(57)【要約】  貫通電極基板は、無機材料で構成された基板と、前記基板の上に設けられた第１配線と、前記第１配線と離隔した位置において前記基板に設けられた貫通孔と、前記貫通孔の内壁に設けられた貫通電極と、前記第１配線及び前記貫通電極を接続する第２配線と、を有する。本開示によれば、ガラス基板を用いた高アスペクト比の貫通電極基板において、貫通電極と基板上の配線との導通が確保され、電気的信頼性が向上した貫通電極基板及びその製造方法を提供することができる。
2019065656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機材料で構成された基板と、
前記基板の上に設けられた第１配線と、
前記第１配線と離隔した位置において前記基板に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔の内壁に設けられた貫通電極と、
前記第１配線及び前記貫通電極を接続する第２配線と、
を有する、貫通電極基板。
【請求項２】
前記基板と前記貫通電極との間に設けられた密着層をさらに有する、請求項１に記載の貫通電極基板。
【請求項３】
前記第２配線は、さらに前記密着層に接する、請求項２に記載の貫通電極基板。
【請求項４】
前記密着層は、有機樹脂材料を含む、請求項２に記載の貫通電極基板。
【請求項５】
前記第１配線、前記第２配線及び前記貫通電極の上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の上に設けられた第３配線と、
前記絶縁層、前記第３配線及び前記貫通電極に接する第４配線と、をさらに有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の貫通電極基板。
【請求項６】
前記絶縁層は、有機樹脂材料で構成され、
前記貫通電極は、前記貫通孔の内壁及び前記絶縁層に設けられた開口部の内側に設けられる、請求項５に記載の貫通電極基板。
【請求項７】
前記貫通電極は、前記貫通孔の内壁に設けられた第１貫通電極と、前記絶縁層に設けられた前記開口部の内側に設けられた第２貫通電極とを含む、請求項６に記載の貫通電極基板。
【請求項８】
前記貫通孔のアスペクト比が３以上である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の貫通電極基板。
【請求項９】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の貫通電極基板を用いた半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、貫通電極基板に関する。特に、貫通電極と基板上の配線とを架橋する架橋配線を有する貫通電極基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやノートパソコンなどの電子機器の小型化や高速化に伴い、電子機器を構成する半導体部品や、半導体部品が搭載される配線基板に関しても、高密度化、高速化が進められている。【０００３】
複数の配線基板が積層される多層配線基板において、上下の配線を接続するために、配線基板を貫通する貫通電極が形成された貫通電極基板が用いられる。このような貫通電極を形成する方法として、基材が有機物である有機基板の場合は、貫通孔内に配線を形成して導通を得るために無電解銅めっきを行うことにより、基板上に形成された配線と貫通孔内に形成された貫通電極との導通を得ることが可能である。【０００４】
特許文献１には、基材がガラスエポキシである基板に有底の孔を形成し、有底の孔内に導電層が形成されたビアホールを有するプリント配線基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８―２０５０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、基材がガラス、シリコン、又はセラミックなどの無機材料からなる基板の場合、貫通孔の内壁を一様に粗化することが難しく、無電解銅めっきを形成するためには、予め密着層を形成する必要がある。また、密着層を形成して無電解銅めっきを行う場合、密着層が形成された部分にしか銅めっきが形成されない。この場合、基板上の配線と貫通孔内の貫通電極とを無電解銅めっきで接続すると、絶縁性の密着層を介して配線と貫通電極とが接続するため、電気的信頼性に問題がある。【０００７】
上記問題に鑑み、本開示は、ガラス等の無機材料からなる基板を用いた高アスペクト比の貫通電極基板において、貫通電極と基板上の配線との導通が確保され、電気的信頼性が向上した貫通電極基板及びその製造方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板は、無機材料で構成された基板と、前記基板の上に設けられた第１配線と、前記第１配線と離隔した位置において前記基板に設けられた貫通孔と、前記貫通孔の内壁に設けられた貫通電極と、前記第１配線及び前記貫通電極を接続する第２配線と、を有する。【０００９】
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板は、前記基板と前記貫通電極との間に設けられた密着層をさらに有してもよい。【００１０】
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板において、前記第２配線は、さらに前記密着層に接するものでもよい。【００１１】
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板において、前記密着層は、有機樹脂材料を含むものでもよい。【００１２】
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板は、前記第１配線、前記第２配線及び前記貫通電極の上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の上に設けられた第３配線と、前記絶縁層、前記第３配線及び前記貫通電極に接する第４配線と、をさらに有するものでもよい。【００１３】
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板において、前記絶縁層は、有機樹脂材料で構成され、前記貫通電極は、前記貫通孔の内壁及び前記絶縁層に設けられた開口部の内側に設けられてもよい。【００１４】
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板において、前記貫通電極は、前記貫通孔の内壁に設けられた第１貫通電極と、前記絶縁層に設けられた前記開口部の内側に設けられた第２貫通電極とを含むものでもよい。【００１５】
本開示の一実施形態に係る貫通電極基板は、前記貫通孔のアスペクト比が３以上であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本開示によれば、ガラス基板を用いた高アスペクト比の貫通電極基板において、貫通電極と基板上の配線との導通が確保され、電気的信頼性が向上した貫通電極基板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の一実施形態に係る貫通電極基板を用いる半導体装置の断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の上面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す切断線における断面図である。
【図３】本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の製造方法を説明する断面図である。
【図４】本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の製造方法を説明する断面図である。
【図５】本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の製造方法を説明する断面図である。
【図７】本開示の他の一実施形態に係る貫通電極基板の断面図である。
【図８】図７に示す貫通電極基板の上面図である。
【図９】図９（Ａ）は、本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の上面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す切断線における断面図である。
【図１０】本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の断面図である。
【図１１】本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本開示の各実施形態について、図面等を参照しながら説明する。但し、本開示は、その要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１９】
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等が模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。本明細書及び各図面において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備える要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省くことがある。
【００２０】
本明細書及び請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。また、本明細書及び請求の範囲において、「Ｕ」及びその矢印は断面において上又は上方を表し、「Ｄ」及びその矢印は断面において下又は下方を表すものとする。
【００２１】
本明細書及び請求の範囲において、ある構造体と他の構造体とが「重なる」という表現は、これらの構造体の平面視において、少なくとも一部が重なることを意味する。換言すると、これらの構造体のいずれか一方が他方の上、あるいは下に位置し、かつ、これらの構造体を上面から、あるいは下面から見た場合に、互いに少なくとも一部が重なることを意味する。
【００２２】
本開示の第１実施形態に係る貫通電極基板１００の構成及び貫通電極基板１００の製造方法について、図１から図６を参照して説明する。
【００２３】
［半導体装置の構造］
図１に、本開示の実施形態の一つである貫通電極基板１００を有する半導体装置１０００の一例を表す上面図を示す。半導体装置１０００は、プリント基板２００、貫通電極基板１００、集積回路３００、バンプ１２２、及び配線層１２０を有する。
【００２４】
集積回路３００は配線層１２０の上に複数設けられていてもよく、複数の集積回路３００は、配線層１２０を介して互いに電気的に接続されてもよい。また、各集積回路３００は、配線層１２０及びバンプ１２２等の導電体を介して、貫通電極基板１００と電気的に接続されている。貫通電極基板１００は、後述する貫通電極１０８を介してプリント基板２００と電気的に接続されている。
【００２５】
図１では、配線層１２０に電気的に接続される集積回路３００が、１つ、貫通電極基板１００に実装される例を示すが、ここで示す例に限定されない。集積回路３００の端子の数は４個でもよいし、５個以上でもよく、また、４個未満でもよい。また、貫通電極基板１００に実装される集積回路３００の個数は、複数であってもよいし、１個でもよい。さらに、貫通電極基板１００に実装される集積回路３００は、端子数が異なる集積回路が複数個実装されてもよい。半導体装置１０００の用途によって、適宜、選択することができる。なお、図１では、プリント基板２００上に貫通電極基板１００が実装される例を示すが、この例に限定されない。貫通電極基板１００が実装されるのは、例えば、ガラス基板上でもよいし、ＦＰＣのようなフレキシブルな素材の上でもよい。半導体装置の用途によって、適宜、選択することができる。
【００２６】
［配線基板の構造１］
図２に、本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の一例を示す。図２（Ａ）は本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の上面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す切断線における断面図である。
【００２７】
図２に、図１に示した貫通電極基板１００の部分上面図と部分断面図を示す。貫通電極基板１００は、第１面１０２ａ、第２面１０２ｂ、第１面１０２ａと第２面１０２ｂとを貫通する貫通孔１０を有するガラス基板１０２、及び、貫通孔１０の内壁に設けられる貫通電極１０８を有する。また、図２では一部省略されているが、第１面１０２ａ上には、図１に示す配線層１２０のような多層配線層が設けられてもよい。図２に示す第１配線１０４は、図１に示す配線層１２０の一部を構成するものである。
【００２８】
配線層１２０及びバンプ１２２は貫通電極１０８と電気的に接続されている。貫通電極１０８はバンプ１２２と電気的に接続されている。集積回路３００は、バンプ１２２を介して、配線層１２０と電気的に接続されている。貫通電極基板１００は、バンプ１２２を介して、プリント基板２００と電気的に接続されている。なお、第１面１０２ａと第２面１０２ｂとは、貫通電極基板１００に対して、上と下、又は、表と裏の関係になっている。
【００２９】
図２に示すように、貫通電極基板１００は、ガラス基板１０２と、ガラス基板１０２の第１面１０２ａから第２面１０２ｂを貫通する貫通孔１０と、ガラス基板１０２の第１面１０２ａ上に形成された第１配線１０４と、貫通孔１０の内壁に設けられた密着層１０６及び密着層１０６上に形成された貫通電極１０８とを有し、ガラス基板１０２の第１面１０２ａ上には、貫通電極１０８と第１配線１０４とを電気的に接続する第２配線１１０を有する。
【００３０】
本実施例では、基板としてガラス材料で構成されたガラス基板１０２を用いる例を示すが、本開示はこれに限定されるものではなく、シリコンを含む材料で構成されたシリコン基板、アルミナを含む材料で構成されたセラミック基板を用いてもよい。
【００３１】
ガラス基板１０２は、２つの主面として第１面１０２ａ及び第２面１０２ｂを有し、少なくとも第１面１０２ａ上に第１配線１０４が形成されている。第１配線１０４は、例えばＴＦＴ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、薄膜トランジスタ）を構成するものでもよい。
【００３２】
本実施例では、第１配線１０４は第１面１０２ａ上にのみ形成されているが、本開示はこれに限定されるものではなく、ガラス基板１０２の第１面１０２ａ及び第２面１０２ｂの両面に配線が形成されていてもよい。第１配線１０４の材料は、例えば銅などであってもよい。
【００３３】
ガラス基板１０２の板厚は、例えば２００μｍ〜９００μｍ程度であってもよい。
【００３４】
ガラス基板１０２の貫通孔１０内の側壁には、密着層１０６及び密着層１０６の上に形成された貫通電極１０８が形成されている。密着層１０６は、ガラス基板１０２上に貫通電極１０８の材料を無電解めっきにより形成するための下地として機能する。密着層１０６は、有機樹脂を含む材料で形成されてもよい。密着層１０６を構成する有機樹脂を含む材料は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂などであってもよい。密着層１０６を形成することにより、ガラス表面よりも触媒吸着性に優れる官能基を導入することができ、密着性の良好な銅やニッケルなどの無電解めっきを成膜することができる。
【００３５】
貫通電極１０８は、ガラス基板１０２の表面のうち密着層１０６が形成された部分に形成される。貫通電極１０８は、ガラス基板１０２の上下の導通を得るために形成されるため、ガラス基板１０２の貫通孔１０内の側壁をすべて覆うように形成され、貫通孔１０の内壁に沿って中空の円柱状に形成される。貫通電極１０８の中空部分をスルーホール１３０という場合がある。また、貫通電極１０８は、上下の配線と電気的に接続するため、ガラス基板１０２の第１面１０２ａないし第２面１０２ｂ上のスルーホール１３０の周縁部に、ランド１０８−１（スルーホール径よりも大きな「受け（ランド）」部分）を有してもよい。貫通電極１０８の材料は、例えば銅やニッケルであってもよい。
【００３６】
図２に示すように、貫通孔１０及びスルーホール１３０は、同じ中心軸を有する同心円であってもよい。貫通孔１０の孔径は、例えば４０μｍ〜１４０μｍ程度であってもよく、スルーホール１３０の孔径は、例えば３０μｍ〜１３５μｍ程度であってもよい。図２に示す配線基板では、貫通孔１０の孔径は、スルーホール１３０の孔径よりも大きくなる。
【００３７】
図２には中空のスルーホール１３０を示すが、スルーホール１３０の内部は貫通電極１０８と同じめっきで充填されていてもよく、また有機樹脂や貫通電極１０８とは別の金属で充填されていてもよい。
【００３８】
ガラス基板１０２の第１面１０２ａ上には、ガラス基板１０２と第１配線１０４と貫通電極１０８に接する第２配線１１０が形成されている。第２配線１１０は、第１配線１０４と貫通電極１０８の第１面１０２ａ上のランド１０８−１とを電気的に接続する架橋配線としての機能を有する。第２配線１１０の材料は、銅やニッケル、スズなど導電性を有する材料であればどのような材料であってもよい。
【００３９】
第２配線１１０は、図２に示すように単層でもよいが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、第２配線１１０の材料が銅である場合、銅とガラス基板１０２との密着性を向上させるために、銅とガラス基板１０２との間にＴｉなど低抵抗の金属膜からなる密着層を１層以上含む多層構造であってもよい。
【００４０】
図１０は、本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の断面図である。図１０に示す第２配線１１０´は、ガラス基板１０２の上に形成されるＴｉなど低抵抗の金属膜からなる密着層１１０−１と、密着層１１０−１の上に形成される銅など導電性を有する材料からなる第２配線部分１１０−２とが積層された２層構造を有する。図１０に示す構成によれば、第２配線１１０´の第２配線部分１１０−２とガラス基板１０２との密着性を向上させることができる。また、図示しないが、図１０に示す第２配線１１０´の密着層１１０−１は、２層以上の低抵抗の金属膜からなる多層構造であってもよい。
【００４１】
また、第２配線１１０は、ガラス基板１０２の一主面上に離間して形成された第１配線１０４と貫通電極１０８とを架橋して電気的に接続することのできる配線であればどのようなものであってもよい。例えば、第２配線１１０は、第１配線１０４と貫通電極１０８とを電気的に接続するワイヤーボンディングであってもよく、また、第１配線１０４と貫通電極１０８とを電気的に接続するはんだであってもよい。第２配線１１０の材料は、例えばニッケル、金、スズ、銅、アルミ、チタン、クロム、ＩＴＯなどの金属酸化物などであってもよい。
【００４２】
図２に示すように、一つの貫通電極１０８に対して複数の第２配線１１０が異なる方向に引き出されるように接続されてもよい。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。図１１は、本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の上面図である。図１１に示すように、一つの貫通電極１０８に対して一つの第２配線１１０のみが接続されて第１配線１０４に電気的に接続されてもよい。
【００４３】
第１配線１０４、第２配線１１０、及び貫通電極１０８は、導電性を有する材料で形成される。例えば、金、銀、銅、白金、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、又はイリジウム等を使用することができる。第１配線１０４、第２配線１１０、及び貫通電極１０８は同一の材料を使用してもよいし、異なる材料を組み合わせて使用してもよい。第１配線１０４、第２配線１１０、及び貫通電極１０８を、同一の材料で形成することにより、特性インピーダンス整合を向上させることができる。
【００４４】
本実施形態では、貫通電極１０８と第１配線１０４とが、第２配線１１０によって電気的に接続されているため、貫通電極１０８とガラス基板１０２上の第１配線１０４との導通が確保され、電気的信頼性が向上する。
【００４５】
［配線基板の構造１の変形例］
図２に示す例では、第２配線１１０は、貫通電極１０８の第１面１０２ａ上のランド１０８−１に直接接続されているが、本開示はこれに限定されるものではない。図９は、図２に示す本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の変形例を示す図である。図９（Ａ）は本開示の一実施形態に係る貫通電極基板の上面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す切断線における断面図である。
【００４６】
図９に示すように、貫通電極１０８は、第１面１０２ａ上に形成されたランド１０８−１から延長する配線部分１０８−２を有してもよい。この場合、第２配線１１０は、貫通電極１０８の第１面１０２ａ上に形成されたランド１０８−１から延長する配線部分１０８−２に直接接続されてもよい。
【００４７】
［配線基板の製造方法１］
図２に示す本開示の第１実施形態に係る貫通電極基板１００の製造方法について、図２から図６を参照して説明する。なお、図３から図６において、図１から図２と同じ構成については、同一の符号を付して説明する。
【００４８】
はじめに、ガラス基板１０２上に、第１配線１０４を形成する（図３を参照）。第１配線１０４は、ＴＦＴなどの素子を構成するものであってもよい。図３ではガラス基板１０２の第１面１０２ａ上に第１配線１０４が形成されているが、これに限定されるものではなく、第１面１０２ａのみならず、第２面１０２ｂにも第１配線１０４が形成されてもよい。
【００４９】
次に、片面又は両面に第１配線１０４が形成されたガラス基板１０２に、第１面１０２ａと第２面１０２ｂとを貫通する貫通孔１０を形成する（図４を参照）。ガラス基板１０２に貫通孔１０が形成される位置は、第１配線１０４が形成されていない部分である。貫通孔１０は、第１配線１０４と離隔した位置に形成される。貫通孔１０の形状は、上下の孔径がほぼ一定である円筒状であってもよい。
【００５０】
ガラス基板１０２に貫通孔１０を形成する方法は、任意の方法でよい。
【００５１】
次に、ガラス基板１０２に形成された貫通孔１０の内壁及び第１面１０２ａ、第２面１０２ｂ上の貫通孔の周縁部に、密着層１０６を形成する（図５を参照）。密着層１０６は、たとえばスピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング等の方法によって形成されてもよい。密着層１０６は、その後に貫通電極材料を成膜するための密着層として機能する。密着層１０６は、有機樹脂を含む材料で形成されてもよい。
【００５２】
次に、ガラス基板１０２の表面のうち密着層１０６が形成された部分に貫通電極１０８を形成する（図６を参照）。貫通電極１０８は、ガラス基板１０２の表面に形成された密着層１０６の上に形成される。貫通電極１０８は、無電解めっき法を使用して銅またはニッケルなどを被膜して形成される。
【００５３】
ここで、図９に示す配線基板の構造１の変形例を製造する場合には、貫通電極１０８の第１面１０２ａ上に形成されたランド１０８−１から延長する配線部分１０８−２も、貫通電極１０８と同時に上記工程にて形成されてもよい。具体的には、ガラス基板１０２の表面のうち密着層１０６が形成された部分に、ランド１０８−１及びランド１０８−１から延長する配線部分１０８−２を含む貫通電極１０８を形成する（図９を参照）。貫通電極１０８は、ガラス基板１０２の表面に形成された密着層１０６の上に形成される。貫通電極１０８は、無電解めっき法を使用して銅またはニッケルなどを被膜して形成される。
【００５４】
本開示では、密着層１０６を密着層、又は還元剤として使用することにより、ガラス基板１０２上に形成された貫通孔１０内に無電解めっき法等により貫通電極材料を成膜することができる。
【００５５】
本開示と異なり、密着層１０６を形成せず、ガラス基板１０２上に形成された貫通孔１０内に、スパッタ法により銅などの貫通電極材料を成膜する方法もある。
【００５６】
ガラス基板の貫通孔のアスペクト比が低い場合（例えば、板厚が小さい場合や孔径が大きい場合）であれば、スパッタ法により貫通孔内に銅などの電極材料を成膜する方法を用いる場合でも、貫通電極を形成することは可能である。
【００５７】
アスペクト比とは、板厚／孔径の値であり、ガラス基板１０２の板厚とガラス基板１０２の貫通孔の孔径との関係は、ガラス基板の貫通孔のアスペクト比で表現される。例えば板厚が大きい場合や孔径が小さい場合はアスペクト比が高くなり、板厚が小さい場合や孔径が大きい場合はアスペクト比が小さくなる。
【００５８】
しかし、ガラス基板の貫通孔のアスペクト比が高い場合（例えば、板厚が大きい場合や孔径が小さい場合）は、スパッタ法ではガラス基板の主面から遠い貫通孔の内部にまで十分に電極材料を成膜することができないため、貫通孔の内部に電極材料が形成されていない空白部分（ボイドや鬆（す））が発生しやすくなり、電気的信頼性に問題がある。例えば、ガラス基板の貫通孔のアスペクト比が３以上である場合には、スパッタ法では貫通孔内にボイドや鬆（す）が発生しやすく、電気的信頼性に問題が生じる。
【００５９】
本開示では、密着層１０６を密着層、又は還元剤として使用することにより、ガラス基板１０２に形成される貫通孔１０のアスペクト比が高い場合でも、無電解めっき法等により貫通孔１０内に貫通電極材料を十分に成膜することができる。したがって、本開示は、特にガラス基板１０２に形成される貫通孔１０のアスペクト比が３以上である高密度配置の配線基板において、電気的信頼性をより向上させることができる点で有益である。
【００６０】
次に、ガラス基板１０２上に形成された第１配線１０４と、第１配線１０４から離間した位置に形成された貫通電極１０８とを電気的に接続するため、第１配線１０４とガラス基板１０２と貫通電極１０８とに接する第２配線１１０を形成する（図２を参照）。図２では、第２配線１１０は、スパッタ法などによってガラス基板の第１面１０２ａに接するように形成された配線であるが、本開示はこれに限定されるものではない。
【００６１】
上述したように、ガラス基板１０２に無電解銅めっきを行って貫通電極１０８を形成するためには、ガラス基板１０２に密着層１０６を密着層として形成する必要がある。また、密着層１０６を介して貫通電極１０８を形成するだけでは、ガラス基板１０２上に予め形成されている第１配線１０４などの配線層と貫通電極１０８との導通を得ることができない。そこで、本開示は、ガラス基板１０２上に予め形成されている第１配線１０４などの配線層と、密着層１０６を介して形成された貫通電極１０８との導通を得るために、架橋配線として第２配線１１０を備える。
【００６２】
本開示では、ガラス基板１０２の一主面上に離間して形成された第１配線１０４と貫通電極１０８とを、第２配線１１０が架橋配線として電気的に接続するため、貫通電極１０８と第１配線１０４との導通が確保され、電気的信頼性の向上した貫通電極基板を提供することができる。
【００６３】
また、図２に示すように、第２配線１１０は、スパッタ法などによってガラス基板の第１面１０２ａに接するように形成された配線であってもよい。この場合、第２配線１１０は、ガラス基板１０２の一主面に直接接する（絶縁分離されていない）ように配置され、同じ面に直接接する第１配線１０４と貫通電極１０８（ただし貫通電極１０８とガラス基板１０２との間には密着層１０６が介在している。）とを架橋する。具体的には、図２において、ガラス基板の第１面１０２ａに直接接する第１配線１０４と、貫通電極１０８の第１面１０２ａ上のランド１０８−１とは、ガラス基板の第１面１０２ａに直接接する第２配線１１０によって電気的に接続されている。
【００６４】
図２に示す第２配線１１０の構造によれば、ガラス基板の第１面１０２ａに直接接する第１配線１０４と貫通電極１０８のランド１０８−１とが、ガラス基板の第１面１０２ａに直接接する第２配線１１０によって電気的に接続されているため、第１配線１０４や貫通電極１０８のランド１０８−１等が形成されているガラス基板の第１面１０２ａに直接接する層内での配線密度を高めることができる。このようにガラス基板の第１面１０２ａに直接接する層内の配線密度が高まれば、その分、他の層への配線形成が容易になり、配線のデザイン自由度が高くなる。
【００６５】
また、第１配線１０４と貫通電極１０８のランド１０８−１とが、ガラス基板の第１面１０２ａに直接接する同じ層内で接続されるため、第２配線１１０の配線長を短くすることができるので、抵抗が低く安定的に電流を流すことができる。また、第２配線１１０が、第１配線１０４や貫通電極１０８のランド１０８−１と同じ面に直接接するため、配線層を低背化することができる。さらに、当該配線層の上に絶縁層を介して他の配線を積層する場合、下層配線層の平坦性を確保することができる。
【００６６】
また、第１配線１０４、貫通電極１０８のランド１０８−１、及び第２配線１１０が、同じガラス基板の第１面１０２ａを下地として形成されているため、ガラス基板の第１面１０２ａの熱膨張による応力が、第１配線１０４、貫通電極１０８、及び第２配線１１０のそれぞれに均一にかかるため、配線の歪み・断線が発生しにくく、接続信頼性が高くなる。
【００６７】
［配線基板の構造２］
配線基板の構成２として、図７及び図８を参照して、本開示の他の一実施形態に係る貫通電極基板について説明する。なお、図１及び図２と同じ構成については、同一の符号を付して説明する。
【００６８】
図７に示す貫通電極基板１００´は、図２に示す貫通電極基板１００を構成するガラス基板１０２、第１貫通電極１０８ａ、第１配線１０４、及び第２配線１１０を含む。図７に示す貫通電極基板１００´は、さらに絶縁層１１２を有し、絶縁層１１２上には、第１配線１０４の上層の配線層を構成する第３配線１１４を有する。絶縁層１１２は、第１貫通電極１０８ａ上に開口部２０を有し、開口部２０の内壁には第２貫通電極１０８ｂが形成される。第２貫通電極１０８ｂと第３配線１１４とは、絶縁層１１２上の第４配線１１６によって架橋される構成を有する。
【００６９】
絶縁層１１２は、ガラス基板１０２の第１面１０２ａ上の第１配線１０４、第２配線１１０、第１貫通電極１０８の上を被覆するように設けられている。絶縁層１１２は、有機樹脂材料で構成された絶縁層であり、第１配線１０４で構成される配線層上に、第３配線層１１４で構成される別の配線層を積層するための層間絶縁膜として機能する。
【００７０】
絶縁層１１２は、第１貫通電極１０８ａが形成された貫通孔１０と重畳する位置に開口部２０を有し、絶縁層１１２の開口部２０の内壁には、第２貫通電極１０８ｂが形成されている。
【００７１】
第２貫通電極１０８ｂは、有機樹脂材料で構成された絶縁層１１２の開口部２０に形成されるため、第１貫通電極１０８ａと異なり、密着層を介在させる必要がない。したがって、第２貫通電極１０８ｂは、絶縁層１１２の表面に無電解銅めっきなどの方法により直接形成することができる。
【００７２】
第２貫通電極１０８ｂは、上層に形成される第３配線１１４と第１貫通電極１０８ａとを電気的に接続し、ガラス基板１０２の第１面１０２ａ上に形成される第３配線１１４と第２面１０２ｂ上に形成される他の配線等との間で上下の導通を得るために機能する。
【００７３】
第２貫通電極１０８ｂと第３配線とは、絶縁層１１２上の離間した位置に形成されており、第４配線１１６は、絶縁層１１２上で第２貫通電極１０８ｂと第３配線とを架橋して同一層で電気的に接続する。
【００７４】
図７に示す貫通電極基板１００´では、ガラス基板１０２の第１面１０２ａ上に、第１配線１０４を含む配線層と第３配線を含む配線層とが積層されており、第１配線１０４を含む配線層において、ガラス基板１０２の第１面１０２ａに直接接する第１貫通電極１０８ａと第１配線１０４とが、ガラス基板１０２の第１面１０２ａに直接接する第２配線１１０によって同一層で架橋される構成を有する。さらに、第３配線１１４を含む配線層において、絶縁層１１２の上面に直接接する第２貫通電極１０８ｂと第３配線１１４とが、絶縁層１１２の上面に直接接する第４配線１１６によって同一層で架橋される構成を有する。その他の構成は図１及び図２に示す貫通電極基板１００と同様である。
【００７５】
図７では、ガラス基板１０２の第１面１０２ａ上に、第１配線１０４を含む配線層と第３配線を含む配線層の２層が積層されているが、本開示はこれに限定されるものではなく、３層以上の配線層が積層されてもよい。
【００７６】
また、図７に示すように、貫通電極基板１００´は、第３配線１１４とガラス基板１０２の第２面１０２ｂ上に形成された他の配線等とを上下に導通する第３貫通電極１０８ｃをさらに備えてもよい。図７に示すように、第３貫通電極１０８ｃとガラス基板１０２との間には、絶縁層１１２が形成されていてもよい。絶縁層１１２の製造方法としては、例えば、ガラス基板１０２の表面にローラーコーターを用いて絶縁性の液状レジストフィルムをガラス基板１０２の表面に塗工する方法により絶縁層１１２を形成してもよい。その他、ディップコーターやスプレーコーターを用いて絶縁層１１２を形成してもよい。
【００７７】
図８は、図７に示す貫通電極基板の上面図である。図８において、最上面の配線や貫通電極を実線で示し、下層に位置する配線や貫通電極は透過図として破線で示した。図７及び図８に示すように、複数の第１貫通電極１０８ａは第１配線１０４を含む配線層で互いに接続されており、第２貫通電極１０８ｂは第１配線１０４の上層である第３配線１１４を含む配線層で他の貫通電極である第３貫通電極１０８ｃと接続されている。
【００７８】
本開示では、第４配線１１６が、絶縁層１１２上に離間して形成された第３配線１１４と第２貫通電極１０８ｂとを同一層で架橋して接続するため、第２貫通電極１０８ｂと第３配線１１４との導通が確保され、電気的信頼性の向上した貫通電極基板１００´を提供することができる。
【００７９】
図７及び図８に示すように、第２貫通電極１０８ｂは、中空部分であるスルーホール１３０ｂの周縁部にランド１０８ｂ−１を形成しており、このランドが他の配線と貫通電極とを電気的に接続する接続部分として機能する。また、第１貫通電極１０８ａ及び第３貫通電極１０８ｃも、第２貫通電極１０８ｂと同様にスルーホールの周縁部にランドを有していてもよい。
【００８０】
図７及び図８に示す複数の配線層を有する貫通電極基板１００´によれば、電気的信頼性を確保しつつ、配線層を積層することで、より配線密度を向上させることができる。
【００８１】
本開示の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本開示の要旨を備えている限り、本開示の範囲に含まれる。
【００８２】
また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと理解される。
【符号の説明】
【００８３】
１００、１００´：貫通電極基板、１０２：ガラス基板、１０２ａ：第１面、１０２ｂ：第２面、１０４：第１配線、１０：貫通孔、１０８、１０８ａ、１０８ｂ：貫通電極、１１０：第２配線、１０６：密着層、１１２：絶縁層、１１４：第３配線、１１６：第４配線、２０：開口部
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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