(57)【要約】【課題】本発明は、光透過性に優れ、または伝熱性、放熱性に優れる異方導電性部材で、種々の用途に適用可能な金属充填構造体を提供することを目的とする。【解決手段】無機絶縁基板からなる構造体に、その厚み方向に貫通した平均直径が１０〜１０００ｎｍの貫通孔Ａを有する部分と、その厚み方向に貫通した平均直径が１００ｎｍ〜１ｍｍの貫通孔Ｂを有する部分とを有し、かつ、前記貫通孔Ａの平均直径と貫通孔Ｂの平均直径との比が５以上であり、前記貫通孔Ａの密度は１×１０6〜１×１０10個／ｍｍ2であり、かつ、前記貫通孔Ａの深さは、５０〜１０００μｍであって、貫通孔Ａと貫通孔Ｂとのいずれか一方の一部または全部、あるいは貫通孔Ａと貫通孔Ｂとの両方の一部または全部が、金属で充填されている金属充填構造体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機絶縁基板からなる構造体に、その厚み方向に貫通した平均直径が１０〜１０００ｎｍの貫通孔Ａを有する部分と、その厚み方向に貫通した平均直径が１００ｎｍ〜１ｍｍの貫通孔Ｂを有する部分とを有し、かつ、前記貫通孔Ａの平均直径と貫通孔Ｂの平均直径との比が５以上であり、前記貫通孔Ａの密度は１×１０6〜１×１０10個／ｍｍ2であり、かつ、前記貫通孔Ａの深さは、５０〜１０００μｍであって、貫通孔Ａと貫通孔Ｂとのいずれか一方の一部または全部、あるいは貫通孔Ａと貫通孔Ｂとの両方の一部または全部が、金属で充填されている金属充填構造体。
【請求項２】
前記貫通孔Ａは金属で充填されている請求項１に記載の金属充填構造体。
【請求項３】
前記貫通孔Ｂの一部は金属で充填されている請求項２に記載の金属充填構造体。
【請求項４】
前記貫通孔Ｂの断面形状が円形、角形またはパターン状であり、その平均直径が、貫通孔Ｂの断面積を円の面積に換算した場合の直径である請求項１〜３のいずれかに記載の構造体。
【請求項５】
前記金属で充填された貫通孔Ｂを有する部分が円形、角形、またはパターン状である請求項１〜４のいずれかに記載の金属充填構造体。
【請求項６】
前記貫通孔Ａの断面積の合計（ＳＡ）と前記貫通孔Ｂの断面積の合計（ＳＢ）の比率（ＳＡ／ＳＢ）が、５〜１０００である請求項１〜５のいずれかに記載の金属充填構造体。
【請求項７】
前記貫通孔Ｂを有する部分の前記貫通孔Ｂが周期的に配列し、その周期が３００ｎｍ〜３ｍｍである、請求項１〜６のいずれかに記載の金属充填構造体。
【請求項８】
前記貫通孔Ａを有する構造体がバルブ金属の陽極酸化により得られる、請求項１〜７のいずれかに記載の金属充填構造体。
【請求項９】
前記貫通孔Ａを有する構造体がアルミニウムの陽極酸化により得られる、請求項１〜８のいずれかに記載の金属充填構造体。
【請求項１０】
バルブ金属基板の表面の少なくとも一部に陽極酸化皮膜を形成して絶縁基板を得る第１陽極酸化処理工程と、
バルブ金属基板を除去するバルブ金属基板除去工程と、
陽極酸化皮膜のバリア層を除去して陽極酸化皮膜の孔を貫通して、前記貫通孔Ａを形成する貫通工程と、
前記絶縁基板に電解めっき処理を施し、前記貫通孔Ａの内部に金属を充填する金属充填工程と、
所定の開口パターンを有するマスク層を形成するマスク層形成工程と、
前記マスク層の開口部の陽極酸化皮膜を除去して前記貫通孔Ｂを形成する貫通工程と、
前記マスク層を除去する工程と、
所定の開口パターンを有するマスク層を形成するマスク層形成工程と、
前記絶縁基板に電解めっき処理を施し、前記貫通孔Ｂの一部の内部に金属を充填する金属充填工程と、
を有する請求項１〜９のいずれかに記載の金属充填構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機絶縁基板に金属が充填された金属充填構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル情報処理技術の飛躍的な進歩に伴い、高速で大規模なデジタル通信が可能な通信モジュールが求められている。しかしながら、金属配線を用いて電気信号を伝達する電気通信モジュールは、信号品質が伝送距離に応じて劣化し易く、また、電磁ノイズの影響を受け易いので、データ伝送速度や伝送距離に限界がある。そこで、高速、長距離通信の可能な光通信モジュールが考案され、多方面で実用化されている。
【０００３】
光通信モジュールにおいては、入力された電気信号を光信号に変換して送信する機能と、光信号を受信し、これを電気信号に復元して出力する機能とが要求される。光信号の送信には、ＬＥＤやＶＣＳＥＬなどの発光素子と、これらの発光素子を所定の駆動条件で駆動する駆動回路が必要である。また、光信号の受信にはフォトダイオードなどの受光素子と、これらの受光素子で光信号を変換して得られた電気信号を増幅する増幅回路とが必要である。そして、発光素子と駆動回路、および受光素子と増幅回路は、夫々電気的に接続されている。
【０００４】
発光素子と駆動回路、および受光素子と増幅回路のような電子デバイス同士を電気的に接続する方法としては、ワイヤボンディングが一般的に使用されている。
【０００５】
しかしながら、ワイヤボンディングは、個々の端子を個別に接続するため、実装時間がかかる。また、ワイヤのループ形状を保つ必要があるので微細実装が困難である。また、光通信を行うためには、発光素子および受光素子の近傍に小型レンズや導光路などを配置して光ファイバに光信号を結合させるが、発光素子および受光素子と小型レンズや導光路との距離は短いことが結合効率の点から好ましい。
【０００６】
そこで、微細実装を可能にするために、電子デバイスを表裏反転させてプリント配線基板（ＰＷＢ）やサブマウントに実装するフリップチップ実装方が提案された。しかしながら、発光素子や受光素子を表裏反転させて実装すると、当然のことながら、光信号がプリント配線基板（ＰＷＢ）やサブマウントで遮られる。
【０００７】
これらの課題を解決する発明として、貫通構造体の貫通孔内部に金属をパターン状に充填する方法が考案されている（特許文献１）（特許文献２）。
【０００８】
しかしながら、貫通構造体の貫通孔内部に金属をパターン状に充填した充填構造体では、金属未充填部分でも光の透過性が低いため、改良の余地がある。また、熱伝導性や放熱性の点でも問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２８３７１２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８６０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、光透過性に優れ、または伝熱性、放熱性に優れる異方導電性部材で、種々の用途に適用可能な金属充填構造体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】
【００１１】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、従来の貫通孔Ａに金属を充填した充填構造体に加え、貫通孔Ａより大きな貫通孔Ｂを備えた充填構造体、さらに、貫通孔Ｂの一部に金属を充填した充填構造体を異方導電性部材として用いることにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下を提供する。
（１）無機絶縁基板からなる構造体に、その厚み方向に貫通した平均直径が１０〜１０００ｎｍの貫通孔Ａを有する部分と、その厚み方向に貫通した平均直径が１００ｎｍ〜１ｍｍの貫通孔Ｂを有する部分とを有し、かつ、前記貫通孔Ａの平均直径と貫通孔Ｂの平均直径との比が５以上であり、前記貫通孔Ａの密度は１×１０6〜１×１０10個／ｍｍ2であり、かつ、前記貫通孔Ａの深さは、５０〜１０００μｍであって、貫通孔Ａと貫通孔Ｂとのいずれか一方の一部または全部、あるいは貫通孔Ａと貫通孔Ｂとの両方の一部または全部が、金属で充填されている金属充填構造体。
（２）前記貫通孔Ａは金属で充填されている（１）に記載の金属充填構造体。
（３）前記貫通孔Ｂの一部は金属で充填されている（２）に記載の金属充填構造体。
【００１２】
（４）前記貫通孔Ｂの断面形状が円形、角形またはパターン状であり、その平均直径が、貫通孔Ｂの断面積を円の面積に換算した場合の直径である（１）〜（３）のいずれかに記載の構造体。
（５）前記金属で充填された貫通孔Ｂを有する部分が円形、角形、またはパターン状である（３）に記載の金属充填構造体。
（６）前記貫通孔Ａの断面積の合計（ＳＡ）と前記貫通孔Ｂの断面積の合計（ＳＢ）の比率（ＳＡ／ＳＢ）が、５〜１０００である（１）〜（５）のいずれかに記載の金属充填構造体。
（７）前記貫通孔Ｂを有する部分の前記貫通孔Ｂが周期的に配列し、その周期が３００ｎｍ〜３ｍｍである、（１）〜（６）のいずれかに記載の金属充填構造体。
（８）  前記貫通孔Ａを有する構造体がバルブ金属の陽極酸化により得られる、（１）〜（７）のいずれかに記載の金属充填構造体。
（９）  前記貫通孔Ａを有する構造体がアルミニウムの陽極酸化により得られる、（１）〜（８）のいずれかに記載の金属充填構造体。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の金属充填構造体は、２種類の特定の貫通孔を有するので、種々の形態や、構造の電子部品を電気的に接続でき、しかも光デバイスの場合は、光の透過性を妨げない異方導電性部材であり、三次元実装パッケージに用いた場合には放熱性に優れる異方導電性部材として有用性が高い。また、２種類の貫通孔の配置を任意に設計できるので電子部品の大きさや種類に合わせて多様な用途に用いることのできる異方導電性部材として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の構造体の好適な実施態様の一例を示す概略図である。図１（Ａ）は、斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の切断面線Ｉ−Ｉからみた断面を説明する概略図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）の切断面線II−IIからみた断面を説明する概略図である。
【図２】図２は、本発明の構造体の好適な実施態様の一例を示す平面図および断面図である。図２（Ａ）は、貫通孔Ａのみに金属を充填した場合、図２（Ｂ）は、貫通孔Ｂのみに金属を充填した場合、図２（Ｃ）は、貫通孔Ａと貫通孔Ｂの両方に金属を充填した場合を示す。
【図３】貫通孔の密度を計算する方法を説明する図である。
【図４】実施例および比較例の金属充填構造体の貫通孔Ａと貫通孔Ｂとの配置を説明する図である。
【図５】比較例の金属充填構造体の貫通孔Ａと貫通孔Ｂとの配置を説明する図である。
【図６】抵抗率の測定方法を説明する模式図である。図６（Ａ）は抵抗測定器を示し、図６（Ｂ）は測定される金属充填構造体の平面を示す。
【図７】光透過性の測定方法を説明する模式図である。
【図８】熱伝導性の測定方法を説明する模式図である。
【図９】強度の測定方法を説明する模式図である。
【図１０】光通信モジュールの構成を説明する断面図である。
【図１１】三次元実装パッケージの構成を説明する模式図である。
【図１２】製造方法１、２を説明する模式図である。
【図１３】製造方法３、４を説明する模式図である。
【図１４】製造方法５、６、７を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の金属充填構造体（以下構造体ということがある）ならびに使用態様を詳細に説明する。
本発明の構造体は、無機絶縁基板に平均直径が異なる２種類の貫通孔（貫通孔Ａと貫通孔Ｂ）を持つ貫通構造体であって、その１種類以上の貫通孔に金属を充填した金属充填構造体である。
貫通孔Ａの平均直径（ＲＡ）は、１０〜１０００ｎｍであり、貫通孔Ｂの平均直径（ＲＢ）は、１００ｎｍ〜１ｍｍである。また、前記貫通孔Ａの平均直径と貫通孔Ｂの平均直径との比率（ＲＢ／ＲＡ）が５以上である。
【００１６】
図１は、本発明の構造体の好適な実施態様の一例を示す概略図である。
図１（Ａ）は、斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の切断面線Ｉ−Ｉからみた断面を説明する概略図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）の切断面線II−IIからみた断面を説明する概略図である。図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、本発明の構造体１１は点線２００で示す貫通孔Ｂを有する部分（貫通部分Ｂ）と点線２１０で示す貫通孔Ａを有する部分（貫通部分Ａ）とを有する。
図２は、本発明の構造体の好適な実施態様の一例を示す平面図および断面図である。
図２に示すように、本発明の構造体は、無機絶縁基板１２に平均直径が異なる二種類の貫通孔（貫通孔Ａと貫通孔Ｂ）を持つ貫通構造体であって、その１種類または両方の貫通孔に金属１４を充填した金属充填構造体である。
また、図２（Ａ）は、貫通孔Ａのみに金属１４を充填した場合、図２（Ｂ）は、貫通孔Ｂのみに金属１４を充填した場合、図２（Ｃ）は、貫通孔Ａと貫通孔Ｂの両方に金属１４を充填した場合を示す。
【００１７】
＜貫通孔Ａ＞
貫通孔Ａは、平均直径（ＲＡ）１０〜１０００ｎｍで、密度が１×１０6〜１×１０10個／ｍｍ2であり、深さは、５０〜１０００μｍである。貫通孔Ａの形状は限定されないが、後に説明するようにバルブ金属を陽極酸化して製造される場合は、断面がほぼ円形で、深さ（厚さ）方向に直管状に形成されるのが好ましい。
【００１８】
貫通孔Ａの平均直径（ＲＡ）（図１（Ｃ）においては符号１７で表される部分）は、１０〜１０００ｎｍであり、１５〜８００ｎｍであるのが好ましく、２０〜５００ｎｍであるのが更に好ましい。
貫通孔Ａの平均直径が上記範囲であると、電気信号を流した際に十分な応答を得ることができるため、本発明の金属充填構造体を電子部品の検査用コネクタとして好適に用いることができる。
また、上記貫通孔Ａを下記で述べる陽極酸化処理で作製する場合、平均直径が１０００ｎｍより大きな貫通孔を作製することが困難である。
【００１９】
また、貫通孔Ａの間隔（図１（Ｃ）においては符号１６で表される部分）は、１０ｎｍ以上であるのが好ましく、２０〜１００ｎｍであるのがより好ましく、２０〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
貫通孔Ａの間隔が上記範囲であると、無機絶縁基板１２を構成する絶縁性基材が絶縁性の隔壁として十分に機能する。
【００２０】
更に、上記貫通孔Ａの平均深さ（図１（Ｃ）においては符号１８で表される部分）は、５０〜１０００μｍであり、５０〜７００μｍであるのが好ましく、５０〜２００μｍであるのがより好ましい。
貫通孔Ａの平均深さ、すなわち、無機絶縁基板１２の厚さが上記範囲であると、機械的強度が向上して無機絶縁基板の取り扱い性が良好となる。
【００２１】
本発明においては、貫通孔Ａのアスペクト比（平均深さ／平均直径）は、１００以上であるのが好ましく、１００〜１０００００であるのがより好ましく、２００〜１００００であるのが更に好ましい。
【００２２】
また、隣接する上記貫通孔Ａの中心間距離（図１（Ｃ）においては符号１９で表される部分。以下、「周期」ともいう。）は、２０〜１０００ｎｍであるのが好ましく、３０〜５００ｎｍであるのがより好ましく、４０〜２００ｎｍであるのがさらに好ましく、５０〜１５０ｎｍであるのが特に好ましい。
周期が上記範囲であると、貫通孔Ａの平均直径１７と貫通孔Ａの間隔１６（絶縁性の隔壁厚）とのバランスがとりやすい。
【００２３】
本発明においては、上記貫通孔Ａの密度は、１×１０6〜１×１０10個／ｍｍ2であり、２×１０6〜８×１０9個／ｍｍ2であるのが好ましく、５×１０6〜５×１０9個／ｍｍ2であるのがより好ましい。
貫通孔Ａの密度が上記範囲にあることにより、本発明の構造体を高集積化が一層進んだ現在においても半導体素子等の電子部品の検査用コネクタ等として使用することができる。
【００２４】
＜貫通孔Ｂ＞
また、貫通孔Ｂの平均直径（ＲＢ）は、１００ｎｍ〜１ｍｍであり、１５０〜８００ｎｍであるのが好ましく、２００〜５００ｎｍであるのが更に好ましい。
貫通孔Ｂの平均直径が上記範囲であると、熱伝導性、放熱性または光透過性に優れ、本発明の金属充填構造体を電子部品の異方導電性部材として好適に用いることができる。
ここで、貫通孔Ｂの形状は円形、角形またはパターン状であるため、平均直径は貫通孔Ｂの面積を円の面積に換算した場合の直径と定義する。
【００２５】
また、隣接する上記貫通孔Ｂの中心間距離（図１（Ｂ）においては符号１９０で表される部分。以下、「周期」ともいう。）は、３００ｎｍ〜３ｍｍであるのが好ましく、５００ｎｍ〜１ｍｍであるのがより好ましい。
周期が上記範囲であると、貫通孔Ｂの平均直径１７０と貫通孔Ｂの間隔１６０（絶縁性の隔壁厚）とのバランスがとりやすい。
【００２６】
また、貫通孔Ｂの間隔（図１（Ｃ）においては符号１６０で表される部分）は、各種の光デバイスの要求によって異なり限定されない。１０ｎｍ以上であるのが好ましく、２０〜１００ｎｍであるのがより好ましく、２０〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
貫通孔Ｂの間隔が上記範囲であると、貫通孔Ｂに金属が充填された場合に無機絶縁基板１２が絶縁性の隔壁として十分に機能する。
【００２７】
貫通孔Ａの平均直径と貫通孔Ｂの平均直径との比率（ＲＢ／ＲＡ）が、５以上であり、５〜１０６であるのが好ましく、５〜１０５であるのがより好ましく、５〜１０００であるのが特に好ましい。
貫通孔Ａの平均直径と貫通孔Ｂの平均直径との比率（ＲＢ／ＲＡ）が上記範囲であると、金属充填された貫通孔Ａに対して貫通孔Ｂの断面積が２５倍以上となるため、熱伝導性や放熱性に非常に有利となる。
【００２８】
構造体１１の表面における、貫通孔Ａを有する部分（貫通部分Ａ２１０）の面積（ＳＡ）と貫通孔Ｂを有する部分（貫通部分Ｂ２００）の面積（ＳＢ）の比率（ＳＡ／ＳＢ）が５〜１０００であるのが好ましく、５〜５００であるのがより好ましく、１０〜２００であるのが特に好ましい。貫通部分Ｂは、構造体１１の表面において、貫通孔Ｂを２個以上有する部分であり、かつ、貫通部分Ａとは区別できる部分である。貫通部分Ｂは、２個の貫通孔Ｂの間に貫通孔Ａを有してもよいが、貫通部分Ａは２個の貫通孔Ａの間には貫通孔Ｂを有さないのが好ましい。
貫通部分Ｂの面積は、一定の周期で配列する複数の貫通孔Ｂが形成するパターンに外接する直線で囲まれた内部の面積の合計であり、貫通部分Ａの面積は、全体の面積から貫通部分Ｂの面積を引いた面積をいう。貫通部分Ｂが複数個ある場合はそれぞれの貫通部分Ｂの合計である。
貫通部分Ａの面積（ＳＡ）と貫通部分Ｂの面積（ＳＢ）の比率（ＳＡ／ＳＢ）が上記範囲であると、機械的強度が向上して絶縁性基材の取り扱い性が良好となる。比率が１で、貫通孔Ａと貫通孔Ｂとの各総面積が同じぐらい表面に分布しているとレーザー加工率が高すぎる、または大きなマイクロポアを作成する陽極酸化率が高くなり、無機絶縁基板の機械的強度が弱くなる場合がある。比率が１００００位であると貫通孔Ａ、Ｂ共に金属を充填した場合でも構造体の熱伝導性が悪くなる場合がある。
【００２９】
更に、上記貫通孔Ａ、Ｂについて下記式（ｉ）により定義される規則化度は、上記貫通孔の密度を更に高めることができる理由から、５０％以上であることが好ましい。
【００３０】
規則化度（％）＝ｂ／ａ×１００    （ｉ）
【００３１】
上記式（ｉ）中、ａは、測定範囲における貫通孔の全数を表す。ｂは、一の貫通孔の重心を中心とし、他の貫通孔の縁に内接する最も半径が短い円を描いた場合に、その円の内部に上記一の貫通孔以外の貫通孔の断面の重心を６個含むことになる上記一の貫通孔の測定範囲における数を表す。
なお、貫通孔の規則化度を算出するより具体的な説明は、特開２００９−１３２９７４号公報等に記載されている通りである。
【００３２】
＜絶縁性基材＞
本発明の金属充填構造体を構成する無機絶縁基板１２を構成する絶縁性基材は、従来公知の異方導電性フィルム等を構成する絶縁性基材（例えば、熱可塑性エラストマー等）と同程度の電気抵抗率（１０14Ω・ｃｍ程度）を有する無機の絶縁性基材であれば特に限定されない。本発明に用いる無機絶縁基板は、従来公知の異方導電性フィルム等と比較して、耐熱性が高く、機械的強度も高い。
【００３３】
本発明においては、上記絶縁性基材は、所望の平均直径を有するマイクロポアが貫通孔として形成され、かつ、高アスペクト比の貫通孔が形成される構造体が好ましい理由から、バルブ金属の陽極酸化皮膜であるのが好ましい。
ここで、上記バルブ金属としては、具体的には、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン等が挙げられる。
これらのうち、寸法安定性がよく、比較的安価であることからアルミニウムの陽極酸化皮膜（基材）であるのが好ましい。
【００３４】
＜金属＞
本発明の構造体は、無機絶縁基板に上記貫通孔Ａと貫通孔Ｂを持つ貫通構造体であって、その１種類または両方の貫通孔に金属を充填した金属充填構造体である。
本発明の金属充填構造体を構成する金属は、電気抵抗率が１０3Ω・ｃｍ以下の金属であれば特に限定されず、その具体例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、ベリリウム（Ｂｅ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）等が好適に例示され、これらを１種単独の金属を充填してもよく、２種以上の合金を充填してもよい。
これらのうち、電気伝導性の観点から、銅、金、アルミニウム、ニッケル、銀およびタングステンが好ましく、銅、金がより好ましい。
【００３５】
＜金属充填＞
ここで、充填率（％）は、構造体の表面および裏面のそれぞれをＦＥ−ＳＥＭで観察し、視野内における貫通孔の全数に対する、金属で充填されている貫通孔の数の比率（金属充填貫通孔／全貫通孔）から算出した平均値である。
ここで、金属を充填させた後の充填率は、８０％以上であり、８５％以上であるのが好ましく、９０％以上であるのがより好ましい。
金属による充填率が上記範囲であると、異方導電性部材が導通路として有効に機能する。
【００３６】
＜貫通孔Ａ、Ｂとその金属充填の態様＞
本発明の金属充填構造体の金属充填の態様は、貫通孔Ａと貫通孔Ｂとのいずれか一方の一部または全部、あるいは貫通孔Ａと貫通孔Ｂとの両方の一部または全部が、金属で充填されている態様である。以下に記載の例は、例示であり本発明の金属充填構造体の態様はこれらの例に限定されない。本発明の金属充填構造体は、２種類の特定の貫通孔を有し、２種類の貫通孔の配置を任意に設計できるので電子部品の大きさや種類に合わせて多様な用途に用いることのできる異方導性電部材として使用できる。種々の形態や、構造の電子部品を電気的に接続でき、しかも光デバイスの場合は、光の透過性を妨げない異方導電性」部材であり、三次元実装パッケージに用いた場合には放熱性に優れる異方導電性部材である。
【００３７】
貫通部分Ａと貫通部分Ｂとの形状は、図４、図５に例示する形状が挙げられる。特徴的には、全体が貫通孔Ａを有し、かつ貫通部分Ｂが第１と第２の貫通部分Ｂを有し、第１と第２との区別は、金属充填のありなしでもよいし、異なる周期であってもよいし、異なる形状であってもよい。例えば実施例１〜３、比較例１、２で用いた形状は、中央に第１の貫通部分Ｂがありさらにそこから離隔した位置に、帯状で矩形の第２の貫通部分Ｂを有する。実施例４で用いた形状は、中央に第１の貫通部分Ｂがあり、その周辺に第２の貫通部分Ｂがある。実施例６〜７で用いた形状は貫通部分Ｂが線上、方形状の離隔した第１、第２、第３の貫通部分Ｂを有し、実施例５で用いた形状は、さらに第４の貫通部分Ｂを有する。これらは形状の例示であり、実施例、比較例に限定されない。
【００３８】
１）図２（Ａ）に示す、貫通孔Ａが全部金属充填され、貫通孔Ｂが全部金属充填されていない態様
図１０は、光通信モジュール１１０を説明する模式図である。図１０は、表面に電気配線４１が形成された基板４０と、基板４０上に本発明の金属充填構造体１１を介して実装された駆動回路２０および発光素子３０とを有する。基板４０における駆動回路２０および発光素子３０が実装される側とは反対側の面には、発光素子３０からの信号光νを伝達する導波路６０が設けられている。また、基板４０における発光素子３０からの信号光νの出射経路に当たる部分には開口４２が設けられ、集光レンズ５０は開口４２の内側に収容されている。金属充填構造体１１は、貫通孔Ａと貫通孔Ｂとを有する。貫通孔Ａは金属充填され、半田ボール２２を介して駆動回路２０および発光素子３０を電気配線４１に電気的に接続する。一方貫通孔Ｂを有する貫通部分Ｂは、金属充填されず光透過性に優れた部分を形成し、この部分を介して発光素子３０からの信号光νを集光レンズ５０に伝達し、導波路６０に送信することができる。
【００３９】
２）図２（Ｂ）に示す、貫通孔Ｂが全部金属充填され、貫通孔Ａが全部金属充填され
ていない態様
金属充填がこの態様である場合は、貫通孔Ｂを貫通電極として用いる多層集積回路の異方導電性部材として本発明の金属充填構造体を用いることができる。貫通孔Ｂの平均直径が大きいので大電流が流せる。また、貫通孔Ｂの一部をダミー貫通電極とすれば大電流を流すための放熱性も確保できる。
【００４０】
３）図２（Ｃ）に示す、貫通孔Ａが全部金属充填され、貫通孔Ｂが全部金属充填され
ている態様
図１１は、三次元実装パッケージ１２０を説明する模式図である。プリント配線基板（ＰＷＢ）３４は、半田ボール２２でインターポーザ３２に接続され、絶縁層２４を介して本発明の金属充填構造体１１、集積回路２８、本発明の金属充填構造体１１、集積回路２８をこの順序に積層する。絶縁層２４にはそれぞれ電極２６が形成されており、必要な電気的接続がされる。金属充填構造体１１は異方導電性を有する金属充填された貫通孔Ａとは別に、金属充填された平均直径の大きな貫通孔Ｂを有する。これらの貫通孔Ｂを絶縁層２４に形成されたダミー電極２７を介して集積回路２８に形成されたダミー貫通電極３６と接するように形成すれば、三次元実装パッケージ１２０に放熱性が必要な場合に、大きな放熱性を発揮するように設計することができる。
【００４１】
４）貫通孔Ａが全部金属充填され、貫通孔Ｂが一部金属充填され一部金属充填されていない態様
金属充填がこの態様である場合は、例えば光通信モジュールの異方導電性部材として本発明の金属充填構造体を用いる場合に、金属充填されていない貫通孔Ｂを有する貫通部分Ｂは、光透過性に優れた部分を形成することができ、一方金属充填された貫通孔Ｂを有する貫通部分Ｂは、大きな伝熱性および放熱性を発揮できる部分として利用できる。
５）本発明の貫通構造体に金属を充填していない貫通孔Ａおよび貫通孔Ｂを有する無機絶縁基板は、２種類の平均孔径の貫通孔Ａ、Ｂを持つフィルターとして用いることができる。貫通孔Ａ、Ｂの配置や大きさは濾過対象物の特性に応じて設計できる。
【００４２】
＜製造方法＞
以下に、本発明の金属充填構造体の製造方法について詳細に説明する。
【００４３】
〔製造方法１〕
本発明の金属充填構造体を製造する金属充填構造体の製造方法（以下、単に「本発明の製造方法」ともいう。）は、上述した本発明の金属充填構造体を製造する方法であって、以下に図面に示す好適態様を用いて説明する。
図１２に示す製造方法１は、
ａ）バルブ金属基板８１の表面の一部に陽極酸化皮膜８２を形成して無機絶縁基板１２を得る第１陽極酸化処理工程と、
ｂ）陽極酸化皮膜のみを取り出すためのバルブ金属基板８１除去工程と、
陽極酸化皮膜のバリア層を除去して陽極酸化皮膜の孔を貫通して、貫通孔Ａを形成する貫通工程と、
ｃ）上記無機絶縁基板１２に電解めっき処理を施し、上記貫通孔Ａの内部に金属を充填して、金属充填貫通孔Ａを有する無機絶縁基板８３を得る金属充填工程と、
ｄ）所定の開口パターンを有するマスク層を形成するマスク層８４形成工程と、
上記マスク層の開口部の陽極酸化皮膜を除去して貫通孔Ｂを形成する貫通工程と、
ｅ）上記マスク層を除去する工程とを有する製造方法１である。
【００４４】
〔製造方法２〕
図１２に示す製造方法２は、
上記製造方法１の後に、ｆ）上記金属充填構造体に電解めっき処理を施し、上記貫通孔Ｂの一部に金属を充填する金属充填工程を有する製造方法２である。
製造方法１、２はマスクを用いないので工程が簡易である。
【００４５】
〔製造方法３〕
図１３に示す製造方法３は、
製造方法１のａ）、ｂ）、ｃ）工程を行って、
ｇ）得られた金属充填貫通孔Ａを有する無機絶縁基板８３に、更に貫通孔Ｂを形成する貫通工程とを有する製造方法３である。貫通孔Ｂの形成は限定されないが、レーザー加工が好ましく、貫通孔Ｂが形成された無機絶縁基板８５が得られる。
【００４６】
〔製造方法４〕
図１３に示す製造方法４は、
上記製造方法３の後に、ｈ）貫通孔Ｂが形成された無機絶縁基板８５に電解めっき処理を施し、上記貫通孔Ｂの一部に金属を充填する金属充填工程を有する製造方法４である。
製造方法３、４はマスクを用いないので工程が簡易である。
【００４７】
〔製造方法５〕
図１４に示す製造方法５は、
ｉ）バルブ金属基板８１の表面に所定の開口パターンを有するマスク層８４を形成するマスク層形成工程と、
ｊ）バルブ金属基板８１の表面の一部に陽極酸化皮膜を形成して無機絶縁基板１２を得る第１陽極酸化処理工程と、
ｋ）上記マスク層８４を除去する工程と、
ｌ）所定の開口パターンを有するマスク層８４を形成するマスク層形成工程と、
ｍ）第１陽極酸化処理工程よりも大きな平均直径の孔を形成するための陽極酸化処理を施す、第２陽極酸化処理工程と、
ｎ）上記マスク層を除去する工程と、
ｏ）陽極酸化皮膜のみを取り出すためのバルブ金属基板除去工程と、
ｐ）陽極酸化皮膜のバリア層を除去して陽極酸化皮膜の孔を貫通して、貫通孔を形成する貫通工程と、
ｑ）工程ｐ）で得られた無機絶縁基板に電解めっき処理を施し貫通孔Ａの内部に金属を充填する金属充填工程を有する製造方法５で、金属充填貫通孔Ａと金属填されない貫通孔Ｂを有する本発明の構造体を得る。
【００４８】
〔製造方法６〕
図１４に示す製造方法６は、
製造方法５のｉ）、ｊ）工程を行って、
ｒ）得られた無機絶縁基板１２に電解めっき処理を施し、上記貫通孔Ａの内部に金属を充填する金属充填工程と、
ｓ）上記マスク層を除去する工程と、
ｔ）所定の開口パターンを有するマスク層を形成するマスク層形成工程と、
ｕ）第１陽極酸化よりも大きな平均直径の孔を形成するための陽極酸化処理を施す、第２陽極酸化処理工程と、
ｖ）上記マスク層を除去する工程と、
ｗ）陽極酸化皮膜のみを取り出すためのバルブ金属基板除去工程と、
ｘ）陽極酸化皮膜のバリア層を除去して陽極酸化皮膜の孔を貫通して、金属充填貫通孔Ａと金属充填されない貫通孔Ｂを形成する貫通工程とを有する製造方法６である。
【００４９】
〔製造方法７〕
図１４に示す製造方法７は、
上記製造方法５または６の後に、ｙ）上記金属充填構造体に電解めっき処理を施し、上記貫通孔Ｂの一部に金属を充填する金属充填工程を有する製造方法７である。
【００５０】
次に、本発明の製造方法における各工程等について説明する。
〔無機絶縁基板の製造方法〕
上記無機絶縁基板の作製方法は、上述したように、バルブ金属に対して陽極酸化処理を施す方法が好ましく、例えば、上記無機絶縁基板がアルミニウムの陽極酸化皮膜である場合は、アルミニウム基板を陽極酸化する陽極酸化処理、および、上記陽極酸化処理の後に、上記陽極酸化により生じたマイクロポアによる孔を貫通化して貫通孔Ａを形成する貫通化処理をこの順に施すことにより作製することができる。
本発明においては、上記無機絶縁基板の製造に用いられるアルミニウム基板ならびにアルミニウム基板に施す各処理工程については、特開２００８−２７０１５８号公報の［００４１］〜［０１２１］段落に記載したものと同様に行うことができる。
【００５１】
〔マスク層形成工程〕
マスク層形成工程は、図１４に示すように、アルミニウムおよびアルミニウム合金基板等のバルブ金属基板８１の表面に、所定の開口パターン（開口部）を有するマスク層８４を形成する工程である。
【００５２】
本発明においては、上記マスク層８４は、例えば、上記バルブ金属基板の表面に画像記録層を形成した後に、上記画像記録層に対して露光または加熱によりエネルギーを付与して所定の開口パターンに現像する方法等により形成することができる。
ここで、上記画像記録層を形成する材料は特に限定されず、従来公知の感光層（フォトレジスト層）や感熱層を形成する材料を用いることができ、必要に応じて、赤外線吸収剤等の添加剤を含有していてもよい。
【００５３】
〔金属充填工程〕
金属充填工程は、上記無機絶縁基板に電解めっき処理を施し、封孔率が８０％以上となるように上記貫通孔の内部に金属を充填する工程である。電解めっき処理を施す前に無機絶縁基板の一方の表面に空隙のない電極膜を形成する処理（電極膜形成処理）を施すのが好ましく、電解めっき処理を施した後に表面平滑化処理を施すのが好ましい。
上記電極膜形成処理、上記電解めっき処理および上記表面平滑化処理については、特開２００９−２８３４３１号公報の［００６９］〜［００８３］段落に記載したものと同様に行うことができる。
【００５４】
本発明においては、電解めっき処理は、上記貫通孔に対して深さ方向に高い充填率で金属を充填させることができ、上記貫通孔の多くが異方導電性部材の導通路としても機能することができる理由から、以下に示す処理（Ａ）および（Ｂ）をこの順で施す電解めっき処理であるのが好ましい。
＜電解めっき処理（Ａ）＞
貫通孔の深さの０．０１〜１％まで金属を充填する際に、各貫通孔において充填された金属の高さ（以下、「充填金属高さ」という。）が、それらの平均値から３０％以内となるように施す電解めっき処理
＜電解めっき処理（Ｂ）＞
上記電解めっき処理（Ａ）よりも低い電流密度で施す電解めっき処理
【００５５】
電解めっき処理（Ａ）の処理条件は、以下のようにして求めることができる。
具体的には、まず、処理前の貫通孔の深さを測定し、その値と同様の貫通孔を有する無機絶縁基板に所定の条件で電解めっき処理を施し、めっき電圧、電流密度、めっき時間等を変化させてサンプリングする。
次いで、処理後に得られた金属充填構造体を、貫通孔の深さ方向に対してＦＩＢで切削加工し、その切削面をＦＥ−ＳＥＭで観察する。
そして、充填金属高さが貫通孔の深さの０．０１〜１％までの範囲にあるサンプルを選択し、充填金属高さを所定数の個所で観察し、充填金属高さの平均値を算出する。
その後、各貫通孔の充填金属高さについて、平均値からの誤差を計算し、充填金属の高さの平均値からの誤差が３０％以内であるめっき条件を算定する。
【００５６】
一方、電解めっき処理（Ｂ）は、電解めっき処理（Ａ）よりも低い電流密度で電解めっき処理を施すが、電解めっき処理（Ａ）で電流密度が変化した場合は、変化した電流密度の平均値よりさらに低い電流密度で電解めっき処理を施す。
ここで、電流密度を低くする割合は限定されないが、３／４〜１／４０が好ましく、１／２〜１／２０がより好ましい。
【００５７】
〔絶縁性物質充填工程〕
さらに、上記の金属充填工程の後に、金属が充填された無機絶縁基板に封孔処理を施し、さらに絶縁性物質を充填する工程を行ってもよい。金属および絶縁性物質を所定の封孔率となるように充填させた金属充填構造体は、異方導電性部材として用いる際に配線不良を抑制することができる。絶縁性物質としては、水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、金属アルコキシド、塩化リチウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ニオブおよび酸化ジルコニウムが例示される。  これらのうち、絶縁性に優れる理由から、水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、金属アルコキシドおよび塩化リチウムが好ましく、上記無機絶縁基板がアルミニウムの陽極酸化皮膜である場合には、酸化アルミニウムとの吸着性が優れる理由から、特に水酸化アルミニウムが好ましい。
ここで、上記金属アルコキシドとしては、具体的には、例えば、後述する封孔処理（ゾルゲル法）において例示するものが挙げられる。
【００５８】
絶縁性物質充填工程における封孔処理は、沸騰水処理、熱水処理、蒸気処理、ケイ酸ソーダ処理、亜硝酸塩処理、酢酸アンモニウム処理等の公知の方法に従って行うことができる。例えば、特公昭５６−１２５１８号公報、特開平４−４１９４号公報、特開平５−２０２４９６号公報、特開平５−１７９４８２号公報等に記載されている装置および方法で封孔処理を行ってもよい。
【００５９】
本発明においては、沸騰水処理、熱水処理、ケイ酸ソーダ処理等の処理液を貫通孔の内部（「金属が充填されなかった部分」をいう。以下、封孔処理において同様。）まで浸透させ、貫通孔の内部の内壁を構成する物質（例えば、酸化アルミニウム等）を変質（例えば、水酸化アルミニウム等に変質）させることにより、貫通孔を封孔することができる。
【００６０】
また、他の封孔処理としては、例えば、特開平６−３５１７４号公報の段落［００１６］〜［００３５］に記載されているようなゾルゲル法による封孔処理等も好適に挙げられる。
ここで、ゾルゲル法とは、一般に金属アルコキシドからなるゾルを加水分解・重縮合反応により流動性を失ったゲルとし、このゲルを加熱して酸化物を形成する方法である。
上記金属アルコキシドは、特に限定されないが、貫通孔の内部への封孔が容易である観点から、Ａｌ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｂａ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｂ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｂｉ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｃａ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｆｅ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｇａ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｇｅ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｈｆ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｉｎ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｋ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｌａ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｌｉ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｍｇ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｍｏ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｎａ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｎｂ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｐｂ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｐｏ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｐｏ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｐ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｓｂ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｓｉ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｓｎ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｓｒ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｔａ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｔｉ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｖ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｗ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｙ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｚｎ（Ｏ−Ｒ)ｎ、Ｚｒ（Ｏ−Ｒ)ｎ等が好適に例示される。なお、上記例示中、Ｒは、置換基を有してもよい、直鎖状、分枝状もしくは環状の炭化水素基または水素原子を表し、ｎは任意の自然数を示す。
これらのうち、上記絶縁性基材がアルミニウムの陽極酸化皮膜である場合、酸化アルミニウムとの反応性に優れ、ゾルゲル形成性に優れた、酸化チタン、酸化珪素系の金属アルコキシドが好ましい。
また、ゾルゲルを貫通孔の内部に形成する方法は特に限定されないが、貫通孔の内部への封孔が容易である観点から、ゾル液を塗布して加熱する方法が好ましい。
また、ゾル液の濃度は、０．１〜９０質量％が好ましく、１〜８０質量％がより好ましく、５〜７０質量％が特に好ましい。
また、封孔率を向上させるために、繰り返し重ねて処理してもよい。
【００６１】
更に、他の封孔処理としては、貫通孔に入る大きさの絶縁性粒子を貫通孔の内部に充填させてもよい。
このような絶縁性粒子としては、分散性およびサイズの観点からコロイダルシリカが好ましい。
コロイダルシリカは、ゾル−ゲル法で調製して使用することもでき、市販品を利用することもできる。ゾル−ゲル法で調製する場合には、ＷｅｒｎｅｒＳｔｏｂｅｒ ｅｔ ａｌ；Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉ．， ２６，６２−６９ （１９６８）、ＲｉｃｋｅｙＤ．Ｂａｄｌｅｙ ｅｔ ａｌ；Ｌａｎｇ ｍｕｉｒ ６，７９２−８０１ （１９９０）、色材協会誌，６１［９］ ４８８−４９３ （１９８８） などを参照できる。
また、コロイダルシリカは、二酸化ケイ素を基本単位とするシリカの水または水溶性溶媒の分散体であり、その粒子径は１〜４００ｎｍであることが好ましく、１〜１００ｎｍであることがより好ましく、５〜５０ｎｍであることが特に好ましい。粒子径が１ｎｍより小さい場合は、塗液の貯蔵安定性が悪く、４００ｎｍより大きい場合は、貫通孔への充填性が悪くなる。
上記範囲の粒子径のコロイダルシリカは、水性分散液の状態で、酸性、塩基性のいずれであっても用いることができ、混合する水性分散体の安定領域に応じて、適宜選択することができる。
水を分散媒体とする酸性のコロイダルシリカとしては、例えば、日産化学工業社製のスノーテックス（登録商標。以下同様。）−Ｏ、スノーテックス−ＯＬ、旭電化工業社製のアデライト（登録商標。以下同様。）ＡＴ−２０Ｑ、クラリアントジャパン社製クレボゾール（登録商標。以下同様。）２０Ｈ１２、クレボゾール３０ＣＡＬ２５等の市販品を使用することができる。
【００６２】
塩基性のコロイダルシリカとしては、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、アミンの添加で安定化したシリカがあり、例えば、日産化学工業社製のスノーテックス−２０、スノーテックス−３０、スノーテックス−Ｃ、スノーテックス−Ｃ３０、スノーテックス−ＣＭ４０、スノーテックス−Ｎ、スノーテックス−Ｎ３０、スノーテックス−Ｋ、スノーテックス−ＸＬ、スノーテックス−ＹＬ、スノーテックス−ＺＬ、スノーテックスＰＳ−Ｍ、スノーテックスＰＳ−Ｌ；旭電化工業社製のアデライトＡＴ−２０、アデライトＡＴ−３０、アデライトＡＴ−２０Ｎ、アデライトＡＴ−３０Ｎ、アデライトＡＴ−２０Ａ、アデライトＡＴ−３０Ａ、アデライトＡＴ−４０、アデライトＡＴ−５０；クラリアントジャパン社製のクレボゾール３０Ｒ９、クレボゾール３０Ｒ５０、クレボゾール５０Ｒ５０；デュポン社製のルドックス（登録商標。以下同様。）ＨＳ−４０、ルドックスＨＳ−３０、ルドックスＬＳ、ルドックスＳＭ−３０；等の市販品を使用することができる。
【００６３】
また、水溶性溶剤を分散媒体とするコロイダルシリカとしては、例えば、日産化学工業社製のＭＡ−ＳＴ−Ｍ（粒子径：２０〜２５ｎｍ、メタノール分散タイプ）、ＩＰＡ−ＳＴ（粒子径：１０〜１５ｎｍ、イソプロピルアルコール分散タイプ）、ＥＧ−ＳＴ（粒子径：１０〜１５ｎｍ、エチレングリコール分散タイプ）、ＥＧ−ＳＴ−ＺＬ（粒子径：７０〜１００ｎｍ、エチレングリコール分散タイプ）、ＮＰＣ−ＳＴ（粒子径：１０〜１５ｎｍ、エチレングリコールモノプロピルエーテール分散タイプ）等の市販品を使用することができる。
また、これらコロイダルシリカは、一種または二種類以上組み合わせてもよく、少量成分として、アルミナ、アルミン酸ナトリウムなどを含んでいてもよい。
また、コロイダルシリカは、安定剤として無機塩基（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニアなど）や有機塩基（テトラメチルアンモニウムなど）を含んでいてもよい。
【００６４】
本発明においては、上記絶縁性物質充填工程において上記貫通孔を封孔する際に上記無機絶縁基板の表面が上記絶縁性物質で覆われてしまう場合があるが、その場合、上記貫通孔の多くを異方導電性部材の導通路として機能させる場合は、上記無機絶縁基板の表面を覆う上記絶縁性物質を除去するのが好ましい。
ここで、上記無機絶縁基板の表面を覆う上記絶縁性物質を除去する方法は特に限定されないが、例えば、後述する実施例に示す精密研磨処理（機械研磨処理）の他、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）処理；酵素プラズマ処理；水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性水溶液や硫酸などの酸性水溶液による浸漬処理；等により、上記絶縁性基材の表層部分のみを除去する方法が好適に挙げられる。
【００６５】
〔貫通孔Ｂ形成工程〕
上記貫通孔Ｂ形成工程は、貫通孔Ａの平均直径の５倍以上の平均直径を有する貫通孔Ｂを形成する工程である。
１）第二陽極酸化工程：貫通孔Ａ形成工程（第一陽極酸化工程）で形成した貫通孔Ａの平均直径の５倍以上の平均直径を有する貫通孔Ｂを陽極酸化で形成する工程である。方法としては、３００ｎｍ以上の周期を持つ孔を陽極酸化処理で作製し、孔径拡大処理（ポアワイド処理）を行う。孔径拡大処理は、陽極酸化処理後バルブ金属基板を酸水溶液またはアルカリ水溶液に浸せきさせることにより、陽極酸化皮膜を溶解させ、マイクロポアの孔径を拡大する。硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸またはこれらの混合物の水溶液、または、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウム等の水溶液を用いることができる。
２）レーザー加工工程
無機絶縁基板をレーザー加工して貫通孔Ｂを形成することができる。
３）機械加工（ドリル加工）工程
無機絶縁基板を機械加工して貫通孔Ｂを形成することができる。
４）陽極酸化皮膜上に所定の開口パターンを有するマスク層を形成し、マスクの開口部の陽極酸化皮膜を溶解処理して、貫通孔Ｂを形成した後、マスク層を除去する工程を行ってもよい。陽極酸化皮膜の溶解は酸水溶液またはアルカリ水溶液に浸せきさせる方法が例示できる。
【実施例】
【００６６】
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００６７】
（実施例１）
（１）鏡面仕上げ処理（電解研磨処理）
高純度アルミニウム基板（住友軽金属社製、純度９９．９９質量％、厚さ０．４ｍｍ）を１０ｃｍ四方の面積で陽極酸化処理できるようカットし、以下組成の電解研磨液を用い、電圧２５Ｖ、液温度６５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で電解研磨処理を施した。
陰極はカーボン電極とし、電源は、ＧＰ０１１０−３０Ｒ（高砂製作所社製）を用いた。また、電解液の流速は渦式フローモニターＦＬＭ２２−１０ＰＣＷ（ＡＳ  ＯＮＥ製）を用いて計測した。
【００６８】
（電解研磨液組成）
・８５質量％リン酸（和光純薬社製試薬）    ６６０ｍＬ
・純水    １６０ｍＬ
・硫酸    １５０ｍＬ
・エチレングリコール    ３０ｍＬ
【００６９】
（２）陽極酸化処理工程
次いで、電解研磨処理後のアルミニウム基板に、特開２００７−２０４８０２号公報に記載の手順にしたがって自己規則化法による陽極酸化処理を施した。自己規則化法により、陽極酸化皮膜を形成させた後、これを溶解させて除去し、再度、同一の条件で本陽極酸化処理を行うと、ほぼ真っ直ぐなマイクロポアが、膜面に対してほぼ垂直に形成される。
電解研磨処理後のアルミニウム基板に、０．５０ｍｏｌ／Ｌシュウ酸の電解液で、電圧４０Ｖ、液温度１５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、５時間のプレ陽極酸化処理を施した。
その後、プレ陽極酸化処理後のアルミニウム基板を、０．２ｍｏｌ／Ｌ無水クロム酸、０．６ｍｏｌ／Ｌリン酸の混合水溶液（液温：５０℃）に１２時間浸漬させる脱膜処理を施した。
その後、０．５０ｍｏｌ／Ｌシュウ酸の電解液で、電圧４０Ｖ、液温度１５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、１６時間の再陽極酸化処理を施し、膜厚１３０μｍの酸化皮膜を得た。
なお、プレ陽極酸化処理および再陽極酸化処理は、いずれも陰極はステンレス電極とし、電源はＧＰ０１１０−３０Ｒ（高砂製作所社製）を用いた。また、冷却装置にはＮｅｏＣｏｏｌ  ＢＤ３６（ヤマト科学社製）、かくはん加温装置にはペアスターラー  ＰＳ−１００（ＥＹＥＬＡ社製）を用いた。更に、電解液の流速は渦式フローモニターＦＬＭ２２−１０ＰＣＷ（ＡＳ  ＯＮＥ製）を用いて計測した。
【００７０】
（３）孔径拡大処理工程
その後、０．５０ｍｏｌ／Ｌリン酸の水溶液に、液温度３６℃の条件で、２３分の浸漬し、孔径拡大処理を施し、孔径６０ｎｍの酸化皮膜を得た。
【００７１】
（４）貫通化処理工程
次いで、２０質量％塩化水銀水溶液(昇汞)に２０℃、３時間浸漬させることによりアルミニウム基板を溶解し、更に、５質量％リン酸に３０℃、３０分間浸漬させることにより酸化皮膜の底部を除去し、貫通孔としてのマイクロポアを有する酸化皮膜を作製した。
【００７２】
ここで、貫通孔Ａとしてのマイクロポアの平均孔径は、６０ｎｍであった。平均孔径は、ＦＥ−ＳＥＭにより表面写真（倍率５００００倍）を撮影し、５０点測定した平均値として算出した。貫通孔Ａの規則化度は、実施例、比較例で、７０％以上であった。
【００７３】
同様に、貫通孔Ａとしてのマイクロポアの平均深さは、１３０μｍであった。ここで、平均深さは、上記で得られた金属充填構造体をマイクロポアの部分で厚さ方向に対してＦＩＢで切削加工し、その断面をＦＥ−ＳＥＭにより表面写真（倍率５００００倍）を撮影し、１０点測定した平均値として算出した。
【００７４】
同様に、貫通孔としてのマイクロポアの密度は、約３億個／ｍｍ2であった。ここで、密度は、図３に示すように、先に説明した式（ｉ）により定義される規則化度が５０％以上となるように配列するマイクロポアの単位格子５１中に１／２個のマイクロポア５２があるとして、下記式により計算した。下記式中、Ｐｐはマイクロポアの周期を表す。
密度（個/μｍ2）＝（１/２個）／｛Ｐｐ（μｍ）×Ｐｐ（μｍ）×√３×（１/２）｝
【００７５】
（５）加熱処理工程
次いで、上記で得られた貫通構造体に、温度４００℃で１時間の加熱処理を施した。
【００７６】
（６）電極膜形成処理工程
次いで、上記加熱処理後の貫通構造体の一方の表面に電極膜を形成する処理を施した。
すなわち、０．７ｇ／Ｌ塩化金酸水溶液を、一方の表面に塗布し、１４０℃／１分で乾燥させ、更に５００℃／１時間で焼成処理し、金のめっき核を作成した。
その後、無電解めっき液としてプレシャスファブＡＣＧ２０００基本液／還元液（日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース（株）製）を用いて、５０℃／１時間浸漬処理し、表面との空隙のない電極膜を形成した。
【００７７】
（７）貫通孔Ａへの金属充填処理工程（電解めっき処理）
次いで、上記電極膜を形成した面に銅電極を密着させ、該銅電極を陰極にし、白金を正極にして電解めっき処理を施した。
以下に示す組成の銅めっき液またはニッケルめっき液を使用し、定電流電解を施すことにより、貫通孔Ａとしてのマイクロポアに銅またはニッケルが充填された構造体を作製した。
ここで、定電流電解は、山本鍍金社製のめっき装置を用い、北斗電工社製の電源（ＨＺ−３０００）を用い、めっき液中でサイクリックボルタンメトリを行って析出電位を確認した後に、以下に示す条件で処理を施した。
【００７８】
＜銅めっき液組成＞
・硫酸銅    １００ｇ／Ｌ
・硫酸    ５０ｇ／Ｌ
・塩酸    １５ｇ／Ｌ
・温度    ２５℃
・電流密度    １０Ａ／ｄｍ2
【００７９】
＜ニッケルめっき液組成＞
・硫酸ニッケル    ３００ｇ／Ｌ
・塩化ニッケル    ６０ｇ／Ｌ
・ホウ酸    ４０ｇ／Ｌ
・温度    ５０℃
・電流密度    ５Ａ／ｄｍ2
【００８０】
（８）精密研磨処理工程
次いで、作製した構造体の両面に対して、機械研磨処理を行い、厚さ１１０μｍの構造体を得た。
ここで、機械的研磨処理に用いる試料台としては、セラミック製冶具（ケメット・ジャパン株式会社製）を用い、試料台に貼り付ける材料としては、アルコワックス（日化精工株式会社製）を用いた。また、研磨剤としては、ＤＰ−懸濁液Ｐ−６μｍ・３μｍ・１μｍ・１／４μｍ（ストルアス製）を順に用いた。
【００８１】
以上のようにして作製した金属が充填された構造体の貫通孔の充填率を測定した。
具体的には、作製した金属充填構造体の両面をＦＥ−ＳＥＭで観察し、１０００個の貫通孔の封孔の有無を観察して充填率を算出し、両面の充填率から平均値を求めた。充填率は９２％であった。
【００８２】
（９）貫通孔Ｂ形成工程
以上のようにして作製した構造体に、貫通孔Ｂをレーザー加工によって形成した。貫通孔Ｂの平均直径は１００μｍ、貫通孔Ｂの形状は円形、貫通孔Ｂの周期が１ｍｍ、ＳＡ／ＳＢが１００となるように、貫通孔Ｂを形成した。
【００８３】
（１０）マスク層の形成
構造体に、フォトレジスト（ＦＣ−２３０Ｇ、東洋紡社製）をコートし、開口パターンを付与するべくマスクを介してＵＶ照射を施した。その後、非照射部をアルカリ現像液で現像することで完全に除去し、構造体の表面をパターン状に露出させた。
【００８４】
（１１）貫通孔Ｂへの金属充填工程
構造体のマスクの開口部に、前記（６）電極膜形成処理工程と（７）貫通孔Ａへの金属充填処理工程（電解めっき処理）に示した工程と同様の工程を行うことで貫通孔Ｂへの金属充填を行った。充填した金属は、貫通孔ＡとＢとで同じ金属である。
【００８５】
（１２）マスク層の除去
貫通孔Ｂへの金属充填を行った後、モノメタノールアミン溶剤を用いて残存するマスク層を全て除去し、金属充填構造体を作製した。
【００８６】
（実施例２）
（２）陽極酸化処理を、硫酸水溶液中で陽極酸化を行い、（３）孔径拡大処理工程を行わないことで、貫通孔Ａの平均直径を１０ｎｍ、貫通孔Ａの密度を約１００億個／ｍｍ2に変えたこと以外は、実施例１と同様の方法で、金属充填構造体を作製した。
このときの陽極酸化条件は、０．３０ｍｏｌ／Ｌ硫酸の電解液で、電圧２５Ｖ、液温度１５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、１６時間の再陽極酸化処理を施す方法で行った。
【００８７】
（実施例３）
（９）貫通孔Ｂ形成工程を、マロン酸水溶液中で陽極酸化することにより、貫通孔Ｂの平均直径を１００ｎｍ、貫通孔Ｂの周期を３００ｎｍに変えたこと以外は、実施例２と同様の方法で、金属充填構造体を作製した。
このときの陽極酸化条件は、０．５０ｍｏｌ／Ｌ濃度のマロン酸の電解液で、電圧１１５Ｖ、液温度３℃の条件で、１８時間の陽極酸化処理を施した。陽極酸化工程で貫通孔Ｂを形成した場合の規則化度は実施例、比較例で、８０％以上であった。
【００８８】
（実施例４）
（９）貫通孔Ｂ形成工程を、リン酸水溶液中で陽極酸化することにより、貫通孔Ｂの平均直径を３００ｎｍ、貫通孔Ｂの周期を５００ｎｍ、ＳＡ／ＳＢ＝８００となるように変えたこと以外は、実施例１と同様の方法で、金属充填構造体を作製した。
このときの陽極酸化条件は、０．０５ｍｏｌ／Ｌ濃度のリン酸の電解液で、電圧２００Ｖ、液温度０℃、液流速５．０ｍ／ｍｉｎの条件で、１８時間の陽極酸化処理を施した。
【００８９】
（実施例５）
（８）精密研磨処理工程において、作製した金属充填構造体の両面に対して、機械研磨処理を行い、厚さ５０μｍの金属充填構造体を作製し、
（９）貫通孔Ｂ形成工程において、貫通孔Ｂの平均直径を１ｍｍ、貫通孔Ｂの周期を３ｍｍ、貫通孔Ｂの形状を四角形に変えたこと以外は、実施例１と同様の方法で、金属充填構造体を作製した。
【００９０】
（実施例６）
（２）陽極酸化処理を、コハク酸水溶液中で陽極酸化することにより、貫通孔Ａの平均直径を７００ｎｍ、貫通孔Ａの密度を約２００万個／ｍｍ2に変え、
（８）精密研磨処理工程において、作製した金属充填構造体の両面に対して、機械研磨処理を行い、厚さ５０μｍの金属充填構造体を作製し、
（９）貫通孔Ｂ形成工程において、貫通孔Ｂの平均直径を１ｍｍ、貫通孔Ｂの周期を３ｍｍ、貫通孔Ｂの形状を四角形に変えたこと以外は、実施例１と同様の方法で、金属充填構造体を作製した。
このときの陽極酸化条件は、０．３ｍｏｌ／Ｌ濃度のコハク酸の電解液で、電圧３７５Ｖ、液温度０℃、液流速５．０ｍ／ｍｉｎの条件で、１３時間の陽極酸化処理を施した。
【００９１】
（実施例７）
（２）陽極酸化処理を、１００時間の再陽極酸化処理を施し、貫通孔Ａの深さを７５０μｍの貫通構造体を作製し、
（９）貫通孔Ｂ形成工程において、ＳＡ／ＳＢ＝１０となるように変えたこと以外は、実施例１と同様の方法で、金属充填構造体を作製した。
【００９２】
（比較例１）
（２）陽極酸化処理を、硫酸水溶液中で陽極酸化することにより、貫通孔Ａの平均直径を５ｎｍ、貫通孔Ａの密度を約５００億個／ｍｍ2に変えたこと以外は、実施例１と同様の方法で、金属充填構造体を作製した。
このときの陽極酸化条件は、０．５０ｍｏｌ／Ｌ硫酸の電解液で、電圧２０Ｖ、液温度１０℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、５時間のプレ陽極酸化処理を施し、その後、プレ陽極酸化処理後のアルミニウム基板を、０．２ｍｏｌ／Ｌ無水クロム酸、０．６ｍｏｌ／Ｌリン酸の混合水溶液（液温：５０℃）に１２時間浸漬させる脱膜処理を施し、その後、０．５０ｍｏｌ／Ｌ硫酸の電解液で、電圧２０Ｖ、液温度１０℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、１６時間の再陽極酸化処理を施す方法で行い、（３）孔径拡大処理工程を行わなかった。作製した金属充填構造体に、貫通孔Ｂをレーザー加工によって形成した。貫通孔Ｂの平均直径は１μｍ、貫通孔Ｂの形状は円形、貫通孔Ｂの周期が３μｍ、ＳＡ／ＳＢが１００となるように、貫通孔Ｂを形成した。
【００９３】
（比較例２）
（９）陽極酸化条件を、０．３０ｍｏｌ／Ｌ硫酸の電解液で、電圧２５Ｖ、液温度１５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、１６時間の再陽極酸化処理を施す方法で行ことにより、貫通孔Ｂの平均直径を１０ｎｍ、貫通孔Ｂの周期を１００ｎｍに変えたこと以外は、実施例２と同様の方法で、金属充填構造体を作製した。
【００９４】
（比較例３）
（８）精密研磨処理工程において、作製した金属充填構造体の両面に対して、機械研磨処理を行い、厚さ１０μｍの金属充填構造体を作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で、金属充填構造体を作製した。
【００９５】
実施例１〜７、比較例１〜３で作製した金属充填構造体の概略図を図４および図５に示す。図４、図５で貫通孔Ｂが黒丸である場合は金属で充填されている貫通孔であることを示し、白丸である場合は、金属が充填されていない貫通孔であることを示している。
【００９６】
＜実施例の測定方法と評価基準＞
上記の実施例、比較例について、以下の評価を行い、金属充填構造体の構成と共に、評価結果を表１に示す。
１）異方導電性
＜抵抗率測定＞
実施例および比較例で作製した金属充填構造体と予め用意したマスクとを使用して、これらを金の無電解めっき浴(プレシャスハブＡＣＧ２０００、田中金属社製）中に浸漬させることにより、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように構造体１１の裏表面に金電極部６０（厚み２０μｍ）を設けた。金接続部の大きさは、５μｍ×５μｍであった。次に、構造体１１の表裏面に設けられた金電極部６を介して、日置電機株式会社のＲＭ３５４２を使用して、４端子法にて、構造体１１の厚み方向の抵抗率を算出した。なお、実用上の観点からは、抵抗率が１×１０-4Ωｍ以下であることが必要である。
抵抗率が１×１０-４Ωｍ超である場合を×と評価した。
抵抗率が１×１０-4Ωｍ以下１×１０-５Ωｍ以上である場合を○と評価した。
抵抗率が１×１０-５Ωｍ未満である場合を◎と評価した。
なお、実施例の金属充填構造体の厚さ方向に直角な方向の低効率は、いずれも１０14Ωｍ以上であり、異方導電性を示した。
【００９７】
２）光透過性
実施例および比較例で作製した金属充填構造体の金属を充填しない貫通部分Ｂに、図７に示すようにレンズ６２を介して、波長４００ｎｍ〜９００ｎｍのレーザー光を構造体に照射し、透過する光を絞り６４を介してフォトダイオード６６で測定した。構造体１１のない同様の測定系（レファレンス、光透過性１００％とする）を測定して、構造体のありなしによる光透過性の比を測定した。
光透過率が５０％未満である場合を×と評価した。
光透過率が５０〜７０％未満である場合を△と評価した。
光透過率が７０％以上である場合を○と評価した。
【００９８】
３）熱伝導性
実施例および比較例で作製した金属充填構造体の一方の表面に、図８で示す温度２００度の５０ｍｍ四方の熱源を設置し、金属充填構造体１１の他方の表面の温度を温度センサ７０で測定した。
他方の表面温度が５０度未満である場合を×と評価した。
他方の表面温度が５０度以上１５０度以下である場合を△と評価した。
他方の表面温度が１５０度超である場合を○と評価した。
【００９９】
４）強度
実施例および比較例で作製した金属充填構造体の貫通部分Ａが、図９で示す２ケ所の支点（間隔５ｍｍ、ステンレス製）７２上に位置するように、金属充填構造体１１を置き、カッター７４を、速度１ｍｍ／ｓｅｃで、金属充填構造体１１に押しあて破断した時の三点曲げ試験による応力を測定し、以下の評価とした。結果を表１に示す。
破断時の応力、１Ｎ／ｍｍ2未満を×と評価した。
破断時の応力、１〜４Ｎ／ｍｍ2未満を△と評価した。
破断時の応力、４Ｎ／ｍｍ2以上を○と評価した。
【０１００】
【表１】
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2012201915.tif 000004
【符号の説明】
【０１０１】
Ａ  貫通孔Ａ
Ｂ  貫通孔Ｂ
１１  金属充填構造体
１２、１２０  絶縁性基材
１４  金属
１６、１６０  貫通孔の間幅
１７、１７０  貫通孔の直径
１８  絶縁性基材の厚み
１９、１９０  貫通孔の中心間距離（周期）
２０  駆動回路
２２  半田ボール
２４  絶縁層
２６  電極
２７  ダミー電極
２８  集積回路
３０  発光素子
３２  インターポーザ
３４  プリント配線基板（ＰＷＢ）
３６  ダミー貫通電極
４０  基板
４１  電気配線
４２  開口
５０  集光レンズ
５１  貫通孔の単位格子
５２  貫通孔
６０  導波路
６１  金電極部
６２  レンズ
６４  絞り
６６  フォトダイオード
６８  熱源
７０  温度センサ
７２  支点
７４  カッター
１１０  光通信モジュール
１２０  三次元実装パッケージ
２００  貫通部分Ｂ（点線）
２１０  貫通部分Ａ（点線）
【図３】
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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１１】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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