(57)【要約】【課題】配線構造の設計自由度が高く、高密度な三次元実装を可能とする貫通配線を備えた貫通配線基板を複数用いた複合基板を含む電子装置を提供する。【解決手段】本発明に係る電子装置は、基材を構成する少なくとも二面を結ぶように微細孔を配し、該微細孔に導電性物質を充填してなる貫通配線１８３を備え、かつ、前記貫通配線が、少なくとも一部に、前記基材の厚み方向とは異なる方向に延びる部分を有する貫通配線基板１８１Ａ〜１８１Ｄを複数用い、互いの主面同士及び／又は側面同士を重ね合わせ、互いの貫通配線基板を構成する貫通配線１８３を電気的に接続してなる複合基板と、前記貫通配線基板における前記基材に実装された電子部品１８５Ａ〜１８５Ｄと、を含む。【選択図】図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を構成する少なくとも二面を結ぶように微細孔を配し、該微細孔に導電性物質を充填してなる貫通配線を備え、かつ、前記貫通配線が、少なくとも一部に、前記基材の厚み方向とは異なる方向に延びる部分を有する貫通配線基板を複数用い、互いの主面同士及び／又は側面同士を重ね合わせ、互いの貫通配線基板を構成する貫通配線を電気的に接続してなる複合基板と、前記貫通配線基板における前記基材に実装された電子部品と、を含むことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記貫通配線基板における前記基材が、前記電子部品を内包してなることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記電子部品が、前記基材に設けられた空隙内に配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記電子部品と、前記貫通配線基板における前記貫通配線とが、電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記貫通配線基板における前記貫通配線の一端が前記基材の主面に、前記貫通配線の他端が前記基材の側面に、それぞれ露呈されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項６】
前記貫通配線基板における前記貫通配線の一端が前記基材の一方の主面に、前記貫通配線の他端が前記基材の他方の主面に、それぞれ露呈されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項７】
前記貫通配線基板における前記貫通配線が、前記基材内に分岐する部分を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項８】
前記貫通配線基板における前記貫通配線の一端及び／又は他端が、接合する他の基板の電極に対応する位置に配されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項９】
前記貫通配線基板における前記基材が、ガラスであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスや光学デバイス、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を複数用いてなる複合基板を用いた電子装置に関する。
【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、微細化等によるデバイス自身の高速化だけではなく、デバイスのパッケージにも高速化、高密度化に向けた技術開発が必須となっている。
【０００３】
高密度実装を実現する技術として、微細な貫通電極を用いてチップを積層実装する三次元実装や、貫通電極が形成された貫通配線基板を用いたＳｉＰが提案されており、これを実現するための貫通電極形成技術や貫通配線基板の形成技術が活発に研究、開発されている。
【０００４】
図１９は、セラミックやシリコン等のリジッドな貫通配線基板を用いてなるＳｉＰ（Single in line Package）の模式的な断面図である。貫通配線基板１９１上に複数のデバイス１９５Ａ、１９５Ｂが貫通電極１９３と電気的に接続するように実装されており、全体として一つのパッケージを形成している。その際、図１９に示すように、従来の貫通配線基板においては、その表裏の主平面間を最短距離でつなぐように主平面に対して垂直に貫通電極が設けられていた。
【０００５】
このような貫通電極を配してなるを貫通配線基板を用いたＳｉＰにおいては、以下に示す技術的な問題点があった。
（１）三次元実装において、積層するデバイスが異種デバイスである場合、デバイスごとに必要な電極の数や電極のピッチが異なるため、これらの差異を解消するための表面配線や配線基板（インターポーザー）が必要になる。
（２）ＳｉＰにおいて使用される貫通配線基板においても、基板上に搭載されるデバイスの電極ピッチと、マザーボード等に実装される際のバンプピッチとに大きな差異があるため、貫通配線基板上にこれらの差異を解消するための配線形成が必要となる。
（３）貫通配線を用いた三次元的な実装とはいえ、貫通電極は基本的に基板表裏を貫通するものであるため、隣り合う貫通配線基板間を電気的に接続する際には小型化等に制約がある。
【０００６】
上記問題点を解決する一例としては、所望の回路が形成されたチップ本体と、このチップ本体の表裏を貫通した複数の貫通孔にそれぞれ埋め込み形成された貫通電極とを備え、前記貫通孔が、前記チップ本体の主平面と垂直な方向に対し傾けて形成されている構成からなる半導体チップが挙げられる（特許文献１）。
【０００７】
上記半導体チップに採用された技術、すなわち基板を斜めに貫通する貫通電極を配線基板に応用すれば、単に基板表裏のピッチを変えることは可能となる。しかしながら、この場合においても、直線的な貫通電極であるが故に、貫通電極の位置的な制限が生じるので、電気的な接続手段となる貫通電極の露呈部はその配置が制限され、配線構造の設計自由度が低くなるため、より高密度な三次元実装を行うことは困難であった。
【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】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、配線構造の設計自由度が高く、高密度な三次元実装を可能とする貫通配線を備えた貫通配線基板を複数用いてなる複合基板を用いた電子装置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】
本発明の請求項１に係る電子装置は、基材を構成する少なくとも二面を結ぶように微細孔を配し、該微細孔に導電性物質を充填してなる貫通配線を備え、かつ、前記貫通配線が、少なくとも一部に、前記基材の厚み方向とは異なる方向に延びる部分を有する貫通配線基板を複数用い、互いの主面同士及び／又は側面同士を重ね合わせ、互いの貫通配線基板を構成する貫通配線を電気的に接続してなる複合基板と、前記貫通配線基板における前記基材に実装された電子部品と、を含むことを特徴とする。
本発明の請求項２に係る電子装置は、前記貫通配線基板における前記基材が、前記電子部品を内包してなることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る電子装置は、請求項１又は２において、前記電子部品が、前記基材に設けられた空隙内に配されていることを特徴とする。
本発明の請求項４に係る電子装置は、前記電子部品と、前記貫通配線基板における前記貫通配線とが、電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の請求項５に係る電子装置は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記貫通配線基板における前記貫通配線の一端が前記基材の主面に、前記貫通配線の他端が前記基材の側面に、それぞれ露呈されてなることを特徴とする。
本発明の請求項６に係る電子装置は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記貫通配線基板における前記貫通配線の一端が前記基材の一方の主面に、前記貫通配線の他端が前記基材の他方の主面に、それぞれ露呈されてなることを特徴とする。
本発明の請求項７に係る電子装置は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記貫通配線基板における前記貫通配線が、前記基材内に分岐する部分を備えていることを特徴とする。
本発明の請求項８に係る電子装置は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記貫通配線基板における前記貫通配線の一端及び／又は他端が、接合する他の基板の電極に対応する位置に配されていることを特徴とする。
本発明の請求項９に係る電子装置は、請求項１乃至８のいずれか１項において、前記貫通配線基板における前記基材が、ガラスであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る電子装置（請求項１）を構成する貫通配線基板は、基材を構成する少なくとも二面を結ぶように微細孔を配し、該微細孔に導電性物質を充填してなる貫通配線を備え、この貫通配線が、少なくとも一部に、基材の厚み方向とは異なる方向に延びる部分を有するので、貫通配線はその一端を基材の一面に、他端を基材の全ての他面に、それぞれ露呈させる構成とすることができる。つまり、貫通配線の他端を露呈させる他面は、その一端を露呈させた一面と必ずしも対向する位置にある必要はない。ゆえに、本発明によれば、貫通配線を通じて基材を構成する、あらゆる面同士の間を電気的に接続できるので、より設計の自由度が高く、高密度実装あるいは三次元実装を可能とする貫通配線基板が得られる。
【００１２】
そして、本発明に係る電子装置（請求項１）を構成する複合基板は、上記構成とした貫通配線基板を複数用い、互いの主面同士及び／又は側面同士を重ね合わせ、互いの貫通配線基板を構成する貫通配線を電気的に接続してなる。この構成によれば、同種あるいは異種の機能を備えた貫通配線基板を必要に応じて電気的に接続させることにより、接続能力の増加や接続機能の多角化などを適宜、図ることができる複合基板の提供が可能となる。ゆえに、本発明は、三次元実装やＳｉＰにおいて、より高機能、高密度なパッケージをもたらし、ひいてはデバイスの高速化、高機能化に貢献する。
【００１３】
本発明の請求項１に係る電子装置は、上記構成とした複合基板と、前記貫通配線基板における前記基材に実装された電子部品と、を含んでいるので、電子装置の薄型化や小型化、低消費電力化などを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る貫通配線基板の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る貫通配線基板の他の一例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る貫通配線基板の他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る貫通配線基板の他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る貫通配線基板の他の一例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る貫通配線基板の他の一例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る貫通配線基板の他の一例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る貫通配線基板の他の一例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る貫通配線基板の他の一例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る貫通配線基板の他の一例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る貫通配線基板の作製方法の工程を示す断面図である。
【図１２】図１１の次工程を示す断面図である。
【図１３】図１２の次工程を示す断面図である。
【図１４】図１３の次工程を示す断面図である。
【図１５】本発明に係る複合基板の一例における作製方法を示す断面図である。
【図１６】本発明に係る複合基板の他の一例における作製方法を示す断面図である。
【図１７】本発明に係る複合基板の他の一例における作製方法を示す断面図である。
【図１８】本発明に係る電子装置の一例における作製方法を示す断面図である。
【図１９】従来の貫通配線基板の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態について説明する。
図１〜７は、本発明に係る貫通配線基板の一例を示す断面図である。各図面に示すように、本発明の貫通配線基板は何れも、基材を構成する少なくとも二面を結ぶように微細孔を配し、該微細孔に導電性物質を充填してなる貫通配線を備えた貫通配線基板であり、前記貫通配線は、少なくとも一部に、前記基材の厚み方向とは異なる方向に延びる部分を有するので、貫通配線はその一端を基材の一面に、他端を基材の（全ての）他面に、それぞれ露呈させる構成とすることができる。これにより、貫通配線を通じて基材を構成する、あらゆる面同士の間を電気的に接続可能となる。
具体的は、次の４つの形態が挙げられる。なお、各形態の説明において直線部と表現した貫通配線の箇所は、これ（直線状）に限定されるものではなく、例えば曲線状や屈曲状としても構わない。
【００１６】
＜第一の形態＞
第一の形態は、貫通配線の一端が基材の主面に、貫通配線の他端が基材の側面に、それぞれ露呈されてなる構成である。
図１に示すように、例えば貫通配線１３が直線状をなし、貫通配線１３自体が基材１１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている例が挙げられる。
図１（ａ）は貫通配線１３の一端１３αと他端１３βがそれぞれ基材の一面（紙面の上面）１１ａと側面１１ｃに露呈した場合を、図１（ｂ）は貫通配線１３の一端１３αと他端１３βがそれぞれ基材の他面（紙面の下面）１１ｂと側面１１ｃに露呈した場合を、各々示している。
【００１７】
また図２に示すように、例えば貫通配線２３が２つの直線部と１つの屈曲部との組み合わせからなり、少なくとも１つの直線部が基材２１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている例も挙げられる。
図２（ａ）は貫通配線２３をなす２つの直線部２３ａ、２３ｂが屈曲部２４において接続されており、直線部２３ａは基材２１の厚み方向に延びて紙面の上面２１ａに露呈する一端２３αを、直線部２３ｂは基材２１の厚み方向と垂直をなす方向に延びて紙面の側面２１ｃに露呈する他端２３βを有する。
図２（ｂ）は貫通配線２３をなす２つの直線部２３ｃ、２３ｄが屈曲部２４において接続されており、直線部２３ｃは基材２１の厚み方向に延びて紙面の上面２１ａに露呈する一端２３αを、直線部２３ｄは基材２１の厚み方向と傾斜をなす方向に延びて紙面の側面２１ｃに露呈する他端２３βを有する。
図２（ｃ）は貫通配線２３をなす２つの直線部２３ｅ、２３ｆが屈曲部２４において接続されており、直線部２３ｅは基材２１の厚み方向と傾斜をなす方向に延びて紙面の下面２１ｂに露呈する一端２３αを、直線部２３ｆは基材２１の厚み方向と垂直をなす方向に延びて紙面の側面２１ｃに露呈する他端２３βを有する。
【００１８】
図１（図２）に示した構成例とするためには、基材１１（２１）をなす一方の主面１１ａ（２１ａ）又は他方の主面１１ｂ（２１ｂ）と、側面１１ｃ（２１ｃ）とを結ぶように、直線部をなす微細孔１２（２２）を設け、この微細孔１２（２２）に導電性物質を充填し、貫通配線１３（２３）を形成すればよい。
【００１９】
＜第二の形態＞
第二の形態は、図３に示すように、貫通配線の一端が基材の一方の主面に、貫通配線の他端は基材の他方の主面に、それぞれ露呈されてなる構成である。
図３に示すように、例えば貫通配線３３が複数の直線部と屈曲部との組み合わせからなり、少なくとも１つの直線部が基材３１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている例が挙げられる。図３（ａ）〜図３（ｄ）は貫通配線３３の一端３３αと他端３３βがそれぞれ基材の一面（紙面の上面）３１ａと他面（紙面の下面）３１ｂに露呈している状態は共通しているが、以下の点において各々特長を有する。
図３（ａ）の構成例では、２つの直線部３３ａ、３３ｂが１つの屈曲部で結合されており、一方の直線部３３ｂのみ基材３１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている。
図３（ｂ）の構成例では、３つの直線部３３ｃ、３３ｄ、３３ｅが２つの屈曲部で結合されており、中間の直線部３３ｄのみ基材３１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている。
図３（ｃ）の構成例では、２つの直線部３３ｆ、３３ｇが１つの屈曲部で結合されている点は図２（ａ）と同様であるが、両方の直線部３３ｆ、３３ｇとも基材３１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている。
図３（ｄ）の構成例では、図３（ｂ）の中間に配した１つの直線部に代えて、３つの直線部と２つの屈曲部３３ｂ、３３ｃからなる部分３３ｊを設けた点が図３（ｂ）と異なる。図３（ｄ）の３３ｈ、３３ｊは、図３（ｂ）の３３ｃ、３３ｅに相当するものである。
図３に示した構成例とするためには、基材３１をなす一方の主面３１ａと他方の主面３１ｂとを結ぶように、複数の直線部と屈曲部とを組み合わせてなる微細孔３２を設け、この微細孔３２に導電性物質を充填し、貫通配線３３を形成すればよい。
【００２０】
＜第三の形態＞
第三の形態は、図４に示すように、貫通配線の一端が基材の一方の主面に、貫通配線の他端は基材の他方の主面に、それぞれ露呈されてなる構成である。
図４に示すように、例えば貫通配線４３が複数の直線部と分岐部との組み合わせからなり、少なくとも１つの直線部が基材４１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている例が挙げられる。
図４（ａ）〜図４（ｂ）は分岐部から延びる貫通配線４３の端部４３α〜４３δがそれぞれ基材の一面（紙面の上面）４１ａと他面（紙面の下面）４１ｂに露呈している状態は共通しているが、以下の点において各々特長を有する。
図４（ａ）の構成例では、１つの分岐部４４から直線部４３ａ〜４３ｃが個々に一面４１ａ又は他面４１ｂに延びている。
図４（ｂ）の構成例では、２つの分岐部４４ａ、４４ｂから直線部４３ｄ〜４３ｇが個々に一面４１ａ又は他面４１ｂに延びている。
図４に示した構成例とするためには、基材４１をなす一方の主面４１ａと他方の主面４１ｂとを結ぶように、複数の直線部と分岐部とを組み合わせてなる微細孔４２を設け、この微細孔４２に導電性物質を充填し、貫通配線４３を形成すればよい。
【００２１】
また図５に示すように、例えば貫通配線５３が直線部と屈曲部と分岐部の組み合わせからなり、少なくとも１つの直線部が基材５１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている例も挙げられる。図５（ａ）〜図５（ｃ）は貫通配線５３の一端または他端５３α〜５３δが基材の一面（紙面の上面）５１ａ又は他面（紙面の下面）５１ｂの何れかに露呈している状態は共通しているが、以下の点において各々特長を有する。
図５（ａ）の構成例では、５つの直線部５３ａ〜５３ｅが２つの屈曲部５４ｂ、５４ｃと１つの分岐部５４ａで結合されており、分岐部５４ａと屈曲部５４ｂ、５４ｃを繋ぐ直線部５３ｂ、５３ｃのみ基材５１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている。
図５（ｂ）の構成例では、基板の厚み方向に貫通する１つの直線部５３ｆから分岐した複数の直線部５３ｇ、５３ｈをもち、この２つの直線部は両方とも基材５１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている。また、一方の直線部５３ｈは屈曲部を介して他の直線部５３ｉに繋がっている。
図５（ｃ）の構成例では、基板の厚み方向に貫通する１つの直線部５３ｊから分岐した複数の直線部５３ｋ、５３ｍをもち、この２つの直線部は両方とも基材５１の厚み方向（紙面の上下方向）とは異なる方向に延びている。また、両方の直線部５３ｋ、５３ｍはそれぞれ屈曲部５４ｇ、５４ｊを介して他の直線部５３ｌ、５３ｎに繋がっている。
【００２２】
さらに図６に示すように、例えば貫通配線５３が直線部と屈曲部と分岐部の組み合わせからなり、少なくとも１つの直線部が基材６１の厚み方向（紙面の上下方向）と垂直をなす方向に延びている例も挙げられる。図６（ａ）〜図６（ｃ）は貫通配線６３の一端または他端６３α〜６３δが基材を構成する３つ又は４つの面（紙面の上下面、左右面）６１ａ〜６１ｄの何れかに露呈している状態は共通しているが、以下の点において各々特長を有する。
図６（ａ）の構成例では、基板の厚み方向に貫通する１つの直線部６３ａから分岐した１つの直線部６３ｂをもち、後者の直線部６３ｂのみ基材６１の厚み方向（紙面の上下方向）と垂直をなす方向に延びている。これにより、貫通配線６３は基材の上下面と一つの側面に露呈された端部６３α〜６３γをもつ。
図６（ｂ）の構成例では、基板の厚み方向と垂直をなす方向に貫通する１つの直線部６３ｃから分岐した１つの直線部６３ｄをもち、後者の直線部６３ｄのみ基材５１の厚み方向（紙面の上下方向）に延びている。これにより、貫通配線６３は基材の上面と二つの側面に露呈された端部６３α〜６３γをもつ。
図６（ｃ）の構成例では、基材６１の一つの側面６１ｄに露呈して、共通する一端６３αを備えた、基板の厚み方向とは異なる方向に延びる３つの直線部６３ｅ、６３ｆ、６３ｇをもつ。また、３つの直線部６３ｅ、６３ｆ、６３ｇの他端はそれぞれ異なる面に露呈し、順に端部６３γ、６３β、６３δをもつ。図６（ｃ）では、分岐部６４が共通する一端６３αの近傍に位置する例を示したが、これに限定されるものではない。
【００２３】
図４（図５、図６）に示した構成例とするためには、基材４１（５１、６１）をなす一方の主面４１ａ（５１ａ、６１ａ）、他方の主面４１ｂ（５１ｂ、６１ｂ）、及び／又は側面４１ｃ（５１ｃ、６１ｃ）を結ぶように、屈曲部や分岐部を介して直線部をなす微細孔４２（５２、６２）を設け、この微細孔４２（５２、６２）に導電性物質を充填し、貫通配線４３（５３、６３）を形成すればよい。
【００２４】
なお、図１〜図６においては、一つの基材の中に一つの微細孔を設け、この微細孔に導電性物質を充填し、一つの貫通配線を形成した例を示した。
しかしながら、図７に示すように、一つの基材７１の中に独立した複数の微細孔を設け、これらの微細孔に導電性物質を充填し、独立した複数の貫通配線７３（７３ａ〜７３ｅ）を形成しても構わない。図７には、基材の断面方向から見てパターンの異なる貫通配線を組合せた例を示したが、これに限定されず、一つの基材の中にパターンの同じ貫通配線を備えてもよい。特に、基材の側面近傍に配される貫通配線７３ａ、７３ｅは、その端部の一つが側面に露呈する形態を採用することが可能となる。
【００２５】
＜第四の形態＞
第四の形態は、図８に示すように、貫通配線の一端及び／又は他端は、接合する他の基板の電極に対応する位置に配されている構成である。
図８（ａ）、（ｂ）は、図７と同様に、各々の基材８１Ａ、８１Ｂの中に独立した複数の微細孔を設け、これらの微細孔に導電性物質を充填し、独立した複数の貫通配線（例えば、８３Ａ、８３Ｂ）を形成したものである。２つの基材８１Ａ、８１Ｂは、両者を接合する面８１Ａｂ、８１Ｂａにおいて、接合する相手方の基板の電極と位置が一致するように構成されている。
図８（ｃ）は２つの基材８１Ａ、８１Ｂを接合した状態を示しており、例えば、基材８１Ａに設けた貫通配線８３Ａの他端８３Ａβと、基材８１Ｂに設けた貫通配線８３Ｂの一端８３Ｂαとが位置を一致させると、両者の基板に設けた他の端部同士も同様に位置が一致し、電気的な導通が可能となるように配されている状態を表している。
このような配置の採用は、２つの基材を重ね合わせる場合に限定されるものではなく、３つ以上の基材を重ねて接合した形態（以下、複合基板とも呼ぶ）にも適用できる。
【００２６】
また図９は、基材９１の一面９１Ａに機能素子９５を埋設してなる点のみ図７の基材７１と異なっている。図９に示すように、基材９１はその内部に貫通配線９３とは直接には電気的に接続されないように、機能素子９５を配する形態（以下、機能素子を内包する複合基板とも呼ぶ）としてもよい。このような形態に好適な機能素子（以下、単にデバイスとも呼ぶ）９５としては、例えば、コンデンサや抵抗などの受動素子、あるいは各種センサなどのＭＥＭＳデバイスが挙げられる。
【００２７】
図１０は、図８と同様に、機能素子１０５を備えた基材１０１Ｂを一方の基板として用い、この基材に設けた貫通配線の一端及び／又は他端が、接合する他の基板（基材１０１Ａ）の電極に対応する位置に配されている構成である。図１０（ａ）は他方の基板、図１０（ｂ）は一方の基板であり、図１０（ｃ）は２つの基材１０１Ａ、１０１Ｂを接合した状態を示している。この構成によれば、両者の基板に設けた端部同士の位置がそれぞれ一致し、電気的な導通が可能になるとともに、機能素子１０５が２つの基材１０１Ａ、１０１Ｂ間に挟み込まれ、あるいは密閉された形態とすることができるので、外力に対して耐久性に優れた構成が得られる。また、機能素子１０５が外部環境に曝される虞がないので、耐環境性の改善も図れる。
【００２８】
本発明に係る貫通配線基板は、上述したように、基板内部で三次元的に自由な配線を可能とする貫通電極を基本構造としている。以下ではまず、上述した各種構成からなる貫通配線基板の製造方法について、図１１〜図１４に基づき、貫通配線基板が単板からなる場合を例として詳細に述べる。次いで、いくつかの具体的な態様を実施例１〜３として説明する。
【００２９】
図１１〜図１４は、本発明に係る貫通配線基板の作製方法を工程順に示した模式的な断面図である。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ものである。
【００３０】
まず、図１１に示すように、石英からなる基板１１１の少なくとも微細孔を形成したい箇所にレーザー光１１８を照射して基板１１１内に改質部１１４を形成する。本実施形態においてはレーザー光１１８の光源としてフェムト秒レーザーを用い、基板１１１内部に焦点１１３を結ぶようにレーザービームを照射し、例えば径が数μｍ〜数十μｍとした改質部１１４を得る。その際、焦点１１３と基板位置とを制御することにより、図１２に例示するように様々な形状の改質部１１４を形成することができる。なお、微細孔を形成する基板１１１は、石英基板に限定されるものではなく、例えばサファイア等の絶縁基板や、アルカリ成分等を含んだ他の他成分ガラス基板を用いることができ、その厚さも１５０μｍ〜１ｍｍ程度まで適宜設定できる。
【００３１】
次いで、図１３に示すように、容器１１６内に入れた所定の薬液１１５中に、改質部を形成した基板１１１を浸漬する。これにより、改質部は薬液１１５によりウェットエッチングされ、基板１１１内から除去される。その結果、改質部が存在した部分に、微細孔１１２が形成される。本実施形態では、薬液１１５としてフッ酸を主成分とする酸溶液を用いた。
本エッチングは、改質部１１４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するものであり、結果として改質部１１４に起因した形状の微細孔１１２を形成することができる。本実施形態においては、微細孔１１２の孔径は５０μｍとした。なお、薬液１１５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を用いることができる。また、微細孔１１２の孔径も、貫通電極の用途に応じて１０μｍ程度から３００μｍ程度まで適宜設定することができる。さらに、形成する微細孔も、基板を貫通するもの、非貫通のもののどちらでも良い。
【００３２】
上述した方法により、石英からなる基板の内部に三次元的に自由な構造を持つ微細孔を形成することができる。以下、いくつかの貫通電極の態様に応じた作製方法を説明する。
【００３３】
（実施例１）・・・単板での実施
本例では、一枚の基板に貫通配線を配してなる貫通配線基板の作製方法について、図１４に基づき詳述する。
まず、図１４（ａ）に示すように、石英からなる基板１４１に前述した微細孔の形成方法により様々な形態をもつ微細孔１４２を形成する。ここで、基板１４１は厚さが５００μｍであり、微細孔１４２の孔径は５０μｍとした。なお、基板の厚さは孔径がこれに限定されないことは上述の通りである。
次いで、図１４（ｂ）に示すように、微細孔１４２の内部に導電性物質１４３を充填する。本例では、導電性物質１４３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、本例においては、充填金属として金錫（Ａｕ−Ｓｎ）を用いたが、本発明はこれに限定されず、異なる組成を有する金錫合金や、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、本発明はこれに限定されず、めっき法による金属充填や印刷法による導電性ペーストの充填、またＣＶＤ等によるカーボンナノチューブの充填を利用することができる。
以上の方法により、三次元的に自由な貫通電極を有する貫通配線基板を提供することができる。
なお、本例においては、微細孔１４２は基板の主面あるいは側面を貫通するものであったが、本発明はこれに限定されず、微細孔は非貫通で形成しておき、金属充填後、基板を研磨することにより貫通電極を形成することも可能である。
【００３４】
（実施例２）・・・複合基板の実施例
本例では、複数の貫通配線基板を積み重ねてなる複合基板の作製方法について、図１５に基づき詳述する。ここでは、三通りの製法について例示する。
第一の製法（図１５）は、実施例１において説明した方法により作製した貫通配線基板同士を積み重ねるものである。まず、図１５（ａ）に示すように、既に貫通電極１５３（１５３ａ、１５３ｂ）が形成された貫通配線基板１５１Ａと１５１Ｂを対向させ、貫通電極１５３ａ、１５３ｂの端部同士の位置を合わせるようにアライメントを行う。その後、図１５（ｂ）に示すように、２つの貫通配線基板１５１Ａ、１５１Ｂを積み重ねた。本例では、異方性導電接着剤１５７を用いて基板間を接着したが、これに限定されるものではなく、例えばはんだバンプを用いた接合など他の方法を用いてもよい。
第二の製法（図１６）は、まず、図１６（ａ）に示すように、微細孔１６２ａ、１６２ｂのみが形成された基板１６１Ａ、１６１Ｂを、絶縁樹脂１６３を介して接合する。この際、微細孔１６２ａと１６２ｂが重なる位置にある樹脂は、予め（貼り合わせ前に）除去しておいても良いし、貼り合わせ後にエッチング等により除去しても良い。次いで、図１６（ｂ）に示すように、接合後に形成された微細孔１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃに一度に金属充填し、貫通電極を作製するものである。本例では、絶縁樹脂１６３を用いて両基板を接着したが、これに限定されるものではなく、例えば陽極接合など他の方法を用いてもよい。
第三の製法（図１７）は、まず、図１７（ａ）に示すように、基板１７１Ａと１７１Ｂを用意し、低融点ガラス１７７を用いて接合した状態とする。次いで、接合後の基板に微細孔１７２を形成する。その後、微細孔１７２の内部に金属充填するものである。本例では、低融点ガラス１７７を用いて両基板を接着したが、これに限定されるものではなく、例えば陽極接合など他の方法を用いてもよい。
以上の方法により、三次元的に自由な貫通電極を有する貫通配線基板を積層することができる。
【００３５】
（実施例３）・・・パッケージへの応用例
実施例１、及び実施例２において説明した貫通電極及びそれを用いた貫通配線基板を適宜使用することにより、図１８に示すように複数のデバイス（電子部品）１８５Ａ〜１８５Ｄを三次元的に複合実装した機能キューブ（電子装置）を実現することができる。
なお、図１８において、１８１Ａ〜１８１Ｄは基板であり、特に複合実装した際、１８１Ａは２つのデバイス１８５Ａ、１８５Ｂを外面に、１８１Ｂはデバイス１８５Ｄを内面に、１８１Ｃはデバイス１８５Ｃを内面に、それぞれ載置している。
【００３６】
すなわち、図１８においても、貫通配線基板は、基材を構成する少なくとも二面を結ぶように微細孔を配し、該微細孔に導電性物質を充填してなる貫通配線１８３を備え、かつ、前記貫通配線が、少なくとも一部に、前記基材の厚み方向とは異なる方向に延びる部分を有している。図１８に示す機能キューブ（電子装置）は、このような貫通配線基板を複数用い、互いの主面同士及び／又は側面同士を重ね合わせ、互いの貫通配線基板を構成する貫通配線を電気的に接続してなる複合基板と、前記貫通配線基板における前記基材に実装された電子部品と、を含んでいる。
また、図１８に示す機能キューブ（電子装置）では、機能素子からなるデバイス（電子部品）１８５Ａ〜１８５Ｄと貫通電極とは直接には電気的に接続されない構成が可能となる。この構成によれば、貫通電極の存在に影響を受けることなく、機能素子として、コンデンサや抵抗などの受動素子、あるいは各種センサなどのＭＥＭＳデバイスを、基材に内在させることができる（図１８の１８５Ｃ、１８５Ｄ）。つまり、電子部品が、前記基材に設けられた空隙内に配される構成となり、電子部品は基材によって外界から隔離された状態で基材に内在されるので、電子部品は外界からの影響を受けにくい。
一方、前記電子部品と、前記貫通配線基板における前記貫通配線とは、電気的に接続されているので、機能キューブ（電子装置）を構成する貫通配線を通じて電子部品は、電子装置の外部と電気的な接続が可能である。
図１８に示す機能キューブ（電子装置）を構成する前記貫通配線基板における前記基材としては、ガラスが好適である。基材をガラスとすることにより、図１１〜図１４を用いて説明した貫通配線基板の作製方法を利用して、三次元実装やＳｉＰにおいて、より高機能、高密度なパッケージをもたらす貫通配線を備えた貫通配線基板が得られる。ゆえに、本発明に係る電子装置を構成する基材としては、ガラスが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、基板内部を三次元的に自由に配線し、基板の表裏のみならず側面にも電気的な配線がなされるため、これまでの貫通配線と比べて、より設計の自由度が高く、高密度実装が可能となる。
また、本発明の貫通配線基板を提供することにより、三次元実装やＳｉＰにおいて、より高機能、高密度なパッケージを実現することができ、ひいてはデバイスの高速化、高機能化に貢献する。
本発明の電子装置は、上述した貫通配線基板を複数用い、互いの主面同士及び／又は側面同士を重ね合わせ、互いの貫通配線基板を構成する貫通配線を電気的に接続してなる複合基板と、前記貫通配線基板における前記基材に実装された電子部品と、を含むことにより、電子装置の薄型化や小型化、低消費電力化などに寄与する。
【符号の説明】
【００３８】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０ 貫通配線基板、１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１ 基材、１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２ 微細孔、１３、２３、３３、４３、５３、６３、７３ 貫通配線、８１Ａ、８１Ｂ  基材、８３Ａ、８３Ｂ 貫通配線、９１ 基材、９３ 貫通配線、９５ 機能素子、１０１Ａ、１０１Ｂ 基材、１０５ 機能素子、１１１ 基板、１１２ 微細孔、１１３ 焦点、１１４ 改質部、１１５ 薬液、１１６ 容器、１１８ レーザー光、１４１ 基板、１４２ 微細孔、１４３ 導電性物質、
１５１Ａ、１５１Ｂ 貫通配線基板、１５３ａ、１５３ｂ  貫通電極、１５７ 異方性導電接着剤、１６１Ａ、１６１Ｂ  基板、１６２ａ、１６２ｂ  微細孔、１６３  絶縁樹脂、１７１Ａ、１７１Ｂ  基板、１７２  微細孔、１７７  低融点ガラス、１８１Ａ〜１８１Ｄ  基板、１８３  貫通配線、１８５Ａ〜１８５Ｄ  デバイス（電子部品）。
【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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【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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