(57)【要約】      （修正有）【課題】迷光を低減することができる貫通電極基板を提供する。【解決手段】第１表面２１と、第１表面２１の反対側の第２表面２２とを有し、第１表面２１から第２表面２２まで貫通する貫通孔２３が設けられた透明基板２と、貫通孔２３の内部に位置する貫通電極４と、貫通電極４と貫通孔２３の側壁との間に位置し、顔料および染料の少なくとも一方を含有する樹脂層３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面と、前記第１表面の反対側の第２表面とを有し、前記第１表面から前記第２表面まで貫通する貫通孔が設けられた透明基板と、
前記貫通孔の内部に位置する貫通電極と、
前記貫通電極と前記貫通孔の側壁との間に位置し、顔料および染料の少なくとも一方を含有する樹脂層と、を備える貫通電極基板。
【請求項２】
前記樹脂層は、前記第１表面上の少なくとも一部および前記第２表面上の少なくとも一部のうち少なくとも一方に位置する請求項１に記載の貫通電極基板。
【請求項３】
前記樹脂層の厚みは、０．１μｍ以上５．０μｍ以下である請求項１又は２に記載の貫通電極基板。
【請求項４】
前記顔料は、ＰＲ２５４、ＰＲ１７７およびＰＲ２４２の少なくとも１つを含有する赤色顔料と、ＰＹ１５０、ＰＹ１３９およびＰＹ１３８の少なくとも１つを含有する黄色顔料と、ＰＧ３６、ＰＧ５８およびＰＧ７の少なくとも１つを含有する緑色顔料と、ＰＢ１５：６、ＰＢ１５：３およびＰＢ１５：４の少なくとも１つを含有する青色顔料と、少なくともＰＯ３６を含有する橙色顔料と、少なくともＰＶ２３を含有する紫色顔料と、からなる群から選択される２色以上の顔料と、カーボンブラックおよびチタンブラックの少なくとも１つを含有する黒色顔料と、の少なくとも一方を含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の貫通電極基板。
【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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、第１表面から第１表面の反対側の第２表面に至る貫通孔が設けられた基板と、貫通孔の内部に位置した貫通電極とを備える貫通電極基板が採用されていた。例えば、特許文献１では、ＬＳＩの実装密度を高めるために貫通電極基板を２つのＬＳＩチップ間に介在させるインターポーザとして利用する例を開示している。
【０００３】
従来、貫通電極基板に用いられる基板は、有機基板やセラミックス基板が主流であった。これに対して、近年では、透明性が要求される光学用途の貫通電極基板を得るために、透明基板が用いられるようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、透明基板を用いた貫通電極基板では、貫通孔の側壁などの透明基板の表面において光の屈折、散乱または反射などに因る迷光が発生し、発生した迷光が貫通電極基板の光学特性を低下させることが懸念される。
【０００６】
本開示の実施形態が解決しようとする課題は、迷光を低減することができる貫通電極基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様では、
第１表面と、前記第１表面の反対の第２表面とを有する透明基板と、
前記第１表面と前記第２表面とを貫通する貫通電極と、
少なくとも前記貫通電極と前記透明基板との間に位置し、顔料および染料の少なくとも一方を含有する樹脂層と、を備える貫通電極基板が提供される。
【０００８】
前記樹脂層は、前記第１表面上の少なくとも一部および前記第２表面上の少なくとも一部のうち少なくとも一方に位置してもよい。
【０００９】
前記樹脂層の厚みは、０．１μｍ以上５．０μｍ以下であってもよい。
【００１０】
前記顔料は、ＰＲ２５４、ＰＲ１７７およびＰＲ２４２の少なくとも１つを含有する赤色顔料と、ＰＹ１５０、ＰＹ１３９およびＰＹ１３８の少なくとも１つを含有する黄色顔料と、ＰＧ３６、ＰＧ５８およびＰＧ７の少なくとも１つを含有する緑色顔料と、ＰＢ１５：６、ＰＢ１５：３およびＰＢ１５：４の少なくとも１つを含有する青色顔料と、少なくともＰＯ３６を含有する橙色顔料と、少なくともＰＶ２３を含有する紫色顔料と、からなる群から選択される２色以上の顔料と、カーボンブラックおよびチタンブラックの少なくとも１つを含有する黒色顔料と、の少なくとも一方を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、迷光を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態による貫通電極基板を示す断面図である。
【図２】本実施形態による貫通電極基板の動作例を示す断面図である。
【図３】本実施形態の第１の変形例による貫通電極基板を示す断面図である。
【図４】本実施形態の第２の変形例による貫通電極基板を示す断面図である。
【図５】本実施形態の第３の変形例による貫通電極基板を示す断面図である。
【図６】本実施形態の第４の変形例による貫通電極基板を示す断面図である。
【図７】貫通電極基板を適用できる製品の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施形態に係る貫通電極基板の構成ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【００１４】
先ず、図１を参照しながら、本開示の貫通電極基板の一例について説明する。図１は、本実施形態による貫通電極基板１を示す断面図である。本実施形態の貫通電極基板は、例えば、光学用途のインターポーザ基板に用いることができる。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の貫通電極基板１は、透明基板２と、樹脂層３と、貫通電極４と、を備える。
【００１６】
（透明基板２）
透明基板２は、一般的な表示装置に用いられる透明基板と同様とすることができ、例えば具体的には、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材が挙げられる。この種の透明基板２は、透明性が要求される貫通電極基板１に好適に用いることができる。特に無アルカリガラスは信頼性とコストの点で好ましい。また、上記透明基板２の膜厚等については、一般的な表示装置に用いられる透明基板と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００１７】
透明基板２は、第１表面２１と、第１表面２１の反対側の第２表面２２とを有する。図１の例において、第１表面２１と第２表面２２とは互いに平行である。透明基板２の内部に貫通電極４を位置させるため、透明基板２には、第１表面２１から第２表面２２まで透明基板２を貫通する貫通孔２３が設けられている。
【００１８】
貫通孔２３は、貫通方向すなわち透明基板２の厚み方向Ｄ１に垂直な断面において円形状を有する。また、図示はしないが、貫通孔２３と、その内部に位置する貫通電極４および樹脂層３とは、厚み方向Ｄ１に直交する透明基板２の表面方向に間隔を空けて複数設けられている。
【００１９】
また、図１の例において、貫通孔２３の内径は、第１表面２１から第２表面２２に至るまで殆ど同一である。すなわち、図１の貫通孔２３は、円筒形状の側壁を有している。貫通孔２３の内径は、第１表面２１および第２表面２２の一方から他方に向かって漸減または漸増していてもよい。すなわち、貫通孔２３は、テーパ形状の側壁を有していてもよい。
【００２０】
（樹脂層３）
樹脂層３は、貫通孔２３の側壁を覆うように貫通孔２３の内部に位置している。すなわち、樹脂層３は、透明基板２と後述する貫通電極４との間に位置している。図１の例において、樹脂層３は、貫通孔２３の側壁を全面的に覆っている。また、図１の例において、樹脂層３は、貫通孔２３の側壁に直接接触している。樹脂層３と貫通孔２３の側壁との間には、樹脂層３と異なる層が位置していてもよい。
【００２１】
樹脂層３は、顔料および染料の少なくとも一方を含有する。
【００２２】
樹脂層３に含有される顔料は、好ましくは、以下の顔料Ａおよび顔料Ｂの少なくとも一方を含む。
【００２３】
顔料Ａ：
ＰＲ（ピグメントレッド）２５４、ＰＲ１７７およびＰＲ２４２の少なくとも１つを含有する赤色顔料と、
ＰＹ（ピグメントイエロー）１５０、ＰＹ１３９およびＰＹ１３８の少なくとも１つを含有する黄色顔料と、
ＰＧ（ピグメントグリーン）３６、ＰＧ５８およびＰＧ７の少なくとも１つを含有する緑色顔料と、
ＰＢ（ピグメントブルー）１５：６、ＰＢ１５：３およびＰＢ１５：４の少なくとも１つを含有する青色顔料と、
少なくともＰＯ（ピグメントオレンジ）３６を含有する橙色顔料と、
少なくともＰＶ（ピグメントバイオレット）２３を含有する紫色顔料と、
からなる群から選択される２色以上の顔料。
【００２４】
顔料Ｂ：
カーボンブラックおよびチタンブラックの少なくとも１つを含有する黒色顔料。
【００２５】
顔料Ａは、これを構成する２色以上の顔料が混合されることで、光の吸収率が増加すなわち透過率が減少された顔料である。顔料Ｂすなわち黒色顔料と組み合わせずに顔料Ａのみを単独で用いる場合、顔料Ａは、それ自体で黒色またはこれに近い顔料であることが好ましい。言い換えれば、顔料Ａを構成する２色以上の顔料は、互いに補色の関係にあることが好ましい。
【００２６】
顔料Ａおよび顔料Ｂは、光の吸収に適した暗色を有するうえに、多種多様の顔料の中でも、微細化すなわち粒子径を縮小する加工に適している。もし、顔料の粒子径が大きい場合、樹脂層３が十分に光を吸収することができず、樹脂層３において光の散乱に因る迷光が発生する虞がある。迷光が発生することで、貫通電極基板１に求められる光学特性を満足することが困難となる。例えば、迷光が発生することで、透明基板２に意図しない発光現象が生じたり、迷光が透明基板２の外部に漏洩したりする虞がある。
【００２７】
これに対して、本実施形態では、顔料Ａおよび顔料Ｂの少なくとも一方を含む顔料を用いることで、他の顔料を用いる場合よりも顔料の粒子径を小さくすることができる。顔料の粒子径を小さくすることで、顔料を含有する樹脂層３は、入射した光をその散乱を抑制しながら十分に吸収することができる。光を十分に吸収することで、迷光の発生を抑制できる。
【００２８】
顔料Ｂとしてとしてカーボンブラックを用いる場合、カーボンブラックは、樹脂材料で被覆処理することが望ましい。顔料Ａおよび顔料Ｂのうち、カーボンブラックは導電性を有する。導電性を有するカーボンブラックを被覆処理することで、カーボンブラックの導電性が貫通電極基板１の電気特性に悪影響を与えることを抑制することができる。例えば、樹脂層３によって意図しない短絡が発生することを抑制することができる。
【００２９】
また、樹脂層３に含有される染料は、例えばトリアリルメタン系染料、アゾ染料、フタロシアニン染料、アントラキノン染料などを用いることが出来るがこれらに限定されるものではない。
【００３０】
樹脂層３に含有される着色材料としては、顔料および染料のうち、顔料をより好適に用いることができる。なぜならば、顔料は、染料よりも堅牢な構造を有するため、染料を用いる場合と比較して樹脂層３の耐光性を向上できるからである。
【００３１】
また、樹脂層３の厚みは、０．１μｍ以上であることが好ましい。樹脂層３の厚みを０．１μｍ以上とすることで、樹脂層３が効果的に迷光を吸収できる。樹脂層３の厚みは、１．０μｍ以上であることよりが好ましい。また、樹脂層３の厚みは、５．０μｍ以下であることが好ましい。樹脂層３の厚みを５．０μｍ以下とすることで、貫通電極４の断面積を確保することができる。
【００３２】
また、樹脂層３の体積抵抗率は、１０１０Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。樹脂層３の体積抵抗率を１０１０Ω・ｃｍ以上とすることで、樹脂層３が貫通電極基板１の電気特性に与える影響を抑制することができる。
【００３３】
また、樹脂層３の光学濃度は、１以上であることが好ましい。樹脂層３の光学濃度を１以上とすることで、樹脂層３がより効果的に迷光を吸収できる。
【００３４】
（貫通電極４）
図１の例において、貫通電極４は、貫通孔２３内に充填されたフィルドビアタイプの貫通電極である。図１に示すように、貫通電極４は、貫通孔２３の内部に位置している。言い換えれば、貫通電極４は、第１表面２１から第２表面２２まで透明基板２を貫通している。
【００３５】
貫通電極４は、例えば、Ｃｕ（銅）を主成分として含有する。貫通電極４は、Ａｌ（アルミニウム）、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）その他の高融点化合物を主成分として含有していてもよい。
【００３６】
本実施形態の貫通電極基板１は、例えば、以下のようにして製造することができる。先ず、透明基板２を準備した後、透明基板２の第１表面２１上に、フォトリソグラフィによって貫通孔２３に相当する大きさの開口パターンを有するフォトレジストを形成する。フォトレジストを形成した後、第１表面２１から第２表面２２まで貫通孔２３を形成する。貫通孔２３は、例えば、フォトレジストをマスクとしたブラスト加工で形成してもよい。貫通孔２３を形成し、フォトレジストを除去した後、貫通孔２３の側壁を含めた透明基板２の表面全面に樹脂層３を形成する。樹脂層３は、例えば、ディップコートによって形成してもよい。樹脂層３を形成した後、貫通孔２３の内部を埋めるように、貫通電極４を形成する。貫通電極４の形成は、例えば、無電解めっき法または電解めっき法もしくはこれらの双方で行う。貫通電極４の形成にあたり、めっき層は、第１表面２１上の樹脂層３および第２表面２２上の樹脂層を被覆するように形成される。貫通電極４すなわちめっき層を形成した後、第１表面２１上の樹脂層３およびめっき層と、第２表面２２上の樹脂層３およびめっき層とを除去する。樹脂層３およびめっき層は、例えば、プラズマエッチングで除去してもよい。
【００３７】
図２は、本実施形態の動作例を示す断面図である。図２の例では、透明基板２への入射や空気と透明基板２との界面での光の散乱等によって発生した迷光Ｌが、第１表面２１または第２表面２２と空気との界面において全反射されながら、透明基板２内を伝搬される。そして、透明基板２内を伝搬された迷光Ｌは、貫通孔２３の側壁に到達し、貫通孔２３の側壁に位置する樹脂層３に入射する。樹脂層３は、上述した顔料Ａおよび顔料Ｂの少なくとも一方を含んでいるため、入射した迷光Ｌを効果的に吸収できる。迷光Ｌを吸収することで、貫通孔２３の側壁における光散乱の発生を抑制できる。これにより、樹脂層３に入射した迷光Ｌと、貫通孔２３の側壁における迷光Ｌの光散乱に起因して発生する新たな迷光との双方を効果的に低減できる。
【００３８】
（第１の変形例）
次に、樹脂層３が第１表面２１上および第２表面２２上にも位置する第１の変形例について説明する。図３は、本実施形態の第１の変形例による貫通電極基板１を示す断面図である。
【００３９】
図１の貫通電極基板１では、樹脂層３が貫通孔２３の側壁と貫通電極４との間にのみ位置していた。これに対して第１の変形例の貫通電極基板１では、図３に示すように、第１表面２１上、第２表面２２上および側面２４上にも樹脂層３が位置している。図３の例において、樹脂層３は、第１表面２１の全面および第２表面２２の全面にわたって位置しているが、実際は、第１表面２１上の樹脂層３の一部および第２表面２２上の樹脂層３の一部が開口されていてよい。
【００４０】
第１の変形例によれば、第１表面２１および第２表面２２を樹脂層３で被覆することで、透明基板２内への迷光の進入を効果的に抑制することができる。これにより、図１の構成と同様に迷光を低減することができる。
【００４１】
また、第１の変形例の貫通電極基板１は、図１の貫通電極基板１と異なり、製造工程において第１表面２１上および第２表面２２上の樹脂層３を除去する工程が不要となる。これにより、製造工程を簡素化することができ、製造コストを削減することができる。
【００４２】
（第２の変形例）
次に、貫通電極４をコンフォーマルビアタイプとした第２の変形例について説明する。図４は、本実施形態の第２の変形例による貫通電極基板１を示す断面図である。これまでは、フィルドビアタイプの貫通電極４を備えた貫通電極基板１の例について説明した。これに対して、第２の変形例の貫通電極基板１は、中空部を有するコンフォーマルビアタイプの貫通電極４を備える。
【００４３】
図４に示すように、貫通電極４は、側壁部分４１と、第１表面部分４２および第２表面部分４３とを有する。
【００４４】
側壁部分４１は、貫通孔２３の側壁を覆っている。側壁部分４１の内部には、絶縁層６が位置している。言い換えると、絶縁層６は、側壁部分４１の内部において貫通孔２３を埋めている。貫通孔２３を埋めることで、絶縁層６は、例えば、素子の樹脂封止の際に固化前の樹脂が貫通孔２３の内部に進入して歩留りを悪化させることを抑制できる。絶縁層６は、例えば、樹脂層であってもよい。なお、貫通孔２３の内部は、絶縁層６が存在しない空隙部であってもよい。
【００４５】
第１表面部分４２は、第１表面２１上において側壁部分４１に連続している。第１表面部分４２は、平面視した場合に、貫通孔２３と同心の円環形状を有している。第１表面部分４２は、第１表面２１における貫通孔２３の周縁部を覆っている。
【００４６】
第２表面部分４３は、第２表面２２上において側壁部分４１に連続している。第１表面部分４２と同様に、第２表面部分４３も、貫通孔２３と同心の円環形状を有している。第２表面部分４３は、第２表面２２における貫通孔２３の周縁部を覆っている。
【００４７】
第２の変形例の貫通電極基板１によれば、コンフォーマルビアタイプの貫通電極４を備えた貫通電極基板１においても、フィルドビアタイプの貫通電極４を備えた場合と同様に、顔料Ａおよび顔料Ｂの少なくとも一方を含む顔料を含有する樹脂層３によって、迷光を効果的に低減できる。
【００４８】
（第３の変形例）
次に、コンフォーマルビアタイプの貫通電極４を備えた第３の変形例の貫通電極基板１について説明する。図５は、本実施形態の第３の変形例による貫通電極基板１を示す断面図である。
【００４９】
第２の変形例では、樹脂層３が、貫通孔２３の側壁と貫通電極４の側壁部分４１との間にのみ位置している。これに対して、第３の変形例では、樹脂層３が、更に、貫通電極４の第１表面部分４２と第１表面２１との間と、第２表面部分４３と第２表面２２との間に位置している。
【００５０】
第３の変形例によれば、第１表面部分４２と第１表面２１との間および第２表面部分４３と第２表面２２との間にも樹脂層３が位置することで、迷光を更に効果的に吸収することができる。また、製造工程の際に、第１表面２１および第２表面２２上に形成された樹脂層３とめっき層とを表面部分４２、４３に応じた形状に加工することで、表面部分４２、４３と樹脂層３とを同時に形成することができる。
【００５１】
（第４に変形例）
次に、第４の変形例の貫通電極基板１として、貫通電極基板１のカメラ１００への適用例について説明する。図６は、本実施形態の第４の変形例による貫通電極基板１を示す断面図である。
【００５２】
図６に示すように、第４の変形例の貫通電極基板１は、被写体からの物体光Ｌを取り込むレンズ７と、レンズ７で取り込まれた物体光Ｌを結像するＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子８とを備えたカメラ１００に搭載されている。貫通電極基板１は、レンズ７と固体撮像素子８との間に位置しており、レンズ７で取り込まれた物体光Ｌを固体撮像素子８側に透過する。
【００５３】
図６の例において、樹脂層３は、貫通孔２３の側壁と貫通電極４との間、第１表面２１および第２表面２２に位置している。ただし、物体光Ｌを透過できるように、レンズ７に面する第１表面２１ａおよび固体撮像素子８に面する第２表面２２ａには、樹脂層３が位置していない。
【００５４】
第４の変形例の貫通電極基板１によれば、カメラ１００に生じた迷光ＳＬを樹脂層３で吸収できるので、例えば、固体撮像素子８側への迷光ＳＬの漏洩による撮像品位の低下を抑制することができる。
【００５５】
（製品への適用例）
図７は、上記各態様の貫通電極基板１を適用できる製品の例を示す図である。本開示の実施形態に係る貫通電極基板１は、光学用途の様々な製品に適用できる。例えば、貫通電極基板１は、携帯電話１１０のカメラ、スマートフォン１２０のカメラ、デジタルビデオカメラ１３０、デジタルカメラ１４０等に搭載できる。
【００５６】
本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  貫通電極基板
２  透明基板
２１  第１表面
２２  第２表面
２３  貫通孔
３  樹脂層
４  貫通電極
【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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