(57)【要約】  本発明の貫通配線基板は、第一主面及び第二主面を有する単一の基板と、前記基板の厚み方向とは異なる方向に延設された第一部位と、貫通配線の一方の端部を構成する第二部位と、貫通配線の他方の端部を構成する第三部位と、を少なくとも有し、前記第一主面及び前記第二主面を結ぶように前記基板の内部に設けられた複数の貫通配線とを備え、前記第二部位は、前記第一主面に対して略垂直であり前記第一主面にて露出し、前記第三部位は、前記第二主面に対して略垂直であり前記第二主面にて露出し、前記複数の貫通配線の長さは、略同じである。
2012153839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通配線基板であって、
第一主面及び第二主面を有する単一の基板と、
前記基板の厚み方向とは異なる方向に延設された第一部位と、貫通配線の一方の端部を構成する第二部位と、貫通配線の他方の端部を構成する第三部位と、を少なくとも有し、前記第一主面及び前記第二主面を結ぶように前記基板の内部に設けられた複数の貫通配線と、
を備え、
前記第二部位は、前記第一主面に対して略垂直であり前記第一主面にて露出し、
前記第三部位は、前記第二主面に対して略垂直であり前記第二主面にて露出し、
前記複数の貫通配線の長さは、略同じである
ことを特徴とする貫通配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の貫通配線基板であって、
前記第一部位の長手方向は、前記基板の主面に対して略平行である
ことを特徴とする貫通配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載の貫通配線基板であって、
前記第一部位の長手方向は、前記基板の主面に対して傾斜している
ことを特徴とする貫通配線基板。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の貫通配線基板であって、
前記第一主面には、前記貫通配線を構成する前記第二部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、
前記第二主面には、前記貫通配線を構成する前記第三部位と電気的に接続するようにパッドが設けられている
ことを特徴とする貫通配線基板。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の貫通配線基板であって、
前記基板は、前記基板を冷却する冷却部を有している
ことを特徴とする貫通配線基板。
【請求項６】
電子デバイスパッケージであって、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の貫通配線基板と、
前記貫通配線基板の前記第一主面及び前記第二主面のうち少なくとも一方に実装された電子デバイスと、
を備えることを特徴とする電子デバイスパッケージ。
【請求項７】
請求項６に記載の電子デバイスパッケージであって、
前記第二部位の端部及び前記第三部位の端部の少なくとも一方は、前記電子デバイスの端子に対向する位置に配置されており、前記電子デバイスの前記端子と電気的に接続している
ことを特徴とする電子デバイスパッケージ。
【請求項８】
電子部品であって、
請求項６又は請求項７に記載の電子デバイスパッケージを少なくとも備えた
ことを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路デバイス、光学デバイス、ＭＥＭＳデバイス等の高密度実装、またはそれらのデバイスを一つのパッケージ内でシステム化するＳｉＰ（システムインパッケージ）を可能にする貫通配線を備えた貫通配線基板、これを用いた電子デバイスパッケージ、及び電子部品に関する。
本願は、２０１１年５月１２日に出願された特願２０１１−１０７５８１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の電子機器の高機能化に伴い、それらに使われる電子デバイス等にも更なる高速化、高機能化が要求されている。これを実現するためには、デバイス自身の高速化、高機能化だけではなく、デバイスのパッケージにも高速化、高機能化に向けた技術開発が必須となっている。高密度実装を実現する技術として、微細な貫通配線を用いてチップを積層実装する三次元実装又は貫通配線が形成された貫通配線基板を用いたＳｉＰが提案されている。ＳｉＰを実現するために使用される貫通配線又は貫通配線基板の形成技術が活発に研究、開発されている。【０００３】
例えば、特許文献１には、基板の主面と垂直な方向に対して傾けて形成されている貫通配線を備えた貫通配線基板が開示されている。このような貫通配線の形成技術を応用することで、基板の表面及び裏面に異なるピッチで形成された電極が貫通配線によって接続された貫通配線基板を得ることができる。【０００４】
しかしながら、このような貫通配線基板において、より高密度な三次元実装を行うためには技術的な問題があった。
例えば、特許文献１に記載の貫通配線は一直線に延びた貫通配線であるため、貫通配線の位置的な制限が生じる場合がある。例えば、基板内部に素子が形成されていた場合は、その素子を避けるように貫通配線を形成する必要がある。一直線に延びた貫通配線が形成された貫通配線基板においては、このような問題を解決することが困難である。【０００５】
また、特許文献１に記載の貫通配線は一直線に延びた貫通配線であるため、貫通配線基板の表面及び裏面に実装されるデバイスの種類によっては、端子のレイアウト又はピッチもデバイスごとに異なるため、作製される貫通配線ごとの長さに大きな違いが生じる。
ここで、図１２及び図１３は、特許文献１を応用して作製した貫通配線基板の一構成例を模式的に示す図である。ここで、図１２は、従来の貫通配線基板において、表面に複数の端子群が並んで配置された状態を示す平面図である。また、図１３は、図１２のＭ７−Ｍ７線における断面図である。【０００６】
例えば、図１２及び図１３に示すように、基板１１０の第一主面１１０ａに等ピッチで並んで配置された複数の端子１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ…と、基板１１０の第二主面１１０ｂに等ピッチで並んで配置された複数の端子１３０Ａ’、１３０Ｂ’、１３０Ｃ’…とが、端子番号が対応するように、貫通配線１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ…によって、電気的に接続された構造を考える。具体的に、基板１１０の第二主面１１０ｂにおいて、複数の端子１３０Ａ’、１３０Ｂ’、１３０Ｃ’は、端子１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ…と同様のレイアウトで配置され、第二主面１１０ｂにおける端子１３０Ａ’、１３０Ｂ’、１３０Ｃ’の位置は、Ｘ方向において、端子１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃの位置とは異なっている。ここで、隣り合う貫通配線間のピッチ（エッジ間）は、第一主面１１０ａにおいてはＰ１で一定であり、第二主面１１０ｂにおいてはＰ２で一定であり、Ｐ１＜Ｐ２の関係を満たす。【０００７】
このとき、図１３から明らかなように、第一主面１１０ａ及び第二主面１１０ｂに設けられた端子間に設けられた貫通配線の長さは、異なっている。このように、複数の貫通配線の長さがばらついていると、複数の貫通配線の配線抵抗にばらつきが生じ、信号の伝送において電圧を制御することが困難となる。また、貫通配線の一端から他端に向けて信号を高速伝送する場合は、複数の貫通配線の長さのばらつきに起因して、複数の貫通配線の配線遅延にばらつきが生じるおそれがある。これにより、複数の貫通配線に伝達される信号を同期して伝送することが困難となる。以上のような事情から、貫通配線基板の性能低下或いはこの貫通配線基板を用いた電子デバイスの性能低下につながる、といった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３４７５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、貫通配線の配線抵抗又は配線遅延の違い（ばらつき）を抑制した貫通配線基板、電子デバイスパッケージ、及び電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の第１態様の貫通配線基板は、第一主面（一方の主面）及び第二主面（他方の主面）を有する単一の基板と、前記基板の厚み方向とは異なる方向に延設された第一部位と、貫通配線の一方の端部を構成する第二部位と、貫通配線の他方の端部を構成する第三部位と、を少なくとも有し、前記第一主面及び前記第二主面を結ぶように前記基板の内部に設けられた複数の貫通配線と、を備え、前記第二部位は、前記第一主面に対して略垂直であり前記第一主面にて露出し、前記第三部位は、前記第二主面に対して略垂直であり前記第二主面にて露出し、前記複数の貫通配線の長さは、略同じである。
本発明の第１態様の貫通配線基板においては、前記第一部位の長手方向は、前記基板の主面に対して略平行であることが好ましい。【００１１】
本発明の第１態様の貫通配線基板によれば、複数の貫通配線の長さは、略同じである。これにより、複数の貫通配線において、配線の長さの違いに起因する、配線抵抗値の違い（ばらつき）が軽減される。また、複数の貫通配線の一端から他端に向けて信号を伝送する場合においては、配線遅延のばらつきを抑制することができる。【００１２】
また、前記第二部位及び第三部位が、それぞれ、第一主面及び第二主面に対して略垂直に延伸しているので、基板の厚さが変動したとしても、各貫通配線の全長（第一部位の長さ、第二部位の長さ、及び第三部位の長さの合計）は変動しない。ゆえに、複数の貫通配線における配線抵抗値及び配線遅延のばらつきが変動しない。したがって、本発明は、伝送特性に優れた貫通配線基板を実現できる。【００１３】
本発明の第１態様の貫通配線基板においては、前記第一部位の長手方向は、前記基板の主面に対して傾斜していることが好ましい。
このような貫通配線基板であれば、基板の所定の２面同士を結ぶ貫通配線の長さが短縮化され、配線抵抗値の低下に寄与する。【００１４】
本発明の第１態様の貫通配線基板においては、前記第一主面には、前記貫通配線を構成する前記第二部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、前記第二主面には、前記貫通配線を構成する前記第三部位と電気的に接続するようにパッドが設けられていることが好ましい。
貫通配線基板の両面にデバイスを実装する際に、前記デバイスの電極が、表面配線を介することなく前記パッドに電気的に接続される。このため、貫通配線とデバイスとを直接的に接続することができ、電極が如何なるレイアウトで高密度に配置された小型のデバイスが用いられる場合であっても、小型のデバイスを貫通配線基板に容易に接続することができる。【００１５】
本発明の第１態様の貫通配線基板においては、前記基板は、前記基板を冷却する冷却部を有していることが好ましい。
これにより、発熱量の大きいデバイスを貫通配線基板に実装する場合でも、冷却部によりデバイスを効率的に冷却できるため、パッケージ全体の温度上昇を低減し、デバイスの性能を保持することが可能になる。【００１６】
本発明の第２態様の電子デバイスパッケージは、上述した第１態様の貫通配線基板と、前記貫通配線基板の前記第一主面及び前記第二主面のうち少なくとも一方に実装された電子デバイスとを備える。ゆえに、本発明は伝送特性に優れた電子デバイスパッケージの提供に貢献する。【００１７】
本発明の第２態様の電子デバイスパッケージにおいては、前記第二部位の端部及び前記第三部位の端部の少なくとも一方は、前記電子デバイスの端子に対向する位置に配置されており、前記電子デバイスの前記端子と電気的に接続していることが好ましい。
貫通配線基板の両面にデバイスを実装した際に、前記デバイスの電極が、表面配線を介することなく、前記第二部位の前記端部及び前記第三部位の前記端部の少なくとも一方に電気的に接続される。このため、電極が如何なるレイアウトで高密度に配置された小型のデバイスが用いられる場合であっても、小型のデバイスを貫通配線基板に容易に接続することができる。【００１８】
本発明の第３態様の電子部品は、上述した第２態様の電子デバイスパッケージを少なくとも備える。ゆえに、本発明は内部における信号伝送に優れた電子部品の提供に寄与する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数の貫通配線の長さが略同じであるので、貫通配線ごとの配線抵抗又は配線遅延の違い（ばらつき）を抑制することができる。したがって、信号の伝送特性に優れた貫通配線基板、電子デバイスパッケージ、及び電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の貫通配線基板の第１実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２】図１のＭ１−Ｍ１線における断面図である。
【図３】本発明の貫通配線基板の第１実施形態を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の貫通配線基板の第１実施形態を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の貫通配線基板の第１実施形態の変形例を模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の貫通配線基板の第２実施形態を模式的に示す平面図である。
【図６Ｂ】本発明の貫通配線基板の第２実施形態を模式的に示す図であって、図６ＡのＭ２−Ｍ２線における断面図である。
【図７Ａ】本発明の貫通配線基板の第３実施形態を模式的に示す平面図である。
【図７Ｂ】本発明の貫通配線基板の第３実施形態を模式的に示す図であって、図７ＡのＭ３−Ｍ３線における断面図である。
【図７Ｃ】本発明の貫通配線基板の第３実施形態を模式的に示す図であって、図７ＡのＮ−Ｎ線における断面図である。
【図８Ａ】本発明の貫通配線基板の第４実施形態を模式的に示す平面図である。
【図８Ｂ】本発明の貫通配線基板の第４実施形態を模式的に示す図であって、図８ＡのＭ４−Ｍ４線における断面図である。
【図８Ｃ】本発明の貫通配線基板の第４実施形態を模式的に示す図であって、図８ＡのＭ５−Ｍ５線における断面図である。
【図９Ａ】貫通配線基板の作製方法の工程を示した模式的断面図である。
【図９Ｂ】貫通配線基板の作製方法の工程を示した模式的断面図である。
【図９Ｃ】貫通配線基板の作製方法の工程を示した模式的断面図である。
【図９Ｄ】貫通配線基板の作製方法の工程を示した模式的断面図である。
【図１０】本発明の電子デバイスパッケージの実施形態を模式的に示す平面図である。
【図１１】図１０のＭ６−Ｍ６線における断面図である。
【図１２】従来の貫通配線基板の一例を模式的に示す平面図である。
【図１３】図１２のＭ７−Ｍ７線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の貫通配線基板の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１〜図４は、本発明の貫通配線基板の第１実施形態である一構成例を模式的に示す図である。ここで、図１は、本発明の貫通配線基板の第１実施形態において、表面に複数の端子群が並んで配置された状態を示す平面図である。また、図２は、図１のＭ１−Ｍ１線における断面図である。
この貫通配線基板１Ａ（１）は、単一の基板１０を構成する主面（第一主面１０ａ及び第二主面１０ｂ）を結ぶように、複数の貫通配線２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…（２０）を備える。換言すると、貫通配線２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）は２つの端部を有し、貫通配線２０の第一端部（一方の端部）は、第一主面１０ａに位置しており、貫通配線２０の第二端部（他方の端部）は、第二主面１０ｂに位置している。
【００２３】
基板１０の材料としては、ガラス、プラスチック、セラミックス等の絶縁体又はシリコン（Ｓｉ）等の半導体が挙げられる。半導体基板が基板１０の材料として用いられている場合は、貫通孔２１の内壁又は主面等に絶縁層を形成することが望ましい。絶縁性基板が基板１０の材料として用いられている場合は、貫通孔２１の内壁にさらに絶縁層を形成する必要がないので、より好適である。
【００２４】
基板１０の一方の主面（第一主面）１０ａに露出した第一の露出部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃと、基板１０の他方の主面（第二主面）１０ｂ側に開口した第二の露出部３０Ａ’、３０Ｂ’、３０Ｃ’とを有する貫通孔２１の内部に、導体２２が配置されている。この導体２２によって貫通配線２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）が構成されている。
貫通配線２０は、第一部位２４と、第二部位２５と、第三部位２６とによって構成されている。第一部位２４は、第一部位２４の長手方向が前記基板１０の主面に対して略平行となるように、前記基板１０の内部に延設されている。第二部位２５及び第三部位２６は、第一部位２４の両端に位置している。換言すると、第二部位２５は、貫通配線２０の第一端部（一方の端部）を構成しており、第三部位２６は、貫通配線２０の第二端部（他方の端部）を構成している。即ち、第二部位２５の端部（第一端部）は、第一主面１０ａに位置しており（第一主面１０ａに面する空間に露出）、第三部位２６の端部（第二端部）は、第二主面１０ｂに位置している（第二主面１０ｂに面する空間に露出）。
【００２５】
第一部位２４と第二部位２５とは屈曲部２８で接続されている。第一部位２４と第三部位２６とは屈曲部２９で接続されている。屈曲部２８，２９の形状は、特に限定されない。その縦断面において、屈曲部は、角を有する形状であってもよい。或いは、図３に示すように、角を有さない略円弧状が用いられてもよい。高速伝送の観点から角を有さない略円弧状の屈曲部が用いられることが好ましい。
【００２６】
また、第二部位２５及び第三部位２６の長手方向は、前記主面１０ａ，１０ｂの各々に対して略垂直である。第二部位２５の長手方向は、第一主面１０ａに対して略垂直であり、第三部位２６の長手方向は、第二主面１０ｂに対して略垂直である。これにより、基板１０の元の厚さにばらつきがある場合又は前記基板１０の研磨工程における加工精度による厚さのばらつきが生じた場合でも、基板１０の主面に設けられた露出部２１Ａ，２１Ｂの位置は変動しない。このため、貫通配線２０を精度よく確実に形成することができる。すなわち、複数の貫通配線において、配線長さにばらつきが生じない。基板を構成する主面のうち２面に設けられた端子を自由なレイアウトで接続することができるとともに、基板１０の厚さが変動したとしても、各貫通配線２０の配線抵抗を一定にすることができる。
【００２７】
貫通配線２０に用いる導体２２としては、銅（Ｃｕ）又はタングステン（Ｗ）等の金属、金錫（Ａｕ一Ｓｎ）等の合金、ポリシリコン等の非金属の導体が挙げられる。貫通孔２１へ導体を充填する方法又は導体を成膜する方法としては、めっき法、スパッタ法、溶融金属充填法、ＣＶＤ法、超臨界成膜法、印刷法、及びこれらを組み合わせた方法等を、適宜用いることができる。
なお、貫通配線２０の構造としては、貫通孔２１の内部に導体２２が完全に充填されている構造、又は、貫通孔２１の内部に導体２２が完全に充填されていない構造のどちらも適用可能である。貫通配線基板を、気密性が要求されるパッケージに用いる際には、貫通孔２１の内部に導体２２が完全に充填されている構成が望ましい。
【００２８】
貫通配線基板１Ａ（１）においては、表面に複数の端子群が並んで配置されている。基板１０の第一主面１０ａ（第一主面１０ａ側）に配置された複数の端子と、基板１０の他方の第二主面１０ｂ（第二主面１０ｂ側）に配置された複数の端子とが、複数の貫通配線２０を介して電気的に接続される。
例えば、図１及び図２に示すように、基板１０の第一主面１０ａには等ピッチで並ぶ第一端子群３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…が配置されている。基板１０の第二主面１０ｂには、第一端子群と同等のレイアウトで、第二主面１０ｂでの位置がＸ方向で異なるように並ぶ第二端子群３０Ａ’、３０Ｂ’、３０Ｃ’…が配置されている。そして第一端子群３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…と、第二端子群３０Ａ’、３０Ｂ’、３０Ｃ’…とは、それぞれの端子番号が対応するように貫通配線２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…で電気的に接続されている。
即ち、第一端子３０Ａと第二端子３０Ａ’とが、貫通配線２０Ａによって電気的に接続されている。また、第一端子３０Ｂと第二端子３０Ｂ’とが、貫通配線２０Ｂによって電気的に接続されている。また、第一端子３０Ｃと第二端子３０Ｃ’とが、貫通配線２０Ｃによって電気的に接続されている。
【００２９】
そして、図２に示すように、本発明の第１実施形態の貫通配線基板１Ａ（１）においては、複数の貫通配線２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…（２０）の各々の全長は、互いに略同じ長さである。
具体的に、貫通配線２０Ａにおいて、第一部位２４（部位Ａ）の長さをａ１、第二部位２５（部位Ｂ）の長さをａ２、第三部位２６（部位Ｃ）の長さをａ３とすると、貫通配線２０Ａの長さは（ａ１＋ａ２＋ａ３）で表される。同様に、貫通配線２０Ｂにおいて、第一部位２４の長さをｂ１、第二部位２５の長さをｂ２、第三部位２６の長さをｂ３とすると、貫通配線２０Ｂの長さは（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３）で表される。また、貫通配線２０Ｃにおいて、第一部位２４の長さをｃ１、第二部位２５の長さをｃ２、第三部位２６の長さをｃ３とすると、貫通配線２０Ｃの長さは（ｃ１＋ｃ２＋ｃ３）で表される。そして本発明の第１実施形態の貫通配線基板１Ａ（１）では、（ａ１＋ａ２＋ａ３）≒（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３）≒（ｃ１＋ｃ２＋ｃ３）である。
【００３０】
本発明の第１実施形態によれば、複数の貫通配線２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…（２０）の各々の全長は、互いに略同じ長さである。これにより、貫通配線毎の長さの違いに起因する、貫通配線毎の抵抗値の違い（ばらつき）を抑制することができる。その結果、本発明の第１実施形態の貫通配線基板１においては、複数の貫通配線２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…（２０）の電気抵抗を略均一にすることができる。ゆえに、本発明の第１実施形態は、実装されるデバイスの各接続端子が各貫通配線にそれぞれ電気的に接続された際に、実装されるデバイスの発信する信号を正確に反映して伝達することが可能な、伝送特性に優れた貫通配線基板を実現できる。
なお、貫通配線２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…（２０）の長さを揃えるだけではなく、配線の材料や配線の太さを均一にすることも、基板内における配線抵抗のばらつきの抑制には重要である。
【００３１】
また、図４に示すように、第１実施形態の貫通配線基板１Ａ（１）では、前記基板１０の主面１０ａ，１０ｂには各々、前記貫通配線２０を構成する前記第二部位２５及び前記第三部位２６と電気的に接続するようにパッド２，３が設けられていてもよい。この場合、貫通配線基板１Ａ（１）の両面にデバイスを実装する際に、デバイスの電極が、表面配線を介することなく前記パッドに電気的に接続される。このため、貫通配線２０とデバイスとを直接的に接続することができ、電極が如何なるレイアウトで高密度に配置された小型のデバイスが用いられる場合であっても、小型のデバイスを貫通配線基板に容易に接続することができる。
【００３２】
また、貫通配線基板１Ａ（１）は、前記基板１０が、前記基板１０を冷却する冷却部を有していてもよい。
このような基板１０を冷却する冷却部としては、例えば、図４に示すように、冷却用流体を流す流路４０が挙げられる。これにより、流路４０に冷媒を流通することにより、発熱量の大きいデバイスを貫通配線基板に実装する場合であっても、パッケージ全体の温度上昇を効果的に低減することが可能になる。
【００３３】
流路４０は、流路４０の両端に設けられて冷却用流体を出し入れする出入口４０Ａ、４０Ｂを有する。例えば、複数の流路４０が設けられていてもよい。また、１本の流路４０が基板１０全体を冷却できるように、流路４０が蛇行するように設けられても良い。また、流路４０の出入口４０Ａ、４０Ｂが基板１０の主面に露出された構成が用いられても良い。
また、流路４０のパターン（経路）又は断面形状は、上述した構造に限定されず、適宜設計することが可能である。ただし、流路４０は、貫通配線２０を有する貫通孔２１と連通しないように、３次元的に面に平行な方向または厚み方向に所定の間隔を保つことが好ましい。
【００３４】
貫通配線２０を作製するために用いた貫通孔２１を設ける方法と同様の方法により、流路４０を形成することができる。このとき、貫通配線２０を作製するために用いた貫通孔２１を形成する際に、流路４０として用いられる貫通孔を並行して同時に形成することが好ましい。貫通配線２０の貫通孔２１と流路４０として用いられる貫通孔を同時に形成すれば、製造工程が簡略化でき、コストを低減することができる。また、貫通孔２１と流路４０との位置関係を容易に制御することができ、貫通孔２１と流路４０とが誤って繋がってしまうという不良を回避することができる。
【００３５】
（第１実施形態の変形例）
なお、上述した実施形態では、貫通配線２０において第一部位の長手方向が、前記基板の主面に対して略平行をなす構造を例に挙げて説明した。本発明の第１実施形態の変形例においては、図５に示すように、貫通配線２０の第一部位の長手方向が、前記基板１０の主面に対して傾斜している場合にも、本発明は適用可能である。第一部位を基板１０の主面に対して斜めに形成することにより、基板１０の２つの主面１０ａ，１０ｂを結ぶ貫通配線２０の全長を短くすることができ、配線抵抗を小さくすることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
また、本発明の第２実施形態において、複数の貫通配線２０の基板１０内部における配置は特に限定されず、様々な配置をとることができる。
例えば、図６Ａは貫通配線基板１Ｃ（１）の一例を模式的に示す平面図であり、図６Ｂは図６ＡのＭ２−Ｍ２線における断面図である。この貫通配線基板１Ｃ（１）は、複数の貫通配線２０Ｄ〜２０Ｉを有し、複数の貫通配線２０Ｄ〜２０Ｉは、貫通配線基板を鉛直方向から見て、放射状に配置されている。
【００３７】
（第３実施形態）
また、本発明の第３実施形態において、図７Ａは貫通配線基板１Ｄ（１）の一例を模式的に示す平面図であり、図７Ｂは図７ＡのＭ３−Ｍ３線における断面図であり、図７Ｃは図７ＡのＮ−Ｎ線における断面図である。この貫通配線基板１Ｄ（１）は、貫通配線基板を鉛直方向から見て、互いに略直交するように配置された貫通配線２０Ｊ、２０Ｋを有している。
【００３８】
（第４実施形態）
また、上述した実施形態では、貫通配線２０が、基板１０において互いに反対に位置している２つの主面１０ａ，１０ｂを結ぶように配置されている構造を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の第４実施形態においては、図８Ａは貫通配線基板１Ｅ（１）の一例を模式的に示す平面図であり、図８Ｂは図８ＡのＭ４−Ｍ４線における断面図、図８Ｃは図８ＡのＭ５−Ｍ５線における断面図である。この貫通配線基板１Ｅ（１）において、貫通配線２０Ｌ、２０Ｍは、基板の主面１０ａに設けられた端子と、主面１０ａに対して略垂直であって基板１０の厚み方向に平行な主面１０ｃに設けられた端子とを結ぶように配置されている。この場合も、貫通配線２０Ｌ、２０Ｍの長さは略等しい。
【００３９】
（貫通配線基板の製造方法）
次に、上述したような貫通配線基板１Ａ（１）の製造方法について説明する。
図９Ａ〜図９Ｄは、貫通配線基板１Ａ（１）の作製方法を工程順に模式的に示した断面図である。本実施形態では、基材として厚さが５００μｍのガラス（石英）基板を用いた。また、本実施形態における微細孔の作製方法は、レーザーを用いて石英基板の一部を改質した後、改質した部分をエッチングにより除去する。
【００４０】
まず、図９Ａに示すように、石英で形成された基板１０に、後の工程によって少なくとも微細孔が形成される箇所にレーザー光８０を照射して基板１０内に改質部８２を形成する。本実施形態においてはレーザー光８０の光源としてフェムト秒レーザーを用い、基板１０内部に焦点８１を結ぶようにレーザービームを照射し、例えば、数μｍ〜数十μｍの径を有する改質部を得る。その際、焦点８１と基板位置とを制御することにより、様々な形状の改質部８２を形成することができる。なお、微細孔が形成される基板１０は、石英基板に限定されず、例えば、サファイア等の絶縁基板１０又はアルカリ成分等を含んだような他の成分を有するガラス基板を用いることができる。ガラス基板の厚さも１５０μｍ〜１ｍｍ程度まで適宜設定できる。
【００４１】
次いで、図９Ｂに示すように、容器９０内に入れた所定の薬液９１中に、改質部８２が形成された基板１０を浸漬する。これにより、改質部８２は薬液によりウェットエッチングされ、基板１０内から除去される。その結果、図９Ｃに示すように、改質部８２が存在した部分に、微細孔８３（貫通孔２１）が形成される。本実施形態では、薬液としてフッ酸を主成分とする酸溶液を用いた。
【００４２】
本実施形態に用いられるエッチングは、改質部８２が改質されていない部分に比べて非常に早くエッチングされる現象を利用しており、改質部８２に起因した形状を有する微細孔８３を最終的に形成することができる。本実施形態においては、微細孔８３の孔径は５０μｍである。なお、薬液はフッ酸に限定されず、例えば、フッ酸に硝酸等を適量添加したフッ硝酸系の混酸等又は水酸化カリウム溶液のようなアルカリ溶液等を用いることができる。また、微細孔の孔径は、貫通配線の用途に応じて１０μｍ程度から３００μｍ程度の範囲であれば、適宜設定することができる。さらに、上記のような方法によって形成される微細孔８３は、基板１０を貫通する「貫通孔」に限定されず、基板を貫通しない「非貫通孔」であってもよい。
上述した方法により、石英基板１０の内部に三次元的に自由な構造を持つ微細孔８３を形成することができる。
【００４３】
次いで、図９Ｄに示すように、微細孔８３の内部に導電性物質８４（導体２２）を充填する。本実施形態では、導電性物質８４（導体２２）として金錫（Ａｕ−Ｓｎ）を用い、溶融金属充填法により微細孔内部に充填した。溶融金属充填法は、圧力差を用いて微細孔内部にも気密性よく短時間で充填できる方法である。なお、本実施形態においては、充填金属として金錫（Ａｕ−Ｓｎ）を用いたが、これに限定されない。異なる組成を有する金錫合金又は錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）等の金属、また、錫鉛（Ｓｎ−ＰＢ）系、錫（Ｓｎ）基、鉛（ＰＢ）基、金（Ａｕ）基、インジウム（Ｉｎ）基、アルミニウム（Ａｌ）基等のはんだを使用することができる。また、充填方法も溶融金属吸引法を用いたが、これに限定されず、めっき法、スパッタ法、ＣＶＤ法、超臨界流体成膜法、印刷法、及びこれらを組み合わせた方法等を適宜利用することができる。さらに、充填または成膜する導体も（Ａｕ−Ｓｎ）に限定されず、Ｃｕ、Ｗ、ポリシリコン、導電性ペースト、カーボンナノチューブなどを適宜用いることができる。
【００４４】
以上の方法により、複数の貫通配線２０を有する貫通配線基板１Ａ（１）を提供することができる。
なお、上述した実施形態においては、微細孔８３が基板１０を貫通している構造が採用されていたが、本発明はこの構造に限定されない。例えば、非貫通である微細孔８３を基板１０に形成しておき、金属を微細孔に充填した後、基板１０を研磨することにより貫通配線２０を形成することも可能である。
このように基板１０を研磨する際に、本実施形態の貫通配線２０においては、第二部位と第三部位の長手方向が主面と略垂直であるので、基板１０の主面を研磨したとしても、複数の貫通配線２０の配線抵抗にばらつきが生じない。
【００４５】
また、上述した実施形態では、レーザーを基板内に直接照射することにより基板１０を改質する構造を例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば、ホログラム技術を用いて基板１０を改質してもよい。
【００４６】
（電子デバイスパッケージ）
次に、このような本発明の貫通配線基板１Ａ（１）を用いた、電子デバイスパッケージについて説明する。
図１０は、本発明に係る電子デバイスパッケージの実施形態（構成例）を模式的に示す平面図である。また、図１１は、図１０のＭ６−Ｍ６線における断面図である。
この電子デバイスパッケージ５０においては、貫通配線基板１の少なくとも一方の主面に、電子デバイスが実装されている。上述したように、貫通配線基板１においては、複数の貫通配線２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…（２０）の各々の全長が略同じ長さであるので、貫通配線毎の長さの違いに起因する、貫通配線毎の抵抗値の違い（ばらつき）を抑制することができる。これにより、電子デバイスパッケージ５０においては、貫通配線基板１が有する複数の貫通配線２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…（２０）の電気抵抗が略均一になる。これにより、本発明によれば、伝送特性に優れた電子デバイスパッケージが得られる。
【００４７】
この電子デバイスパッケージ５０は、基板１０に形成された貫通孔２１に導体２２が充填又は成膜された貫通配線２０を有する貫通配線基板１と、基板１０の第一主面１０ａに配置された第一のデバイス５１と、基板１０の第二主面１０ｂに配置された第二のデバイス５３とを備える。第一のデバイス５１の電極配置と第二のデバイス５３の電極配置とは互いに異なる。
【００４８】
貫通配線基板１により、基板１０の第一主面１０ａに配置された第一のデバイス５１の複数の電極５２Ａ，５２Ｂ、５２Ｃ…と、基板１０の第二主面１０ｂに配置された第二のデバイス５３の複数の電極５４Ａ，５４Ｂ、５４Ｃ…とが、複数の貫通配線２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ…を介して電気的に接続される。
【００４９】
デバイス５１、５３としては、メモリー（記憶素子）やロジック（論理素子）等の集積回路（ＩＣ）、センサなどのＭＥＭＳデバイス、発光素子や受光素子などの光学デバイスが挙げられる。デバイス５１、５３の電極配置が異なっていれば、デバイス５１、５３の機能が相違していても、機能が同一であってもよい。特に、異種デバイスを高密度で集積することにより、３次元システムインパッケージ（ＳｉＰ）を実現することが可能である。
【００５０】
また、図１１に示すように、電子デバイスパッケージ５０において、露出している第二部位２５の端部及び第三部位２６の端部の少なくとも一方が、前記実装されるデバイス５１、５３の電極５２、５４に対向する位置に配置されている。デバイス５１、５３の電極と、前記第二部位２５の端部及び前記第三部位２６の端部の少なくとも一方とが電気的に接続されていることが好ましい。これにより、貫通配線基板１の両面に実装された、デバイス５１の電極５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）と、デバイス５３の電極５４（５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ）とが、表面配線を介することなく電気的に接続されるので、電極が如何なるレイアウトで高密度に配置された小型のデバイスであっても、電極５２と電極５４とを自由自在に接続することができる。
【００５１】
（電子部品）
本発明に係る電子部品は、上述したような本発明の電子デバイスパッケージ５０を少なくとも備えている。ゆえに、本発明は、伝送特性に優れた電子装置を実現できる。
【００５２】
以上、本発明の貫通配線基板、電子デバイスパッケージ、及び電子部品について説明してきたが、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、貫通配線を備えた貫通配線基板、及びこれを用いた電子デバイスパッケージ、電子部品に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１Ａ〜１Ｅ（１）  貫通配線基板、２，３  パッド、１０  基板、２０Ａ〜２０Ｍ（２０）  貫通配線、  ２１  貫通孔、２２  導体、４０  流路、５０  電子デバイスパッケージ、５１，５３  デバイス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年12月26日(2013.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通配線基板であって、
第一主面及び第二主面を有する単一の基板と、
前記基板の厚み方向とは異なる方向に延設された第一部位と、貫通配線の一方の端部を構成する第二部位と、貫通配線の他方の端部を構成する第三部位と、を少なくとも有し、前記第一主面及び前記第二主面を結ぶように前記基板の内部に設けられた複数の貫通配線と、
を備え、
前記第二部位は、前記第一主面に対して略垂直であり前記第一主面にて露出し、
前記第三部位は、前記第二主面に対して略垂直であり前記第二主面にて露出し、
前記複数の貫通配線の長さは、略同じであり、
前記第一部位の長手方向は、前記基板の主面に対して略平行であり、
前記第一主面には、前記貫通配線を構成する前記第二部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、
前記第二主面には、前記貫通配線を構成する前記第三部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、
前記第一部位と前記第二部位との交差部、及び前記第一部位と前記第三部位との交差部はそれぞれ略円弧形状の接続部で接続される
ことを特徴とする貫通配線基板。
【請求項２】
貫通配線基板であって、
第一主面及び第二主面を有する単一の基板と、
前記基板の厚み方向とは異なる方向に延設された第一部位と、貫通配線の一方の端部を構成する第二部位と、貫通配線の他方の端部を構成する第三部位と、を少なくとも有し、前記第一主面及び前記第二主面を結ぶように前記基板の内部に設けられた複数の貫通配線と、
を備え、
前記第二部位は、前記第一主面に対して略垂直であり前記第一主面にて露出し、
前記第三部位は、前記第二主面に対して略垂直であり前記第二主面にて露出し、
前記複数の貫通配線の長さは、略同じであり、
前記第一部位の長手方向は、前記基板の主面に対して傾斜しており、
前記第一主面には、前記貫通配線を構成する前記第二部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、
前記第二主面には、前記貫通配線を構成する前記第三部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、
前記第一部位と前記第二部位との交差部、及び前記第一部位と前記第三部位との交差部はそれぞれ略円弧形状の接続部で接続される
ことを特徴とする貫通配線基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の貫通配線基板であって、
前記基板は、前記基板を冷却する冷却部を有している
ことを特徴とする貫通配線基板。
【請求項４】
電子デバイスパッケージであって、
請求項１から３のいずれか一項に記載の貫通配線基板と、
前記貫通配線基板の前記第一主面及び前記第二主面のうち少なくとも一方に実装された電子デバイスと、
を備えることを特徴とする電子デバイスパッケージ。
【請求項５】
請求項４に記載の電子デバイスパッケージであって、
前記第二部位の端部及び前記第三部位の端部の少なくとも一方は、前記電子デバイスの端子に対向する位置に配置されており、前記電子デバイスの前記端子と電気的に接続している
ことを特徴とする電子デバイスパッケージ。
【請求項６】
電子部品であって、
請求項４又は請求項５に記載の電子デバイスパッケージを少なくとも備えた
ことを特徴とする電子部品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の第１態様の貫通配線基板は、第一主面及び第二主面を有する単一の基板と、前記基板の厚み方向とは異なる方向に延設された第一部位と、貫通配線の一方の端部を構成する第二部位と、貫通配線の他方の端部を構成する第三部位と、を少なくとも有し、前記第一主面及び前記第二主面を結ぶように前記基板の内部に設けられた複数の貫通配線と、を備え、前記第二部位は、前記第一主面に対して略垂直であり前記第一主面にて露出し、前記第三部位は、前記第二主面に対して略垂直であり前記第二主面にて露出し、前記複数の貫通配線の長さは、略同じであり、前記第一部位の長手方向は、前記基板の主面に対して略平行であり、前記第一主面には、前記貫通配線を構成する前記第二部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、前記第二主面には、前記貫通配線を構成する前記第三部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、前記第一部位と前記第二部位との交差部、及び前記第一部位と前記第三部位との交差部はそれぞれ略円弧形状の接続部で接続される。
また、本発明の貫通配線基板は、貫通配線基板であって、第一主面及び第二主面を有する単一の基板と、前記基板の厚み方向とは異なる方向に延設された第一部位と、貫通配線の一方の端部を構成する第二部位と、貫通配線の他方の端部を構成する第三部位と、を少なくとも有し、前記第一主面及び前記第二主面を結ぶように前記基板の内部に設けられた複数の貫通配線と、を備え、前記第二部位は、前記第一主面に対して略垂直であり前記第一主面にて露出し、前記第三部位は、前記第二主面に対して略垂直であり前記第二主面にて露出し、前記複数の貫通配線の長さは、略同じであり、前記第一部位の長手方向は、前記基板の主面に対して傾斜しており、前記第一主面には、前記貫通配線を構成する前記第二部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、前記第二主面には、前記貫通配線を構成する前記第三部位と電気的に接続するようにパッドが設けられており、前記第一部位と前記第二部位との交差部、及び前記第一部位と前記第三部位との交差部はそれぞれ略円弧形状の接続部で接続される。
【国際調査報告】
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