贯通布线基板及其制造方法 技术领域 本发明涉及具有贯通基板的内部的贯通布线的贯通布线基板及其制造方法。
本申请基于 2009 年 07 月 06 日向日本申请的特愿 2009-159869 号主张优先权， 并 将其内容援引至此。
背景技术
以往， 作为电连接安装于基板的一面即第 1 面的第 1 器件与安装于另一面即第 2 面的第 2 器件之间的方法， 使用设置贯通基板的内部的贯通布线的方法。
作为贯通布线基板的一例， 在专利文献 1 中记载有具备了贯通布线的贯通布线基 板， 该贯通布线是向具有在与基材的厚度方向不同的方向上延伸的部分的微细孔中填充导 电性物质而成的。
作为另一例， 可以举出例如图 8 所示那样的贯通布线基板。该贯通布线基板 100 具备贯通布线 101， 该贯通布线 101 是按照连结构成由石英玻璃等形成的基板 102 的一面与 一侧面的方式配置贯通孔 104， 在该贯通孔 104 中填充导电性物质 106 而成的。 该贯通布线 101 具有大致直角的弯曲部， 在基板的厚度方向上延伸的直线部 101b 和在与基板的厚度方 向不同的方向 ( 长度方向 ) 上延伸的直线部 101a 在该大致直角的弯曲部连接。
专利文献 1 ： 日本国特开 2006-303360 号公报
对于以往的贯通布线基板所具备的贯通布线， 当在基板内有大致直角的弯曲部 时， 存在电流在该弯曲部的内周部集中， 经由该贯通布线的电气信号， 特别是高频信号中的 传输损耗变大的问题。另外， 通过超临界成膜法等填充的导电性物质会以该弯曲部尖的端 部为起点从贯通孔剥离， 存在产生了导通不良的问题。 发明内容
本发明鉴于上述情况而提出， 以提供降低高频信号等电气信号的传输损耗、 抑制 因导电物质从贯通孔剥离引起的导通不良的贯通布线基板以及其制造方法为课题。
本发明的贯通布线基板具备 ： 基板， 其具有第 1 面与第 2 面 ； 和贯通布线， 其通过 在贯通所述第 1 面与所述第 2 面之间的贯通孔内填充导电性物质或者将导电性物质成膜 而形成， 在该贯通布线基板中， 所述贯通孔具有由在所述贯通孔的纵剖面中弯曲成凹状的 内周部以及弯曲成凸状的外周部构成的曲折部 ； 至少所述内周部在所述纵剖面形成为圆弧 状。
也可以所述外周部以及所述内周部的至少一方在所述纵剖面形成为具有 10 ～ 1000μm 的范围的曲率半径的圆弧状。
也可以在所述基板的内部形成流路。
本发明的贯通布线基板的制造方法中， 该贯通布线具备具有第 1 面与第 2 面的基 板， 和通过在贯通所述第 1 面与所述第 2 面之间的贯通孔内填充导电性物质或者将导电性 物质成膜而形成的贯通布线 ； 所述贯通孔具有由在所述贯通孔的纵剖面弯曲成凹状的内周部以及弯曲成凸状的外周部构成的曲折部 ； 至少所述内周部在所述纵剖面形成为圆弧状， 该贯通布线基板的制造方法包括 ： 通过激光照射对贯通所述第 1 面与所述第 2 面之间的贯 通孔形成区域进行改性的步骤 (A) ； 除去所述被改性的贯通孔形成区域， 形成所述贯通孔 的步骤 (B) ； 向所述贯通孔中填充所述导电性物质或者将所述导电性物质成膜的步骤 (C)。
在所述步骤 (A) 中， 也可以控制激光照射条件， 以使所述外周部以及所述内周部 的至少一方在所述纵剖面形成为具有 10 ～ 1000μm 的范围的曲率半径的圆弧状。
在所述步骤 (A) 以及步骤 (B) 中， 也可以对所述基板形成所述贯通孔的同时形成 流路。
在所述步骤 (A) 中， 通过激光照射对所述贯通孔形成区域与流路形成区域进行改 性； 在所述步骤 (B) 中， 也可以进行蚀刻来除去所述被改性的所述贯通孔形成区域与所述 流路形成区域。
根据本发明， 能够提供降低高频信号等电气信号的传输损耗、 抑制因导电性物质 从贯通孔剥离而引起的导通不良的贯通布线基板以及其制造方法。
在本发明的贯通布线基板内设置的所述贯通布线具有曲折部， 该曲折部的纵剖面 的外周部以及内周部中至少内周部为圆弧状， 因此至少内周部中没有尖的端部。 因此， 能够 抑制导电性物质从构成该贯通布线的贯通孔剥离， 因此能够抑制导电性物质的剥离导致的 导通不良。
另外， 当除了所述内周部外， 所述外周部也为圆弧状时， 外周部以及内周部双方没 有尖的端部， 因此能够进一步抑制因导电性物质的剥离导致的导通不良。
此外， 当至少所述内周部以及外周部的一方为圆弧状， 该圆弧的曲率半径为 10 ～ 1000μm 时， 曲折部变得更平滑， 能够更进一步抑制因导电性物质的剥离导致的导通不良。 在本发明的贯通布线基板内设置的所述贯通布线具有曲折部， 该曲折部的纵剖面 的外周部以及内周部中至少内周部为圆弧状， 从而至少内周部没有尖的端部。 因此， 能够缓 和电流向内周部的局部的集中， 能够降低高频信号等的传输损耗。
此外， 当至少所述内周部以及外周部的一个为圆弧状， 该圆弧的曲率半径为 10 ～ 1000μm 时， 曲折部变得更平滑， 能够更进一步降低高频信号等的传输损耗。
附图说明
图 1 是表示本发明的第 1 实施方式的贯通布线基板的剖面图。
图 2 是表示本发明的第 2 实施方式的贯通布线基板的剖面图。
图 3 是表示本发明的第 3 实施方式的贯通布线基板的剖面图。
图 4 是表示本发明的第 4 实施方式的贯通布线基板的剖面图。
图 5A 是表示本发明的第 5 实施方式的贯通布线基板的俯视图。
图 5B 是沿着图 5A 的 x-x 线的贯通布线基板的剖面图。
图 6A 是表示本发明的贯通布线基板的制造方法的俯视图。
图 6B 是沿着图 6A 的 x-x 线的剖面图。
图 7A 是表示本发明的贯通布线基板的制造方法的俯视图。
图 7B 是沿着图 7A 的 x-x 线的剖面图。
图 8 是表示以往的贯通布线基板的一例的剖面图。具体实施方式
下面， 参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图 1 是本发明的第 1 实施方式的贯通布线基板 20 的剖面图。该贯通布线基板 20 具备贯通布线 22。配置贯通构成单一的基板 2 的一面 ( 表面或者背面 ； 第 1 面 ) 与一侧面 ( 第 2 面 ) 的贯通孔 24， 在该贯通孔 24 中填充导电性物质 26 或者将导电性物质 26 成膜， 而构成贯通布线 22。所述贯通孔 24 具有曲折部 ( 弯曲部 )22c， 该曲折部 22c 的纵剖面的 外周部以及内周部形成为圆弧状。如图 1 所示， 在该曲折部的纵剖面上具有弯曲成凹状的 内周部和弯曲成凸状的外周部。该贯通孔 24 具备连续的直线部 22b、 曲折部 22c 和直线部 22a。此外， 在填充导电性物质 26 或者将导电性物质 26 成膜前是贯通孔 24， 在填充导电性 物质 26 或者将导电性物质 26 成膜后， 从贯通孔 24 变为贯通布线 22。因此， 在以下的说明 中， 若有时表现为贯通孔 24 具备曲折部 22c， 则还有时表现为贯通布线 22 具备曲折部 22c。
另外， 图 1 的贯通布线基板 20 的剖面是沿着贯通布线 22 的中心线的纵剖面。贯 通布线 22 的一端是在贯通布线基板 20 的一面 ( 第 1 面 ) 露出的第 1 导电部 222a( 贯通孔 的第 1 开口部 224a)。直线部 22b 从所述贯通布线 22 的一端向基板 2 的厚度方向 ( 从一 面向另一面观察的方向 ； 例如， 从表面向背面观察的方向 ) 延伸， 到达圆弧状的曲折部 22c。 直线部 22a 从该曲折部 22c 沿着与基板 2 的两面平行的方向延伸， 到达在基板 2 的一侧面 ( 第 2 面 ) 露出的第 2 导电部 222b( 贯通孔的第 2 开口部 224b)。该第 2 导电部 222b 是贯 通布线 22 的另一端。 在该贯通布线 22 中， 平滑地连接在基板 2 的厚度方向上延伸的直线部 22b 和在与 基板 2 的两面平行的方向上延伸的直线部 22a 的曲折部 22c 为圆弧状。
曲折部 22c 为圆弧状时， 在沿着曲折部 22c 的中心线的剖面 ( 纵剖面 ) 上， 曲折部 22c 的外周部以及内周部为圆弧状。
也可以仅所述曲折部 22c 的内周部为圆弧状， 但从本发明的效果更佳的观点来 看， 优选所述外周部以及内周部双方为圆弧状。
此外， 当所述圆弧状为例如与该圆弧内接或者外切的多边形形状、 沿着该圆弧蜿 蜒的曲线状等大致圆弧状时， 也能够期待与本发明同样的效果。
在图 1 中， 曲折部 22c 的外周部是中心为 q1、 半径为 R1 的四分之一圆的圆弧部， 曲 折部 22c 的内周部是中心为 p1、 半径为 r1 的四分之一圆的圆弧部。
这里， 优选所述二个四分之一圆的中心 q1 与中心 p1 的位置相同， 半径 R1 ＞半径 r1。优选半径 R1 与半径 r1 之差与直线部 22b 以及 / 或者直线部 22a 处的贯通布线 22 的 直径相等。在该情况下， 能够通过经由曲折部 22c 更平滑地连接直线部 22b 与直线部 22a， 能够使本发明的效果更佳。
当曲折部 22c 的外周部以及 / 或者内周部 ( 外周部以及内周部的至少一个 ) 为圆 弧状时， 它们的曲率半径 (R1 以及 r1) 也要依据贯通布线 22 的直径以及基板 2 的厚度， 但 优选在 10 ～ 1000μm 的范围内。当为该范围的曲率半径时， 能够经由曲折部 22c 更平滑地 连接直线部 22b 与直线部 22a， 能够使本发明的效果更佳。
此外， 图 1 的贯通布线基板 20 的厚度为 300μm， 所述 R1 为 90μm， 所述 r1 为 50μm， 贯通布线 22 的直径为 40μm。这些数值为本发明的第 1 实施方式的贯通布线基板
20 的一例， 也可以根据需要， 适当变更所述基板的厚度、 曲率半径 (R1 以及 r1)、 贯通布线的 直径等。
图 2 是本发明的第 2 实施方式的贯通布线基板 30 的剖面图。该贯通布线基板 30 具备贯通布线 32， 该贯通布线 32 是通过配置贯通构成单一基板 2 的一面 ( 表面或者背面 ； 第 1 面 ) 与另一面 ( 背面或者表面 ； 第 2 面 ) 的贯通孔 34， 在该贯通孔 34 中填充导电性物 质 36 或者将导电性物质 36 成膜而成的。所述贯通布线 32 具有曲折部 32c， 该曲折部 32c 的纵剖面的外周部以及内周部为圆弧状。
另外， 图 2 的贯通布线基板 30 的剖面是沿着贯通布线 32 的中心线的纵剖面。贯 通布线 32 的一端是在贯通布线基板 30 的一面 ( 第 1 面 ) 露出的第 1 导电部。直线部 32b 从贯通布线 32 的一端向基板 2 的厚度方向 ( 从一面向另一面观察的方向 ； 例如从表面向背 面观察的方向 ) 延伸， 到达圆弧状的曲折部 32c。直线部 32a 从该曲折部 32c 向与基板 2 的 厚度方向不同的方向 ( 与厚度方向交叉的方向 ) 延伸， 到达在基板 2 的另一面 ( 第 2 面 ) 露出的第 2 导电部。该第 2 导电部为贯通布线 32 的另一端。
在贯通布线 32 中， 平滑地连接在基板 2 的厚度方向上延伸的直线部 32b 和在与基 板 2 的厚度方向不同的方向 ( 与厚度方向交叉的方向 ) 上延伸的直线部 32a 的曲折部 32c 为圆弧状。
当曲折部 32c 为圆弧状时， 在沿着曲折部 32c 的中心线的剖面 ( 纵剖面 )， 曲折部 32c 的外周部以及内周部为圆弧状。
也可以仅所述曲折部 32c 的内周部为圆弧状， 从本发明的效果更佳的观点来看， 优选所述外周部以及内周部双方为圆弧状。
此外， 当所述圆弧状为例如与该圆弧内接或者外切的多边形形状、 沿着该圆弧蜿 蜒的曲线状等大致圆弧状时， 也能够期待与本发明同样的效果。
在图 2 中， 曲折部 32c 的外周部是中心为 q2、 半径为 R2 的八分之一圆的圆弧部， 曲 折部 32c 的内周部是中心为 p2、 半径为 r2 的八分之一圆的圆弧部。
这里， 优选所述两个八分之一圆的中心 q2 与中心 p2 的位置相同， 半径 R2 ＞半径 r2。优选半径 R2 与半径 r2 之差与直线部 32b 以及 / 或者直线部 32a 处的贯通布线 32 的 直径相等。在该情况下， 能够经由曲折部 32c 更平滑地连接直线部 32b 与直线部 32a， 能够 使本发明的效果更佳。
当曲折部 32c 的外周部以及 / 或者内周部 ( 外周部以及内周部的至少一个 ) 为圆 弧状时， 它们的曲率半径 (R2 以及 r2) 也要依据贯通布线 32 的直径以及基板 2 的厚度， 但 优选在 10 ～ 1000μm 的范围内。当为该范围的曲率半径时， 能够经由曲折部 32c 更平滑地 连接直线部 32b 与直线部 32a， 能够使本发明的效果更佳。
此外， 图 2 的贯通布线基板 30 的厚度为 300μm， 所述 R2 为 110μm， 所述 r2 为 65μm， 贯通布线 32 的直径为 45μm。如前所述， 这些数值是本发明的第 2 实施方式的贯通 布线基板 30 的一例， 可以根据需要， 适当变更这些数值。
图 3 是本发明的第 3 实施方式的贯通布线基板 40 的剖面图。该贯通布线基板 40 具备贯通布线 42， 该贯通布线 42 是配置贯通构成单一的基板 2 的一面 ( 表面或者背面 ； 第 1 面 ) 与另一面 ( 背面或者表面 ； 第 2 面 ) 的贯通孔 44， 在该贯通孔 44 中填充导电性物质 46 或者将导电性物质 46 成膜而成的。所述贯通孔 44 具有第 1 曲折部 42c 以及第 2 曲折部 42e， 所述第 1 曲折部 42c 的纵剖面的外周部以及内周部、 以及所述第 2 曲折部 42e 的纵 剖面的外周部以及内周部为圆弧状。换言之， 贯通布线具备第 1 曲折部 42c 与第 2 曲折部 42e， 上述第 1 曲折部 42c 以及第 2 曲折部 42e 的纵剖面的外周部以及内周部为圆弧状。
另外， 图 3 的贯通布线基板 40 的剖面是沿着贯通布线 42 的中心线的纵剖面。贯 通布线 42 的一端是在贯通布线基板 40 的一面 ( 第 1 面 ) 露出的第 1 导电部。直线部 42b 从贯通布线 42 的一端向基板 2 的厚度方向 ( 从一面向另一面观察的方向 ； 例如从表面向 背面观察的方向 ) 延伸， 并到达圆弧状的第 1 曲折部 42c。直线部 42a 从该第 1 曲折部 42c 向与基板 2 的两面平行的方向延伸， 并到达圆弧状的第 2 曲折部 42e。直线部 42d 从该第 2 曲折部 42e 向基板 2 的厚度方向延伸并到达在基板 2 的另一面 ( 第 2 面 ) 露出的第 2 导电 部。该第 2 导电部是贯通布线 42 的另一端。
在贯通布线 42 中， 平滑地连接在基板 2 的厚度方向上延伸的直线部 42b 和在与基 板 2 的两面平行的方向上延伸的直线部 42a 的第 1 曲折部 42c 为圆弧状。
当第 1 曲折部 42c 为圆弧状时， 在沿着第 1 曲折部 42c 的中心线的剖面 ( 纵剖面 ) 上， 第 1 曲折部 42c 的外周部以及内周部为圆弧状。
也可以仅所述第 1 曲折部 42c 的内周部为圆弧状， 当从本发明的效果更佳的观点 来看， 优选所述第 1 曲折部 42c 的外周部以及内周部双方为圆弧状。 此外， 当所述圆弧状为例如与该圆弧内接或者外切的多边形形状、 沿着该圆弧蜿 蜒的曲线状等大致圆弧状时， 也能够期待与本发明同样的效果。
在贯通布线 42 中， 平滑地连接在与基板 2 的两面平行的方向上延伸的直线部 42a 和在基板 2 的厚度方向上延伸的直线部 42d 的第 2 曲折部 42e 为圆弧状。
当第 2 曲折部 42e 为圆弧状时， 在沿着第 2 曲折部 42e 的中心线的剖面 ( 纵剖面 ) 上， 第 2 曲折部 42e 的外周部以及内周部为圆弧状。
也可以仅所述第 2 曲折部 42e 的内周部为圆弧状， 当从本发明的效果更佳的观点 来看， 优选所述第 2 曲折部 42e 的外周部以及内周部双方为圆弧状。
此外， 当所述圆弧状为例如与该圆弧内接或者外切的多边形形状、 沿着该圆弧蜿 蜒的曲线状等大致圆弧状时， 也能够期待与本发明同样的效果。
在图 3 中， 第 1 曲折部 42c 的外周部是中心为 q3、 半径为 R3 的四分之一圆的圆弧 部， 第 1 曲折部 42c 的内周部是中心为 p3、 半径为 r3 的四分之一圆的圆弧部。
这里， 优选所述两个四分之一圆的中心 q3 与中心 p3 的位置相同， 半径 R3 ＞半径 r3。优选半径 R3 与半径 r3 之差， 与在基板 2 的厚度方向上延伸的直线部 42b 以及 / 或者 在与基板 2 的两面平行的方向上延伸的直线部 42a 处的贯通布线 42 的直径相等。在该情 况下， 能够经由第 1 曲折部 42c 更平滑地连接在基板 2 的厚度方向上延伸的直线部 42b 和 在与基板 2 的两面平行的方向上延伸的直线部 42a， 能够使本发明的效果更佳。
在图 3 中， 第 2 曲折部 42e 的外周部是中心为 q4、 半径为 R4 的四分之一圆的圆弧 部， 第 2 曲折部 42e 的内周部是中心为 p4、 半径为 r4 的四分之一圆的圆弧部。
这里， 优选所述两个四分之一圆的中心 q4 与中心 p4 的位置相同， 半径 R4 ＞半径 r4。优选半径 R4 与半径 r4 之差， 与在与基板 2 的两面平行的方向上延伸的直线部 42a 以 及 / 或者在基板 2 的厚度方向上延伸的直线部 42d 处的贯通布线 42 的直径相等。在该情 况下， 能够经由第 2 曲折部 42e 更平滑地连接在与基板 2 的两面平行的方向上延伸的直线
部 42a 和在基板 2 的厚度方向上延伸的直线部 42d， 能够使本发明的效果更佳。
当第 1 曲折部 42c 的外周部以及 / 或者内周部 ( 外周部以及内周部的至少一个 ) 为圆弧状时， 它们的曲率半径 (R3 以及 r3) 也要依据贯通布线 42 的直径以及基板 2 的厚度， 但优选在 10 ～ 1000μm 的范围内。当为该范围的曲率半径时， 能够经由第 1 曲折部 42c 更 平滑地连接在基板 2 的厚度方向上延伸的直线部 42b 和在与基板 2 的两面平行的方向上延 伸的直线部 42a， 能够使本发明的效果更佳。
此外， 图 3 的贯通布线基板 40 的厚度为 300μm， 所述 R3 为 90μm， 所述 r3 为 50μm， 贯通布线 42 的直径为 40μm。
当第 2 曲折部 42e 的外周部以及 / 或者内周部 ( 外周部以及内周部的至少一个 ) 为圆弧状时， 它们的曲率半径 (R4 以及 r4) 也要依据贯通布线 42 的直径以及基板 2 的厚度， 但优选在 10 ～ 1000μm 的范围内。当为该范围的曲率半径时， 能够经由第 2 曲折部 42e 更 平滑地连接在与基板 2 的两面平行的方向上延伸的直线部 42a 和在基板 2 的厚度方向上延 伸的直线部 42d， 能够使本发明的效果更佳。
此外， 图 3 的贯通布线基板 40 的厚度为 300μm， 所述 R4 为 90μm， 所述 r4 为 50μm， 贯通布线 42 的直径为 40μm。如前所述， 这些数值是本发明的第 3 实施方式的贯通 布线基板 40 的一例， 可以根据需要适当变更这些数值。 上述的第 1 曲折部 42c 以及第 2 曲折部 42e 可以彼此为同一形状， 也可以彼此为 不同的形状。也就是说， 所述 R3 与 R4、 以及所述 r3 与 r4 分别可以彼此相同， 也可以彼此不 同。
图 4 是本发明的第 4 实施方式的贯通布线基板 50 的剖面图。该贯通布线基板 50 具备贯通布线 52， 该贯通布线 52 是通过配置贯通构成单一的基板 2 的一面 ( 表面或者背 面； 第 1 面 ) 与另一面 ( 背面或者表面 ； 第 2 面 ) 的贯通孔 54， 在该贯通孔 54 中填充导电 性物质 56 或者将导电性物质 56 成膜而成的。所述贯通孔 54 具有第 1 曲折部 52c、 第2曲 折部 52h、 第 3 曲折部 52i 和第 4 曲折部 52f。所述第 1 曲折部 52c 的纵剖面的外周部以及 内周部、 所述第 2 曲折部 52h 的纵剖面的内周部、 所述第 3 曲折部 52i 的纵剖面的内周部以 及所述第 4 曲折部 52f 的纵剖面的外周部以及内周部为圆弧状。
另外， 图 4 的贯通布线基板 50 的剖面是沿着贯通布线 52 的中心线的纵剖面。贯 通布线 52 具有在一面 ( 第 1 面 ) 露出的第 1 导电部、 在一面 ( 第 1 面 ) 露出的第 2 导电部 和在另一面 ( 第 2 面 ) 露出的第 3 导电部。第 1 直线部 52b 从该第 1 导电部向基板 2 的厚 度方向 ( 从一面向另一面观察的方向 ； 例如从表面向背面观察的方向 ) 延伸并到达第 1 曲 折部 52c。第 2 直线部 52a 从第 1 曲折部 52c 向与基板 2 的两面平行的方向延伸， 并到达 由第 2 曲折部 52h 以及第 3 曲折部 52i 构成的分支部。第 3 直线部 52d 进一步从该分支部 向与基板 2 的两面平行的方向延伸， 并到达第 4 曲折部 52f。另外， 第 4 直线部 52e 从该第 2 导电部向基板 2 的厚度方向延伸并到达所述第 4 曲折部 52f。进而， 第 5 直线部 52g 从所 述分支部向基板 2 的厚度方向延伸并到达在另一面 ( 第 2 面 ) 露出的第 3 导电部。
在贯通布线 52 中， 平滑地连接第 1 直线部 52b 与第 2 直线部 52a 的第 1 曲折部 52c 为圆弧状。
在贯通布线 52 中， 平滑地连接第 4 直线部 52e 与第 3 直线部 52d 的第 4 曲折部 52f 为圆弧状。
上述第 1 曲折部 52c 以及第 4 曲折部 52f 的说明与所述贯通布线基板 20 的曲折 部 22c 的说明相同。此外， 第 1 曲折部 52c 以及第 4 曲折部 52f 可以彼此为同一形状， 也可 以彼此为不同的形状。
如图 4 所示， 所述分支部由第 2 曲折部 52h 以及第 3 曲折部 52i 构成。
第 2 曲折部 52h 平滑地连接第 2 直线部 52a 与第 5 直线部 52g。
第 3 曲折部 52i 平滑地连接第 3 直线部 52d 与第 5 直线部 52g。
在沿着第 2 曲折部 52h 的中心线的剖面 ( 纵剖面 ) 上， 第 2 曲折部 52h 的外周部 为直线状， 而第 2 曲折部 52h 的内周部为圆弧状。从能够使本发明的效果好、 更平滑地连接 第 2 直线部 52a 与第 5 直线部 52g 的观点来看， 优选第 2 曲折部 52h 的内周部为平滑圆弧 状。
另外， 在沿着第 3 曲折部 52i 的中心线的剖面 ( 纵剖面 ) 上， 第 3 曲折部 52i 的外 周部为直线状， 而第 3 曲折部 52i 的内周部为圆弧状。本发明的效果好， 从能够更平滑地连 接第 3 直线部 52d 与第 5 直线部 52g 的观点来看， 优选第 3 曲折部 52i 的内周部为平滑的 圆弧状。
此外， 当所述圆弧状为例如与该圆弧内接或者外切的多边形形状、 沿着该圆弧蜿 蜒的曲线状等大致圆弧状时， 也能够期待与本发明同样的效果。 在图 4 中， 第 2 曲折部 52h 的内周部是中心为 p7、 半径为 r7 的四分之一圆的圆弧 部， 第 3 曲折部 52i 的内周部是中心为 p8、 半径为 r8 的四分之一圆的圆弧部。
这里， 优选所述四分之一圆的半径 r7 与半径 r8 的长度相等， 且这两个四分之一圆 相对于所述第 5 直线部 52g 的中心线呈线对称。即， 优选第 2 曲折部 52h 与第 3 曲折部 52i 相对所述第 5 直线部 52g 的中心线呈线对称。在该情况下， 能够经由以第 2 曲折部 52h 以 及第 3 曲折部 52i 构成的分支部更平滑地连接第 2 直线部 52a、 第 3 直线部 52d 以及第 5 直 线部 52g， 能够使本发明的效果更佳。
当第 2 曲折部 52h 的内周部、 第 3 曲折部 52i 的内周部分别为圆弧状时， 其曲率半 径 (r7， r8) 也要依据贯通布线 52 的直径以及基板 2 的厚度， 但优选在 10 ～ 1000μm 的范 围内。当为该范围的曲率半径时， 能够经由第 2 曲折部 52h 更平滑地连接第 2 直线部 52a 与第 5 直线部 52g。此外， 能够经由第 3 曲折部 52i 更平滑地连接第 3 直线部 52d 与第 5 直 线部 52g， 能够使本发明的效果更佳。
此外， 图 4 的贯通布线基板 50 的厚度为 300μm， 所述 R5 以及 R6 为 90μm， 所述 r5 ～ r8 为 50μm， 贯通布线 52 的直径为 40μm。如前所述， 这些数值是第 4 实施方式的贯 通布线基板 50 的一例， 可以根据需要， 适当地设置。
上述的第 1 曲折部 52c 以及第 4 曲折部 52f 彼此可以是同一形状， 彼此也可以是 不同的形状。即， 所述曲率半径 R5 与 R6、 以及所述曲率半径 r5 与 r6 分别可以彼此相同， 也 可以彼此不同。另外， 上述的第 2 曲折部 52h 以及第 3 曲折部 52i 彼此可以是同一形状， 彼 此也可以是不同的形状。即， 所述曲率半径 r7 与 r8 分别可以彼此相同， 也可以彼此不同。
图 5A 以及图 5B 是表示本发明的第 5 实施方式的贯通布线基板 60 的俯视图以及 剖面图。图 5A 是贯通布线基板 60 的俯视图， 图 5B 是沿着图 5A 的俯视图的 x-x 线的贯通 布线基板 60 的剖面图。
该贯通布线基板 60 与上述的贯通布线基板 40 同样地， 具备贯通布线 42， 该贯通布
线 42 是通过配置贯通构成单一的基板 2 的一面 ( 表面或者背面 ； 第 1 面 ) 与另一面 ( 背面 或者表面 ； 第 2 面 ) 的贯通孔 44， 在该贯通孔 44 中填充导电性物质 46 或者将导电性物质 46 成膜而成的。如图 3 所示， 所述贯通孔 44 具有第 1 曲折部 42c 以及第 2 曲折部 42e， 所 述第 1 曲折部 42c 的纵剖面的外周部以及内周部以及所述第 2 曲折部 42e 的纵剖面的外周 部以及内周部为圆弧状。本实施方式的贯通布线基板 60 还具备流路 63 以及 64。
图 5 所示的贯通布线基板 60 的贯通布线 42 的说明与上述的贯通布线基板 40 的 贯通布线 42 的说明相同。
所述流路 63 以及流路 64 都为直线状， 沿着与基板 2 的两面平行的贯通布线 42 配 置， 并贯通基板 2 的两侧面。
所述流路 63 以及流路 64 能够用作例如使冷却用流体流通的流路。此外， 所述流 路 63 以及流路 64 也能够用作使 DNA( 核酸 )、 蛋白质、 脂质等生物溶液流通的流路。
例如， 当将所述流路 63 以及流路 64 用作冷却用流体的流路时， 能够将贯通布线基 板 60 液冷， 在基板上安装了产生热量大的器件时， 也可以有效地降低该器件的温度上升。 此外， 在基板上高密度地配置有器件的电极时， 也可以有效地降低贯通布线基板的温度上 升。该流路可以在基板 2 的整体上设置， 另外， 也可以按照与要安装的器件的发热部重叠的 方式集中地设置。此外， 作为冷却用液体， 可以举出例如水 (H2O)。
在基板 2 内形成所述流路 63 以及流路 64 的方法能够以与如后所述形成成为所述 贯通布线 42 的贯通孔 44 的方法同样的方法进行。
作为如上所示的本发明的贯通布线基板的基板 2 的材料， 可以举出例如玻璃、 蓝 宝石、 塑料、 陶瓷等绝缘体和硅 (Si) 等半导体。在这些材料中， 优选绝缘性的石英玻璃。当 基板材料为石英玻璃时， 存在不需要在后述的贯通孔的内壁形成绝缘层、 没有因寄生电容 成分的存在等导致的高速传输的阻碍因素、 冷却用液体的流路的稳定性高等优点。
作为安装于该基板的两面的器件， 可以考虑在硅基板上形成了元件的电子器件。 此时， 当该电子器件与该基板之间的线膨胀系数差大时， 存在因安装时的温度造成的两者 的伸展量有很大不同的情况。 其结果， 在器件的端子与基板的焊盘之间产生位置偏差， 难以 实现精度高的连接， 甚至连接本身变得困难。本实施方式的基板能够使用硅、 玻璃， 因此能 够减小该电子器件与该基板之间的线膨胀系数差。因此， 能够抑制器件端子与基板的焊盘 之间的位置偏差， 能够实现高精度的连接。
作为基板 2 的厚度 ( 从一面到另一面的距离 ； 例如， 从表面到背面的距离 )， 能够 在约 150μm ～ 1mm 的范围内适当设定。
作为在贯通布线基板中配置的贯通孔中填充或者成膜的所述导电性物质 26、 36、 46、 56， 例如可以举出金锡 (Au-Sn)、 铜 (Cu) 等。
本发明的贯通布线基板中具备的贯通布线的图形、 剖面形状不限于以上的例示， 可以适当地设计。另外， 本发明的贯通布线基板中具备的流路的图形 ( 路径 )、 剖面形状不 限于以上的例示， 可以适当地设计。
接下来， 在图 6A ～图 7C 中表示了制造贯通布线基板 60 的方法， 作为制造本发明 的贯通布线基板的方法的一例。
这里， 图 6A ～图 7C 是制造贯通布线基板 60 的基板 2 的俯视图以及剖面图。 其中， 图 6A 以及图 7A 是该基板 2 的俯视图， 图 6B 以及图 7B 分别是沿着上述俯视图的 x-x 线的基板 2 的剖面图。
< 步骤 A>
首先， 如图 6B 所示， 向基板 2 照射激光 81， 在基板 2 内形成基板 2 的材料被改性而 成的改性部 82、 83 以及 84。改性部 82、 83 以及 84 分别设置于要成为贯通布线 42( 贯通孔 44)、 流路 63 以及流路 64 的区域。
作为基板 2 的材料， 可以举出例如玻璃、 蓝宝石、 塑料、 陶瓷等绝缘体和硅 (Si) 等 半导体。在这些材料中， 优选绝缘性的石英玻璃。当基板材料为石英玻璃时， 存在不需要在 后述的贯通孔的内壁形成绝缘层、 没有因寄生电容成分的存在等导致的高速传输的阻碍因 素、 冷却用液体的流路的稳定性高等优点。
作为基板 2 的厚度 ( 从一面到另一面的距离 ； 例如， 从表面到背面的距离 )， 能够 在约 150μm ～ 1mm 的范围内适当设定。
激光 81 例如从基板 2 的一面 ( 表面或者背面 ； 第 1 面 ) 侧进行照射， 在基板 2 内 的希望的位置连结焦点 86。在连结焦点 86 的位置， 该基板 2 的材料被改性。因此， 一边照 射激光 81， 一边依次挪动焦点 86 的位置来进行移动 ( 扫描 )， 对要成为贯通孔 44、 流路 63 以及流路 64 的区域的整体连结焦点 86， 从而能够形成改性部 82、 83 以及 84。 作为激光 81 的光源， 可以举出例如飞秒激光器。通过照射该激光 81， 能够得到例 如直径为数 μm ～数十 μm 的改性部 82、 83 以及 84。另外， 通过控制基板 2 内部的连结激 光 81 的焦点 86 的位置， 能够形成具有希望的形状的改性部 82、 83 以及 84。
对要成为贯通孔 44 所具有的曲折部 42c 的区域照射激光来改性之时， 该曲折部 42c 的纵剖面的外周部以及内周部中至少内周部为圆弧状， 按照该圆弧的曲率半径在 10 ～ 1000μm 的范围内的方式激光扫描。
在本实施例中， 按照第 1 曲折部 42c 的纵剖面的外周部以及内周部的曲率半径 R3 以及 r3 分别为 90μm 以及 50μm， 第 2 曲折部 42e 的纵剖面的外周部以及内周部的曲率半 径 R4 以及 r4 分别为 90μm 以及 50μm 的方式形成了改性部 82。
图 6B 的剖面图中所示的箭头表示激光 81 扫描的焦点 86 的朝向。即， 所述箭头表 示该焦点 86 从基板 2 的另一面 ( 背面或者表面 ； 第 2 面 ) 的所述第 2 导电部 ( 贯通孔的第 2 开口部 ) 扫描到一面 ( 表面或者背面 ； 第1面； 激光的入射面 ) 的所述第 1 导电部 ( 贯通 孔的第 1 开口部 )。这时， 在制造效率上优选以箭头的朝向进行一气呵成的扫描。即， 激光 81 的焦点 86 的扫描从与激光的入射面不同的另一面开始， 在激光的入射面结束。例如， 当 激光 81 从基板 2 的表面射入时， 也就是说， 当基板 2 的表面是激光的入射面时， 从作为与该 入射面不同的另一面的背面进行激光 81 的焦点 86 的扫描。
如上， 在形成改性部 82、 83、 84 时， 作为照射激光 81 的方向， 可以仅从基板 2 的一 面或者另一面照射激光 81， 也可以从基板 2 的两面照射激光 81。
作为其他的方法， 可以在飞秒激光器与基板 2 之间配置记录了与改性部 82、 83、 84 的形状对应的图案的全息图， 通过全息图向基板 2 照射激光， 从而在基板的内部统一形成 改性部 82、 83、 84。然后， 通过蚀刻该改性部， 能够形成希望的贯通孔 ( 微细孔 ) 以及 / 或者 流路。
< 步骤 B>
如图 7A 以及图 7B 所示， 将形成了所述改性部 82、 83 以及 84 的基板 2 浸于蚀刻液
( 药液 )67 中， 通过蚀刻 ( 湿法蚀刻 ) 改性部 82、 83 以及 84 而将其从基板 2 中除去。其结 果， 在存在改性部 82、 83 以及 84 的部分， 形成贯通孔 44、 流路 63 以及流路 64。在本实施方 式中， 使用石英玻璃作为基板 2 的材料， 使用了以氢氟酸 (HF) 为主成分的溶液作为蚀刻液 67。该蚀刻利用了与基板 2 的未被改性的部分相比， 改性部 82、 83 以及 84 非常迅速地被蚀 刻的现象， 作为结果能够形成对应改性部 82、 83 以及 84 的形状的贯通孔 44、 流路 63 以及流 路 64。在该阶段， 贯通孔 44 的一端是在基板的一面 ( 第 1 面 ) 露出的第 1 开口部。贯通孔 44 的另一端是在基板的另一面 ( 第 2 面 ) 露出的第 2 开口部。通过在该贯通孔 44 中填充 导电性物质或者将导电性物质成膜， 在该第 1 开口部中形成第 1 导电部， 在第 2 开口部中形 成第 2 导电部。
所述蚀刻液 67 未特别被限定， 例如可以使用以氢氟酸 (HF) 为主成分的溶液、 在氢 氟酸中适量添加了硝酸等而成的硝酸氢氟酸系的混酸等。另外， 根据基板 2 的材料， 也可以 使用其他的药液。
以上， 示出了对基板 2 内形成要形成贯通布线 42 的贯通孔 44， 并且形成流路 63 以 及流路 64 的情况。这样， 若能够同时形成贯通孔与流路， 则能够简略化制造步骤， 能够降低 成本。 另一方面， 当不形成该流路 63 以及流路 64 时， 在上述的步骤 (A) 中， 不形成改性 部 83 以及改性部 84 即可。
此外， 这里虽未图示， 当流路具有曲折部时， 优选该曲折部的纵剖面的外周部以及 / 或者内周部为圆弧状。通过为圆弧状， 能够在该流路中流通制冷剂之时， 减少在该曲折部 中产生的紊流。
< 步骤 C>
在形成了所述贯通孔 44、 流路 63 以及流路 64 的基板 2 中， 在贯通孔 44 中填充导 电性物质 46 或者将导电性物质 46 成膜来形成贯通布线 42。作为该导电性物质 46， 可以举 出例如金锡 (Au-Sn)、 铜 (Cu) 等。作为该导电性物质 46 的制作 ( 填充或者成膜 ) 方法， 可 以适当使用熔融金属吸引法 (Molten Metal Suction)、 超临界成膜法等。
在该基板 2 中形成有所述冷却用的流路 63 以及流路 64 的情况下， 为了使导电性 物质 46 不侵入该流路 63 以及流路 64 内， 优选在该流路 63 以及流路 64 的开口部设置抗蚀 剂等保护层， 暂时地封闭该开口部。 该抗蚀剂能够使用例如树脂抗蚀剂、 无机系材料的薄膜 等。通过设置该保护层， 能够防止导电性物质在该流路 63 以及流路 64 内被填充或者被成 膜。该保护层在导电性物质 46 向贯通孔 44 的填充或者成膜完成后被除去。
通过以上的步骤 A ～ C， 可以得到如图 5A 以及图 5B 所示的贯通布线基板 60。
此外， 也可以根据希望， 在贯通布线 42 的导电部上形成连接盘部。连接盘部的形 成方法可以适当使用镀敷法、 溅射法等。
产业上的可利用性
通过使用本发明的贯通布线基板， 能够降低在贯通布线基板的 2 个面安装的器件 间的高频信号等的传输损耗， 能够抑制上述器件间的导通不良。 因此， 本发明的贯通布线基 板能够优选在其两面安装器件的 3 维安装、 将多个器件以一个封装内系统化的系统级封装 (SiP) 等各种器件的高密度安装中利用。
附图标记的说明
2 基板 ； 20 贯通布线基板 ； 22 贯通布线 ； 24 贯通孔 ； 26 导电性物质 ； 30 贯通布线基 板； 32 贯通布线 ； 34 贯通孔 ； 36 导电性物质 ； 40 贯通布线基板 ； 42 贯通布线 ； 44 贯通孔 ； 46 导电性物质 ； 50 贯通布线基板 ； 52 贯通布线 ； 54 贯通孔 ； 56 导电性物质 ； 60 带流路的贯通 布线基板 ； 63 流路 ； 64 流路 ； 67 蚀刻液 ； 81 激光 ； 82 被改性的区域 ( 改性部 ) ； 83 被改性的 区域 ( 改性部 ) ； 84 被改性的区域 ( 改性部 ) ； 86 焦点