(57)【要約】      （修正有）【課題】基板表面と孔の側壁とにシード層を形成する場合のシード層を薄型化し、配線層が厚くならない貫通電極基板を提供する。【解決手段】基板の貫通孔２０の側壁２１が基板第１面１３から第２面１４にわたって先細りとなるテーパ状となっており、貫通孔の側壁２１と基板の法線方向ｎｄとがなす角度αが、１．０度以上とされた基板を準備する工程と、基板の第１面１３、第２面１４及び貫通孔２０に、物理蒸着及びスパッタリングのうちの少なくともいずれかを用いて、シード層２２１を形成する工程と、シード層上にめっき層２２２を形成する工程と、を備える。シード層２２１を形成する工程では、第１配線層３１のシード層及び第２配線層４１のシード層の各厚みが１．０μｍ以上となるように、第１配線層のシード層及び第２配線層のシード層を形成するとともに、貫通孔の側壁２１に貫通電極のシード層２２１を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板であって、前記貫通孔の側壁が前記第１面から前記第２面にわたって先細りとなるテーパ状となっており、前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度が、１．０度以上とされた基板を準備する工程と、
前記基板の前記第１面、前記第２面及び前記貫通孔に、物理蒸着及びスパッタリングのうちの少なくともいずれかを用いて、シード層を形成する工程と、
前記シード層上にめっき層を形成することにより、前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、前記貫通孔に位置する貫通電極と、を形成する工程と、を備え、
前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層の各厚みが１．０μｍ以上となるように、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を形成するとともに、前記貫通孔の側壁に前記貫通電極のシード層を形成する、貫通電極基板の製造方法。
【請求項２】
第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板であって、前記貫通孔の側壁が前記第１面から前記第２面にわたって先細りとなるテーパ状となっており、前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度が、０．８度以上とされた基板を準備する工程と、
前記基板の前記第１面、前記第２面及び前記貫通孔に、物理蒸着及びスパッタリングのうちの少なくともいずれかを用いて、シード層を形成する工程と、
前記シード層上にめっき層を形成することにより、前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、前記貫通孔に位置する貫通電極と、を形成する工程と、を備え、
前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層の各厚みが１.５μｍ以上となるように、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を形成するとともに、前記貫通孔の側壁に前記貫通電極のシード層を形成する、貫通電極基板の製造方法。
【請求項３】
前記貫通電極のシード層、前記第１配線層のシード層、及び前記第２配線層のシード層はそれぞれ、スパッタリングにより形成される、請求項１に記載の貫通電極基板の製造方法。
【請求項４】
前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を、3.0μｍ以下の厚みの範囲で形成する、請求項１乃至３のいずれかに記載の貫通電極基板の製造方法。
【請求項５】
前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度は、12度以下である、請求項１乃至４のいずれかに記載の貫通電極基板の製造方法。
【請求項６】
前記基板の厚みは、３００μｍ以上４００μｍ以下である、請求項１乃至５のいずれかに記載の貫通電極基板の製造方法。
【請求項７】
第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板であって、前記貫通孔の側壁が、前記第１面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第１側壁部と、前記第２面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第２側壁部と、有し、前記貫通孔の前記第１側壁部及び前記第２側壁部のそれぞれと、基板の法線方向とがなす角度が、１．０度以上とされた基板を準備する工程と、
前記基板の前記第１面、前記第２面及び前記貫通孔に、物理蒸着及びスパッタリングのうちの少なくともいずれかを用いて、シード層を形成する工程と、
前記シード層上にめっき層を形成することにより、前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、前記貫通孔に位置する貫通電極と、を形成する工程と、を備え、
前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層の各厚みが１．０μｍ以上となるように、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を形成するとともに、前記貫通孔の側壁に前記貫通電極のシード層を形成する、貫通電極基板の製造方法。
【請求項８】
前記貫通電極のシード層、前記第１配線層のシード層、及び前記第２配線層のシード層はそれぞれ、スパッタリングにより形成される、請求項７に記載の貫通電極基板の製造方法。
【請求項９】
前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を、3.0μｍ以下の厚みの範囲で形成する、請求項７又は８に記載の貫通電極基板の製造方法。
【請求項１０】
前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度は、12度以下である、請求項７乃至９のいずれかに記載の貫通電極基板の製造方法。
【請求項１１】
前記基板の厚みは、３００μｍ以上４００μｍ以下である、請求項７乃至１０のいずれかに記載の貫通電極基板の製造方法。
【請求項１２】
第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板と、
前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、
前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、
前記貫通孔に位置する貫通電極と、を備え、
前記貫通孔の側壁が前記第１面から前記第２面にわたって先細りとなるテーパ状となっており、
前記貫通孔の側壁と前記基板の法線方向とがなす角度が、１．０度以上とされ、
前記貫通電極は、前記貫通孔の側壁に設けられるコンフォーマルビアであり、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続しており、
前記貫通電極、前記第１配線層、及び前記第２配線層はそれぞれ、シード層と、めっき層とを含み、
前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、１．０μｍ以上である、貫通電極基板。
【請求項１３】
第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板と、
前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、
前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、
前記貫通孔に位置する貫通電極と、を備え、
前記貫通孔の側壁が前記第１面から前記第２面にわたって先細りとなるテーパ状となっており、
前記貫通孔の側壁と前記基板の法線方向とがなす角度が、０．８度以上とされ、
前記貫通電極は、前記貫通孔の側壁に設けられるコンフォーマルビアであり、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続しており、
前記貫通電極、前記第１配線層、及び前記第２配線層はそれぞれ、シード層と、めっき層とを含み、
前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、１.５μｍ以上である、貫通電極基板。
【請求項１４】
前記貫通電極のシード層、前記第１配線層のシード層、及び前記第２配線層のシード層はそれぞれ、スパッタ層からなる、請求項１２又は１３に記載の貫通電極基板。
【請求項１５】
前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、3.0μｍ以下である、請求項１２乃至１４のいずれかに記載の貫通電極基板。
【請求項１６】
前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度は、12度以下である、請求項１２乃至１５のいずれかに記載の貫通電極基板。
【請求項１７】
前記基板の厚みは、３００μｍ以上４００μｍ以下である、請求項１２乃至１６のいずれかに記載の貫通電極基板。
【請求項１８】
第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板と、
前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、
前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、
前記貫通孔に位置する貫通電極と、を備え、
前記貫通孔の側壁が、前記第１面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第１側壁部と、前記第２面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第２側壁部と、有し、
前記貫通孔の前記第１側壁部及び前記第２側壁部のそれぞれと、前記基板の法線方向とがなす角度が、１．０度以上とされ、
前記貫通電極は、前記貫通孔の側壁に設けられるコンフォーマルビアであり、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続しており、
前記貫通電極、前記第１配線層、及び前記第２配線層はそれぞれ、シード層と、めっき層とを含み、
前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、１．０μｍ以上である、貫通電極基板。
【請求項１９】
前記貫通電極のシード層、前記第１配線層のシード層、及び前記第２配線層のシード層はそれぞれ、スパッタ層からなる、請求項１８に記載の貫通電極基板。
【請求項２０】
前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、3.0μｍ以下である、請求項１８又は１９に記載の貫通電極基板。
【請求項２１】
前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度は、12度以下である、請求項１８乃至２０のいずれかに記載の貫通電極基板。
【請求項２２】
前記基板の厚みは、３００μｍ以上４００μｍ以下である、請求項１８乃至２１のいずれかに記載の貫通電極基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、貫通電極基板の製造方法に関する。また、本発明は、貫通電極基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
貫通電極基板は、例えば特許文献１に開示されるように、第１面及び第２面を含む基板と、基板に設けられた複数の孔と、基板の第１面側から第２面側へ至るように孔の内部に設けられた電極部と、を備えている。このような貫通電極基板は、従来から様々な用途で利用されており、例えば携帯電話等の電子機器に実装されたりする。なお、以下の説明では、上記電極部のことを貫通電極と呼ぶ。
【０００３】
このような貫通電極基板の貫通電極は、基板の孔の側壁にシード層を形成した後に、めっき処理を行うことで形成される場合がある。この際のシード層の形成には、蒸着やスパッタリングを用いることができる。
【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】
蒸着やスパッタリングによってシード層を形成する際には、基板表面と孔の側壁とにシード層を同時に形成し、基板表面のシード層を配線層の一部として利用する場合がある。このように基板表面と孔の側壁とにシード層を形成する場合、シード層が、基板表面に比べて孔の側壁に付着し難くなることから、蒸着またはスパッタリングの処理時間を長く確保する必要がある。このような事情から、従来の多くの貫通電極基板では、基板表面に積層されるシード層が厚くなっており、めっき処理を経て形成される基板表面の配線層も厚くなっていた。そのため、配線層および貫通電極の各シード層の効率的な作製と薄型化とに改善の余地があった。
【０００６】
また上述のように基板表面の配線層が厚くなる場合には、配線層をエッチングによりパターニングする際のサイドエッチング量が大きくなる。そのため、配線層を効率的にパターニングすることにも改善の余地があった。
【０００７】
本開示の実施形態は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、実装先となる機器の薄型化に寄与する貫通電極基板を効率的に製造することができる貫通電極基板の製造方法及び貫通電極基板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】
【０００８】
本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板であって、前記貫通孔の側壁が前記第１面から前記第２面にわたって先細りとなるテーパ状となっており、前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度が、１．０度以上とされた基板を準備する工程と、前記基板の前記第１面、前記第２面及び前記貫通孔に、物理蒸着及びスパッタリングのうちの少なくともいずれかを用いて、シード層を形成する工程と、前記シード層上にめっき層を形成することにより、前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、前記貫通孔に位置する貫通電極と、を形成する工程と、を備え、前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層の各厚みが１．０μｍ以上となるように、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を形成するとともに、前記貫通孔の側壁に前記貫通電極のシード層を形成する、貫通電極基板の製造方法、である。
【０００９】
また、本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板であって、前記貫通孔の側壁が前記第１面から前記第２面にわたって先細りとなるテーパ状となっており、前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度が、０．８度以上とされた基板を準備する工程と、前記基板の前記第１面、前記第２面及び前記貫通孔に、物理蒸着及びスパッタリングのうちの少なくともいずれかを用いて、シード層を形成する工程と、前記シード層上にめっき層を形成することにより、前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、前記貫通孔に位置する貫通電極と、を形成する工程と、を備え、前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層の各厚みが１.５μｍ以上となるように、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を形成するとともに、前記貫通孔の側壁に前記貫通電極のシード層を形成する、貫通電極基板の製造方法、である。
【００１０】
本開示の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法において、前記貫通電極のシード層、前記第１配線層のシード層、及び前記第２配線層のシード層はそれぞれ、スパッタリングにより形成されてもよい。
【００１１】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法において、前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を、3.0μｍ以下の厚みの範囲で形成してもよい。
【００１２】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法において、前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度は、12度以下であってもよい。
【００１３】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法において、前記基板の厚みは、３００μｍ以上４００μｍ以下であってもよい。
【００１４】
また、本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板であって、前記貫通孔の側壁が、前記第１面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第１側壁部と、前記第２面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第２側壁部と、有し、前記貫通孔の前記第１側壁部及び前記第２側壁部のそれぞれと、基板の法線方向とがなす角度が、１．０度以上とされた基板を準備する工程と、前記基板の前記第１面、前記第２面及び前記貫通孔に、物理蒸着及びスパッタリングのうちの少なくともいずれかを用いて、シード層を形成する工程と、前記シード層上にめっき層を形成することにより、前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、前記貫通孔に位置する貫通電極と、を形成する工程と、を備え、前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層の各厚みが１．０μｍ以上となるように、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を形成するとともに、前記貫通孔の側壁に前記貫通電極のシード層を形成する、貫通電極基板の製造方法、である。
【００１５】
本開示の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法において、前記貫通電極のシード層、前記第１配線層のシード層、及び前記第２配線層のシード層はそれぞれ、スパッタリングにより形成されてもよい。
【００１６】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法において、前記シード層を形成する工程では、前記第１配線層のシード層及び前記第２配線層のシード層を、3.0μｍ以下の厚みの範囲で形成してもよい。
【００１７】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法において、前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度は、12度以下であってもよい。
【００１８】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法において、前記基板の厚みは、３００μｍ以上４００μｍ以下であってもよい。
【００１９】
また、本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板と、前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、前記貫通孔に位置する貫通電極と、を備え、前記貫通孔の側壁が前記第１面から前記第２面にわたって先細りとなるテーパ状となっており、前記貫通孔の側壁と前記基板の法線方向とがなす角度が、１．０度以上とされ、前記貫通電極は、前記貫通孔の側壁に設けられるコンフォーマルビアであり、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続しており、前記貫通電極、前記第１配線層、及び前記第２配線層はそれぞれ、シード層と、めっき層とを含み、前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、１．０μｍ以上である、貫通電極基板、である。
【００２０】
また、本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板と、前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、前記貫通孔に位置する貫通電極と、を備え、前記貫通孔の側壁が前記第１面から前記第２面にわたって先細りとなるテーパ状となっており、前記貫通孔の側壁と前記基板の法線方向とがなす角度が、０．８度以上とされ、前記貫通電極は、前記貫通孔の側壁に設けられるコンフォーマルビアであり、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続しており、前記貫通電極、前記第１配線層、及び前記第２配線層はそれぞれ、シード層と、めっき層とを含み、前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、１.５μｍ以上である、貫通電極基板、である。
【００２１】
本開示の実施形態に係る貫通電極基板において、前記貫通電極のシード層、前記第１配線層のシード層、及び前記第２配線層のシード層はそれぞれ、スパッタ層からなる、ものでもよい。
【００２２】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板において、前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、3.0μｍ以下であってもよい。
【００２３】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板において、前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度は、12度以下であってもよい
【００２４】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板において、前記基板の厚みは、３００μｍ以上４００μｍ以下であってもよい。
【００２５】
また、本開示の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含むとともに貫通孔が設けられた基板と、前記第１面上に位置し、導電性を有する第１配線層と、前記第２面上に位置し、導電性を有する第２配線層と、前記貫通孔に位置する貫通電極と、を備え、前記貫通孔の側壁が、前記第１面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第１側壁部と、前記第２面から前記基板の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第２側壁部と、有し、前記貫通孔の前記第１側壁部及び前記第２側壁部のそれぞれと、前記基板の法線方向とがなす角度が、１．０度以上とされ、前記貫通電極は、前記貫通孔の側壁に設けられるコンフォーマルビアであり、前記第１配線層と前記第２配線層とを電気的に接続しており、前記貫通電極、前記第１配線層、及び前記第２配線層はそれぞれ、シード層と、めっき層とを含み、前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、１．０μｍ以上である、貫通電極基板、である。
【００２６】
本開示の実施形態に係る貫通電極基板において、前記貫通電極のシード層、前記第１配線層のシード層、及び前記第２配線層のシード層はそれぞれ、スパッタ層からなる、ものでもよい。
【００２７】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板において、前記第１配線層のシード層と前記第２配線層のシード層の各厚みは、3.0μｍ以下であってもよい。
【００２８】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板において、前記貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度は、12度以下であってもよい。
【００２９】
また本開示の実施形態に係る貫通電極基板において、前記基板の厚みは、３００μｍ以上４００μｍ以下であってもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本開示の実施形態によれば、実装先となる機器の薄型化に寄与する貫通電極基板を効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態に係る貫通電極基板を示す断面図である。
【図２】図１の貫通電極基板の貫通電極を拡大して示す断面図である。
【図３】貫通電極基板の第１面第１導電層を示す平面図である。
【図４】貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図５】貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図６】貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図７】貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図８】貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図９】貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図１０】貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図１１】貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図１２】貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図１３】他の実施形態に係る貫通電極基板を示す断面図である。
【図１４】図１３の貫通電極基板の貫通電極を拡大して示す断面図である。
【図１５】図１３の貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図１６】図１３の貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図１７】図１３の貫通電極基板の製造工程を示す図である。
【図１８】貫通電極基板および素子を備える実装基板の一例の断面図である。
【図１９】貫通電極基板が搭載される製品の例を示す図である。
【図２０】貫通電極基板を構成する基板の貫通孔の寸法条件と、形成されるシード層との関係を検証した実験１の結果を示す図である。
【図２１】貫通電極基板を構成する基板の貫通孔の寸法条件と、形成されるシード層との関係を検証した実験２の結果を示す図である。
【図２２】貫通電極基板を構成する基板の貫通孔の寸法条件と、形成されるシード層との関係を検証した実験３の結果を示す図である。
【図２３】貫通電極基板を構成する基板の貫通孔の寸法条件と、形成されるシード層との関係を検証した実験４の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本開示の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法及び当該製造方法によって製造される貫通電極基板について、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」などの用語は、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。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。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。
【００３３】
貫通電極基板
以下、本開示の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る製造方法によって製造される貫通電極基板１０の構成について説明する。図１は、貫通電極基板１０を示す断面図である。
【００３４】
貫通電極基板１０は、基板１２、貫通電極２２、第１配線構造部３０及び第２配線構造部４０を備える。以下、貫通電極基板１０の各構成要素について説明する。
【００３５】
（基板）
基板１２は、第１面１３、及び、第１面１３の反対側に位置する第２面１４を含む。また、基板１２には、第１面１３から第２面１４に至る複数の貫通孔２０が設けられている。
【００３６】
基板１２は、一定の絶縁性を有する無機材料を含んでいる。例えば、基板１２は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、樹脂基板、シリコン基板、炭化シリコン基板、アルミナ(Al2O3)基板、窒化アルミ(AlN)基板、酸化ジリコニア(ZrO2)基板など、又は、これらの基板が積層されたものである。基板１２は、アルミニウム基板、ステンレス基板など、導電性を有する材料から構成された基板を部分的に含んでいてもよい。
【００３７】
基板１２で用いるガラスの例としては、無アルカリガラスなどを挙げることができる。無アルカリガラスとは、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ成分を含まないガラスである。無アルカリガラスは、例えば、アルカリ成分の代わりにホウ酸を含む。また、無アルカリガラスは、例えば、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのアルカリ土類金属酸化物を含む。無アルカリガラスの例としては、旭硝子製のＥＮ−Ａ１や、コーニング製のイーグルＸＧなどを挙げることができる。基板１２がガラスを含むことにより、基板１２の絶縁性を高めることができる。これにより、後述するように第１配線構造部３０の一部によってキャパシタ１５が形成されている場合に、キャパシタ１５の耐電圧特性を高めることができる。
【００３８】
また基板１２がガラスを含む場合、基板１２の厚みは、例えば２５０μｍ以上且つ４５０μｍ以下である。とりわけ基板１２の厚みが３００μｍ以上且つ４００μｍ以下の範囲である場合には、後述の本実施形態に係る製造方法によって、所望の貫通電極基板１０を確実に得ることができるようになる。
【００３９】
図１に示す例において、基板１２に形成された貫通孔２０は、その側壁２１が第１面１３から第２面１４にわたって先細りとなるテーパ状となっている。より詳しくは、本例における貫通孔２０は平面視で円形状であり、第１面１３から第２面１４にわたって先細りとなるテーパ状となっている。なお、テーパ状とは、大局的に見た場合に「テーパ」であることを意味し、図１に示すような貫通孔２０の軸方向に沿って延びる面における断面視において側壁２１が直線的に延びる態様に限らず、この断面視で側壁２１が全体的に曲線状に延びていたり、一部に曲線部分を含んでいたり、直線状部分と曲線状部分とを有していたりする場合でも、大局的に見て「テーパ」であれば、これらの形状はテーパ状の概念に含まれる。
【００４０】
また図２には貫通電極２２の拡大図が示され、貫通孔２０も拡大して示されている。図２に示すように、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αは、１．０度以上となっている。詳細は後述するが、本件発明者は、この角度αを１．０度以上とすることで、スパッタリング、蒸着またはこれらの組み合わせによって貫通電極２２のシード層２２１を貫通孔２０の側壁２１に確実に形成できることを知見している。図１及び図２に示される貫通電極２２は、貫通孔２０の角度αを１．０度以上とし、スパッタリング、蒸着またはこれらの組み合わせによってシード層２２１を形成することで、めっき層を成長させるのに十分なシード層２２１の厚みを確保している。これにより、貫通電極２２は、適正な導電性を確保できるめっき層２２２を有している。
【００４１】
上記の角度αは、特に１．０度以上3.0度以下の範囲に設定されることが好ましい。このような角度範囲に、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αが設定された場合には、シード層２２１の適正な形成を確保しつつ、貫通孔２０の径方向の寸法を抑制できることで、貫通電極２２の密集度を向上させることが可能となる。
【００４２】
また貫通孔２０の長さ、すなわち第１面１３の法線方向における貫通孔２０の寸法は、基板１２の厚みに等しい。また貫通孔２０の大径側の端部の幅、つまり第１面１３側の端部の第１面１３の面内方向における寸法Ｓ１（図４参照）は、例えば４０μｍ以上１５０μｍ以下であり、貫通孔２０の小径側の端部の幅、つまり第２面１４側の端部の第２面１４の面内方向における寸法Ｓ２（図４参照）は、例えば３５μｍ以上１４５μｍ以下である。製造の確実性や貫通電極２２の密集度を考慮すると、寸法Ｓ１が、７０μｍ以上１００μｍ以下であり、且つ寸法Ｓ２が、４５μｍ以上８５μｍ以下であることが好ましく、寸法Ｓ１が、８５μｍ以上９５μｍ以下であり、且つ寸法Ｓ２が、７０μｍ以上８５μｍ以下であることが特に好ましい。また、貫通孔２０の幅に対する長さの比、すなわち貫通孔２０のアスペクト比は、例えば４以上且つ１０以下である。
【００４３】
（貫通電極）
貫通電極２２は、貫通孔２０の内部に位置し、且つ導電性を有する部材である。本実施形態において、貫通電極２２の厚みは、貫通孔２０の幅よりも小さく、このため、貫通孔２０の内部には、貫通電極２２が存在しない空間がある。すなわち、貫通電極２２は、貫通孔２０の側壁２１に設けられる、いわゆるコンフォーマルビアである。貫通電極２２の厚みは、例えば１００ｎｍ以上且つ２０μｍ以下である。
【００４４】
上述したが、図２に示すように、貫通電極２２は、貫通孔２０の側壁２１側から貫通孔２０の中心側へ順に並ぶシード層２２１及びめっき層２２２を含んでいる。
【００４５】
シード層２２１は、電解めっき処理によってめっき層２２２を形成する電解めっき工程の際に、めっき液中の金属イオンを析出させてめっき層２２２を成長させるための土台となる、導電性を有する層である。シード層２２１の材料としては、銅、チタン、これらの組み合わせなどの導電性を有する材料を用いることができる。シード層２２１の材料は、めっき層２２２の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。シード層２２１の厚みは、５０ｎｍ以上となっている。このシード層２２１は、スパッタリング法、蒸着法、またはスパッタリング法及び蒸着法の組み合わせによって形成される。ここで言う蒸着法とは、具体的には物理蒸着のことである。
【００４６】
めっき層２２２は、めっき処理によって形成される、導電性を有する層である。めっき層２２２を構成する材料としては、銅、金、銀、白金、ロジウム、スズ、アルミニウム、ニッケル、クロムなどの金属又はこれらを用いた合金など、あるいはこれらを積層したものを使用することができる。
【００４７】
（第１配線構造部）
次に、第１配線構造部３０について説明する。第１配線構造部３０は、基板１２の第１面１３側に電気的な回路を構成するよう第１面１３側に設けられた導電層や絶縁層などの層を有する。本実施形態では、第１配線構造部３０の一部によって、キャパシタ１５が構成されている。また、第１配線構造部３０の一部によって、インダクタ１６の一部が構成されている。本実施形態において、第１配線構造部３０は、第１面第１導電層３１、第１面第１無機層３２、第１面第２導電層３３、第１面第１有機層３４、第１面第３導電層３５及び第１面第２有機層３６を有する。
【００４８】
〔第１面第１導電層〕
第１面第１導電層３１は、第１面１３上に位置する、導電性を有する層であり、第１配線層として機能する層である。第１面第１導電層３１は、貫通電極２２に電気的に接続されていてもよく、図示の例では、貫通電極２２が、第１面第１導電層３１に電気的に接続されている。また、第１面第１導電層３１は、貫通電極２２と同様に、基板１２の第１面１３上に順に積層されたシード層２２１及びめっき層２２２を含んでいる。第１面第１導電層３１を構成する材料は、貫通電極２２を構成する材料と同様である。第１面第１導電層３１のうちのシード層２２１は、貫通電極２２のシード層２２１と同時に形成され、スパッタリング法、蒸着法、またはスパッタリング法及び蒸着法の組み合わせによって形成される。また第１面第１導電層３１のめっき層２２２は、貫通電極２２のめっき層２２２と同時に形成されている。
【００４９】
第１面第１導電層３１の厚みは、例えば1μｍ以上２０μｍ以下である。ここで、上述したように、本件発明者は、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αを１．０度以上とすることで、スパッタリング、蒸着またはこれらの組み合わせによって貫通電極２２のシード層２２１を貫通孔２０の側壁２１に確実に形成できることを知見したが、より具体的には、第１面第１導電層３１のシード層２２１の厚みが１μｍ以上となるように、スパッタ等により当該シード層２２１を形成することで、貫通電極２２のシード層２２１が貫通孔２０の側壁２１に確実に形成されるようになる。よって、本実施形態では、第１面第１導電層３１のシード層２２１の厚みは、１μｍ以上となっている。なお、第１面第１導電層３１のうちのシード層２２１の厚みは、１μｍ以上5μｍ以下であり、好ましくは１μｍ以上3.0μｍ以下の範囲に第１面第１導電層３１のシード層２２１を形成することで、第１面第１導電層３１の厚みを、貫通電極基板１０の薄型化に十分に寄与する程度に薄くすることができる。
【００５０】
〔第１面第１無機層〕
第１面第１無機層３２は、少なくとも部分的に第１面第１導電層３１上に位置し、無機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第１無機層３２の無機材料としては、ＳｉＮなどの珪素窒化物を用いることができる。その他にも、第１面第１無機層３２の無機材料の例として、酸化シリコン、酸化アルミ、五酸化タンタルなどを挙げることができる。第１面第１無機層３２の無機材料の比誘電率は、例えば３以上且つ５０以下である。また、第１面第１無機層３２の厚みは、例えば５０ｎｍ以上且つ４００ｎｍ以下である。第１面第１無機層３２は、単一の層から構成されていてもよく、複数の層を含んでいてもよい。
【００５１】
〔第１面第２導電層〕
第１面第２導電層３３は、第１面第１無機層３２上に位置する、導電性を有する層である。図１に示すように、第１面第２導電層３３の端部３３ｅは、第１面第１無機層３２上に位置する。上述の第１面第１導電層３１と、第１面第１導電層３１上に位置する上述の第１面第１無機層３２と、第１面第１無機層３２上に位置する第１面第２導電層３３とによって、キャパシタ１５が構成されている。
【００５２】
第１面第２導電層３３は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１と同様に、第１面第１無機層３２上に順に積層されたシード層及びめっき層を含んでいてもよい。第１面第２導電層３３を構成する材料は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１を構成する材料と同様である。第１面第２導電層３３の厚みは、例えば１００ｎｍ以上且つ２０μｍ以下である。
【００５３】
〔第１面第１有機層〕
第１面第１有機層３４は、第１面第１無機層３２上及び第１面第２導電層３３に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第１有機層３４の有機材料としては、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。第１面第１有機層３４の有機材料は、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する。誘電正接の小さい有機材料を用いて第１面第１有機層３４を構成することにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を通るべき電気信号が第１面第１有機層３４を通ってしまうことを抑制することができる。これにより、キャパシタ１５やインダクタ１６を備える貫通電極基板１０の帯域を高周波側に広げることができる。
【００５４】
〔第１面第３導電層〕
第１面第３導電層３５は、第１面第１導電層３１上又は第１面第２導電層３３上に位置する、導電性を有する層である。図１に示す例において、第１面第３導電層３５は、キャパシタ１５の一方の電極である第１面第１導電層３１に接続された部分、及び、キャパシタ１５の他方の電極である第１面第２導電層３３に接続された部分を含む。
【００５５】
第１面第３導電層３５は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１と同様に、順に積層されたシード層及びめっき層を含んでいてもよい。第１面第３導電層３５を構成する材料は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１を構成する材料と同様である。
【００５６】
〔第１面第２有機層〕
第１面第２有機層３６は、第１面第１有機層３４上及び第１面第３導電層３５上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第１面第２有機層３６は、第１面第１有機層３４と同様に、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第１面第２有機層３６の有機材料としては、第１面第１有機層３４と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。
【００５７】
（第２配線構造部）
次に、第２配線構造部４０について説明する。第２配線構造部４０は、基板１２の第２面１４側に電気的な回路を構成するよう第２面１４側に設けられた導電層や絶縁層などの層を有する。第２配線構造部４０の一部と、上述の第１配線構造部３０の一部及び貫通電極２２とによって、インダクタ１６が構成されている。本実施形態において、第２配線構造部４０は、第２面第１導電層４１及び第２面第１有機層４３を有する。
【００５８】
〔第２面第１導電層〕
第２面第１導電層４１は、第２面１４上に位置する、導電性を有する層であり、第２配線層として機能する層である。第２面第１導電層４１は、貫通電極２２に接続されていてもよく、図示の例では、貫通電極２２が、第２面第１導電層４１に接続されている。また、第２面第１導電層４１は、貫通電極２２や第１面第１導電層３１と同様に、基板１２の第２面１４上に順に積層されたシード層２２１及びめっき層２２２を含んでいる。第２面第１導電層４１を構成する材料は、貫通電極２２を構成する材料と同様である。第２面第１導電層４１のうちのシード層２２１は、貫通電極２２のシード層２２１と同時に形成され、スパッタリング法、蒸着法、またはスパッタリング法及び蒸着法の組み合わせによって形成される。また第２面第１導電層４１のめっき層２２２は、貫通電極２２のめっき層２２２と同時に形成されている。
【００５９】
第２面第１導電層４１の厚みは、例えば1μｍ以上且つ２０μｍ以下である。詳しくは、第２面第１導電層４１のうちのシード層２２１の厚みは、１μｍ以上5μｍ以下であり、好ましくは１μｍ以上3μｍ以下の範囲に第２面第１導電層４１のシード層２２１を形成することで、第２面第１導電層４１の厚みを、貫通電極基板１０の薄型化に十分に寄与する程度に薄くすることができる。第２面第１導電層４１のシード層２２１の形成は、第１面第１導電層３１のシード層２２１と同時に行われ、同時に終了される。したがって、第２面第１導電層４１のシード層２２１の厚みは、第１面第１導電層３１のシード層２２１の厚みと基本的に同じになり、１μｍ以上となっている。
【００６０】
図３は、貫通電極基板１０の第１面第１導電層３１及び第２面第１導電層４１を第１面１３側から見た場合を示す平面図である。図３においては、第１面第１導電層３１上に積層される第１面第１無機層３２などの層が省略されている。また、図３においては、第２面１４側に位置する第２面第１導電層４１が点線で表されている。図１及び図３に示すように、第２面第１導電層４１と、第２面第１導電層４１に接続された貫通電極２２と、貫通電極２２に接続された第１面第１導電層３１とによって、インダクタ１６が構成される。
【００６１】
〔第２面第１有機層〕
第２面第１有機層４３は、第２面第１導電層４１上に位置し、有機材料を含み、且つ絶縁性を有する層である。第２面第１有機層４３は、第１面第１有機層３４や第１面第２有機層３６と同様に、好ましくは０．００３以下、より好ましくは０．００２以下、更に好ましくは０．００１以下の誘電正接を有する有機材料を含む。第２面第１有機層４３の有機材料としては、第１面第１有機層３４や第１面第２有機層３６と同様に、ポリイミド、エポキシなどを用いることができる。
【００６２】
貫通電極基板の製造方法
以下、上述の貫通電極基板１０の製造方法の一例について、図４乃至図１２を参照して説明する。
【００６３】
（貫通孔形成工程）
まず、基板１２を準備する。次に、第１面１３又は第２面１４の少なくともいずれかにレジスト層を設ける。その後、レジスト層のうち貫通孔２０に対応する位置に開口を設ける。次に、レジスト層の開口において基板１２を加工することにより、図４に示すように、基板１２に貫通孔２０を形成することができる。基板１２を加工する方法としては、反応性イオンエッチング法、深掘り反応性イオンエッチング法などのドライエッチング法や、ウェットエッチング法などを用いることができる。
【００６４】
なお、基板１２にレーザを照射することによって基板１２に貫通孔２０を形成してもよい。この場合、レジスト層は設けられていなくてもよい。レーザ加工のためのレーザとしては、エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、フェムト秒レーザ等を用いることができる。Ｎｄ：ＹＡＧレーザを採用する場合、波長が１０６４ｎｍの基本波、波長が５３２ｎｍの第２高調波、波長が３５５ｎｍの第３高調波等を用いることができる。
【００６５】
また、レーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。具体的には、まず、レーザ照射によって基板１２のうち貫通孔２０が形成されるべき領域に変質層を形成する。続いて、基板１２をフッ化水素などに浸漬して、変質層をエッチングする。これによって、基板１２に貫通孔２０を形成することができる。その他にも、基板１２に研磨材を吹き付けるブラスト処理によって基板１２に貫通孔２０を形成してもよい。
【００６６】
例えば第１面１３側のみから基板１２を加工することにより、図４に示す、基板１２の第１面１３側から第２面１４側に向かうにつれて幅が小さくなる形状を有する貫通孔２０を形成することができる。ここで、本実施形態に係る製造方法では、基板１２の貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αが、１．０度以上とされる。
（貫通電極形成工程）
次に、貫通孔２０の側壁２１に貫通電極２２を形成する。本実施形態においては、貫通電極２２と同時に、第１面１３の一部分上に第１面第１導電層３１が形成され、第２面１４の一部分上に第２面第１導電層４１が形成される。
【００６７】
スパッタリング法、蒸着法、またはこれらの組み合わせによって、図５に示すように、第１面１３上、第２面１４上及び貫通孔２０の側壁２１上にシード層２２１を形成する。ここで、本実施形態では、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αを１．０度以上とし、その上で、第１面第１導電層３１のシード層２２１の厚みが１μｍ以上となるように、第１面第１導電層３１のシード層２２１を形成する。これにより、貫通電極２２のシード層２２１が貫通孔２０の側壁２１に確実に形成されることになる。続いて、図６に示すように、シード層２２１上に部分的にレジスト層３７を形成する。続いて、図７に示すように、電解めっきによって、レジスト層３７によって覆われていないシード層２２１上にめっき層２２２を形成する。その後、図８に示すように、レジスト層３７を除去する。また、シード層２２１のうちレジスト層３７によって覆われていた部分を、例えばウェットエッチングにより除去する。このようにして、貫通電極２２、第１面第１導電層３１及び第２面第１導電層４１を形成することができる。これにより、第２面第１導電層４１と、第２面第１導電層４１に接続された貫通電極２２と、貫通電極２２に接続された第１面第１導電層３１とを備えるインダクタ１６を構成することができる。なお、めっき層２２２をアニールする工程を実施してもよい。
【００６８】
（第１面第１無機層の形成工程）
次に、図９に示すように、第１面第１導電層３１上の全域に第１面第１無機層３２を形成する。第１面第１無機層３２を形成する方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどを採用することができる。好ましくは、第１面第１無機層３２を形成する工程は、第１面第１導電層３１を形成する工程及び表面処理工程の場合と同一の装置において連続的に実施される。これらの工程は、好ましくは、第１面第１導電層３１が酸化することが抑制された雰囲気下で、例えばアンモニアガスなどの還元ガスの雰囲気下で実施される。
【００６９】
（第１面第２導電層の形成工程）
次に、図１０に示すように、第１面第１無機層３２の一部分上に第１面第２導電層３３を形成する。これにより、第１面第１導電層３１と、第１面第１導電層３１上の第１面第１無機層３２と、第１面第１無機層３２上の第１面第２導電層３３と、を備えるキャパシタ１５を構成することができる。第１面第２導電層３３を形成する工程は、第１面第１導電層３１を形成する工程と同様であるので、説明を省略する。
【００７０】
（第１面第１有機層の形成工程）
次に、図１１に示すように、第１面第２導電層３３の一部分上及び第１面第１無機層３２の一部分上に第１面第１有機層３４を形成する。例えば、まず、有機材料を含む感光層と、基材とを有する第１面側フィルムを、基板１２の第１面１３側に貼り付ける。続いて、第１面側フィルムに露光処理及び現像処理を施す。これによって、第１面側フィルムの感光層からなり、開口部３４ａが形成された第１面第１有機層３４を、基板１２の第１面１３側に形成することができる。この際、第１面第１有機層３４の場合と同様にして、図１１に示すように、第２面１４の一部分上及び第２面第１導電層４１の一部分上に第２面第１有機層４３を形成してもよい。
【００７１】
第１面第１有機層３４の開口部３４ａは、第１面第３導電層３５と第１面第１導電層３１とが接続される位置、第１面第３導電層３５と第１面第２導電層３３とが接続される位置などにおいて、第１面第１無機層３２上に形成される。
【００７２】
なお、第１面第１有機層３４や第２面第１有機層４３の形成方法が、フィルムを用いる方法に限られることはない。例えば、まず、ポリイミドなどの有機材料を含む液を、スピンコート法などによって塗布し、乾燥させることによって有機層を形成する。続いて、有機層に露光処理及び現像処理を施すことにより、第１面第１有機層３４や第２面第１有機層４３を形成することもできる。
【００７３】
（第１面第３導電層の形成工程）
次に、図１２に示すように、第１面第１有機層３４の開口部３４ａを介して第１面第１導電層３１又は第１面第２導電層３３に接続される第１面第３導電層３５を形成する。第１面第３導電層３５を形成する工程は、第１面第１導電層３１を形成する工程と同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
（第１面第２有機層の形成工程）
その後、第１面第１有機層３４の一部分上及び第１面第３導電層３５の一部分上に第１面第２有機層３６を形成する。これによって、図１に示す貫通電極基板１０を得ることができる。第１面第２有機層３６を形成する方法は特には限定されない。例えば、第１面第１有機層３４の場合と同様に、有機材料を含むフィルムや液を用いることによって、第１面第２有機層３６を形成することができる。
【００７５】
シード層形成時の条件
ところで、本件発明者は、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αを１．０度以上とし、スパッタリング又は蒸着等によって第１面第１導電層３１のシード層２２１の厚みが１μｍ以上となるように、当該シード層２２１を形成することで、貫通電極２２のシード層２２１を貫通孔２０の側壁２１に確実に形成することができることを知見し、上述の製造手順を創案している。
【００７６】
ここで、図２０及び図２１は、本件発明者が、上述の知見を得る契機となった実験結果を示している。図２０は、貫通電極基板を構成する基板の貫通孔の寸法条件と、形成されるシード層との関係を検証した実験１の結果を示す図であり、厚みが４００μｍの基板において貫通孔に種々の寸法条件を設定してスパッタリングを行い、このスパッタリングにより貫通孔の側壁にシード層が形成されたか否かを検証した実験結果を示す図である。また、図２１は、貫通電極基板を構成する基板の貫通孔の寸法条件と、形成されるシード層との関係を検証した実験２の結果を示す図であり、厚みが３００μｍの基板において貫通孔に種々の寸法条件を設定してスパッタリングを行い、このスパッタリングにより貫通孔の側壁にシード層が形成されたか否かを検証した実験結果を示す図である。なお、各実験では、貫通孔が図１に示すようなテーパ状である。
【００７７】
図２０及び図２１の（Ａ）で示す表部分においては、貫通孔の各種寸法条件が示されている。（Ａ）の表部分において、「Ｔｏｐ」は、図１に示す貫通孔２０の第１面１３側の端部の幅寸法に対応する幅寸法を示し、「Ｂｏｔｔｏｍ」は、貫通孔２０の第２面１４側の端部の幅寸法に対応する幅寸法を示している。「Ｔ−Ｂ／２」は、「Ｔｏｐ」の幅寸法から「Ｂｏｔｔｏｍ」の幅寸法を引いて２で割った値を示し、「ｔａｎ」は、「Ｔ−Ｂ／２」の値を基板の厚み寸法で割った値を示している。そして、「ｄｅｇ」は、「ｔａｎ」に基づいて計算される、貫通孔の側壁と基板の法線方向とがなす角度を示している。
【００７８】
また図２０及び図２１において、（Ｂ）で示す表部分は、（Ａ）で示される貫通孔の各種寸法条件を有する基板の表面に種々の厚み条件でシード層を形成した際の、貫通孔の側壁におけるめっき層の形成結果を示している。具体的には、各種寸法条件の貫通孔を有する基板の表面に、シード層の厚みが、０．５μｍ、０．７μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、２．０μｍ、２．５μｍ、３．０μｍとなるようにシード層を形成した際の、貫通孔の側壁におけるシード層へのめっき層の付着結果を示している。図２０及び図２１においてドットを付した領域では、めっき層が付着したことを示し、それ以外の領域では、めっき層が付着しなかったことを示している。そして、図２０及び図２１の（Ｂ）においては、基板の表面に、厚み１．０μｍ及び１．５μｍのシード層を形成した場合に、貫通孔の側壁にめっき層の付着が確認された最小の角度の寸法条件に対応する領域に濃度の濃いドットを付してある。
【００７９】
図２０の実験１は、「Ｔｏｐ」の幅寸法が、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍとなる貫通孔を有する基板に、シード層を形成した後、めっき層を形成した際の実験結果である。この実験１においては、厚み１．０μｍのシード層を基板表面に形成した場合において貫通孔の側壁にめっき層の付着が確認される最小の角度が、「Ｔｏｐ」の幅寸法によらず、１．０９９２度（ｄｅｇ）となっている。また、図２１の実験２は、「Ｔｏｐ」の幅寸法が、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍとなる貫通孔を有する基板に、シード層を形成した後、めっき層を形成した際の実験結果である。この実験２においては、厚み１．０μｍのシード層を基板表面に形成した場合において貫通孔の側壁にめっき層の付着が確認される最小の角度が、「Ｔｏｐ」の幅寸法によらず、１．１７２４度（ｄｅｇ）となっている。
【００８０】
以上のような実験結果に基づき、本件発明者は、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αを、おおよそ１．０度として、厚み１．０μｍのシード層を基板１２の表面にスパッタリングにより形成すれば、貫通孔２０の側壁２１に、めっき層が十分に成長する程度のシード層２２１が形成されることを知見した。つまり、めっき層２２２が形成されることをもって、シード層２２１が形成されていることが分かる。そして、この知見に基づき、図５を参照して説明したシード層を形成する工程において、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αを１．０度以上とし、その上で、第１面第１導電層３１のシード層２２１の厚みが１μｍ以上となるように、第１面第１導電層３１のシード層２２１を形成することで、貫通電極２２のシード層２２１を貫通孔２０の側壁２１に確実に形成すること実現している。また角度αを１．１度以上、１．２度以上とすると、シード層をより十分に形成することが可能となる。
【００８１】
なお、図２０及び図２１では、シード層をスパッタリングにより形成する例を説明した。しかしながら、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αを、１．０度以上として、厚み１．０μｍのシード層を基板１２の表面に蒸着、またはスパッタリングおよび蒸着の組み合わせにより形成した場合でも、貫通孔２０の側壁２１に、めっき層が十分に成長する程度のシード層２２１が形成されることを、本件発明者は確認している。なお、蒸着は、スパッタリングよりも付着させる金属粒子の移動方向のばらつきが小さいため、角度αが同一の条件であれば、蒸着の方がスパッタリングよりも容易にシード層が側壁に付着するものと推認される。なお、スパッタリングによりシード層を形成した際には、シード層の密度が、蒸着で形成されたシード層の密度よりも大きくなるため、高い導電性を確保できる点で有利となる。また、スパッタリングにより形成されたシード層の表面粗さは、蒸着により形成されたシード層の表面粗さよりも小さい。また、スパッタリングにより形成されたシード層の、側壁２１に対する密着性は、蒸着により形成されたシード層の、側壁２１に対する密着性よりも高くなる。
シード層が、スパッタリングにより形成された層（以下、スパッタ層とも称する）か、蒸着により形成された層（以下、蒸着層とも称する）かは、例えば、シード層の表面粗さに基づいて判断することができる。例えば、スパッタ層の表面粗さは、0.05μｍ以下であり、蒸着層の表面粗さは、0.1μｍより大きい。表面粗さの指標としては、例えば、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１に規定される算術平均粗さを採用することができる。
【００８２】
以上に説明したように、本実施形態に係る貫通電極基板の製造方法では、まず、第１面１３及び第１面１３の反対側に位置する第２面１４を含むとともに貫通孔２０が設けられた基板１２であって、貫通孔２０の側壁２１が第１面１３から第２面１４にわたって先細りとなるテーパ状となっており、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向とがなす角度が、１．０度以上とされた基板１２が、準備される。次いで、基板１２の第１面１３、第２面１４及び貫通孔２０に、スパッタリングによって、シード層２２１が形成される。次いで、シード層２２１上にめっき層２２２を形成することにより、第１面１３上に位置する第１面第１導電層３１と、第２面１４上に位置する第２面第１導電層４１と、貫通孔２０に位置する貫通電極２２と、が形成される。そして、シード層を形成する工程では、第１面第１導電層３１のシード層及び第２面第１導電層４１のシード層の各厚みが１．０μｍ以上となるように、各シード層２２１が形成されるとともに、貫通孔２０の側壁２１に貫通電極２２のシード層２２１が形成される。
【００８３】
これにより、実装先となる機器の薄型化に寄与する貫通電極基板１０を効率的に製造することができる。すなわち、本実施形態に係る製造方法によれば、第１面第１導電層３１のシード層の厚みが少なくとも１．０μｍとなるように、各シード層２２１を形成すれば、適正な導電性を確保した貫通電極基板１０を製造できる。そのため、第１面第１導電層３１のシード層の厚みを任意に抑制することにより、所望に薄型化され且つ適正な導電性を有する貫通電極基板１０を、材料を抑制しつつ製造することが可能となる。これにより、実装先となる機器の薄型化に寄与する貫通電極基板１０を効率的に製造することができるようになる。
【００８４】
（変形例１）
変形例１に係る貫通電極基板の製造方法は、図１等に示した貫通電極基板と同様に、第１面１３から第２面１４にわたってテーパ状となる貫通孔を有する貫通電極基板１０を形成する方法である。上述の実施形態で用いた符号を用いて、変形例１について説明する。
【００８５】
この変形例１に係る方法では、まず、第１面１３及び第１面１３の反対側に位置する第２面１４を含むとともに貫通孔２０が設けられた基板１２であって、貫通孔２０の側壁２１が第１面１３から第２面１４にわたって先細りとなるテーパ状となっており、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向とがなす角度αが、０．８度以上とされた基板１２が、準備される。
【００８６】
次いで、基板１２の第１面１３、第２面１４及び貫通孔２０に、スパッタリング、蒸着、またはこれらの組み合わせによって、シード層２２１が形成される。次いで、シード層２２１上にめっき層２２２を形成することにより、第１面１３上に位置する第１面第１導電層３１と、第２面１４上に位置する第２面第１導電層４１と、貫通孔２０に位置する貫通電極２２と、が形成される。ここで、この変形例１では、シード層を形成する工程において、第１面第１導電層３１のシード層及び第２面第１導電層４１のシード層の各厚みが１．５μｍ以上となるように、各シード層２２１が形成されるとともに、貫通孔２０の側壁２１に貫通電極２２のシード層２２１が形成される。
【００８７】
上述した図２０の実験１では、「Ｔｏｐ」の幅寸法が、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍとなる貫通孔を有する基板に、シード層を形成した後、めっき層を形成した際の実験結果が示されている。この実験１においては、厚み１．５μｍのシード層を基板表面に形成した場合において貫通孔の側壁にめっき層の付着が確認される最小の角度が、「Ｔｏｐ」の幅寸法によらず、０．８７９４度（ｄｅｇ）となっている。また、図２１の実験１では、「Ｔｏｐ」の幅寸法が、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍとなる貫通孔を有する基板に、シード層を形成した後、めっき層を形成した際の実験結果が示されている。この実験２においては、厚み１．５μｍのシード層を基板表面に形成した場合において貫通孔の側壁にめっき層の付着が確認される最小の角度が、「Ｔｏｐ」の幅寸法によらず、０．７８１７度（ｄｅｇ）となっている。
【００８８】
以上のような実験結果に基づき、本件発明者は、貫通孔２０の側壁２１と基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αを、おおよそ０．８０度として、厚み１．５μｍのシード層を基板１２の表面にスパッタリングにより形成すれば、貫通孔２０の側壁２１に、めっき層が十分に成長する程度のシード層２２１が形成されることを知見した。変形例１に係る製造方法は、このような知見に基づいて創案されている。
【００８９】
（他の実施形態）
次に、図１３乃至図１７を参照しつつ、他の実施形態に係る貫通電極基板の製造方法について説明する。上述の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して、以下の説明を行う。
【００９０】
図１３及び図１４は、本実施形態にかかる製造方法によって製造される貫通電極基板１０を示している。これらの図に示すように、この貫通電極基板１０では、貫通孔２０の側壁２１が、第１面１３から基板１２の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第１側壁部２１Ａと、第２面１４から基板１２の内部側に向けて先細りとなるテーパ状の第２側壁部２１Ｂと、有する。
【００９１】
より詳しくは、本例における第１側壁部２１Ａは平面視で円形状であり、第１面１３から第２面１４に向けて先細りとなるテーパ状となっている。第２側壁部２１Ｂは平面視で円形状であり、第２面１４から第１面１３に向けて先細りとなるテーパ状となっている。そして第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂは、基板１２の厚み方向の中央で互いに結合している。なお、テーパ状とは、大局的に見た場合に「テーパ」であることを意味し、図１に示すような貫通孔２０の軸方向に沿って延びる面における断面視において第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂが直線的に延びる態様に限らず、この断面視で第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂのそれぞれが全体的に曲線状に延びていたり、一部に曲線部分を含んでいたり、直線状部分と曲線状部分とを有していたりする場合でも、大局的に見て「テーパ」であれば、これらの形状はテーパ状の概念に含まれる。
【００９２】
また図１４に示すように、貫通孔２０の第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂのそれぞれと、基板１２の法線方向ｎｄとがなす角度αは、１．０度以上となっている。詳細は後述するが、本件発明者は、この角度αを１．０度以上とすることで、スパッタリング、蒸着またはこれらの組み合わせによって貫通電極２２のシード層２２１を貫通孔２０の側壁２１に確実に形成できることを知見している。図１４に示される貫通電極２２は、貫通孔２０の角度αを１．０度以上とし、スパッタリング、蒸着またはこれらの組み合わせによってシード層２２１を形成することで、めっき層を成長させるのに十分なシード層２２１の厚みを確保している。これにより、貫通電極２２は、適正な導電性を確保できるめっき層２２２を有している。
【００９３】
上記の角度αは、特に１．０度以上3.0度以下の範囲に設定されることが好ましい。このような角度範囲に、第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂと、基板１２の法線方向ｎｄと、がなす角度αが設定された場合には、シード層２２１の適正な形成を確保しつつ、貫通孔２０の径方向の寸法を抑制できることで、貫通電極２２の密集度を向上させることが可能となる。
【００９４】
また貫通孔２０の長さ、すなわち第１面１３の法線方向における貫通孔２０の寸法は、基板１２の厚みに等しい。また貫通孔２０の大径側の端部の幅、つまり第１面１３及び第２面１４側の両端部の第１面１３または第２面１４の面内方向における寸法Ｓ１’（図１５参照）は、例えば４０μｍ以上１５０μｍ以下である。また、第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂの結合部分の幅、つまり、当該結合部分の第１面１３または第２面１４の面内方向における寸法Ｓ２’（図１５参照）は、例えば２０μｍ以上且つ１３０μｍ以下である。製造の確実性や貫通電極２２の密集度を考慮すると、寸法法Ｓ１’が、７０μｍ以上１００μｍ以下であり、且つ寸法Ｓ２’が、４５μｍ以上且つ９０μｍ以下であることが好ましい。また、貫通孔２０の幅に対する長さの比、すなわち貫通孔２０のアスペクト比は、例えば４以上且つ１０以下である。なお、第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂの結合部分は、基板１２の厚み方向の中央に形成されることが好ましいが、中央からオフセットしていてもよい。
【００９５】
貫通電極基板１０におけるその他の構成部分は、上述した実施形態と同様である。
【００９６】
本実施形態における貫通電極基板１０を製造する際には、まず、図１５に示すように、基板１２の貫通孔２０の第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂのそれぞれと、基板１２の法線方向ｎｄと、がなす角度αが、１．０度以上とされる基板１２が準備される。
【００９７】
次に、貫通孔２０の側壁２１に貫通電極２２を形成する。本実施形態においては、貫通電極２２と同時に、第１面１３の一部分上に第１面第１導電層３１が形成され、第２面１４の一部分上に第２面第１導電層４１が形成される。
【００９８】
スパッタリング法、蒸着法、またはこれらの組み合わせによって、図１６に示すように、第１面１３上、第２面１４上及び貫通孔２０の側壁２１上にシード層２２１を形成する。ここで、本実施形態では、貫通孔２０の第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂのそれぞれと、基板１２の法線方向ｎｄと、がなす角度αを１．０度以上とし、その上で、第１面第１導電層３１のシード層２２１及び第２面第１導電層４１のシード層２２１の厚みが１μｍ以上となるように、各シード層２２１を形成する。これにより、貫通電極２２のシード層２２１が貫通孔２０の側壁２１に確実に形成されることになる。続いて、所望の位置に図示しないレジスト層を形成した後、めっき層２２２を形成し、その後、レジスト層を除去し、レジスト層によって覆われていた部分を、例えばウェットエッチングにより除去する。このようにして、図１７に示すように、貫通電極２２、第１面第１導電層３１及び第２面第１導電層４１を形成することができる。
【００９９】
シード層形成時の条件の詳細について以下に説明すると、図２２及び図２３は、本件発明者が、上述の他の実施形態に係る製造方法に至る契機となった実験結果を示している。図２２は、貫通電極基板を構成する基板の貫通孔の寸法条件と、形成されるシード層との関係を検証した実験３の結果を示す図であり、厚みが４００μｍの基板において貫通孔に種々の寸法条件を設定してスパッタリングし、このスパッタリングにより貫通孔の側壁にシード層が形成されたか否かを検証した実験結果を示す図である。また、図２３は、貫通電極基板を構成する基板の貫通孔の寸法条件と、形成されるシード層との関係を検証した実験４の結果を示す図であり、厚みが３００μｍの基板において貫通孔に種々の寸法条件を設定してスパッタリングし、このスパッタリングにより貫通孔の側壁にシード層が形成されたか否かを検証した実験結果を示す図である。なお、各実験では、貫通孔が図１３に示すような砂時計型である。
【０１００】
図２２及び図２３の（Ａ）で示す表部分においては、貫通孔の各種寸法条件が示されている。（Ａ）の表部分において、「Ｔｏｐ」は、図１４に示す貫通孔２０の第１面１３及び第２面１４側の端部の幅寸法に対応する幅寸法を示し、「Ｍｉｄｄｌｅ」は、第１側壁部２１Ａと第２側壁部２１Ｂとの結合部分の幅寸法に対応する幅寸法を示している。「Ｔ−Ｍ／２」は、「Ｔｏｐ」の幅寸法から「Ｍｉｄｄｌｅ」の幅寸法を引いて２で割った値を示し、「ｔａｎ」は、「Ｔ−Ｍ／２」の値を基板の厚み寸法で割った値を示している。そして、「ｄｅｇ」は、「ｔａｎ」に基づいて計算される、貫通孔の第１側壁部と第２側壁部のそれぞれと、基板の法線方向とがなす角度を示している。
【０１０１】
また図２２及び図２３において、（Ｂ）で示す表部分は、（Ａ）で示される貫通孔の各種寸法条件を有する基板の表面に種々の厚み条件でシード層を形成した際の、貫通孔の側壁におけるめっき層の形成結果を示している。具体的には、各種寸法条件の貫通孔を有する基板の表面に、シード層の厚みが、０．５μｍ、０．７μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、２．０μｍ、２．５μｍ、３．０μｍとなるようにシード層を形成した際の、貫通孔の側壁におけるシード層へのめっき層の付着結果を示している。図２２及び図２３においてドットを付した領域では、めっき層が付着したことを示し、それ以外の領域では、めっき層が付着しなかったことを示している。そして、図２２及び図２３の（Ｂ）においては、基板の表面に、厚み１．０μｍのシード層を形成した場合において貫通孔の側壁にめっき層の付着が確認された最小角度の寸法条件に対応する領域に濃度の濃いドットを付してある。
【０１０２】
図２２の実験３は、「Ｔｏｐ」の幅寸法が、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍとなる貫通孔を有する基板に、シード層を形成した後、めっき層を形成した際の実験結果である。この実験３においては、厚み１．０μｍのシード層を基板表面に形成した場合において貫通孔の側壁にめっき層の付着が確認される最小の角度が、貫通孔径８５μｍの場合には、１．０２５９度（ｄｅｇ）となり、貫通孔径９０μｍの場合には、１．１７２４度（ｄｅｇ）となり、貫通孔径９５μｍの場合には、１．１７２４度（ｄｅｇ）となっている。また、図２３の実験４は、「Ｔｏｐ」の幅寸法が、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍとなる貫通孔を有する基板に、シード層を形成した後、めっき層を形成した際の実験結果である。この実験４においては、厚み１．０μｍのシード層を基板表面に形成した場合において貫通孔の側壁にめっき層の付着が確認される最小の角度が、貫通孔径７５μｍの場合には、１．３６７８度（ｄｅｇ）となり、貫通孔径８０μｍの場合には、１．１７２４度（ｄｅｇ）となり、貫通孔径８５μｍの場合には、１．３６７８度（ｄｅｇ）となり、貫通孔径９０μｍの場合には、１．１７２４度（ｄｅｇ）となり、貫通孔径９５μｍの場合には、１．３６７８度（ｄｅｇ）となっている。
【０１０３】
以上のような実験結果に基づき、本件発明者は、貫通孔２０の第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂと、基板１２の法線方向ｎｄと、がなす角度αを、おおよそ１．０度として、厚み１．０μｍのシード層を基板１２の表面にスパッタリングにより形成すれば、貫通孔２０の側壁２１に、めっき層が十分に成長する程度のシード層２２１が形成されることを知見した。つまり、めっき層２２２が形成されることをもって、シード層２２１が形成されていることが分かる。そして、この知見に基づき、図１６を参照して説明したシード層を形成する工程において、貫通孔２０の貫通孔２０の第１側壁部２１Ａ及び第２側壁部２１Ｂと、基板１２の法線方向ｎｄと、がなす角度αを１．０度以上とし、その上で、第１面第１導電層３１及び第２面第１導電層４１の各シード層２２１の厚みが１μｍ以上となるように、各シード層２２１を形成することで、貫通電極２２のシード層２２１を貫通孔２０の側壁２１に確実に形成すること実現している。また角度αを１．１度以上、１．２度以上、１．３度以上、１．４度以上とすると、シード層をより十分に形成することが可能となる。
【０１０４】
なお、図２２及び図２３では、シード層をスパッタリングにより形成する例を説明した。しかしながら、厚み１．０μｍのシード層を基板１２の表面に蒸着、またはスパッタリングおよび蒸着の組み合わせにより形成した場合でも、貫通孔２０の側壁２１にシード層２２１が形成されることを、本件発明者は確認している。なお、蒸着は、スパッタリングよりも付着させる金属粒子の移動方向のばらつきが小さいため、角度αが同一の条件であれば、蒸着の方がスパッタリングよりも容易にシード層が側壁に付着するものと推認される。なお、スパッタリングによりシード層を形成した際には、シード層の密度が蒸着よりも大きくなるため、高い導電性を確保できる点で有利となる。
【０１０５】
以上に説明したように、本実施形態に係る貫通電極基板の製造方法によっても、実装先となる機器の薄型化に寄与する貫通電極基板１０を効率的に製造することができる。すなわち、本実施形態に係る製造方法によれば、第１面第１導電層３１のシード層及び第２面第１導電層４１のシード層の各厚みが少なくとも１．０μｍとなるように、各シード層２２１を形成すれば、適正な導電性を確保した貫通電極基板１０を製造できる。そのため、第１面第１導電層３１のシード層及び第２面第１導電層４１のシード層の各厚みを任意に抑制することにより、所望に薄型化され且つ適正な導電性を確保した貫通電極基板１０を、材料を抑制しつつ製造することが可能となる。これにより、実装先となる機器の薄型化に寄与する貫通電極基板１０を効率的に製造することができるようになる。
【０１０６】
（実装基板）
図１８は、貫通電極基板１０と、貫通電極基板１０に搭載され、貫通孔２０に設けられた貫通電極２２に電気的に接続された素子６１と、を備える実装基板６０の一例を示す断面図である。素子６１は、ロジックＩＣやメモリＩＣなどのＬＳＩチップである。また、素子６１は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)チップであってもよい。ＭＥＭＳチップとは、機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路などが１つの基板上に集積化された電子デバイスである。図１８に示すように、素子６１は、貫通電極基板１０の第１面第３導電層３５などの導電層に電気的に接続された端子６２を有する。
【０１０７】
貫通電極基板が搭載される製品の例
図１９は、本開示の実施形態に係る貫通電極基板１０が搭載されることが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１０は、様々な製品において利用され得る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ１１０、タブレット端末１２０、携帯電話１３０、スマートフォン１４０、デジタルビデオカメラ１５０、デジタルカメラ１６０、デジタル時計１７０、サーバ１８０等に搭載される。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…貫通電極基板
１２…基板
１３…第１面
１４…第２面
２０…貫通孔
２１…側壁
２１Ａ…第１側壁部
２１Ｂ…第２側壁部
２２…貫通電極
２２１…シード層
２２２…めっき層
２２…貫通電極
ｎｄ…法線方向
【図１】
2018148086.tif 000003
【図２】
2018148086.tif 000004
【図３】
2018148086.tif 000005
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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