(57)【要約】【課題】  両面配線ガラス基板の耐熱性・耐久性を向上させる。【解決手段】  両面配線ガラス基板１の表裏面を電気的に接続するための貫通孔３に、表裏面を貫通する空洞３０を残して、金属銅からなる銅膜層５を充填する。銅膜層５は、まず貫通孔３壁面に無電解メッキ銅層５ａを形成した後、空洞３０を残して電解メッキ銅層５ｂを形成することにより充填する。このように、貫通孔３に空洞３０を残して金属銅を充填することにより、空洞３０が高温プロセス環境下で両面配線ガラス基板１に働く応力を緩衝し、感光性ガラス基板２のクラックの発生が抑制される。また、金属銅によって両面配線ガラス基板１の表裏面が確実に接続可能になるとともに、両面配線ガラス基板１全体としての高い耐熱性が確保される。【選択図】  図１
2005086026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の表面側と裏面側とに配線が形成された両面配線ガラス基板において、
前記ガラス基板に形成された貫通孔に表裏面を貫通する空洞を残して金属が充填され前記金属を介して前記ガラス基板の表面側と裏面側とが電気的に接続されていることを特徴とする両面配線ガラス基板。
【請求項２】
前記空洞は、略円筒形状であって、直径が１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の両面配線ガラス基板。
【請求項３】
前記金属は、銅，ニッケル，金，銀，クロム，アルミニウムのいずれか１種または２種以上からなることを特徴とする請求項１記載の両面配線ガラス基板。
【請求項４】
ガラス基板の表面側と裏面側とに配線が形成された両面配線ガラス基板の製造方法において、
前記ガラス基板に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に前記ガラス基板を貫通する空洞を残して金属を充填し前記ガラス基板の表面側と裏面側とを導通可能にする工程と、
前記ガラス基板の表面側と裏面側とに前記配線を形成する工程と、
を有することを特徴とする両面配線ガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記貫通孔に前記ガラス基板を貫通する前記空洞を残して前記金属を充填し前記ガラス基板の表面側と裏面側とを導通可能にする工程においては、
前記貫通孔の壁面に第１の金属層を形成し、前記貫通孔において前記空洞を残して前記第１の金属層上に第２の金属層を形成することによって、前記貫通孔に前記空洞を残して前記金属を充填し前記ガラス基板の表面側と裏面側とを導通可能にすることを特徴とする請求項４記載の両面配線ガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記貫通孔の壁面に前記第１の金属層を形成し、前記貫通孔において前記空洞を残して前記第１の金属層上に前記第２の金属層を形成する際には、
前記貫通孔の壁面と前記ガラス基板の表面側および裏面側とに前記第１の金属層を形成し、
前記貫通孔において前記空洞を残して前記第１の金属層上に前記第２の金属層を形成するとともに、前記ガラス基板の表面側および裏面側において前記第１の金属層上に前記第２の金属層を形成して前記空洞を塞ぎ、
前記ガラス基板の表面側および裏面側に形成された前記第１の金属層と前記第２の金属層とを除去して前記ガラス基板の表裏面を露出させ前記空洞を開口することによって、前記貫通孔において前記空洞を残して前記第１の金属層上に前記第２の金属層を形成することを特徴とする請求項５記載の両面配線ガラス基板の製造方法。
【請求項７】
前記貫通孔の壁面に前記第１の金属層を形成し、前記貫通孔において前記空洞を残して前記第１の金属層上に前記第２の金属層を形成する際には、
前記第１の金属層を無電解メッキ法を用いて形成し、前記第２の金属層を電解メッキ法を用いて形成することを特徴とする請求項５記載の両面配線ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は両面配線ガラス基板およびその製造方法に関し、特に表裏面に配線を備え各種電子部品が実装される両面配線ガラス基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、センサやスイッチ等の機能素子をＩＣの製造技術を利用してチップ上に構成したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）の開発が急速に進められ、電子部品の飛躍的な小型化、高性能化が実現されてきている。それに伴い、従来の各種電子部品をはじめ、ＭＥＭＳを用いた電子部品（以下「電子部品等」という。）を、低コストで信頼性高く高密度実装することのできる配線基板が要望されている。
【０００３】
従来、配線基板としては、そのコア基板材料にセラミック基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板等を用いたものが知られている。特に、ガラス基板の場合には、フォトリソグラフィ法を用いて孔や溝を形成することのできる感光性ガラス基板が多く使用されている。感光性ガラス基板を用いた配線基板の例としては、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて感光性ガラス基板に形成した貫通孔や配線用の溝に、スクリーン印刷法によって樹脂を用いた導体ペーストを充填し、これと同様に形成された複数枚の基板を積層、焼成して形成される多層配線基板がある（特許文献１参照。）。感光性ガラス基板を用いた別の例としては、例えば、貫通孔内壁と配線にメッキ法を用いて導体膜を形成し、導体膜形成後の貫通孔内部および配線間に樹脂絶縁材料を形成したビルドアップ多層配線基板もある（特許文献２参照。）。
【０００４】
このような電子部品等を実装する配線基板には、まず第１に、電子部品等と配線基板とを接合する際に通常用いられる無機系の接合ペーストの焼成温度が４００℃以上と非常に高温になることがあるため、高い耐熱性を有していることが要求される。さらに第２に、小型の電子部品等、特にＭＥＭＳを用いた非常に小型のものを多数実装するためには、配線が高密度に形成されていることが要求される。そして第３に、実装密度向上のためには、配線が基板表裏面に形成されていることが要求される。
【特許文献１】特開昭６３−１２８６９９号公報（第４頁第２欄第６行〜第１９行）
【特許文献２】特開２００１−４４６３９号公報（段落番号〔００３０〕〜〔００８４〕，図１〜図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
感光性ガラス基板を用いた配線基板では、そのコア基板に耐熱性の高いガラス基板を用いれば、配線基板としての耐熱性の問題を回避することが可能ではあるが、従来のように貫通孔への導体ペーストの充填や配線の形成をスクリーン印刷法によって行う場合には、貫通孔内に形成された導体部にボイドが発生したり、微細な配線を高密度に形成することができなかったりするといった問題が生じ得る。そのため、耐熱性の高いガラス基板を用いるとともに、貫通孔内の導体部や配線をフォトリソグラフィ法やメッキ法を用いて形成し、耐熱性と微細化、高密度化に対応することが多くなってきている。しかし、例えば従来のようにメッキ法によって貫通孔内壁に薄く導体膜を形成した後、更にその内部を樹脂で充填する場合、たとえ耐熱性の高いガラス基板を用いていても、配線基板全体としての耐熱性が低くなってしまうという問題が生じる。これらの問題は、多層配線基板のほか、その基本的構造ともなる単層の配線基板を形成する上でも同じように発生する。
【０００６】
また、ガラス基板を用いた配線基板では、電子部品等の高温度での接合プロセスにおいて、ガラス基板と配線金属との熱膨張係数差に起因する応力によってガラス基板にクラックが発生する場合があるといった問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、高い耐熱性と耐久性を有し、微細な配線が表裏面に高密度に形成された両面配線ガラス基板およびその製造方法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】
本発明では上記問題を解決するために、ガラス基板の表面側と裏面側とに配線が形成された両面配線ガラス基板において、前記ガラス基板に形成された貫通孔に表裏面を貫通する空洞を残して金属が充填され前記金属を介して前記ガラス基板の表面側と裏面側とが電気的に接続されていることを特徴とする両面配線ガラス基板が提供される。
【０００９】
このような両面配線ガラス基板によれば、ガラス基板の貫通孔に、両面配線ガラス基板の表裏面を貫通する空洞を残して金属が充填され、その金属を介してガラス基板の表面側と裏面側とが確実に電気的に接続されるようになるとともに、両面配線ガラス基板全体としての高い耐熱性が確保されるようになる。さらに、空洞が高温プロセス環境下で両面配線ガラス基板に働く応力を緩衝し、ガラス基板のクラックの発生を抑える。
【００１０】
また、本発明では、ガラス基板の表面側と裏面側とに配線が形成された両面配線ガラス基板の製造方法において、前記ガラス基板に貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に前記ガラス基板を貫通する空洞を残して金属を充填し前記ガラス基板の表面側と裏面側とを導通可能にする工程と、前記ガラス基板の表面側と裏面側とに前記配線を形成する工程と、を有することを特徴とする両面配線ガラス基板の製造方法が提供される。
【００１１】
このような両面配線ガラス基板の製造方法によれば、ガラス基板に形成した貫通孔に、このガラス基板を貫通する空洞を残して金属を充填し、その表面側と裏面側とを導通可能にするので、両面配線ガラス基板の表裏面が確実に電気的に接続され、高い耐熱性・耐久性を有する両面配線ガラス基板が形成されるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の両面配線ガラス基板は、貫通孔に、両面配線ガラス基板を貫通する空洞を残して金属が充填されている。これにより、空洞が高温プロセス環境下で両面配線ガラス基板に働く応力を緩衝してガラス基板のクラックの発生を抑えるので、両面配線ガラス基板の耐久性を向上させることができる。さらに、空洞を除いて貫通孔を金属で充填するので、両面配線ガラス基板の表裏面を確実に導通させることが可能になるとともに、その耐熱性を向上させることができる。このように両面配線ガラス基板の耐熱性・耐久性を向上させることにより、電子部品等の接続信頼性の高い高密度実装が可能な両面配線ガラス基板を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施の形態の両面配線ガラス基板の一例の断面図である。
【００１４】
両面配線ガラス基板１には、そのコア基板として感光性ガラス基板２が用いられている。この感光性ガラス基板２には、これを貫通する貫通孔３、およびその表裏面に感光性ガラス基板２に含まれるアルカリ金属イオンの漏洩を抑制するためのイオンブロッキング層４が設けられている。貫通孔３は、その中央部に両面配線ガラス基板１の表裏面を貫通する略円筒形状の空洞３０を残して、金属銅（Ｃｕ）からなる銅膜層５で充填されており、さらにこの銅膜層５は、イオンブロッキング層４も貫通している。イオンブロッキング層４上および銅膜層５上には、配線となる銅膜層６が密着力強化層７を介して所定の配線パターンで形成されており、銅膜層５とその上に形成された一部の密着力強化層７および銅膜層６によって両面配線ガラス基板１の表裏面が電気的に接続された状態になっている。空洞３０は、感光性ガラス基板２およびイオンブロッキング層４のほか、その一部の密着力強化層７および銅膜層６を貫通して形成されている。
【００１５】
ここで、感光性ガラス基板２は、その平滑性、硬質性、絶縁性、加工性等の面で、配線基板のコア基板材料として優れている。なお、このような性質は、ソーダライムガラス等の化学強化ガラス、結晶化ガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス等でも同様であり、これらを感光性ガラス基板２に代えて両面配線ガラス基板１のコア基板に用いることも可能である。
【００１６】
イオンブロッキング層４は、スパッタ法により形成された窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）層（以下「スパッタ窒化シリコン層」という。）４ａ、およびスパッタ法により形成された酸化シリコン（ＳｉＯ２）層（以下「スパッタ酸化シリコン層」という。）４ｂから構成されている。ここでは、イオンブロッキング層４は、感光性ガラス基板２の表裏面に形成されたスパッタ窒化シリコン層４ａの上にスパッタ酸化シリコン層４ｂが積層された２層構造になっている。
【００１７】
密着力強化層７は、スパッタ法により形成されたクロム（Ｃｒ）層（以下「スパッタクロム層」という。）７ａ、スパッタ法により形成されたクロムと銅の混合層（以下「スパッタクロム銅層」という。）７ｂ、およびスパッタ法により形成された銅層（以下「スパッタ銅層」という。）７ｃから構成されている。ここでは、密着力強化層７は、スパッタ酸化シリコン層４ｂ上に、スパッタクロム層７ａ、スパッタクロム銅層７ｂ、スパッタ銅層７ｃが順に積層された３層構造になっている。
【００１８】
配線となる銅膜層６は、スパッタ銅層７ｃ上に形成され、その一部は密着力強化層７を介して銅膜層５に接続されている。
このように、両面配線ガラス基板１には、その表裏面を貫通する空洞３０が形成されている。これにより、高温度の接合プロセスにおいて感光性ガラス基板２と銅膜層６との熱膨張係数差に起因する応力を、空洞３０によって緩衝し、感光性ガラス基板２のクラックの発生を抑制することができるようになっている。さらに、空洞３０を残して貫通孔３を銅膜層５で充填するので、高い接続信頼性が得られるとともに、両面配線ガラス基板１全体としての高い耐熱性が得られるようになっている。
【００１９】
次に、上記両面配線ガラス基板１のより詳細な構成とその製造方法について説明する。
両面配線ガラス基板１の製造工程は、大きく分けて、貫通孔形成工程、イオンブロッキング層形成工程、貫通孔充填工程、密着力強化層形成工程、配線形成工程で構成されている。
【００２０】
まず、貫通孔形成工程について説明する。図２および図３は貫通孔形成工程の説明図であって、図２は第１の実施の形態の露光工程の断面図、図３は第１の実施の形態の露光結晶化部除去工程の断面図である。
【００２１】
貫通孔形成工程では、まず、感光性ガラス基板２の表裏一方の面側に、貫通孔３を形成する部分（以下「貫通孔形成部分」という。）に対応する領域にのみ開口部を有するマスク（図示せず）を密着配置し、この状態で感光性ガラス基板２に対して紫外線を照射する。
【００２２】
感光性ガラス基板２は、感光性を示すものであれば特に制限はない。感光性ガラス基板２は、その感光性成分として金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、亜酸化銅（Ｃｕ２Ｏ）または酸化セリウム（ＣｅＯ２）のうち少なくとも１種を含んでいることが好ましく、２種以上含んでいることがより好ましい。このような感光性ガラス基板２としては、例えば重量％で、ＳｉＯ２：５５％〜８５％，酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：２％〜２０％，酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）：５％〜１５％，ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＞８５％を基本成分とし、Ａｕ：０．００１％〜０．０５％，Ａｇ：０．００１％〜０．５％，Ｃｕ２Ｏ：０．００１％〜１％を感光性金属成分とし、更にＣｅＯ２：０．００１％〜０．２％を光増感剤として含有するものを用いることができる。
【００２３】
また、マスクは、感光性ガラス基板２に密着して貫通孔形成部分を選択的に露光することのできるものであれば特に制限はない。このようなマスクとして、例えば、透明な薄板ガラスにクロム膜等の実質的に紫外線等の露光光を通さない膜で遮光パターンを形成したものを用いることができる。
【００２４】
このようにして貫通孔形成部分にマスクを通して紫外線を照射した後、この感光性ガラス基板２を熱処理する。熱処理は、用いる感光性ガラス基板２の転移点と屈伏点との間の温度で行うことが好ましい。転移点を下回る温度では熱処理効果が十分に得られず、屈伏点を上回る温度では感光性ガラス基板２の収縮が起こって露光寸法精度が低下する恐れがあるためである。熱処理時間としては３０分〜５時間程度とすることが好ましい。
【００２５】
このような紫外線照射と熱処理により、紫外線が照射された貫通孔形成部分は結晶化され、図２に示すように、感光性ガラス基板２の貫通孔形成部分に露光結晶化部３ａが形成される。その後、この露光結晶化部３ａが形成された感光性ガラス基板２に、所定濃度の希フッ化水素酸等のエッチング液をスプレー等すれば、露光結晶化部３ａは選択的に溶解除去され、図３に示すように、感光性ガラス基板２に貫通孔３が形成される。
【００２６】
このようなフォトリソグラフィ法を用いた貫通孔３の形成方法によれば、感光性ガラス基板２にアスペクト比１０程度の貫通孔３を所望の数だけ同時に形成することができる。例えば、厚さ０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の感光性ガラス基板２を用いた場合には、３０μｍ〜１５０μｍ程度の貫通孔３を所望の位置に複数同時に形成することができる。これにより、配線パターンの微細化、貫通孔形成工程の効率化を図ることが可能になる。さらに、配線の高密度化のために、ランド幅を極めて小さくする、あるいはランド幅をゼロとしたランドレス構造とする場合には、貫通孔３間のスペースを十分広く確保することができる。そのため、貫通孔３間にも配線を形成することが可能になり、配線パターンの設計自由度の拡大や配線密度の向上を図ることも可能になる。また、複数の貫通孔３を狭ピッチで形成することによって配線密度の向上を図ることも可能になる。
【００２７】
なお、感光性ガラス基板２のような感光性を有していない他のガラス基板を用いる場合には、例えばレーザ照射によって貫通孔を形成することができる。
次に、イオンブロッキング層形成工程について説明する。図４は第１の実施の形態のイオンブロッキング層形成工程の断面図である。
【００２８】
通常、感光性ガラス基板２には、リチウムイオン（Ｌｉ＋），カリウムイオン（Ｋ＋）等のアルカリ金属イオンが含まれている。これらのアルカリ金属イオンが両面配線ガラス基板１の配線金属に漏洩して更にこれに水が吸着すると、電圧が印加されている回路間において配線金属がイオン化し、これが再度電荷を受けて還元され析出するイオンマイグレーションが発生する。このイオンマイグレーションにより、最悪の場合には、析出した金属によって一方の回路から他方の回路に向かう配線が形成され、回路間が短絡してしまう。このような短絡不良は、配線間隔が小さい場合に顕著となり、微細な配線を高密度に形成するためにはイオンマイグレーションを抑止する必要がある。そのため、感光性ガラス基板２の表裏面にイオンブロッキング層４を形成し、感光性ガラス基板２から銅膜層６や密着力強化層７へのアルカリ金属イオンの漏洩を抑制する。また、イオンブロッキング層４を形成することにより、両面配線ガラス基板１の表裏面において十分な絶縁抵抗を確保することが可能になる。
【００２９】
イオンブロッキング層４を形成する場合には、まず、感光性ガラス基板２の表裏面領域に含有されているアルカリ金属イオンを除去する脱アルカリ処理を施す。この脱アルカリ処理では、感光性ガラス基板２を例えば硫酸水溶液等の電解液中に浸漬し、感光性ガラス基板２に電圧を印加してその表裏面領域に含有されているアルカリ金属イオンを電解液中に溶出させる。
【００３０】
このような脱アルカリ処理の終了後、図４に示すように、感光性ガラス基板２の表裏面にイオンブロッキング層４を形成する。このイオンブロッキング層４には、有機系材料、無機系材料のいずれも用いることが可能であり、絶縁性を有し、感光性ガラス基板２との膨張係数差が小さく、耐熱性、耐湿性、誘電率や誘電正接等の電気的特性に優れているものが好ましい。このような要件を満足する材料としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム等があり、ピンホールなどの欠陥が形成されにくく、絶縁耐圧が高いという点から酸化シリコン、窒化シリコンがより好ましい。成膜方法は、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等、特に限定されないが、良好な密着性が得られるという点からスパッタ法を用いることがより好ましい。ここでは、図４に示したように、まず、脱アルカリ処理後の感光性ガラス基板２の表裏面にそれぞれ、膜厚０．０５μｍ程度のスパッタ窒化シリコン層４ａを形成し、この上に膜厚０．０５μｍ程度のスパッタ酸化シリコン層４ｂを形成して、イオンブロッキング層４を構成している。
【００３１】
なお、ここでは脱アルカリ処理後にイオンブロッキング層４を形成するようにしたが、脱アルカリ処理を行わずにイオンブロッキング層４を形成するようにしてもよい。また、ここではイオンブロッキング層４を２層構造としたが、用いる材質や形成する膜厚等に応じて単層あるいは３層以上の構造とすることもできる。また、イオンブロッキング層４の形成は、両面配線ガラス基板１の使用環境あるいは要求特性等に応じて、感光性ガラス基板２の脱アルカリ処理のみ行って、省略することも可能である。また、用いるガラス基板の材質によっては、脱アルカリ処理とイオンブロッキング層形成のいずれも行わないようにすることも可能である。
【００３２】
また、感光性ガラス基板２のほか、本発明におけるガラス基板には、イオンブロッキング層４が形成されたものを含むことがあるものとする。その場合、貫通孔３は、ガラス基板とイオンブロッキング層４とを貫通するものを示すものとする。
【００３３】
次に、貫通孔充填工程について説明する。図５〜図１０は貫通孔充填工程の説明図であって、図５は第１の実施の形態の予備密着力強化層形成工程の断面図、図６は第１の実施の形態の無電解メッキ工程の断面図、図７は第１の実施の形態の電解メッキ工程の第１の断面図、図８は第１の実施の形態の電解メッキ工程の第２の断面図、図９は第１の実施の形態の電解メッキ工程の第３の断面図、図１０は第１の実施の形態の金属層除去工程の断面図である。
【００３４】
貫通孔充填工程では、まず、図５に示すように、イオンブロッキング層４上に予備密着力強化層１７を形成する。この予備密着力強化層１７は、空洞３０を残して貫通孔３に金属を充填するために行う後述のメッキ法を用いた貫通孔３へのメッキ金属層の形成時に、貫通孔３と同時に基板表裏面に形成されたメッキ金属層が剥離してしまうのを抑止するために形成される。基板表裏面に形成されたメッキ金属層は、この貫通孔充填工程の中でいずれ除去されるが、その除去前に基板表裏面からの剥離が起こると、その際に貫通孔３に形成されているメッキ金属層も一緒に剥がれて導通不良を引き起こす可能性が高くなるためである。貫通孔３および基板表裏面に同時に形成されるメッキ金属層、すなわち貫通孔３に充填する金属と、イオンブロッキング層４との密着性があまり良くない場合に、イオンブロッキング層４上に予備密着力強化層１７を形成してメッキ金属層の密着強度を高め、その剥離を抑止する。
【００３５】
予備密着力強化層１７は、貫通孔３に充填する金属とイオンブロッキング層４の双方との密着性が良好な層を、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等でイオンブロッキング層４の上に形成する。例えば、予備密着力強化層１７は、イオンブロッキング層４との密着性が良好な材料からなる第１層、貫通孔３に充填する金属との密着性が良好な材料からなる第３層、および第１層の材料と第３層の材料を共に含んだ第２層を、イオンブロッキング層４上に第１層、第２層、第３層の順に積層した３層構造とすることができる。第１層と第３層との密着性が十分得られる場合には、第２層を省略した２層構造とすることも可能である。貫通孔３に充填する金属とイオンブロッキング層４の材質によっては双方との密着性が良い材料を単層で形成した構成とすることも可能である。また、イオンブロッキング層４を形成しない場合には、貫通孔３に充填する金属と感光性ガラス基板２の双方との密着性が良好な層を予備密着力強化層１７として形成する。この場合にも、予備密着力強化層１７は、単層、２層または３層構造とすることができる。
【００３６】
第１の実施の形態では、貫通孔３に充填する金属として銅を用いており、この場合、予備密着力強化層１７には、クロム、タンタル、チタン等の金属材料を用いることができる。予備密着力強化層１７は、ここではクロムを用い、スパッタ酸化シリコン層４ｂとの密着性が良いスパッタクロム層１７ａ、銅との密着性が良いスパッタ銅層１７ｃ、およびそれらの間に介在させたスパッタクロム銅層１７ｂの３層構造になっている。予備密着力強化層１７は、イオンブロッキング層４を形成しない場合、すなわち感光性ガラス基板２上に形成する場合にも、同じ構成とすることができる。予備密着力強化層１７を構成する各金属層の厚さには特に制限はないが、例えばこのようにクロムを用いる場合、スパッタクロム層１７ａの厚さは０．０４μｍ〜０．１μｍ程度、中間層であるスパッタクロム銅層１７ｂの厚さは０．０４μｍ〜０．１μｍ程度あれば十分である。また、スパッタ銅層１７ｃの厚さは、０．５μｍ〜１．５μｍ程度あれば十分である。
【００３７】
このようにしてイオンブロッキング層４上に予備密着力強化層１７を形成したうえで、貫通孔３に銅を充填していく。前述のように、貫通孔３への銅の充填にはメッキ法を用いるが、この第１の実施の形態では無電解メッキ法と電解メッキ法を併用する。無電解メッキは、主に感光性ガラス基板２の貫通孔３壁面を導電化する目的で用い、電解メッキは、析出速度の速さおよび皮膜耐熱性の良さから、主に無電解メッキによって貫通孔３壁面を導電化した後に貫通孔３内部に銅を効率的に析出させて充填する目的で用いる。
【００３８】
まず、図６に示すように、無電解メッキ法によって貫通孔３壁面に厚さ１μｍ以下の薄い銅の無電解メッキ層（以下「無電解メッキ銅層」という。）５ａを第１の金属層として形成する。その際には、前述のように、貫通孔３壁面と共に基板表裏面に形成されている予備密着力強化層１７上にも無電解メッキ銅層５ａが形成される。この予備密着力強化層１７によって基板表裏面からの無電解メッキ銅層５ａの剥離が抑止されている。
【００３９】
無電解メッキ銅層５ａの形成後、図７に示すように、電解メッキ法によって銅の電解メッキ層（以下「電解メッキ銅層」という。）５ｂを第２の金属層として形成する。その際、電解メッキ銅層５ｂの形成速度は、基板表裏面の開口端部における形成速度の方が、基板表裏面の他の平坦な部分における形成速度に比べて速い。そのため、図７に示したように、貫通孔３内部よりも基板表裏面の開口端部に多く電解メッキ銅層５ｂが形成されるようになる。
【００４０】
一般に、貫通孔にいわゆるスルーホールメッキを施す場合、初期状態のアスペクト比は、基板厚さを貫通孔径で除した値になる。メッキが進み、メッキ厚さが増加すると、アスペクト比は、貫通孔径がメッキ厚さ分だけ小さくなるため、アスペクト比＝基板厚さ／（貫通孔径−メッキ厚さ×２）で表されるようになる。すなわち、メッキが貫通孔に形成されていくに従ってアスペクト比が増大することになる。これに伴い、貫通孔内部におけるメッキ液の交換効率は低下し、貫通孔内部へのメッキ液中の金属イオンの供給が少なくなり、貫通孔は内部よりもその開口端部が先にメッキ金属で塞がれてしまうようになる。
【００４１】
したがって、図７に示したように、電解メッキ銅層５ｂは、基板表裏面の開口端部に速く形成されていき、最終的には空洞３０が電解メッキ銅層５ｂで塞がれるようになる。すなわち、図８に示すように、中に空洞３０を残して、電解メッキ銅層５ｂによって基板表裏面の開口端部が塞がれていき、更に電解メッキを進めると、図９に示すように、空洞３０を残したまま開口端部が電解メッキ銅層５ｂによって完全に塞がれた状態になる。
【００４２】
ここでの電解メッキ銅層５ｂの形成は、例えば、メッキ液である硫酸銅水溶液の入ったメッキ浴中で、銅板を陽極に、基板を陰極にして通電して行う。電解メッキの際の電流密度は、貫通孔３の径にも依存するが、０．２Ａ／ｄｍ２〜０．８Ａ／ｄｍ２程度の条件に設定することが好ましい。また、この電流密度は、メッキ液濃度にも依存するため、その値を適当に設定するようにする。一般的には、メッキ液濃度が高い場合には、低い場合に比べて、より高い電流密度に設定することができる。
【００４３】
このように厚く電解メッキ銅層５ｂを形成した後、電解メッキ銅層５ｂ、無電解メッキ銅層５ａおよび予備密着力強化層１７を除去していき、基板表裏面にイオンブロッキング層４を露出させる。これらの各金属層の除去方法としては、ラップ法、エッチング法、ラップ法とエッチング法とを併用する方法等がある。例えば、電解メッキ銅層５ｂ、無電解メッキ銅層５ａ、スパッタ銅層１７ｃおよびスパッタクロム銅層１７ｂを、塩化第二鉄を主成分とする薬品を用いた銅エッチングにより除去し、スパッタクロム銅層１７ｂおよびスパッタクロム層１７ａを、フェリシアン化カリウムを主成分とした薬品を用いたクロムエッチングにより除去する。各金属層を除去することにより、塞がれていた空洞３０は開口され、図１０に示したように、貫通孔３には、無電解メッキ銅層５ａおよび電解メッキ銅層５ｂと更に空洞３０が残り、貫通孔３に金属銅からなる銅膜層５が空洞３０を残して充填された状態になる。その結果、感光性ガラス基板２の表面側と裏面側とが導通可能になる。
【００４４】
なお、ここでは第１，第２の金属層をそれぞれ無電解メッキ法、電解メッキ法を用いて形成したが、貫通孔３や形成する空洞３０の直径によっては、第１，第２の金属層を共に無電解メッキ法を用いて形成することも可能である。
【００４５】
次に、密着力強化層形成工程について説明する。図１１は第１の実施の形態の密着力強化層形成工程の断面図である。
密着力強化層形成工程では、図１１に示すように、貫通孔３への銅膜層５の充填後、露出されたイオンブロッキング層４上に、密着力強化層７を形成する。この密着力強化層７は、イオンブロッキング層４と、後に配線として形成される銅膜層６との密着力を確保するためのものであり、その材質、層構造および形成方法等は上記予備密着力強化層１７の場合と同様である。また、イオンブロッキング層４を形成しない場合も同様である。
【００４６】
しかしながら、この密着力強化層７は、その膜厚については次のような相違点がある。すなわち、密着力強化層７を構成する各金属層の厚さは、後述のエッチングによる配線パターン形成時のサイドエッチング量を考慮し、極力薄く形成することが望ましい。しかし、密着力強化層７を構成する各金属層の厚さが薄すぎると、配線形成の際に行われる処理によって配線形成前に密着力強化層７が除去されてしまうため注意が必要である。例えば密着力強化層７にクロムを用いる場合、スパッタクロム層７ａの厚さは０．０４μｍ〜０．１μｍ程度が望ましい。また、中間層であるスパッタクロム銅層７ｂの厚さは０．０４μｍ〜０．１μｍ程度が望ましい。スパッタ銅層７ｃの厚さは０．５μｍ〜１．５μｍ程度が望ましい。これにより、合計で２μｍ以下の非常に薄い密着力強化層７が形成される。
【００４７】
次に、配線形成工程について説明する。図１２は第１の実施の形態の配線形成工程の断面図である。
この配線形成工程では、まず、図１２に示すように、密着力強化層７上に、電解メッキ法を用いて銅膜層６を形成する。銅膜層６の厚さは、密着力強化層７と同様、サイドエッチング量を考慮して極力薄く形成することが望ましい。しかし、この銅膜層６が薄すぎると、使用環境によって両面配線ガラス基板１の温度変化が繰り返された場合に、銅膜層６の熱膨張係数と感光性ガラス基板２の熱膨張係数との差によって銅膜層６に金属疲労が生じる。そのため、このような金属疲労に対する銅膜層６の接続信頼性を確保するために、銅膜層６はある程度の厚みにしておく必要がある。銅膜層６の厚さは、１μｍ〜２０μｍ程度とすることが望ましく、さらには４μｍ〜７μｍ程度とすることがより好ましい。銅膜層６の厚さが１μｍを下回る場合には上記金属疲労によって銅膜層６の断線が生じる危険性が高くなり、銅膜層６の厚さが２０μｍを上回る場合には配線パターンの微細化が難しくなる。
【００４８】
銅膜層６の形成後は、フォトリソグラフィ法とエッチングによって配線パターンを形成する。まず、フォトリソグラフィ法によって両面配線ガラス基板１の配線パターンに応じたレジストパターンを形成する。ここで用いるレジストは、液状レジストでもドライフィルムレジストでも電着レジストでもよい。また、レジストタイプとしては、ポジ型、ネガ型いずれであっても構わないが、一般的にはポジ型レジストの方が解像性が高いため、微細な配線パターンの形成にはより適している。次いで、レジストで被覆されていない領域の銅膜層６および密着力強化層７をエッチングにより除去して配線パターンを形成する。例えば、液状レジストによってレジストパターンを形成した後、銅膜層６、スパッタ銅層１７ｃおよびスパッタクロム銅層１７ｂを、塩化第二鉄を主成分とする薬品を用いた銅エッチングにより除去し、スパッタクロム銅層１７ｂおよびスパッタクロム層１７ａを、フェリシアン化カリウムを主成分とした薬品を用いたクロムエッチングにより除去する。これにより、図１に示した構成の両面配線ガラス基板１を得る。
【００４９】
ところで、上記のように、両面配線ガラス基板１の貫通孔３や空洞３０の形成は、配線パターンの形成に先んじて行われる。そして、配線パターンは、例えば液状レジストを用いてフォトリソグラフィ法によって形成する場合には、液状レジストの塗布厚の均一性によってその良否が分かれてくる。すなわち、このような場合、液状レジストの塗布面に貫通孔３や空洞３０のような開口端が露出していると、液状レジストが開口端から内部に流れ込み、開口端近傍における液状レジスト厚が極端に薄くなる。このような状態でウェットエッチングを行うと、エッチング液に対する耐性が劣化しているため、配線が断線してしまう、あるいは断線し易くなるといった事態を招く恐れがある。
【００５０】
しかしながら、このような開口端近傍における液状レジストの塗布厚の減少は、開口端の径の減少とともに低減され、ウェットエッチングによる場合であっても、開口端の直径が大体２０μｍ以下であれば開口端近傍に平坦部とほぼ同じ塗布厚の液状レジストを残すことができる。このことから、上記両面配線ガラス基板１の表裏面を貫通する空洞３０の直径は、特にウェットエッチングによって微細な配線パターンを形成する場合には、２０μｍ以下となるようにすることが望ましい。空洞３０の直径は、上記貫通孔形成工程で感光性ガラス基板２に形成する貫通孔３の直径、あるいは上記貫通孔充填工程で形成する無電解メッキ銅層５ａの膜厚を調整して、１μｍ〜２０μｍの範囲で任意の値に制御することができる。空洞３０の直径を２０μｍ以下に制限するのは上記の理由のからであり、また、空洞３０の直径が１μｍを下回る場合は、感光性ガラス基板２に働く応力に対して十分な緩衝効果が得られなくなってしまう可能性があるためである。ただし、空洞３０の直径は、配線板表裏面の電気的接続のために貫通孔壁面に通常形成されるメッキ金属層等の導体膜を形成した後にその貫通孔に残る孔の直径よりは小さくなる。空洞３０の直径は、例えば、貫通孔３の直径の５分の１程度にすることができる。
【００５１】
なお、上記両面配線ガラス基板１の製造工程には、必要に応じて、用いる感光性ガラス基板２等を改質させるガラス基板改質工程を更に付加することもできる。改質させるガラス基板の特性としては、ガラスの硬度や曲げ強度等の機械的特性、熱膨張係数等の物理的特性や耐熱性等の熱的特性、透過率や屈折率等の光学的特性、イオンマイグレーション性等の化学的特性、誘電率や誘電正接等の電気的特性などが挙げられる。ガラス基板の改質は、例えばガラス基板全体を結晶化させることにより行うことができる。このような結晶化により、例えばガラス基板の曲げ強度、熱膨張係数、透過率等の特性を所望の値に変化させることができる。また、ガラス基板の改質は、表面状態、例えば平滑性、清浄性、濡れ性等の調整を目的として行うことも可能である。
【００５２】
上記両面配線ガラス基板１の製造工程において、このようなガラス基板改質工程は、例えば感光性ガラス基板２に紫外線を照射して貫通孔３を形成する上記貫通孔形成工程の後に行うことができる。例えば、前述のようにガラス基板改質工程において感光性ガラス基板２全体を結晶化する場合には、貫通孔３の形成後に、紫外線を感光性ガラス基板２全体に照射し、次いで熱処理を施す。ここでの結晶化条件は、得るべき結晶化ガラス基板の特性に応じて、析出する結晶の種類、大きさ、量等を調節するよう適宜選択する。この場合、熱処理温度は、感光性ガラス基板２の結晶化温度以上、軟化点以下に設定することが好ましく、かつこの熱処理温度の範囲内では、熱処理温度の上昇と共に、結晶化ガラス基板の曲げ強度、熱膨張係数、耐熱温度は増大する傾向を示し、イオンマイグレーションは発生し難くなる傾向にある。例えば、このように感光性ガラス基板２全体を結晶化し、得られる結晶化ガラス基板の熱膨張係数をその後に配線として形成する銅膜層６の熱膨張係数と近似させるようにすれば、狭ピッチ・高密度配線パターンを形成しても、熱履歴による膨張・収縮の繰り返し等に起因した金属疲労による断線やランド切れ等の欠陥発生を抑制することができるようになる。また、感光性ガラス基板２を結晶化等の適当な方法で改質し、イオンマイグレーションを十分抑制することができるようになれば、後のイオンブロッキング層形成工程を省略することも可能になる。
【００５３】
次に、第１の実施の形態で述べた上記両面配線ガラス基板１の製造方法を具体例を挙げて詳細に説明する。
両面配線ガラス基板１のコア基板となる感光性ガラス基板２には、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３（商品名）を用いる。このＰＥＧ３は、ＳｉＯ２：７８．０重量％，Ｌｉ２Ｏ：１０．０重量％，Ａｌ２Ｏ３：６．０重量％，Ｋ２Ｏ：４．０重量％，Ｎａ２Ｏ：１．０重量％，ＺｎＯ：１．０重量％，Ａｕ：０．００３重量％，Ａｇ：０．０８重量％，ＣｅＯ２：０．０８重量％の組成を有している。以下、このような組成を有する感光性ガラス基板２を用いた両面配線ガラス基板１の製造工程の一例を順に説明する。
【００５４】
（貫通孔形成工程）
１）感光性ガラス基板２上にマスクを密着させ、マスクを通して貫通孔形成部分に紫外線を照射し、露光部分に対応する潜像を形成する。マスクには、石英ガラスをクロム／酸化クロムでパターニングしたものを使用する。その後、温度約４００℃で熱処理を行って貫通孔形成部分を結晶化し、露光結晶化部３ａを形成する（図２）。
２）希フッ化水素酸（約１０％溶液）を感光性ガラス基板２の表裏面にスプレーして露光結晶化部３ａを溶解除去し、直径約５０μｍの貫通孔３を形成する（図３）。
【００５５】
（イオンブロッキング層形成工程）
３）貫通孔３が形成された感光性ガラス基板２を約２０体積％の硫酸水溶液に浸漬し、これに約２０Ｖのプラス電圧を約１０分間印加し、感光性ガラス基板２に脱アルカリ処理を施す。このときのマイナス電極にはステンレスを用いる。
４）スパッタ装置を使用し、感光性ガラス基板２の表裏面に膜厚約０．０５μｍのＳｉ３Ｎ４膜を成膜してスパッタ窒化シリコン層４ａを形成した後、その上に膜厚約０．０５μｍのＳｉＯ２膜を成膜してスパッタ酸化シリコン層４ｂを形成し、これにより、イオンブロッキング層４を形成する（図４）。
【００５６】
（貫通孔充填工程）
５）スパッタ装置を使用し、スパッタ酸化シリコン層４ｂ上に膜厚約０．０５μｍのクロム膜を成膜し、スパッタクロム層１７ａを形成する。
６）スパッタ装置を使用し、スパッタクロム層１７ａ上に膜厚約０．０５μｍのクロム銅合金膜（クロム：約４％／銅：約９６％）を成膜し、スパッタクロム銅層１７ｂを形成する。
７）スパッタ装置を使用し、スパッタクロム銅層１７ｂ上に膜厚約１．５μｍの銅膜を成膜し、スパッタ銅層１７ｃを形成する。
【００５７】
この５）〜７）の工程により、スパッタクロム層１７ａ、スパッタクロム銅層１７ｂおよびスパッタ銅層１７ｃからなる３層構造の予備密着力強化層１７を基板表裏面に形成する（図５）。ここで、５）〜７）の各工程は、各金属層間での酸化物生成を防ぐため、すべて空気を遮断した環境で連続処理する。
８）無電解メッキ法によって膜厚約０．３μｍの銅膜を形成し、無電解メッキ銅層５ａを形成する（図６）。
９）電解メッキ法により銅膜を形成し、空洞３０を塞ぐ電解メッキ銅層５ｂを形成する（図７，図８，図９）。この電解メッキの際の電流密度は０．５Ａ／ｄｍ２とし、この場合、基板表裏面の平坦部には膜厚約３０μｍの電解メッキ銅層５ｂが形成されるようになる。
１０）約４０ボーメの塩化第二鉄溶液を用い、スプレーエッチング法によって電解メッキ銅層５ｂ、無電解メッキ銅層５ａ、スパッタ銅層１７ｃおよびスパッタクロム銅層１７ｂの銅エッチングを行い、さらにフェリシアン化カリウムを主成分とした薬品を用いてスパッタクロム銅層１７ｂおよびスパッタクロム層１７ａのクロムエッチングを行う。これにより、イオンブロッキング層４を基板表裏面に露出させ、空洞３０を開口させるとともに、空洞３０を残して、無電解メッキ銅層５ａおよび電解メッキ銅層５ｂからなる金属銅の銅膜層５で貫通孔３を充填する（図１０）。このとき形成される空洞３０は、その直径が約１０μｍになる。
【００５８】
（密着力強化層形成工程）
１１）スパッタ装置を使用し、露出されたスパッタ酸化シリコン層４ｂ上に膜厚約０．０５μｍのクロム膜を成膜し、スパッタクロム層７ａを形成する。
１２）スパッタ装置を使用し、スパッタクロム層７ａ上に膜厚約０．０５μｍのクロム銅合金膜（クロム：約４％／銅：約９６％）を成膜し、スパッタクロム銅層７ｂを形成する。
１３）スパッタ装置を使用し、スパッタクロム銅層７ｂ上に膜厚約１．５μｍの銅膜を成膜し、スパッタ銅層７ｃを形成する。
【００５９】
この１１）〜１３）の工程により、スパッタクロム層７ａ、スパッタクロム銅層７ｂおよびスパッタ銅層７ｃからなる３層構造の密着力強化層７を基板表裏面に形成する（図１１）。ここで、１１）〜１３）の各工程は、各金属層間での酸化物生成を防ぐため、すべて空気を遮断した環境で連続処理する。
【００６０】
（配線形成工程）
１４）電解メッキ法によって膜厚約５μｍの銅膜を形成し、配線となる銅膜層６を形成する（図１２）。
１５）ポジ型の液状レジスト（シプレー社製マイクロポジットＳＪＲ５４４０）をスピンナーで約１０μｍの厚さで塗布した後、ガラスマスクを用いて平行光露光機で約１０００ｍＪ／ｃｍ２の露光を行う。続いて、現像液（シプレー社製現像液２５００）を用いて約１分間室温でディップ現像し、レジストパターンを形成する。
１６）レジストパターンをマスクにして約４０ボーメの塩化第二鉄溶液をスプレーし、銅膜層６、スパッタ銅層７ｃおよびスパッタクロム銅層７ｂの銅エッチングを行った後、レジストをアセトンによって除去する。続いて、エッチング後の銅膜層６を金属レジストとして、フェリシアン化カリウムを主成分とする薬品を用いてスパッタクロム銅層７ｂおよびスパッタクロム層７ａのクロムエッチングを行い、線幅約２０μｍ、間隔約２０μｍ、ランド幅約１２０μｍの配線パターンを形成する。
【００６１】
以上の１）〜１８）の工程により、貫通孔３が、その中央部に空洞３０を残した状態で、無電解メッキ法および電解メッキ法を併用して形成された金属銅で充填された両面配線ガラス基板１を得る（図１）。
【００６２】
次に、第２の実施の形態について説明する。ただし、第２の実施の形態では、第１の実施の形態で述べた両面配線ガラス基板１の要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００６３】
第２の実施の形態の両面配線ガラス基板は、主にその製造方法において上記第１の実施の形態の両面配線ガラス基板１と相違し、その構成は上記第１の実施の形態の両面配線ガラス基板１と同様である。第２の実施の形態の両面配線ガラス基板の製造工程は、大きく分けて、貫通孔形成工程、ガラス基板改質工程、貫通孔充填工程、密着力強化層形成工程、配線形成工程で構成されている。以下、第２の実施の形態の両面配線ガラス基板の製造工程の具体例を、上記図２，図３および図１３〜図１９を用いて説明する。ここで、図１３は第２の実施の形態の予備密着力強化層形成工程の断面図、図１４は第２の実施の形態の無電解メッキ工程の断面図、図１５は第２の実施の形態の電解メッキ工程の第１の断面図、図１６は第２の実施の形態の電解メッキ工程の第２の断面図、図１７は第２の実施の形態の電解メッキ工程の第３の断面図、図１８は第２の実施の形態の金属層除去工程の断面図、図１９は第２の実施の形態の密着力強化層形成工程および配線形成工程の断面図である。
【００６４】
まず、貫通孔形成工程では、第１の実施の形態の場合と同じく、図２に示したように、感光性ガラス基板２にマスクを通して紫外線を照射し、その後、温度約４００℃で熱処理を行って露光結晶化部３ａを形成する。次いで、図３に示したように、希フッ化水素酸を感光性ガラス基板２の表裏面にスプレーして露光結晶化部３ａを溶解除去し、直径約５０μｍの貫通孔３を形成する。
【００６５】
続くガラス基板改質工程では、貫通孔３が形成された感光性ガラス基板２全体に紫外線を約７００ｍＪ／ｃｍ２で照射し、その後、温度約８５０℃で約２時間の熱処理を行う。これにより、感光性ガラス基板２全体を結晶化した、図１３に示す結晶化ガラス基板２１を得る。このように感光性ガラス基板２全体を結晶化することにより、結晶化前に比べて、感光性ガラス基板２をこれに含まれるアルカリ金属イオンが移動しにくい状態にすることができる。そのため、イオンマイグレーションを抑止することができるようになり、イオンブロッキング層４の形成は不要になる。
【００６６】
続く貫通孔充填工程では、図１３に示すように、まず、結晶化ガラス基板２１の表裏面に膜厚約０．０５μｍのスパッタクロム層１７ａを形成する。次いで、このスパッタクロム層１７ａ上に膜厚約０．０５μｍのスパッタクロム銅層１７ｂを形成し、スパッタクロム銅層１７ｂ上に膜厚約１．５μｍのスパッタ銅層１７ｃを形成する。これにより、図１３に示したように、結晶化ガラス基板２１の表裏面に、スパッタクロム層１７ａ、スパッタクロム銅層１７ｂおよびスパッタ銅層１７ｃからなる３層構造の予備密着力強化層１７が形成される。なお、予備密着力強化層１７を構成する各金属層は、酸化物生成を防ぐため、すべて空気を遮断した環境で連続処理する。
【００６７】
予備密着力強化層１７の形成後は、図１４に示すように、まず、無電解メッキ法により膜厚約０．３μｍの無電解メッキ銅層５ａを形成する。無電解メッキ銅層５ａは、予備密着力強化層１７上に形成されることで、その剥離が抑止される。
【００６８】
無電解メッキ銅層５ａの形成後は、図１５，図１６，図１７に示すように、電解メッキ法によって電解メッキ銅層５ｂを形成していき、空洞３０を塞ぐ。この電解メッキの際の電流密度は０．５Ａ／ｄｍ２とし、この場合、基板表裏面の平坦部には膜厚約３０μｍの電解メッキ銅層５ｂが形成されるようになる。
【００６９】
その後、約４０ボーメの塩化第二鉄溶液を用い、スプレーエッチング法によって電解メッキ銅層５ｂ、無電解メッキ銅層５ａ、スパッタ銅層１７ｃおよびスパッタクロム銅層１７ｂの銅エッチングを行い、さらにフェリシアン化カリウムを主成分とした薬品を用いてスパッタクロム銅層１７ｂおよびスパッタクロム層１７ａのクロムエッチングを行う。これにより、図１８に示すように、結晶化ガラス基板２１を露出させ、空洞３０を開口させるとともに、空洞３０を残して、無電解メッキ銅層５ａおよび電解メッキ銅層５ｂからなる金属銅の銅膜層５で貫通孔３を充填し、結晶化ガラス基板２１の表面側と裏面側とを導通可能にする。このとき形成される空洞３０は、その直径が約１０μｍになる。
【００７０】
続く密着力強化層形成工程では、図１９に示すように、結晶化ガラス基板２１の表裏面に膜厚約０．０５μｍのスパッタクロム層７ａを形成し、このスパッタクロム層７ａ上に膜厚約０．０５μｍのスパッタクロム銅層７ｂ、および膜厚約１．５μｍのスパッタ銅層７ｃを形成する。これにより、スパッタクロム層７ａ、スパッタクロム銅層７ｂおよびスパッタ銅層７ｃからなる３層構造の密着力強化層７を基板表裏面に形成する。なお、各金属層の形成は、すべて空気を遮断した環境で連続処理する。
【００７１】
配線形成工程では、第１の実施の形態の場合と同じく、まず、図１９に示したように、密着力強化層７上に電解メッキ法によって膜厚約５μｍの銅膜層６を形成する。次いで、ポジ型液状レジストを塗布した後、ガラスマスクを用いて平行光露光機で露光を行い、現像してレジストパターンを形成する。次いで、そのレジストパターンをマスクにして、塩化第二鉄溶液を用いて銅膜層６、スパッタ銅層７ｃおよびスパッタクロム銅層７ｂの銅エッチングを行い、レジストを除去した後、エッチング後の銅膜層６を金属レジストとして、フェリシアン化カリウムを用いてスパッタクロム銅層７ｂおよびスパッタクロム層７ａのクロムエッチングを行う。これにより、線幅約２０μｍ、間隔約２０μｍ、ランド幅約１２０μｍの配線パターンを形成する。
【００７２】
このように、第２の実施の形態の両面配線ガラス基板は、そのコア基板に感光性ガラス基板２を結晶化した結晶化ガラス基板２１が用いられ、イオンブロッキング層を有しない構成となる。その他の構成は、第１の実施の形態の両面配線ガラス基板１と同じになる。
【００７３】
なお、この第２の実施の形態において、感光性ガラス基板２に代えて化学強化ガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス等をコア基板に用いることも可能である。この場合、貫通孔はレーザ照射等で形成することができる。また、この第２の実施の形態では、イオンブロッキング層を形成しない構成としたが、結晶化ガラス基板２１の表裏面にイオンブロッキング層を形成した構成とすることもできる。この場合、イオンブロッキング層は、第１の実施の形態の場合と同様にして形成することができ、用いる材質に応じて、単層または２層以上の構造とすることもできる。また、この第２の実施の形態では、予備密着力強化層１７および密着力強化層７を３層構造とした場合について述べたが、イオンブロッキング層の有無に関わらず、用いる材質に応じて、単層または２層構造とすることもできる。
【００７４】
以上説明したように、本発明の両面配線ガラス基板では、その表裏面を電気的に接続するための貫通孔を、その中央部に両面配線ガラス基板の表裏面を貫通する空洞を残して、金属で充填するようにした。このように貫通孔に空洞を形成することにより、高温度の接合プロセスにおいてガラス基板に配線金属との熱膨張係数差に起因した応力が発生しても、空洞がその応力を緩衝し、ガラス基板のクラック発生を抑制することができるようになる。また、空洞を除いて貫通孔には金属を充填するので、両面配線ガラス基板の表裏面を確実に導通させることが可能になるとともに、貫通孔の充填材に従来のような樹脂を用いず、両面配線ガラス基板全体としての高い耐熱性を実現することができる。本発明の両面配線ガラス基板により、電子部品等の接続信頼性の高い高密度実装が実現可能になる。
【００７５】
なお、以上の説明では、両面配線ガラス基板の貫通孔に充填する金属として銅を用いた場合を例にして述べたが、銅のほか、ニッケル（Ｎｉ）、銀、金、クロム、アルミニウム等、実装する電子部品等を接合するための温度以上の耐熱性がある金属であれば問題なく用いることができる。また、このような金属を２種以上選択して用いることもできる。このような金属の中で、特に銅はその融点の高さ、抵抗の低さ、価格等の点から、貫通孔に充填する金属として好適である。また、貫通孔に充填する金属の種類に応じ、予備密着力強化層および密着力強化層の材質、層構造、形成方法等は適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明における両面配線ガラス基板の貫通孔をその中央部に空洞を残して金属で充填した構造およびその製造方法は、多層配線基板にも適用可能であり、また、セラミック基板やガラスエポキシ基板をコア基板に用いた両面配線基板あるいは多層配線基板にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１の実施の形態の両面配線ガラス基板の一例の断面図である。
【図２】第１の実施の形態の露光工程の断面図である。
【図３】第１の実施の形態の露光結晶化部除去工程の断面図である。
【図４】第１の実施の形態のイオンブロッキング層形成工程の断面図である。
【図５】第１の実施の形態の予備密着力強化層形成工程の断面図である。
【図６】第１の実施の形態の無電解メッキ工程の断面図である。
【図７】第１の実施の形態の電解メッキ工程の第１の断面図である。
【図８】第１の実施の形態の電解メッキ工程の第２の断面図である。
【図９】第１の実施の形態の電解メッキ工程の第３の断面図である。
【図１０】第１の実施の形態の金属層除去工程の断面図である。
【図１１】第１の実施の形態の密着力強化層形成工程の断面図である。
【図１２】第１の実施の形態の配線形成工程の断面図である。
【図１３】第２の実施の形態の予備密着力強化層形成工程の断面図である。
【図１４】第２の実施の形態の無電解メッキ工程の断面図である。
【図１５】第２の実施の形態の電解メッキ工程の第１の断面図である。
【図１６】第２の実施の形態の電解メッキ工程の第２の断面図である。
【図１７】第２の実施の形態の電解メッキ工程の第３の断面図である。
【図１８】第２の実施の形態の金属層除去工程の断面図である。
【図１９】第２の実施の形態の密着力強化層形成工程および配線形成工程の断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  両面配線ガラス基板
２  感光性ガラス基板
３  貫通孔
３ａ  露光結晶化部
４  イオンブロッキング層
４ａ  スパッタ窒化シリコン層
４ｂ  スパッタ酸化シリコン層
５，６  銅膜層
５ａ  無電解メッキ銅層
５ｂ  電解メッキ銅層
７  密着力強化層
７ａ，１７ａ  スパッタクロム層
７ｂ，１７ｂ  スパッタクロム銅層
７ｃ，１７ｃ  スパッタ銅層
１７  予備密着力強化層
２１  結晶化ガラス基板
３０  空洞
【図１】
2005086026.tif 000003
【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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