d
1與曝露於另一個面(例如,表面14a)上之第2金屬部16b的第2直徑d
2分別不同。在圖11所示之金屬填充微細結構體20a中,第1直徑d
1<第2直徑d
2。
貫通孔12的擴徑部12d例如為圓筒狀,並且側面與厚度方向Dt平行。例如,在第1直徑d
1為60nm的情況下,第2直徑d
2為70nm。
[金屬填充微細結構體的製造方法的第2例]
與金屬填充微細結構體的製造方法的第1例相比,金屬填充微細結構體的製造方法的第2例在包括將貫通孔12進行擴徑之擴徑步驟之點上與其不同,除此以外的步驟與金屬填充微細結構體的製造方法的第1例相同。
在金屬填充微細結構體的製造方法的第2例中,對圖7所示之、具有阻擋層去除步驟後的複數個貫通孔12之絕緣膜14,使用上述交流電解電鍍法,如圖8所示在貫通孔12的內部形成第1金屬部16a。該第1金屬部16a的形成步驟為第1步驟。第1金屬部16a例如在厚度方向Dt上之長度為10μm左右。
再者,圖7所示之絕緣膜14為與圖3所示之絕緣膜14相同的結構。
接著,對貫通孔12實施將貫通孔12進行擴徑之擴徑步驟。擴徑步驟為擴大在貫通孔12中未形成有第1金屬部16a的區域的孔徑之步驟。如圖9所示,藉由擴徑步驟在貫通孔12中形成擴徑部12d。並且由擴徑部12d和形成有第1金屬部16a之部分12f產生段差12e。再者,上述部分12f為擴徑前的貫通孔12的一部分。
在擴徑步驟中,例如可以使用擴孔處理。擴孔處理為藉由將作為絕緣膜14之陽極氧化膜15浸漬於酸水溶液或鹼水溶液中以使陽極氧化膜15溶解而擴大貫通孔12的孔徑之處理,在擴孔處理中,能夠使用硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸等無機酸或它們的混合物的水溶液或氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鋰等水溶液。
接著,如圖10所示,使用直流電解電鍍法在貫通孔12的擴徑部12d且第1金屬部16a上形成第2金屬部16b。藉此,形成導體16。上述第2金屬部16b的形成為第2步驟。
接著,從陽極氧化膜15去除鋁基板10,從而獲得圖11所示之金屬填充微細結構體20a。
再者,在金屬填充微細結構體的製造方法的第2例中,可以實施上述表面金屬突出步驟及背面金屬突出步驟中的其中一個步驟,亦可以兩個步驟均實施。此時,圖11所示之金屬填充微細結構體20a成為導體16從絕緣膜14的表面14a及背面14b中的至少一者突出之結構。
[金屬填充微細結構體的第3例]
圖12~圖14係按步驟順序表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第3例之示意性剖面圖。再者,在圖12~圖14中,對與圖7~圖11所示之結構相同的構成物標註相同符號,並省略其詳細說明。
在金屬填充微細結構體的製造方法的第3例中所獲得之金屬填充微細結構體與上述圖11所示之金屬填充微細結構體的第2例相同。
[金屬填充微細結構體的製造方法的第3例]
與金屬填充微細結構體的製造方法的第2例相比,金屬填充微細結構體的製造方法的第3例實施將貫通孔進行擴徑之擴徑步驟之時點與其不同,除此以外的步驟與金屬填充微細結構體的製造方法的第2例相同。
在金屬填充微細結構體的製造方法的第3例中,對圖7所示之、具有阻擋層去除步驟後的複數個貫通孔12之絕緣膜14實施將貫通孔12進行擴徑之擴徑步驟。
亦即,在金屬填充微細結構體的製造方法的第3例中,在貫通孔12的底面12c上形成第1金屬部16a之前(第1步驟之前),將貫通孔12進行擴徑。
擴徑步驟為擴大在貫通孔12中未形成有第1金屬部16a的區域的孔徑之步驟。如圖12所示,藉由擴徑步驟在貫通孔12中形成擴徑部12d。
使貫通孔12擴徑之後,如圖13所示,使用交流電解電鍍法,在貫通孔12的未被擴徑的部分12f中形成第1金屬部16a(第1步驟)。藉由擴徑部12d與形成有第1金屬部16a之區域產生段差12e。上述部分12f為擴徑前的貫通孔12的一部分。部分12f的厚度方向Dt上的長度例如依據第1金屬部16a的長度適當決定,例如為10μm。
接著,如圖14所示,使用直流電解電鍍法在貫通孔12的擴徑部12d且第1金屬部16a上形成第2金屬部16b(第2步驟)。藉此,形成導體16。
接著,從陽極氧化膜15去除鋁基板10,從而獲得圖11所示之金屬填充微細結構體20a。
如上所述,擴徑步驟能夠在形成第1金屬部16a之第1步驟之前或在形成第1金屬部16a之第1步驟與形成第2金屬部16b之第2步驟之間實施。
再者,與在形成第1金屬部16a之第1步驟之前實施擴徑步驟之情況相比,在形成第1金屬部16a之第1步驟與形成第2金屬部16b之第2步驟之間實施擴徑步驟由於具有第1金屬部16a,因此容易控制貫通孔12的擴徑部12d的直徑。
[金屬填充微細結構體的第4例]
圖15~圖18係按步驟順序表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第4例之示意性剖面圖。再者,在圖15~圖18中,對與圖1~圖6所示之結構相同的構成物標註相同符號,並省略其詳細說明。
與圖11所示之金屬填充微細結構體20a相比,圖18所示之金屬填充微細結構體20b的貫通孔12的擴徑部12g的形狀與其不同,除此以外的結構與圖11所示之金屬填充微細結構體20a相同。
擴徑部12g為截圓錐狀,並且側面相對於厚度方向Dt傾斜。擴徑部12g的孔徑隨著從絕緣膜14的背面14b朝向表面14a而變大。因此,關於複數個導體16,曝露於背面14b上之第1金屬部16a的第1直徑d
1與曝露於表面14a上之第2金屬部16b的第2直徑d
2不同,第1直徑d
1<第2直徑d
2。此時,例如在第1直徑d
1為60nm的情況下,第2直徑d
2為70nm。
[金屬填充微細結構體的製造方法的第4例]
與金屬填充微細結構體的製造方法的第2例相比,金屬填充微細結構體的製造方法的第4例實施將貫通孔進行擴徑之擴徑步驟之時點與其不同,進而藉由擴徑步驟而形成之擴徑部12g的形狀與其不同,除此以外的步驟與金屬填充微細結構體的製造方法的第2例相同。如上所述,擴徑部12g為截圓錐狀。
對圖7所示之、具有阻擋層去除步驟後的複數個貫通孔12之絕緣膜14實施將貫通孔12進行擴徑之擴徑步驟。如圖15所示,藉由擴徑步驟在貫通孔12中形成截圓錐狀擴徑部12g。如上所述,擴徑部12g的孔徑隨著從絕緣膜14的背面14b朝向表面14a而變大。
接著,如圖16所示,使用交流電解電鍍法,在貫通孔12的未被擴徑的部分12f中形成第1金屬部16a(第1步驟)。
接著,如圖17所示,使用直流電解電鍍法在貫通孔12的擴徑部12g且第1金屬部16a上形成第2金屬部16b(第2步驟)。藉此,形成導體16。
接著,從陽極氧化膜15去除鋁基板10,從而獲得圖18所示之金屬填充微細結構體20b。
再者,在金屬填充微細結構體的製造方法的第4例中,將實施將貫通孔進行擴徑之擴徑步驟之時點設在形成第1金屬部16a之前(第1步驟之前),但是並不限定於此,與金屬填充微細結構體的製造方法的第2例相同地,可以在形成第1金屬部16a之後(第1步驟之後)且在形成第2金屬部16b之前(第2步驟之前)實施貫通孔12的擴徑步驟。
<陽極氧化膜之製造方法的另一例>
圖19~圖21係按步驟順序表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的陽極氧化膜之製造方法的另一例之示意性剖面圖。再者,在圖19~圖21中,對與圖1~圖3所示之結構相同的構成物標註相同符號,並省略其詳細說明。
在陽極氧化膜之製造方法的另一例中,對圖2所示之形成有陽極氧化膜15作為絕緣膜14之鋁基板10,去除鋁基板10。藉此,如圖19所示,獲得形成有複數個貫通孔12之絕緣膜14。鋁基板10的去除能夠利用上述基板去除步驟,因此省略詳細說明。
接著,將絕緣膜14的貫通孔12進行擴徑,並且去除圖19所示之阻擋層13,如圖20所示,在絕緣膜14上形成複數個沿厚度方向Dt貫通之貫通孔12。
阻擋層13的去除能夠利用上述阻擋層去除步驟,因此省略詳細說明。再者,阻擋層13的去除亦能夠使用擴孔處理。擴孔處理如上所述。
接著,例如如圖21所示,使用電鍍法,在圖20所示之絕緣膜14的背面14b的整個表面上形成金屬層30。再者,金屬層30的形成並不限定於電鍍法,例如可以使用蒸鍍法或濺射法來形成金屬層30。然而,從金屬層30的形成時間的觀點考慮,與蒸鍍法及濺射法相比,使用成膜速度快的電鍍法為較佳。
金屬層30為相當於上述鋁基板10之構件,並且由與鋁基板10相同的金屬構成為較佳。金屬層30能夠由與上述鋁基板10相同的金屬構成。
其中,如圖21所示,在絕緣膜14的背面14b側設置有金屬層30。金屬層30覆蓋貫通孔12的絕緣膜14的背面14b側的所有開口。藉由在絕緣膜14的背面14b上設置金屬層30,在通過金屬電鍍在貫通孔12中填充金屬時,容易進行電鍍,從而容易形成第1金屬部16a。
在圖21所示之絕緣膜14上形成有金屬層30之狀態下,如上所述,在絕緣膜14的貫通孔12的內部形成第1金屬部16a及第2金屬部16b,從而形成導體16。
以下,對金屬填充微細結構體的各結構進行說明。
〔絕緣膜〕
絕緣膜具有電絕緣性,例如由無機材料形成。例如,能夠使用具有10
14Ω·cm左右的電阻率者。
再者,“由無機材料形成”為用於與高分子材料區別之規定,其係將無機材料作為主成分(50質量%以上)之規定,而不是限定於僅由無機材料構成之絕緣性基材之規定。
如上所述,絕緣膜例如由具有電絕緣性之陽極氧化膜構成。又,絕緣膜例如亦能夠由金屬氧化物、金屬氮化物、玻璃、碳化矽、氮化矽等陶瓷、類金剛石碳等碳基材、聚醯亞胺、它們的複合材料等構成。作為絕緣膜,除此以外,例如可以為在具有貫通孔之有機材料上由包含50質量%以上的陶瓷材料或碳材料之無機材料成膜者。
絕緣膜14的厚度方向Dt上之長度亦即絕緣膜14的厚度ht為100μm以上。絕緣膜14的厚度ht的上限值並無特別限定,但是200~250μm為較佳。若絕緣膜14的厚度ht的上限值為200~250μm,則例如抑制陽極氧化處理的處理時間變長,進而抑制形成導體16所需要之時間亦變長。
再者,絕緣膜14的厚度ht為如下值:用FIB將金屬填充微細結構體20沿厚度方向Dt進行切割加工,藉由場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)對其截面拍攝表面照片(倍率50000倍),並測定10個點的相當於絕緣膜14的厚度之長度而獲得之平均值。
<陽極氧化膜>
如上所述,絕緣膜例如由具有電絕緣性之陽極氧化膜構成。如上所述,從形成具有所期望的平均直徑之微孔且容易形成貫通孔及導體等理由考慮,陽極氧化膜例如可以使用鋁的陽極氧化膜。然而,並不限定於鋁的陽極氧化膜,能夠使用閥金屬的陽極氧化膜。因此,金屬基板可以使用閥金屬。
其中,作為閥金屬,具體而言,例如可以舉出上述鋁,除此以外,可以舉出鉭、鈮、鈦、鉿、鋯、鋅、鎢、鉍、銻等。在該等之中,從尺寸穩定性良好且比較廉價之觀點考慮,鋁的陽極氧化膜為較佳。因此,使用鋁基板來製造結構體為較佳。
陽極氧化膜的厚度與上述絕緣膜14的厚度ht相同,並且為100μm以上。陽極氧化膜的厚度的上限值與絕緣膜14的厚度ht相同。
〔金屬基板〕
金屬基板為用於金屬填充微細結構體的製造中且用於形成陽極氧化膜的基板。例如,如上所述,金屬基板能夠使用能夠形成陽極氧化膜之金屬基板,並且能夠使用由上述閥金屬構成者。例如,如上所述,從容易形成陽極氧化膜作為陽極氧化膜等理由考慮,金屬基板可以使用鋁基板。
〔鋁基板〕
用於形成絕緣膜14之鋁基板並無特別限定,作為其具體例,可以舉出純鋁板;以鋁為主成分且包含微量的雜元素之合金板;在低純度的鋁(例如再利用材料)上蒸鍍了高純度鋁之基板;藉由蒸鍍、濺射等方法在矽晶圓、石英、玻璃等的表面上被覆了高純度鋁之基板;將鋁層壓而獲得之樹脂基板;等。
在鋁基板中,藉由陽極氧化處理而形成陽極氧化膜之單側的表面的鋁純度為99.5質量%以上為較佳,99.9質量%以上為更佳,99.99質量%以上為進一步較佳。若鋁純度在上述範圍內,則藉由陽極氧化處理而形成之微孔的排列的規則性變得充分。亦即,貫通孔的排列的規則性變得充分。
關於鋁基板,只要能夠形成陽極氧化膜,則並無特別限定,例如可以使用JIS(Japanese Industrial Standards:日本工業標準)1050材料。
對在鋁基板中進行陽極氧化處理之單側的表面預先實施熱處理、脫脂處理及鏡面精加工處理為較佳。
其中,關於熱處理、脫脂處理及鏡面精加工處理,能夠實施與日本特開2008-270158號公報的[0044]段落~[0054]段落中所記載之各處理相同的處理。
陽極氧化處理之前的鏡面精加工處理例如為電解研磨,電解研磨例如可以使用含有磷酸之電解研磨液。
〔陽極氧化處理步驟〕
陽極氧化處理能夠使用以往公知的方法,但是從提高微孔的排列亦即貫通孔的排列的規則性且擔保金屬填充微細結構體的各向異性導電性之觀點考慮,使用自有序化法或恆壓處理為較佳。
其中,關於陽極氧化處理的自有序化法及恆壓處理,能夠實施與日本特開2008-270158號公報的[0056]段落~[0108]段落及[圖3]中所記載之各處理相同的處理。
又,陽極氧化處理的處理時間藉由所形成之陽極氧化膜的厚度適當決定。在厚度為100μm以上較厚的情況下,陽極氧化處理的處理時間變長。
〔保持步驟〕
金屬填充微細結構體的製造方法可以包括保持步驟。保持步驟為如下步驟:在上述陽極氧化處理步驟之後,以從1V以上且小於上述陽極氧化處理步驟中之電壓的30%的範圍中選擇之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓保持合計5分鐘以上之步驟。換言之,保持步驟為如下步驟:在上述陽極氧化處理步驟之後,以從1V以上且小於上述陽極氧化處理步驟中之電壓的30%的範圍中選擇之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓實施合計5分鐘以上的電解處理之步驟。
其中,“陽極氧化處理中之電壓”為在鋁與對電極之間施加之電壓,例如若基於陽極氧化處理之電解時間為30分鐘,則是指保持在30分鐘之間之電壓的平均值。
從相對於陽極氧化膜的側壁厚度亦即貫通孔的深度將阻擋層的厚度控制為適當的厚度之觀點考慮,保持步驟中之電壓為陽極氧化處理中之電壓的5%以上且25%以下為較佳,5%以上且20%以下為更佳。
又,從更加提高面內均勻性之理由考慮,保持步驟中之保持時間的合計為5分鐘以上且20分鐘以下為較佳,5分鐘以上且15分鐘以下為更佳,5分鐘以上且10分鐘以下為進一步較佳。
又,保持步驟中之保持時間只要為合計5分鐘以上即可,但是連續5分鐘以上為較佳。
進而,保持步驟中之電壓可以設定為從陽極氧化處理步驟中之電壓連續地或階段性地降低至保持步驟中之電壓,但是從進一步提高面內均勻性之理由考慮,在陽極氧化處理步驟結束之後的1秒以內設定為上述保持電壓的95%以上且105%以下的電壓為較佳。
例如,藉由在上述陽極氧化處理步驟結束時降低電解電位,上述保持步驟亦能夠與上述陽極氧化處理步驟連續進行。
對於除了電解電位以外的條件,上述保持步驟能夠採用與上述以往公知的陽極氧化處理相同的電解液及處理條件。
尤其,在連續實施保持步驟和陽極氧化處理步驟之情況下,使用相同的電解液進行處理為較佳。
在具有複數個微孔之陽極氧化膜中,如上所述,在微孔的底部存在阻擋層(未圖示)。如上所述包括去除阻擋層之阻擋層去除步驟。
〔阻擋層去除步驟〕
阻擋層去除步驟例如為使用包含氫過電壓高於鋁的金屬M1的離子之鹼水溶液來去除陽極氧化膜的阻擋層之步驟。
藉由上述阻擋層去除步驟來去除阻擋層,並且在微孔的底部形成由金屬M1形成之導電體層。
其中,氫過電壓是指產生氫時所需要的電壓,例如鋁(Al)的氫過電壓為-1.66V(日本化學會誌,1982、(8),p1305-1313)。再者,將氫過電壓高於鋁的金屬M1的例子及其氫過電壓的值示於以下。
<金屬M1及氫(1N H
2SO
4)過電壓>
·鉑(Pt):0.00V
·金(Au):0.02V
·銀(Ag):0.08V
·鎳(Ni):0.21V
·銅(Cu):0.23V
·錫(Sn):0.53V
·鋅(Zn):0.70V
〔阻擋層去除步驟的另一例〕
除了上述步驟以外,阻擋層去除步驟還可以為去除陽極氧化膜的阻擋層以在貫通孔的底部曝露基板的一部分之步驟。
此時,阻擋層去除步驟並不特別限定於上述方法,例如可以舉出以低於上述陽極氧化處理步驟的上述陽極氧化處理中之電位的電位對阻擋層進行電化學溶解之方法(以下,亦稱為“電解去除處理”。);藉由蝕刻來去除阻擋層之方法(以下,亦稱為“蝕刻去除處理”。);組合了該等之方法(尤其,在實施電解去除處理之後,藉由蝕刻去除處理來去除所殘存之阻擋層之方法);擴孔處理等。再者,擴孔處理如上所述。
<電解去除處理>
上述電解去除處理只要為以低於上述陽極氧化處理步驟的上述陽極氧化處理中之電位(電解電位)的電位實施之電解處理,則並無特別限定。
在本發明中,例如藉由在上述陽極氧化處理步驟結束時降低電解電位,上述電解溶解處理能夠與上述陽極氧化處理連續實施。
對於除了電解電位以外的條件,上述電解去除處理能夠採用與上述以往公知的陽極氧化處理相同的電解液及處理條件。
尤其,如上所述,在連續實施上述電解去除處理和上述陽極氧化處理之情況下,使用相同的電解液進行處理為較佳。
(電解電位)
上述電解去除處理中之電解電位連續地或階段性(階梯狀)地降低至低於上述陽極氧化處理中之電解電位的電位為較佳。
其中,從阻擋層的耐電壓的觀點考慮,在階段性地降低電解電位時的降低幅度(階梯幅度)為10V以下為較佳,5V以下為更佳,2V以下為進一步較佳。
又,從生產性等觀點考慮,在連續地或階段性地降低電解電位時的電壓降低速度均為1V/秒以下為較佳,0.5V/秒以下為更佳,0.2V/秒以下為進一步較佳。
<蝕刻去除處理>
上述蝕刻去除處理並無特別限定,但是可以為使用酸水溶液或鹼水溶液進行溶解之化學蝕刻處理,亦可以為乾式蝕刻處理。
(化學蝕刻處理)
關於基於化學蝕刻處理之阻擋層的去除,例如藉由將上述陽極氧化處理步驟後的結構物浸漬於酸水溶液或鹼水溶液中以在微孔的內部填充酸水溶液或鹼水溶液之後,使陽極氧化膜的微孔的開口部側的表面與pH緩衝液接觸之方法等,能夠選擇性地僅溶解阻擋層。
其中,在使用酸水溶液之情況下,使用硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸、草酸等無機酸或它們的混合物的水溶液為較佳。又,酸水溶液的濃度為1~10質量%為較佳。酸水溶液的溫度為15~80℃為較佳,20~60℃為進一步較佳,30~50℃為進一步較佳。
另一方面,在使用鹼水溶液之情況下,使用選自包括氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鋰之群組中的至少一個鹼的水溶液為較佳。又,鹼水溶液的濃度為0.1~5質量%為較佳。鹼水溶液的溫度為10~60℃為較佳,15~45℃為進一步較佳,20~35℃為進一步較佳。
具體而言,例如可以較佳地使用50g/L、40℃的磷酸水溶液、0.5g/L、30℃的氫氧化鈉水溶液、0.5g/L、30℃的氫氧化鉀水溶液等。
再者,作為pH緩衝液,能夠適當使用與上述酸水溶液或鹼水溶液對應之緩衝液。
又,在酸水溶液或鹼水溶液中的浸漬時間為5~120分鐘為較佳,8~120分鐘為更佳,8~90分鐘為進一步較佳,10~90分鐘為特佳。其中,10~60分鐘為較佳,15~60分鐘為更佳。
(乾式蝕刻處理)
乾式蝕刻處理例如使用Cl
2/Ar混合氣體等氣體種類為較佳。
〔導體的形成步驟〕
導體的形成步驟包括:第1步驟,在上述阻擋層去除步驟之後,使用交流電解電鍍法,從絕緣膜的厚度方向上之一個面側分別在複數個貫通孔中形成第1金屬部;及第2步驟,使用直流電解電鍍法,在複數個貫通孔的第1金屬部上形成第2金屬部。在形成步驟中,依序形成第1金屬部及第2金屬部。
在第1步驟中,使用交流電解電鍍法來形成第1金屬部。在第2步驟中,使用直流電解電鍍法來形成第2金屬部。
以下,對第1金屬部及第2金屬部進行說明。
<第1金屬部>
第1金屬部為在形成導體時最初形成者。第1金屬部成為用於形成第2金屬部的晶種層,並且以第1金屬部為起點形成第2金屬部。第1金屬部並不限定於由純金屬構成,亦可以由合金構成。第1金屬部例如由Zn、Ni、Co、Cr、Sn、Cu、Ag、Au及它們的合金構成。第1金屬部由Zn或Ni構成為較佳。
第1金屬部16a的長度小於導體16的長度的10%為較佳。例如,在導體16的長度為100μm的情況下,第1金屬部16a的長度小於10μm為較佳。又,第1金屬部16a的長度為導體16的長度的2%以上為較佳。例如,在導體16的長度為100μm的情況下,第1金屬部16a的長度為2μm以上為較佳。
<第2金屬部>
第2金屬部為形成第1金屬部之後形成者。第2金屬部在貫通孔的內部且第1金屬部上形成。與第1金屬部相比,第2金屬部的厚度方向上的長度較長。又,在使貫通孔擴徑之情況下,第2金屬部形成於擴徑部中。第2金屬部並不限定於由純金屬構成,亦可以由合金構成。第2金屬部例如由Zn、Ni、Co、Cr、Sn、Cu、Ag、Au及它們的合金構成。第2金屬部由Cu構成為較佳。
第2金屬部16b的長度為從導體16的長度減去第1金屬部16a的長度而獲得之長度,但是超過導體16的長度的90%為較佳。例如,在導體16的長度為100μm的情況下,第2金屬部16b的長度超過90μm為較佳。又,第2金屬部16b的長度小於導體16的長度的98%為較佳。例如,在導體16的長度為100μm的情況下,第2金屬部16b的長度小於98μm為較佳。
第1金屬部與第2金屬部的所構成之金屬不同。
上述第1金屬部與第2金屬部的所構成之金屬不同是指將第1金屬部和第2金屬部這2個金屬進行比較時,在單一金屬的情況下,構成元素的種類不同。是指在第1金屬部及第2金屬部中的至少一者為合金的情況下,將含量為50質量%以上的主成分進行比較時,主成分的元素的種類不同。
又,2個金屬為相同種類是指將2個金屬進行比較時,在單一金屬的情況下,構成元素的種類相同。是指在合金的情況下,將含量為50質量%以上的主成分進行比較時,主成分的元素的種類相同。
關於第1金屬部和第2金屬部為相同種類的金屬或為不同之金屬,能夠藉由取出第1金屬部和第2金屬部,並使用螢光X射線(XRF)分析裝置分別測定第1金屬部和第2金屬部來確定第1金屬部和第2金屬部的金屬成分,從而進行區分。
<第1步驟>
上述第1金屬部使用交流電解電鍍法而形成。交流電解電鍍法例如以預先設定之頻率將電壓調變成正弦波狀並施加。再者,在調變電壓時的波形並不限定於正弦波,例如亦能夠設為矩形波、三角波、鋸齒波或反鋸齒波。
作為電鍍液,在第1金屬部中使用Ni之情況下,作為鎳(Ni)電鍍液,能夠使用在硫酸鎳(II)和硼酸中添加水而獲得之電鍍液。在鎳(Ni)電鍍液中可以添加少量(0.1mol左右)硫酸鋁。
在第1金屬部中使用Zn之情況下,作為鋅(Zn)電鍍液,能夠使用在硫酸鋁水溶液中添加硫酸鋅而獲得之電鍍液。
關於第1金屬部的厚度方向上的長度,例如預先計算基於交流電解電鍍法之處理時間,並調整第1金屬部的厚度方向Dt上的長度。
<第2步驟>
作為在貫通孔的內部且第1金屬部上形成上述第2金屬部之方法,使用直流電解電鍍法。如上所述,與第1金屬部相比,第2金屬部的厚度方向上的長度較長。因此,例如預先計算第2金屬部的基於直流電解電鍍法之處理時間,並調整第2金屬部的厚度方向上的長度。
其中,在著色等中所使用之以往公知的電解電鍍法中,難以選擇性地在孔中以高縱橫比析出(生長)金屬。可以認為其原因在於,析出金屬在孔內被消耗,即使進行一定時間以上的電解,電鍍層亦不會生長。
因此,在使用直流電解電鍍法填充金屬而形成第2金屬部之情況下,在脈衝電解或恆電位電解時需要設置停止時間。停止時間需要為10秒以上,30~60秒為較佳。
又,為了促進電解液的攪拌,施加超音波亦較佳。
進而,電解電壓通常為20V以下,較佳為10V以下,但是預先測定所使用之電解液中之目標金屬的析出電位,在該電位+1V以內進行恆電位電解為較佳。再者,在進行恆電位電解時,能夠併用循環伏安法者為較佳,能夠使用Solartron公司、BAS Inc.、HOKUTO DENKO CORPORATION、IVIUM公司等的恆電位裝置。
再者,在無電解電鍍法中,在由縱橫比高的貫通孔形成之孔中完全填充金屬時需要長時間。
(電鍍液)
電鍍液包含金屬離子,並且可以使用與所填充之金屬對應之以往公知的電鍍液。作為電鍍液,固體成分的主成分為硫酸銅為較佳,例如可以使用硫酸銅、硫酸及鹽酸的混合水溶液。具體而言,在使銅析出之情況下,通常使用硫酸銅水溶液,但是硫酸銅的濃度為1~300g/L為較佳,100~200g/L為更佳。又,若在電鍍液中添加鹽酸,則能夠促進析出。此時,鹽酸濃度為10~20g/L為較佳。
再者,固體成分的主成分係指在電解液的固體成分中的比例為20質量%以上,例如在電解液的固體成分中包含20質量%以上的硫酸銅。
又,在使金析出之情況下,使用四氯化金的硫酸溶液,藉由交流電解進行電鍍為較佳。
電鍍液包含界面活性劑為較佳。
作為界面活性劑,能夠使用公知者。亦能夠直接使用以往作為添加到電鍍液中之界面活性劑已知的月桂基硫酸鈉。親水性部分能夠利用離子性(陽離子性/陰離子性/雙性)者、非離子性(非離子性)者中的任一種,但是就避免在電鍍對象物表面產生氣泡等觀點而言,陽離子線活性劑為較佳。電鍍液組成中之界面活性劑的濃度為1質量%以下為較佳。
再者,在絕緣膜14上例如可以設置支撐體。支撐體為與絕緣膜14相同的外形為較佳。藉由安裝支撐體來提高處理性。
〔擴徑步驟〕
擴徑步驟為將貫通孔進行擴徑之步驟,並且藉由擴徑步驟使貫通孔的孔徑變大。在藉由擴徑步驟進行擴徑之擴徑部中形成第2金屬部。在擴徑步驟中,相對於原來的貫通孔的直徑擴徑至110~130%為較佳。例如,若原來的貫通孔的直徑為60nm,則擴徑後的直徑為66~78nm為較佳。此時,上述圓筒狀擴徑部12d(參照圖11)的直徑亦即第2直徑d
2(參照圖11)為66~78nm為較佳。
在擴徑步驟中,例如能夠使用化學蝕刻處理或乾式蝕刻處理。
在化學蝕刻處理中,例如將絕緣膜浸漬於溶解絕緣膜之處理液中而形成擴徑部。在絕緣膜為鋁的陽極氧化膜的情況下,作為處理液,可以使用鹼水溶液或酸水溶液。
在乾式蝕刻處理中,暴露於溶解絕緣膜之氣體中而形成擴徑部。在絕緣膜為鋁的陽極氧化膜的情況下,作為氣體,例如可以使用Cl
2/Ar混合氣體。
再者,如上所述,擴徑步驟可以在第1步驟之前實施,亦可以在第1步驟與第2步驟之間實施。
擴徑部的形狀並不限定於上述圓筒狀及截圓錐狀,亦可以為其他形狀。作為擴徑部的形狀,例如可以為擴徑部的直徑從絕緣膜的背面側朝向表面階段性地變大之形狀。
〔突出步驟〕
為了去除上述絕緣膜14的一部分,例如可以使用溶解絕緣膜14亦即氧化鋁(Al
2O
3)而不溶解構成導體16之金屬之酸水溶液或鹼水溶液。藉由使上述酸水溶液或鹼水溶液與具有填充有金屬之貫通孔12之絕緣膜14接觸來去除絕緣膜14的一部分。使上述酸水溶液或鹼水溶液與絕緣膜14接觸之方法並無特別限定,例如可以舉出浸漬法及噴塗法。其中,浸漬法為較佳。
在使用酸水溶液之情況下,使用硫酸、磷酸、硝酸及鹽酸等無機酸或它們的混合物的水溶液為較佳。其中,就安全性優異之觀點而言,不含有鉻酸之水溶液為較佳。酸水溶液的濃度為1~10質量%為較佳。酸水溶液的溫度為25~60℃為較佳。
又,在使用鹼水溶液之情況下,使用選自包括氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鋰之群組中的至少一個鹼的水溶液為較佳。鹼水溶液的濃度為0.1~5質量%為較佳。鹼水溶液的溫度為20~35℃為較佳。
具體而言,例如可以較佳地使用50g/L、40℃的磷酸水溶液、0.5g/L、30℃的氫氧化鈉水溶液或0.5g/L、30℃的氫氧化鉀水溶液。
在酸水溶液或鹼水溶液中的浸漬時間為8~120分鐘為較佳,10~90分鐘為更佳,15~60分鐘為進一步較佳。其中,在反覆進行短時間的浸漬處理之情況下,浸漬時間是指各浸漬時間的合計。再者,在各浸漬處理之間可以實施清洗處理。
又,使導體16比絕緣膜14的表面14a或背面14b更突出之程度為,使導體16比絕緣膜14的表面14a或背面14b更突出10nm~1000nm為較佳,更突出50nm~500nm為更佳。亦即,從突出部的表面14a的突出量及從突出部的背面14b的導體16的突出量分別為10nm~1000nm為較佳,更佳為50nm~500nm。
導體16的突出部的高度是指藉由場發射掃描式電子顯微鏡以2萬倍的倍率觀察金屬填充微細結構體的截面,在10個點上測定導體的突出部的高度而獲得之平均值。
在嚴格控制導體16的突出部的高度之情況下,在貫通孔12的內部填充金屬等導電性物質之後,將絕緣膜14與金屬等導電性物質的端部加工成同一平面狀之後,選擇性地去除陽極氧化膜為較佳。
又,在上述金屬的填充後或在突出步驟後,為了減少隨著金屬的填充而產生之導體16內的應變,能夠實施加熱處理。
從抑制金屬氧化之觀點考慮,加熱處理在還元性環境下實施為較佳,具體而言,在氧濃度為20Pa以下的環境下進行為較佳,在真空下進行為更佳。其中,真空是指氣體密度及氣壓中的至少一個低於大氣的空間的狀態。
又,為了矯正,一邊對絕緣膜14施加應力一邊進行加熱處理為較佳。
〔樹脂層形成步驟〕
可以形成覆蓋絕緣膜的導體曝露之面之樹脂層。樹脂層形成步驟為對金屬填充微細結構體實施之步驟。在樹脂層形成步驟中,從保護導體、進而提高輸送性之觀點考慮,能夠設置樹脂層。
樹脂層包含熱剝離性接著劑。從輸送性的觀點和容易用作各向異性導電性構件之觀點考慮,樹脂層為藉由加熱處理使黏著性變弱而能夠剝離之帶黏著層的膜為更佳。作為上述藉由加熱處理使黏著性變弱而能夠剝離之帶黏著層的膜,可以舉出熱剝離型樹脂層。
黏貼上述帶黏著層的膜之方法並無特別限定,能夠使用以往公知的表面保護膠帶黏貼裝置或層壓機來黏貼。以下,對樹脂層進行說明。
〔捲取步驟〕
從進一步提高上述金屬填充微細結構體20、20a、20b的輸送性之理由考慮,可以包括將金屬填充微細結構體20、20a、20b在具有樹脂層34(參照圖23)之狀態下捲取成捲狀之捲取步驟。如圖22所示,能夠以藉由捲取步驟在捲芯32上捲取成捲狀之狀態供給金屬填充微細結構體20、20a、20b。
其中,上述捲取步驟中之捲取方法並無特別限定,例如可以舉出在既定直徑及既定寬度的捲芯32(參照圖22)上捲取之方法。
在圖22所示之捲狀的狀態下,例如在將金屬填充微細結構體20、20a、20b用作各向異性導電性構件時,去除樹脂層34(參照圖23)。藉此,能夠將金屬填充微細結構體20、20a、20b用作各向異性導電性構件。
〔其他處理步驟〕
除了上述各步驟以外,本發明之製造方法還可以包括國際公開第2015/029881號的[0049]段落~[0057]段落中所記載之研磨步驟、表面平滑化步驟、保護膜形成處理、水洗處理。
以下,對金屬填充微細結構體的結構進行更具體的說明。
<導體的形狀>
導體16的直徑d為1μm以下為更佳,5~500nm為進一步較佳,20~400nm為更進一步較佳,40~200nm為再進一步較佳,50~100nm為最佳。
又,在進行擴徑之情況下,導體在一個面與另一個面上的直徑不同。例如,曝露於背面14b上之第1金屬部16a的第1直徑d
1與曝露於表面14a上之第2金屬部16b的第2直徑d
2不同,第1直徑d
1<第2直徑d
2。如上所述,例如在第1直徑d
1為60nm的情況下,第2直徑d
2為70nm。
第1直徑d
1與上述導體16的直徑d相同。第2直徑d
2滿足第1直徑d
1<第2直徑d
2,除此以外,與上述導體16的直徑d相同為較佳。第2直徑d
2/第1直徑d
1為110~130%為較佳。
導體16的密度為2萬個/mm
2以上為較佳,200萬個/mm
2以上為更佳,1000萬個/mm
2以上為進一步較佳,5000萬個/mm
2以上為特佳,1億個/mm
2以上為最佳。
進而,相鄰之各導體16的中心間距離p(參照圖6)為20nm~500nm為較佳,40nm~200nm為更佳,50nm~140nm為進一步較佳。
關於貫通孔12的平均直徑,使用掃描式電子顯微鏡從正上方以倍率100~10000倍拍攝絕緣膜14的表面而獲得攝影圖像。在攝影圖像中,抽取至少20個周圍連接成環狀之貫通孔,測定其直徑並設為開口直徑,計算出該等開口直徑的平均值作為貫通孔的平均直徑。
再者,關於倍率,能夠適當選擇上述範圍內的倍率,以獲得能夠抽取20個以上的貫通孔之攝影圖像。又,關於開口直徑,測定貫通孔部分的端部之間的距離的最大值。亦即,貫通孔的開口部的形狀並不限定於大致圓形,因此在開口部的形狀為非圓形的情況下,將貫通孔部分的端部之間的距離的最大值設為開口直徑。因此,例如,即使在如2個以上的貫通孔一體化的形狀的貫通孔的情況下,亦將其視為1個貫通孔,並將貫通孔部分的端部之間的距離的最大值設為開口直徑。
絕緣膜14中之各導體16的間隔為5nm~800nm為較佳,10nm~200nm為更佳,20nm~60nm為進一步較佳。若絕緣膜14中之各導體16的間隔在上述範圍內,則絕緣膜14作為導體16的電絕緣性的間隔壁而充分發揮功能。
其中,各導體的間隔是指相鄰之導體之間的寬度,並且是指藉由場發射掃描式電子顯微鏡以20萬倍的倍率觀察金屬填充微細結構體的截面,在10個點上測定相鄰之導體之間的寬度而獲得之平均值。
<突出部>
突出部為導體的一部分,並且為柱狀。從能夠增加與接合對象的接觸面積之觀點考慮,突出部為圓柱狀為較佳。
突出部的平均長度為30nm~500nm為較佳,作為上限值,100nm以下為更佳。
突出部的平均長度為如下值:如上所述,使用場發射掃描式電子顯微鏡獲取突出部的截面圖像,依據截面圖像,分別測定10個點的突出部的高度而測定出之平均值。
再者,關於金屬填充微細結構體的各部位的大小,除非另有特別說明,則為將金屬填充微細結構體沿厚度方向Dt進行切割,使用場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)進行切割截面的截面觀察,並測定10個點的對應於各尺寸之部位而獲得之平均值。
〔樹脂層〕
如上所述,樹脂層設置於金屬填充微細結構體的表面及背面中的至少一個面上,並且保護所曝露之導體。
作為構成上述樹脂層之樹脂材料,具體而言,例如可以舉出乙烯系共聚物、聚醯胺樹脂、聚酯樹脂、聚胺酯樹脂、聚烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂及纖維素系樹脂等,但是從輸送性的觀點和容易用作各向異性導電性構件之觀點考慮,上述樹脂層為能夠剝離的帶黏著層的膜為較佳,藉由加熱處理或紫外線曝光處理使黏著性變弱而能夠剝離之帶黏著層的膜為更佳。
上述帶黏著層的膜並無特別限定,可以舉出熱剝離型樹脂層及紫外線(ultraviolet:UV)剝離型樹脂層等。
其中,熱剝離型樹脂層在常溫下具有黏著力並僅藉由加熱就能夠容易剝離,主要使用發泡性微膠囊等者較多。
又,作為構成黏著層之黏著劑,具體而言,例如可以舉出橡膠系黏著劑、丙烯酸系黏著劑、乙烯基烷基醚系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、聚酯系黏著劑、聚醯胺系黏著劑、胺酯系黏著劑、苯乙烯-二烯嵌段共聚物系黏著劑等。
又,UV剝離型樹脂層具有UV硬化型接著層,並且藉由硬化失去黏著力而能夠剝離。
作為UV硬化型接著層,可以舉出將碳-碳雙鍵導入到基礎聚合物中的聚合物側鏈或主鏈中或者主鏈末端而獲得之聚合物等。作為具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物,將丙烯酸系聚合物設為基本骨架為較佳。
進而,丙烯酸系聚合物依據需要亦能夠包含多官能單體等作為共聚用單體成分,以進行交聯。
具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物能夠單獨使用,但是亦能夠調配UV硬化性單體或寡聚物。
UV硬化型接著層併用光聚合起始劑以藉由UV照射而硬化為較佳。作為光聚合起始劑,可以舉出苯偶姻醚系化合物;縮酮系化合物;芳香族磺醯氯系化合物;光敏肟系化合物;二苯基酮系化合物;噻噸酮系化合物;樟腦醌;鹵化酮;醯基氧化膦;醯基膦酸酯等。
作為熱剝離型樹脂層的市售品,例如可以舉出WS5130C02、WS5130C10等Intelimer〔註冊商標〕膠帶(NITTA Corporation製);Somatac〔註冊商標〕TE系列(SOMAR CORPORATION製);No.3198、No.3198LS、No.3198M、No.3198MS、No.3198H、No.3195、No.3196、No.3195M、No.3195MS、No.3195H、No.3195HS、No.3195V、No.3195VS、No.319Y-4L、No.319Y-4LS、No.319Y-4M、No.319Y-4MS、No.319Y-4H、No.319Y-4HS、No.319Y-4LSC、No.31935MS、No.31935HS、No.3193M、No.3193MS等REVALPHA〔註冊商標〕系列(Nitto Denko Corporation製);等。
作為UV剝離型樹脂層的市售品,例如能夠利用ELP DU-300、ELP DU-2385KS、ELP DU-2187G、ELP NBD-3190K、ELP UE-2091J等ELEP HOLDER〔註冊商標〕(Nitto Denko Corporation製);Adwill D-210、Adwill D-203、Adwill D-202、Adwill D-175、Adwill D-675(均為LINTEC Corporation製);SUMILITE〔註冊商標〕FLS的N8000系列(Sumitomo Bakelite Co., Ltd.製);UC353EP-110(FURUKAWA ELECTRIC CO., LTD.製);等切割膠帶、ELP RF-7232DB、ELP UB-5133D(均為Nitto Denko Corporation製);SP-575B-150、SP-541B-205、SP-537T-160、SP-537T-230(均為FURUKAWA ELECTRIC CO., LTD.製);等背面研磨膠帶。
本發明基本上如上述構成。以上,對本發明的金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法進行了詳細說明,但是本發明並不限定於上述實施形態,可以在不脫離本發明的主旨之範圍內進行各種改良或變更,這是不言而喻的。
[實施例]
以下,舉出實施例對本發明的特徵進行進一步具體的說明。關於以下實施例所示之材料、試藥、物質量和其比例及操作等,在不脫離本發明的宗旨之範圍內能夠適當變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下實施例。
在本實施例中,製作出實施例1~實施例9的金屬填充微細結構體及比較例1~比較例4的金屬填充微細結構體。關於實施例1~實施例9及比較例1~比較例4的金屬填充微細結構體,對在貫通孔中之金屬填充均勻性進行了評價。將金屬填充均勻性的評價結果示於下述表1中。以下,對金屬填充均勻性的評價進行說明。
<金屬填充均勻性>
關於所製造之金屬填充微細結構體,使用光學顯微鏡進行表面的觀察,並依據以下所示之評價基準對金屬填充微細結構體進行了評價。再者,金屬填充不足的部分成為陽極氧化膜的表面,因此看起來呈白色,並將其利用於金屬填充均勻性的評價中。亦即,若導體的形成不夠充分,則成為陽極氧化膜的表面,因此看起來呈白色。
基於下述評價基準所示之等效圓直徑,看起來呈白色之白色部的評價在光學顯微鏡視場內一邊與比例尺(scale bar)進行比較一邊目視判斷了白色部。
再者,依據下述評價基準,將1~5中的1、2評價為差。
評價基準
5:“不符合下述評價基準1~4中的任一個”
4:“在觀察區域中具有最大的等效圓直徑之白色部的等效圓直徑為5μm以上且小於10μm”
3:“在觀察區域中具有最大的等效圓直徑之白色部的等效圓直徑為10μm以上且小於20μm”
2:“在觀察區域中具有最大的等效圓直徑之白色部的等效圓直徑為20μm以上且小於50μm”
1:“在觀察區域中具有最大的等效圓直徑之白色部的等效圓直徑為50μm以上”
以下,對實施例1~實施例9及比較例1~比較例4進行說明。
再者,在實施例1~實施例9及比較例1~比較例4中,在下述表1的製造步驟的各欄中,對已實施之步驟記載為“有”,對未實施的步驟記載了“-”。
下述表1的製造步驟的“擴徑處理”表示擴徑步驟。“交流電解電鍍”表示形成第1金屬部之第1步驟。“直流電解電鍍”表示形成第2金屬部之第2步驟。
(實施例1)
對實施例1的金屬填充微細結構體進行說明。
[金屬填充微細結構體]
<鋁基板的製作>
使用含有Si:0.06質量%、Fe:0.30質量%、Cu:0.005質量%、Mn:0.001質量%、Mg:0.001質量%、Zn:0.001質量%、Ti:0.03質量%且殘餘部分為Al和不可避免的雜質的鋁合金來製備熔融金屬(molten metal),並在進行熔融金屬處理及過濾之基礎上,藉由DC(Direct Chill:直接冷鑄)鑄造法製作出厚度500mm、寬度1200mm的鑄錠。
接著,藉由面削機將表面以平均10mm的厚度進行銑削之後,在550℃下均熱保持約5小時並降至溫度400℃時,使用熱軋機形成厚度2.7mm的輥軋板。
進而,使用連續退火機在500℃下進行熱處理之後,藉由冷軋精加工至厚度1.0mm,從而獲得了JIS(Japanese Industrial Standards)1050材料的鋁基板。將該鋁基板形成為寬度1030mm之後,實施了以下所示之各處理。
<電解研磨處理>
使用以下組成的電解研磨液,在電壓25V、液體溫度65℃、液體流速3.0m/min的條件下對上述鋁基板實施了電解研磨處理。
將陰極設為碳電極,並且電源使用了GP0110-30R(TAKASAGO LTD.製)。又,關於電解液的流速,使用漩渦式流量監測器FLM22-10PCW(AS ONE Corporation.製)進行了測量。
(電解研磨液組成)
·85質量%磷酸(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation製試藥)660mL
·純水 160mL
·硫酸 150mL
·乙二醇 30mL
<陽極氧化處理步驟>
接著,按照日本特開2007-204802號公報中所記載的步驟,對電解研磨處理後的鋁基板實施了基於自有序化法之陽極氧化處理。
用0.50mol/L草酸的電解液,在電壓40V、液體溫度16℃、液體流速3.0m/min的條件下對電解研磨處理後的鋁基板實施了1小時的預陽極氧化處理。
其後,實施了將預陽極氧化處理後的鋁基板在0.2mol/L鉻酸酐、0.6mol/L磷酸的混合水溶液(液體溫度:50℃)中浸漬12小時之脫膜處理。
其後,再次用0.50mol/L草酸的電解液,在電壓40V、液體溫度16℃、液體流速3.0m/min的條件下,實施處理時間為9小時的陽極氧化處理,從而獲得了膜厚100μm的陽極氧化膜。
再者,預陽極氧化處理及陽極氧化處理均將陰極設為不鏽鋼電極,並且電源使用了GP0110-30R(TAKASAGO LTD.製)。又,作為冷卻裝置,使用了NeoCool BD36(Yamato Scientific co., ltd.製),作為攪拌加溫裝置,使用了對攪拌器 PS-100(TOKYO RIKAKIKAI CO, LTD.製)。進而,關於電解液的流速,使用漩渦式流量監測器FLM22-10PCW(AS ONE Corporation.製)進行了測量。
<阻擋層去除步驟>
接著,在陽極氧化處理步驟之後,使用氫氧化鈉水溶液(50g/l),實施在30℃下浸漬150秒鐘之蝕刻處理,從而去除了在陽極氧化膜的貫通孔的底部之阻擋層。阻擋層去除步驟後的陽極氧化膜的平均厚度為100μm。
<導體的形成步驟>
使用交流電解電鍍法形成了Ni的第1金屬部。在Ni的第1金屬部的形成中,使用了將溫度調整為30℃之鎳(Ni)電鍍液。
鎳(Ni)電鍍液為在0.2mol的硫酸鎳(II)和0.5mol的硼酸中添加水以使總量為1公升之液體。
在交流電解電鍍法中,使用頻率50Hz的正弦波,將峰值電壓設為18V,並且將電解時間設為10分鐘。又,在鎳(Ni)電鍍液中添加少量(0.1mol左右)硫酸鋁。交流電解電鍍結束之後,充分進行水洗之後,供下一步驟中使用。
形成第1金屬部之後,接著將鋁基板設為陰極且將鉑設為正極,並使用直流電解電鍍法形成了第2金屬部。
具體而言,使用以下所示之組成的銅電鍍液,並實施恆電流電解,從而製作出在貫通孔的內部且第1金屬部上積層由銅構成之第2金屬部而獲得之金屬填充微細結構體。其中,關於恆電流電解,使用YAMAMOTO-MS CO.,LTD.製的電鍍裝置,並使用HOKUTO DENKO CORPORATION製的電源(HZ-3000),在電鍍液中進行循環伏安法以確認析出電位之後,在以下所示之條件下實施了處理。
(銅電鍍液組成及條件)
·硫酸銅 100g/L
·硫酸 50g/L
·鹽酸 15g/L
·溫度 25℃
·電流密度 10A/dm
2
<基板去除步驟>
接著,藉由浸漬於氯化銅/鹽酸的混合溶液中以溶解並去除鋁基板,從而製作出平均厚度100μm的金屬填充微細結構體。
所製作之金屬填充微細結構體中之導體的直徑為60nm,導體之間的間距為100nm,導體的密度為5770萬個/mm
2。
(實施例2)
與實施例1相比,實施例2在形成第1金屬部之前實施了擴徑步驟之點上與其不同,除此以外,以與實施例1相同的方式進行了製作。
在實施例2的擴徑步驟中,將阻擋層去除步驟後的陽極氧化膜浸漬於將溫度調整為25℃之鹼水溶液(KOH0.1mol/L)中。將浸漬時間設為4分鐘。在浸漬處理後,為了藉由貫通孔的口徑擴大時之溶解而生成之水合鋁(Aluminum hydrate)的中和及去除,在將溫度調整為30℃之0.5%硫酸水溶液中浸漬了30秒鐘。在浸漬後,藉由流水充分水洗。再者,藉由擴徑步驟將擴徑後的直徑設為70nm。擴徑步驟之前的直徑為60nm。在實施例2中,導體的背面側的第1直徑d
1為60nm,表面側的第2直徑d
2為70nm。
(實施例3)
與實施例2相比,實施例3在形成第1金屬部之後且在形成第2金屬部之前實施了擴徑步驟之點上與其不同,除此以外,以與實施例2相同的方式進行了製作。
再者,藉由擴徑步驟將擴徑後的直徑設為70nm。擴徑步驟之前的直徑為60nm。在實施例3中,導體的背面側的第1直徑d
1為60nm,表面側的第2直徑d
2為70nm。
(實施例4)
與實施例1相比,實施例4在將金屬填充微細結構體的厚度設為200μm之點上與其不同,除此以外,以與實施例1相同的方式進行了製作。再者,在實施例4中,將陽極氧化膜的處理時間設為25小時。在實施例4中,導體的直徑為60nm。
(實施例5)
與實施例1相比,實施例5在將金屬填充微細結構體的厚度設為200μm之點上及在形成第1金屬部之後且在形成第2金屬部之前實施了擴徑步驟之點上與其不同,除此以外,以與實施例1相同的方式進行了製作。
在實施例5中,將陽極氧化膜的處理時間設為25小時。
在實施例5的擴徑步驟中,將阻擋層去除步驟後的陽極氧化膜浸漬於將溫度調整為25℃之鹼水溶液(KOH0.1mol/L)中。將浸漬時間設為4分鐘。在浸漬處理後,為了藉由貫通孔的口徑擴大時之溶解而生成之水合鋁(Aluminum hydrate)的中和及去除,在將溫度調整為30℃之0.5%硫酸水溶液中浸漬了30秒鐘。在浸漬後,藉由流水充分水洗。再者,藉由擴徑步驟將擴徑後的直徑設為70nm。擴徑步驟之前的直徑為60nm。在實施例5中,導體的背面側的第1直徑d
1為60nm,表面側的第2直徑d
2為70nm。
(實施例6)
與實施例5相比,實施例6在將金屬填充微細結構體的厚度設為250μm之點上與其不同,除此以外,以與實施例5相同的方式進行了製作。再者,在實施例6中,將陽極氧化膜的處理時間設為40小時。再者,藉由擴徑步驟將擴徑後的直徑設為70nm。擴徑步驟之前的直徑為60nm。在實施例6中,導體的背面側的第1直徑d
1為60nm,表面側的第2直徑d
2為70nm。
(實施例7)
與實施例6相比,實施例7在由Zn形成第1金屬部之點上與其不同,除此以外,以與實施例6相同的方式進行了製作。
在實施例7的第1金屬部的形成步驟中,使用了將溫度調整為30℃之鋅(Zn)電鍍液。
鋅(Zn)電鍍液為在0.1mol/L的硫酸鋁水溶液中添加0.1mol的硫酸鋅而獲得之液體。
在交流電解電鍍法中,使用頻率50Hz的正弦波,將峰值電壓設為25V,並且將電解時間設為5分鐘。交流電解電鍍結束之後,充分進行水洗之後,供下一步驟中使用。
再者,藉由擴徑步驟將擴徑後的直徑設為70nm。擴徑步驟之前的直徑為60nm。在實施例7中,導體的背面側的第1直徑d
1為60nm,表面側的第2直徑d
2為70nm。
(實施例8)
與實施例5相比,實施例8在形成第1金屬部之前實施了擴徑步驟之點上與其不同,除此以外,以與實施例5相同的方式進行了製作。再者,藉由擴徑步驟將擴徑後的直徑設為70nm。擴徑步驟之前的直徑為60nm。在實施例8中,導體的背面側的第1直徑d
1為60nm,表面側的第2直徑d
2為70nm。
(實施例9)
與實施例6相比,實施例9在形成第1金屬部之前實施了擴徑步驟之點上與其不同,除此以外,以與實施例6相同的方式進行了製作。再者,藉由擴徑步驟將擴徑後的直徑設為70nm。擴徑步驟之前的直徑為60nm。在實施例9中,導體的背面側的第1直徑d
1為60nm,表面側的第2直徑d
2為70nm。
(比較例1)
與實施例1相比,比較例1在將金屬填充微細結構體的厚度設為20μm之點上、在沒有藉由交流電解電鍍法而形成第1金屬部之點上及陽極氧化膜的處理時間與其不同,除此以外,以與實施例1相同的方式進行了製作。
在比較例1中,將陽極氧化膜的處理時間設為1小時。僅使用直流電解電鍍法而形成導體。在比較例1中,導體的直徑為60nm。
(比較例2)
與比較例1相比,比較例2在將金屬填充微細結構體的厚度設為60μm之點上與其不同,除此以外,以與比較例1相同的方式進行了製作。再者,在比較例2中,將陽極氧化膜的處理時間設為5小時。在比較例2中,導體的直徑為60nm。
(比較例3)
與比較例1相比,比較例3在將金屬填充微細結構體的厚度設為100μm之點上與其不同,除此以外,以與比較例1相同的方式進行了製作。再者,在比較例3中,將陽極氧化膜的處理時間設為9小時。在比較例3中,導體的直徑為60nm。
(比較例4)
與比較例3相比,比較例4在形成第1金屬部之前實施了擴徑步驟之點上與其不同,除此以外,以與比較例3相同的方式進行了製作。再者,在比較例4中,藉由擴徑步驟將擴徑後的直徑設為70nm。擴徑步驟之前的直徑為60nm。在比較例4中,導體的背面側的第1直徑d
1為60nm,表面側的第2直徑d
2為70nm。
[表1]
陽極氧化處理 | 擴徑處理 | 交流電解電鍍 | 擴徑處理 | 直流電解電鍍 | 金屬填充微細結構體的厚度(μm) | 導體的金屬種類 | 導體的直徑 | 金屬填充 均勻性 | |||
處理時間(h) | 表面側 | 背面側 | 表面側 (μm) | 背面側 (μm) | |||||||
實施例1 | 9 | - | 有 | - | 有 | 100 | Cu | Ni | 60 | 60 | 4 |
實施例2 | 9 | 有 | 有 | - | 有 | 100 | Cu | Ni | 70 | 60 | 5 |
實施例3 | 9 | - | 有 | 有 | 有 | 100 | Cu | Ni | 70 | 60 | 5 |
實施例4 | 25 | - | 有 | - | 有 | 200 | Cu | Ni | 60 | 60 | 3 |
實施例5 | 25 | - | 有 | 有 | 有 | 200 | Cu | Ni | 70 | 60 | 4 |
實施例6 | 40 | - | 有 | 有 | 有 | 250 | Cu | Ni | 70 | 60 | 4 |
實施例7 | 40 | - | 有 | 有 | 有 | 250 | Cu | Zn | 70 | 60 | 3 |
實施例8 | 25 | 有 | 有 | - | 有 | 200 | Cu | Ni | 70 | 60 | 4 |
實施例9 | 40 | 有 | 有 | - | 有 | 250 | Cu | Ni | 70 | 60 | 4 |
比較例1 | 1 | - | - | - | 有 | 20 | Cu | Cu | 60 | 60 | 5 |
比較例2 | 5 | - | - | - | 有 | 60 | Cu | Cu | 60 | 60 | 3 |
比較例3 | 9 | - | - | - | 有 | 100 | Cu | Cu | 60 | 60 | 1 |
比較例4 | 9 | 有 | - | - | 有 | 100 | Cu | Cu | 70 | 60 | 2 |
如表1所示,與比較例1~4相比,即使實施例1~實施例9的金屬填充微細結構體的厚度為100μm以上,金屬填充均勻性亦優異。亦即,能夠獲得厚度厚的金屬填充微細結構體。
比較例1及比較例2的厚度小於100μm,並且較薄。厚度為100μm之比較例3及比較例4的金屬填充均勻性均差。如此,在比較例1~比較例4中,無法獲得厚度厚的金屬填充微細結構體。
實施例1~實施例3的厚度均為100μm,但是包括擴徑步驟之實施例2及實施例3的金屬填充均勻性更加優異。
實施例4、實施例5及實施例8的厚度均為200μm,但是包括擴徑步驟之實施例5及實施例8的金屬填充均勻性更加優異。
實施例6及實施例7的構成第1金屬部之金屬不同,但是依據金屬填充均勻性的結果,Ni比Zn為更佳。
10:鋁基板
10a:表面
12:貫通孔
12c:底面
12d:擴徑部
12e:段差
12f:部分
12g:擴徑部
13:阻擋層
14:絕緣膜
14a:表面
14b:背面
15:陽極氧化膜
16:導體
16a:第1金屬部
16b:第2金屬部
20,20a,20b:金屬填充微細結構體
30:金屬層
32:捲芯
34:樹脂層
Dt:厚度方向
d:平均直徑
d
1:第1直徑
d
2:第2直徑
ht:厚度
p:中心間距離
圖1係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第1例的一步驟之示意性剖面圖。
圖2係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第1例的一步驟之示意性剖面圖。
圖3係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第1例的一步驟之示意性剖面圖。
圖4係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第1例的一步驟之示意性剖面圖。
圖5係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第1例的一步驟之示意性剖面圖。
圖6係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第1例的一步驟之示意性剖面圖。
圖7係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第2例的一步驟之示意性剖面圖。
圖8係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第2例的一步驟之示意性剖面圖。
圖9係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第2例的一步驟之示意性剖面圖。
圖10係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第2例的一步驟之示意性剖面圖。
圖11係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第2例的一步驟之示意性剖面圖。
圖12係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第3例的一步驟之示意性剖面圖。
圖13係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第3例的一步驟之示意性剖面圖。
圖14係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第3例的一步驟之示意性剖面圖。
圖15係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第4例的一步驟之示意性剖面圖。
圖16係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第4例的一步驟之示意性剖面圖。
圖17係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第4例的一步驟之示意性剖面圖。
圖18係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的製造方法的第4例的一步驟之示意性剖面圖。
圖19係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的陽極氧化膜之製造方法的另一例的一步驟之示意性剖面圖。
圖20係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的陽極氧化膜之製造方法的另一例的一步驟之示意性剖面圖。
圖21係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的陽極氧化膜之製造方法的另一例的一步驟之示意性剖面圖。
圖22係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的供給形態的一例之示意性立體圖。
圖23係表示本發明的實施形態的金屬填充微細結構體的供給形態的一例之示意性立體圖。
12:貫通孔
14:絕緣膜
14a:表面
14b:背面
15:陽極氧化膜
16:導體
16a:第1金屬部
16b:第2金屬部
20:金屬填充微細結構體
Dt:厚度方向
d:平均直徑
ht:厚度
p:中心間距離
Claims (11)
- 一種金屬填充微細結構體,其係具有: 絕緣膜;及 複數個導體,沿前述絕緣膜的厚度方向貫通且以彼此電絕緣之狀態設置, 前述絕緣膜的前述厚度方向上的長度為100μm以上, 前述複數個導體分別由金屬構成,並且曝露於前述絕緣膜的前述厚度方向上之一個面及前述厚度方向上之另一個面上, 在前述導體中,曝露於前述一個面上之第1金屬部與曝露於前述另一個面上之第2金屬部的所構成之金屬不同。
- 如請求項1所述之金屬填充微細結構體,其中 關於前述複數個導體,曝露於前述一個面上之前述第1金屬部的第1直徑與曝露於前述另一個面上之第2金屬部的第2直徑分別不同。
- 如請求項1所述之金屬填充微細結構體,其中 前述第1金屬部由Zn或Ni構成, 前述第2金屬部由Cu構成。
- 如請求項2所述之金屬填充微細結構體,其中 前述第1金屬部由Zn或Ni構成, 前述第2金屬部由Cu構成。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之金屬填充微細結構體,其中 前述絕緣膜為陽極氧化膜。
- 一種金屬填充微細結構體的製造方法,其係包括形成步驟,在該形成步驟中,相對於具有沿厚度方向延伸之複數個貫通孔之絕緣膜,在前述複數個貫通孔中填充金屬而形成導體, 前述形成步驟包括:第1步驟,使用交流電解電鍍法,從前述絕緣膜的前述厚度方向上之一個面側分別在前述複數個貫通孔中形成第1金屬部;及 第2步驟,使用直流電解電鍍法,在前述複數個貫通孔的前述第1金屬部上形成第2金屬部, 前述第1金屬部與前述第2金屬部的所構成之金屬不同。
- 如請求項6所述之金屬填充微細結構體的製造方法,其中 在前述第1步驟之前或在前述第1步驟與前述第2步驟之間包括將前述貫通孔進行擴徑之擴徑步驟。
- 如請求項6所述之金屬填充微細結構體的製造方法,其中 前述第1金屬部由Zn或Ni構成, 前述第2金屬部由Cu構成。
- 如請求項7所述之金屬填充微細結構體的製造方法,其中 前述第1金屬部由Zn或Ni構成, 前述第2金屬部由Cu構成。
- 如請求項6至請求項8之任一項所述之金屬填充微細結構體的製造方法,其中 前述絕緣膜的前述厚度方向上的長度為100μm以上。
- 如請求項6至請求項8之任一項所述之金屬填充微細結構體的製造方法,其中 前述絕緣膜為陽極氧化膜。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020-213613 | 2020-12-23 | ||
JP2020213613 | 2020-12-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202235689A true TW202235689A (zh) | 2022-09-16 |
Family
ID=82159620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW110147605A TW202235689A (zh) | 2020-12-23 | 2021-12-20 | 金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2022138151A1 (zh) |
CN (1) | CN116670337A (zh) |
TW (1) | TW202235689A (zh) |
WO (1) | WO2022138151A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7220796B2 (ja) * | 2019-08-16 | 2023-02-10 | 富士フイルム株式会社 | 構造体の製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002004083A (ja) * | 2000-04-18 | 2002-01-09 | Shinko Electric Ind Co Ltd | ヴィアフィリング方法 |
JP4755545B2 (ja) * | 2006-07-11 | 2011-08-24 | 新光電気工業株式会社 | 基板の製造方法 |
JP4956231B2 (ja) * | 2007-03-01 | 2012-06-20 | 新光電気工業株式会社 | スルーホールの充填方法 |
JP5671317B2 (ja) * | 2010-12-07 | 2015-02-18 | キヤノン株式会社 | 貫通電極基板及びその製造方法 |
JP6458429B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2019-01-30 | 大日本印刷株式会社 | 導電材充填貫通電極基板及びその製造方法 |
JP6818707B2 (ja) * | 2018-02-27 | 2021-01-20 | 富士フイルム株式会社 | 金属膜、構造体、複合材料、構造体の製造方法、および複合材料の製造方法 |
-
2021
- 2021-12-08 WO PCT/JP2021/045023 patent/WO2022138151A1/ja active Application Filing
- 2021-12-08 CN CN202180086340.9A patent/CN116670337A/zh active Pending
- 2021-12-08 JP JP2022572096A patent/JPWO2022138151A1/ja active Pending
- 2021-12-20 TW TW110147605A patent/TW202235689A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116670337A (zh) | 2023-08-29 |
JPWO2022138151A1 (zh) | 2022-06-30 |
WO2022138151A1 (ja) | 2022-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20160153104A1 (en) | Method for manufacturing metal-filled microstructure | |
JP5164878B2 (ja) | 異方導電性部材およびその製造方法 | |
CN102089833A (zh) | 微细结构体及其制备方法 | |
WO2017057150A1 (ja) | 金属充填微細構造体の製造方法 | |
US10870924B2 (en) | Aluminum-copper connector having a heterostructure, and method for producing the heterostructure | |
TW202231937A (zh) | 金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法 | |
TW202235689A (zh) | 金屬填充微細結構體和金屬填充微細結構體的製造方法 | |
KR20220130202A (ko) | 금속 충전 미세 구조체, 금속 충전 미세 구조체의 제조 방법 및 구조체 | |
WO2022044585A1 (ja) | 金属充填微細構造体の製造方法 | |
Llona et al. | Seedless electroplating on patterned silicon | |
JP7402981B2 (ja) | 構造体及び構造体の製造方法 | |
TW202237903A (zh) | 鍍液及金屬填充結構體的製造方法 | |
JP2005105409A (ja) | 多孔質シリコン構造体の製造方法および金属担持多孔質シリコンの製造方法 | |
TW202217866A (zh) | 各向異性導電性構件的製造方法 | |
TW202209355A (zh) | 各向異性導電性構件的製造方法 | |
WO2022138150A1 (ja) | 構造体の製造方法 | |
CN110777412B (zh) | 在基板上形成电镀结构的电镀装置及电镀方法 | |
JP2009287115A (ja) | 電解めっき方法およびそれを用いた金属充填微細構造体の製造方法 | |
Llona et al. | Direct Electroplating on Highly Doped Patterned Silicon Wafers | |
JP2004306184A (ja) | p型シリコン基板への穴溝形成方法 | |
JPS6362888A (ja) | 電解コンデンサ用アルミニウム電極材 | |
KR20110059098A (ko) | 메탈코어회로기판의 제조방법 |