JP2012201915A - Metal-filled structure - Google Patents

Metal-filled structure Download PDF

Info

Publication number
JP2012201915A
JP2012201915A JP2011066233A JP2011066233A JP2012201915A JP 2012201915 A JP2012201915 A JP 2012201915A JP 2011066233 A JP2011066233 A JP 2011066233A JP 2011066233 A JP2011066233 A JP 2011066233A JP 2012201915 A JP2012201915 A JP 2012201915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hole
metal
filled
holes
average diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011066233A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kosuke Yamashita
広祐 山下
Yoshinori Hotta
吉則 堀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2011066233A priority Critical patent/JP2012201915A/en
Publication of JP2012201915A publication Critical patent/JP2012201915A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal-filled structure that is an anisotropic conductive member excellent in light transmissivity or excellent in heat transfer properties and heat dissipation properties and that is applicable to various applications.SOLUTION: The metal-filled structure includes: a portion having a through-hole A penetrating in the thickness direction with an average diameter of 10-1,000 nm; and a portion having a through-hole B penetrating in the thickness direction with an average diameter of 100 nm-1 mm, in a structure comprising an inorganic insulating substrate, wherein the ratio of the average diameter of the through-hole A to the average diameter of the through-hole B is 5 or more, the density of the through-hole A is 1×10to 1×10pieces/mm, the depth of the through-hole A is 50-1,000 μm, and a part of or all of any one of the through-hole A and the through-hole B or a part of or all of both of the through-hole A and the through-hole B are filled with metal.

Description

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。   The present invention relates to a metal-filled structure in which an inorganic insulating substrate is filled with metal.

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。   In recent years, with rapid progress of digital information processing technology, a communication module capable of high-speed and large-scale digital communication is required. However, a telecommunication module that transmits an electric signal using metal wiring has a limitation in data transmission speed and transmission distance because the signal quality easily deteriorates according to the transmission distance and is easily affected by electromagnetic noise. . Therefore, an optical communication module capable of high-speed and long-distance communication has been devised and put into practical use in various fields.

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。   An optical communication module is required to have a function of converting an input electrical signal into an optical signal and transmitting it, and a function of receiving an optical signal, restoring it to an electrical signal, and outputting it. To transmit an optical signal, a light emitting element such as an LED or a VCSEL and a drive circuit for driving these light emitting elements under a predetermined driving condition are required. In addition, in order to receive an optical signal, a light receiving element such as a photodiode and an amplification circuit that amplifies an electric signal obtained by converting the optical signal with these light receiving elements are required. The light emitting element and the drive circuit, and the light receiving element and the amplifier circuit are electrically connected to each other.

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。   As a method for electrically connecting electronic devices such as a light emitting element and a drive circuit, and a light receiving element and an amplifier circuit, wire bonding is generally used.

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。   However, since wire bonding connects individual terminals individually, it takes time for mounting. Further, since it is necessary to maintain the loop shape of the wire, it is difficult to perform fine mounting. In order to perform optical communication, a small lens or a light guide is arranged near the light emitting element and the light receiving element to couple an optical signal to the optical fiber. The distance is preferably short from the viewpoint of coupling efficiency.

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。   Therefore, in order to enable fine mounting, a flip chip mounting method has been proposed in which an electronic device is reversed and mounted on a printed wiring board (PWB) or a submount. However, when the light emitting element and the light receiving element are mounted upside down, the optical signal is naturally blocked by the printed wiring board (PWB) or the submount.

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)。   As an invention for solving these problems, a method of filling a metal with a pattern in a through hole of a penetrating structure has been devised (Patent Document 1) (Patent Document 2).

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。   However, in the filled structure in which the metal is filled in the through hole of the through structure in a pattern, there is room for improvement because the light transmittance is low even in the unfilled portion of the metal. There are also problems in terms of thermal conductivity and heat dissipation.

特開2009−283712号公報JP 2009-283712 A 特開2010−186022号公報JP 2010-186022 A

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。   An object of the present invention is to provide a metal-filled structure that is an anisotropic conductive member that is excellent in light transmittance, heat conductivity, and heat dissipation and can be applied to various applications.

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。
As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventor has found that, in addition to the conventional filling structure in which the through-hole A is filled with metal, the filling structure having a through-hole B larger than the through-hole A, It has been found that the above problem can be solved by using a filled structure in which a part of the hole B is filled with metal as an anisotropic conductive member, and the present invention has been completed.
That is, the present invention provides the following.
(1) A structure having an inorganic insulating substrate is provided with a portion having a through hole A having an average diameter of 10 to 1000 nm penetrating in the thickness direction and a through hole B having an average diameter of 100 nm to 1 mm penetrating in the thickness direction. And the ratio of the average diameter of the through holes A to the average diameter of the through holes B is 5 or more, and the density of the through holes A is 1 × 10 6 to 1 × 10 10 / a mm 2, and the depth of the through hole a is a 50 to 1000 [mu] m, one part or all either the through hole a and the through hole B, or a through-hole a and the through-hole B A metal-filled structure in which part or all of both are filled with metal.
(2) The metal-filled structure according to (1), wherein the through hole A is filled with metal.
(3) The metal filled structure according to (2), wherein a part of the through hole B is filled with a metal.

(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。
(4) The cross-sectional shape of the through-hole B is a circle, a square, or a pattern, and the average diameter is the diameter when the cross-sectional area of the through-hole B is converted into the area of a circle (1) to (3) The structure in any one of.
(5) The metal-filled structure according to (3), wherein the portion having the through hole B filled with the metal has a circular shape, a square shape, or a pattern shape.
(6) The ratio (SA / SB) of the total cross-sectional area (SA) of the through-hole A and the total cross-sectional area (SB) of the through-hole B (SA / SB) is 5 to 1000 (1) to (5) The metal-filled structure according to any one of the above.
(7) The metal-filled structure according to any one of (1) to (6), wherein the through-holes B of the part having the through-holes B are periodically arranged, and the period is 300 nm to 3 mm.
(8) The metal-filled structure according to any one of (1) to (7), wherein the structure having the through hole A is obtained by anodic oxidation of a valve metal.
(9) The metal-filled structure according to any one of (1) to (8), wherein the structure having the through hole A is obtained by anodic oxidation of aluminum.

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。   Since the metal-filled structure of the present invention has two types of specific through-holes, it can electrically connect electronic components of various forms and structures, and in the case of an optical device, it does not hinder light transmission. It is an anisotropic conductive member, and when used in a three-dimensional mounting package, it is highly useful as an anisotropic conductive member with excellent heat dissipation. Further, since the arrangement of the two types of through holes can be arbitrarily designed, it can be used as an anisotropic conductive member that can be used for various purposes according to the size and type of the electronic component.

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。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a preferred embodiment of the structure of the present invention. 1A is a perspective view, FIG. 1B is a schematic diagram for explaining a cross section taken along the section line II in FIG. 1A, and FIG. 1C is FIG. It is the schematic explaining the cross section seen from the cut surface line II-II of A). 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。FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of a preferred embodiment of the structure of the present invention. 2A shows a case where only the through hole A is filled with metal, FIG. 2B shows a case where only the through hole B is filled with metal, and FIG. 2C shows a case where the through hole A and the through hole B are filled. The case where both are filled with metal is shown. 貫通孔の密度を計算する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the density of a through-hole. 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。It is a figure explaining arrangement | positioning with the through-hole A and the through-hole B of the metal filling structure of an Example and a comparative example. 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。It is a figure explaining arrangement | positioning with the through-hole A and the through-hole B of the metal filling structure of a comparative example. 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。It is a schematic diagram explaining the measuring method of a resistivity. FIG. 6 (A) shows a resistance measuring instrument, and FIG. 6 (B) shows a plan view of the metal-filled structure to be measured. 光透過性の測定方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the measuring method of light transmittance. 熱伝導性の測定方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the measuring method of thermal conductivity. 強度の測定方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the measuring method of intensity | strength. 光通信モジュールの構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of an optical communication module. 三次元実装パッケージの構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of a three-dimensional mounting package. 製造方法1、2を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the manufacturing methods 1 and 2. FIG. 製造方法3、4を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the manufacturing methods 3 and 4. FIG. 製造方法5、6、7を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the manufacturing methods 5, 6, and 7. FIG.

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。
Hereinafter, the metal-filled structure of the present invention (hereinafter sometimes referred to as a structure) and usage modes will be described in detail.
The structure of the present invention is a through structure having two types of through holes (through hole A and through hole B) having different average diameters on an inorganic insulating substrate, and the one or more types of through holes are filled with metal. It is a metal-filled structure.
The average diameter (RA) of the through hole A is 10 to 1000 nm, and the average diameter (RB) of the through hole B is 100 nm to 1 mm. The ratio (RB / RA) of the average diameter of the through holes A and the average diameter of the through holes B is 5 or more.

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。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a preferred embodiment of the structure of the present invention.
1A is a perspective view, FIG. 1B is a schematic diagram for explaining a cross section taken along the section line II in FIG. 1A, and FIG. 1C is FIG. It is the schematic explaining the cross section seen from the cut surface line II-II of A). As shown in FIGS. 1A and 1B, the structure 11 of the present invention includes a portion having a through hole B indicated by a dotted line 200 (through portion B) and a portion having a through hole A indicated by a dotted line 210 ( Penetrating part A).
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of a preferred embodiment of the structure of the present invention.
As shown in FIG. 2, the structure of the present invention is a through structure having two types of through holes (through hole A and through hole B) having different average diameters in the inorganic insulating substrate 12, and one type or This is a metal-filled structure in which both through holes are filled with metal 14.
2A shows a case where only the through hole A is filled with the metal 14, FIG. 2B shows a case where only the through hole B is filled with the metal 14, and FIG. A case in which both the through holes B and the metal 14 are filled is shown.

<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。
<Through hole A>
The through-hole A has an average diameter (RA) of 10 to 1000 nm, a density of 1 × 10 6 to 1 × 10 10 holes / mm 2 , and a depth of 50 to 1000 μm. The shape of the through hole A is not limited. However, when the valve metal is manufactured by anodizing as will be described later, the cross section is substantially circular, and it is formed in a straight tube shape in the depth (thickness) direction. preferable.

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。
The average diameter (RA) of the through-hole A (the portion represented by reference numeral 17 in FIG. 1C) is 10 to 1000 nm, preferably 15 to 800 nm, and more preferably 20 to 500 nm. preferable.
When the average diameter of the through-hole A is in the above range, a sufficient response can be obtained when an electric signal is passed. Therefore, the metal-filled structure of the present invention is preferably used as an inspection connector for electronic components. it can.
Further, when the through hole A is produced by an anodic oxidation process described below, it is difficult to produce a through hole having an average diameter larger than 1000 nm.

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。
Further, the interval between the through holes A (portion represented by reference numeral 16 in FIG. 1C) is preferably 10 nm or more, more preferably 20 to 100 nm, and more preferably 20 to 50 nm. Further preferred.
When the interval between the through holes A is within the above range, the insulating base material constituting the inorganic insulating substrate 12 functions sufficiently as an insulating partition.

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。
Furthermore, the average depth of the through-hole A (portion represented by reference numeral 18 in FIG. 1C) is 50 to 1000 μm, preferably 50 to 700 μm, and preferably 50 to 200 μm. More preferred.
When the average depth of the through holes A, that is, the thickness of the inorganic insulating substrate 12 is within the above range, the mechanical strength is improved and the handling property of the inorganic insulating substrate is improved.

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。   In the present invention, the aspect ratio (average depth / average diameter) of the through-hole A is preferably 100 or more, more preferably 100 to 100,000, and further preferably 200 to 10,000.

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。
In addition, the distance between the centers of the adjacent through-holes A (portion represented by reference numeral 19 in FIG. 1C, hereinafter also referred to as “period”) is preferably 20 to 1000 nm, preferably 30 to More preferably, it is 500 nm, It is further more preferable that it is 40-200 nm, It is especially preferable that it is 50-150 nm.
When the period is in the above range, it is easy to balance the average diameter 17 of the through holes A and the interval 16 (insulating partition wall thickness) of the through holes A.

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。
In the present invention, the density of the through holes A is 1 × 10 6 to 1 × 10 10 pieces / mm 2 , preferably 2 × 10 6 to 8 × 10 9 pieces / mm 2. More preferably, it is 10 6 to 5 × 10 9 pieces / mm 2 .
When the density of the through holes A is within the above range, the structure of the present invention can be used as a connector for inspection of electronic parts such as semiconductor elements even at the present time when the integration is further advanced.

<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。
<Through hole B>
The average diameter (RB) of the through-hole B is 100 nm to 1 mm, preferably 150 to 800 nm, and more preferably 200 to 500 nm.
When the average diameter of the through holes B is in the above range, the thermal conductivity, heat dissipation, or light transmission is excellent, and the metal-filled structure of the present invention can be suitably used as an anisotropic conductive member of an electronic component.
Here, since the shape of the through hole B is a circle, a square, or a pattern, the average diameter is defined as the diameter when the area of the through hole B is converted into the area of a circle.

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。
Further, the distance between the centers of the adjacent through-holes B (a portion represented by reference numeral 190 in FIG. 1B, hereinafter also referred to as “period”) is preferably 300 nm to 3 mm, and preferably 500 nm to More preferably, it is 1 mm.
When the period is in the above range, it is easy to balance the average diameter 170 of the through holes B and the interval 160 (insulating partition wall thickness) of the through holes B.

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。
Moreover, the space | interval of the through-hole B (the part represented by the code | symbol 160 in FIG.1 (C)) changes with requirements of various optical devices, and is not limited. The thickness is preferably 10 nm or more, more preferably 20 to 100 nm, and still more preferably 20 to 50 nm.
When the distance between the through holes B is in the above range, the inorganic insulating substrate 12 functions sufficiently as an insulating partition when the metal is filled in the through holes B.

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、5〜10であるのが好ましく、5〜10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。
The ratio (RB / RA) of the average diameter of the through hole A and the average diameter of the through hole B is 5 or more, preferably 5 to 10 6 , more preferably 5 to 10 5. It is especially preferable that it is -1000.
When the ratio (RB / RA) of the average diameter of the through-hole A and the average diameter of the through-hole B is in the above range, the cross-sectional area of the through-hole B is 25 times or more with respect to the through-hole A filled with metal. Therefore, it is very advantageous for thermal conductivity and heat dissipation.

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。
On the surface of the structure 11, the ratio (SA / SB) of the area (SA) of the portion having the through hole A (through portion A210) and the area (SB) of the portion having the through hole B (through portion B200) is 5 to 5. 1000 is preferable, 5 to 500 is more preferable, and 10 to 200 is particularly preferable. The through portion B is a portion having two or more through holes B on the surface of the structure 11 and can be distinguished from the through portion A. The through portion B may have the through hole A between the two through holes B, but the through portion A preferably does not have the through hole B between the two through holes A.
The area of the penetrating portion B is the sum of the internal areas surrounded by a straight line circumscribing the pattern formed by the plurality of through holes B arranged at a constant period, and the area of the penetrating portion A penetrates from the entire area. The area obtained by subtracting the area of the part B. When there are a plurality of penetrating parts B, it is the sum of the penetrating parts B.
When the ratio (SA / SB) of the area (SA) of the penetrating part A and the area (SB) of the penetrating part B is within the above range, the mechanical strength is improved and the handling property of the insulating base material is improved. If the ratio is 1 and the total areas of the through holes A and B are distributed on the surface as much as possible, the laser processing rate is too high, or the anodization rate for creating large micropores becomes high, and the inorganic insulation The mechanical strength of the substrate may be weakened. If the ratio is about 10000, the thermal conductivity of the structure may deteriorate even when both the through holes A and B are filled with metal.

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。   Further, the degree of ordering defined by the following formula (i) for the through holes A and B is preferably 50% or more because the density of the through holes can be further increased.

規則化度(%)=b/a×100 (i)   Ordering degree (%) = b / a × 100 (i)

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。
In the above formula (i), a represents the total number of through holes in the measurement range. b is the center of the center of one through hole, and when a circle with the shortest radius inscribed in the edge of the other through hole is drawn, the cross section of the through hole other than the one through hole is inside the circle. This represents the number of the one through hole in the measurement range that includes six centroids.
A more specific description of calculating the degree of ordering of the through holes is as described in JP 2009-132974 A and the like.

<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。
<Insulating base material>
The insulating base material constituting the inorganic insulating substrate 12 constituting the metal-filled structure of the present invention is about the same as the insulating base material (eg, thermoplastic elastomer) constituting a conventionally known anisotropic conductive film or the like. There is no particular limitation as long as it is an inorganic insulating substrate having an electrical resistivity of about 10 14 Ω · cm. The inorganic insulating substrate used in the present invention has higher heat resistance and higher mechanical strength than conventionally known anisotropic conductive films and the like.

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。
In the present invention, since the insulating base material is preferably a structure in which micropores having a desired average diameter are formed as through holes and a high aspect ratio through hole is formed, the anode of the valve metal An oxide film is preferred.
Specific examples of the valve metal include aluminum, tantalum, niobium, titanium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, and antimony.
Of these, an anodic oxide film (base material) of aluminum is preferable because it has good dimensional stability and is relatively inexpensive.

<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。
<Metal>
The structure of the present invention is a through structure having the through hole A and the through hole B on the inorganic insulating substrate, and is a metal-filled structure in which one or both of the through holes are filled with metal.
The metal constituting the metal-filled structure of the present invention is not particularly limited as long as the electrical resistivity is 10 3 Ω · cm or less, and specific examples thereof include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), magnesium (Mg), nickel (Ni), molybdenum (Mo), iron (Fe), palladium (Pd), beryllium (Be), rhenium (Re), tungsten (W), etc. These are preferably exemplified, and these may be filled with one kind of metal or may be filled with two or more kinds of alloys.
Among these, from the viewpoint of electrical conductivity, copper, gold, aluminum, nickel, silver and tungsten are preferable, and copper and gold are more preferable.

<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。
<Metal filling>
Here, the filling rate (%) is the ratio of the number of through holes filled with metal to the total number of through holes in the field of view by observing the front and back surfaces of the structure with FE-SEM (metal filling). It is an average value calculated from (through hole / all through holes).
Here, the filling rate after filling the metal is 80% or more, preferably 85% or more, and more preferably 90% or more.
An anisotropic conductive member functions effectively as a conduction path when the filling rate with a metal is in the above range.

<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。
<Aspects of through-holes A and B and their metal filling>
The aspect of metal filling of the metal-filled structure of the present invention is that part or all of any one of through-hole A and through-hole B, or part or all of both through-hole A and through-hole B are: This is an embodiment filled with metal. The examples described below are illustrative and the embodiment of the metal-filled structure of the present invention is not limited to these examples. The metal-filled structure of the present invention has two types of specific through-holes, and the arrangement of the two types of through-holes can be arbitrarily designed, so that it can be used for various applications according to the size and type of electronic components. It can be used as an anisotropic conductive member. It can electrically connect electronic components of various forms and structures, and in the case of optical devices, it is an anisotropic conductive member that does not interfere with light transmission. It is an anisotropic conductive member with excellent properties.

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。   Examples of the shape of the penetrating part A and the penetrating part B include the shapes illustrated in FIGS. 4 and 5. Characteristically, the whole has a through hole A, and the through part B has a first and second through part B, and the first and second may be distinguished from each other with or without metal filling. The period may be different or the shape may be different. For example, the shapes used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 have a first penetrating part B in the center and a second penetrating part B that is rectangular in a strip shape at a position away from the first penetrating part B. The shape used in Example 4 has the first penetrating portion B in the center and the second penetrating portion B in the periphery thereof. The shapes used in Examples 6 to 7 have first, second, and third penetrating portions B with a penetrating portion B separated in a square shape on a line, and the shape used in Example 5 is further a fourth shape. It has a penetration part B. These are examples of shapes, and are not limited to the examples and comparative examples.

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。
1) Aspect as shown in FIG. 2 (A) in which all the through holes A are filled with metal and all the through holes B are not filled with metal FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the optical communication module 110. FIG. 10 includes a substrate 40 having electrical wiring 41 formed on the surface, and a drive circuit 20 and a light emitting element 30 mounted on the substrate 40 via the metal-filled structure 11 of the present invention. A waveguide 60 that transmits the signal light ν from the light emitting element 30 is provided on the surface of the substrate 40 opposite to the side on which the drive circuit 20 and the light emitting element 30 are mounted. An opening 42 is provided in a portion of the substrate 40 that corresponds to the emission path of the signal light ν from the light emitting element 30, and the condenser lens 50 is accommodated inside the opening 42. The metal filling structure 11 has a through hole A and a through hole B. The through hole A is filled with metal and electrically connects the drive circuit 20 and the light emitting element 30 to the electric wiring 41 via the solder ball 22. On the other hand, the through portion B having the through hole B forms a portion that is not filled with metal and has excellent light transmittance, and transmits the signal light ν from the light emitting element 30 to the condensing lens 50 through this portion, so that the waveguide 60 can be transmitted.

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。
2) A mode in which all the through holes B are filled with metal and all the through holes A are not filled with metal as shown in FIG. 2B. When the metal filling is in this mode, the multilayer integration using the through holes B as through electrodes. The metal-filled structure of the present invention can be used as an anisotropic conductive member of a circuit. Since the average diameter of the through holes B is large, a large current can flow. Further, if a part of the through hole B is a dummy through electrode, the heat dissipation for flowing a large current can be secured.

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。
3) A mode shown in FIG. 2C in which all of the through holes A are filled with metal and all of the through holes B are filled with metal FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the three-dimensional mounting package 120. The printed wiring board (PWB) 34 is connected to the interposer 32 by the solder balls 22, and the metal filling structure 11, the integrated circuit 28, the metal filling structure 11, the integrated circuit 28 of the present invention through the insulating layer 24. Are stacked in this order. An electrode 26 is formed on each insulating layer 24, and necessary electrical connection is made. The metal-filled structure 11 has metal-filled through-holes B with a large average diameter separately from the metal-filled through-holes A having anisotropic conductivity. When these through holes B are formed so as to be in contact with the dummy through electrodes 36 formed in the integrated circuit 28 via the dummy electrodes 27 formed in the insulating layer 24, the three-dimensional mounting package 120 requires heat dissipation. In addition, it can be designed to exhibit a large heat dissipation.

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。
4) A mode in which all the through holes A are filled with metal, and a part of the through holes B are filled with metal and not partly filled with metal. When metal filling is in this mode, for example, this is used as an anisotropic conductive member of an optical communication module. In the case of using the metal-filled structure of the invention, the through portion B having the through-hole B that is not filled with metal can form a portion having excellent light transmittance, while having the through-hole B filled with metal. The penetration part B can be used as a part that can exhibit large heat transfer and heat dissipation.
5) The inorganic insulating substrate having through holes A and B that are not filled with metal in the through structure of the present invention can be used as a filter having through holes A and B having two types of average hole diameters. The arrangement and size of the through holes A and B can be designed according to the characteristics of the filtration object.

<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。
<Manufacturing method>
Below, the manufacturing method of the metal filling structure of this invention is demonstrated in detail.

〔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。
[Production Method 1]
The method for producing a metal-filled structure for producing the metal-filled structure of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the method for producing the present invention”) is a method for producing the metal-filled structure of the present invention described above. Hereinafter, description will be made using preferred embodiments shown in the drawings.
The manufacturing method 1 shown in FIG.
a) a first anodizing treatment step in which an inorganic oxide substrate 12 is obtained by forming an anodized film 82 on a part of the surface of the valve metal substrate 81;
b) a valve metal substrate 81 removal step for taking out only the anodized film;
A penetration step of removing the barrier layer of the anodized film and penetrating the hole of the anodized film to form a through hole A;
c) a metal filling step of obtaining an inorganic insulating substrate 83 having a metal-filled through-hole A by subjecting the inorganic insulating substrate 12 to electrolytic plating and filling the inside of the through-hole A with a metal;
d) a mask layer 84 forming step of forming a mask layer having a predetermined opening pattern;
A penetration step of forming the through hole B by removing the anodic oxide film in the opening of the mask layer;
e) The manufacturing method 1 which has the process of removing the said mask layer.

〔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。
[Production Method 2]
The manufacturing method 2 shown in FIG.
It is the manufacturing method 2 which has the metal filling process which performs the electroplating process to the said metal filling structure after the said manufacturing method 1, and fills a part of said through-hole B with a metal.
Since the manufacturing methods 1 and 2 do not use a mask, the process is simple.

〔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。
[Production Method 3]
The manufacturing method 3 shown in FIG.
Performing steps a), b) and c) of production method 1
g) Manufacturing method 3 including a through step for further forming a through hole B in the obtained inorganic insulating substrate 83 having the metal-filled through hole A. Although formation of the through hole B is not limited, laser processing is preferable, and the inorganic insulating substrate 85 in which the through hole B is formed is obtained.

〔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。
[Production Method 4]
The manufacturing method 4 shown in FIG.
After manufacturing method 3, h) manufacturing method 4 including a metal filling step in which the inorganic insulating substrate 85 in which the through-hole B is formed is subjected to electrolytic plating, and a metal is filled in a part of the through-hole B.
Since the manufacturing methods 3 and 4 do not use a mask, the process is simple.

〔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。
[Production Method 5]
The manufacturing method 5 shown in FIG.
i) a mask layer forming step of forming a mask layer 84 having a predetermined opening pattern on the surface of the valve metal substrate 81;
j) a first anodizing treatment step for obtaining an inorganic insulating substrate 12 by forming an anodized film on a part of the surface of the valve metal substrate 81;
k) removing the mask layer 84;
l) a mask layer forming step of forming a mask layer 84 having a predetermined opening pattern;
m) a second anodizing treatment step for performing anodizing treatment to form a hole having an average diameter larger than that of the first anodizing treatment step;
n) removing the mask layer;
o) a valve metal substrate removal step for removing only the anodized film;
p) a penetration step of removing the barrier layer of the anodized film and penetrating the hole of the anodized film to form a through hole;
q) In the manufacturing method 5 having a metal filling step in which the inorganic insulating substrate obtained in the step p) is subjected to electrolytic plating and the inside of the through hole A is filled with metal, the metal filled through hole A and the through hole B not filled with metal A structure of the present invention having is obtained.

〔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。
[Production Method 6]
The manufacturing method 6 shown in FIG.
Perform steps i) and j) of production method 5;
r) A metal filling step in which the obtained inorganic insulating substrate 12 is subjected to electrolytic plating, and the inside of the through hole A is filled with a metal;
s) removing the mask layer;
t) a mask layer forming step of forming a mask layer having a predetermined opening pattern;
u) performing a second anodic oxidation process for forming a hole having an average diameter larger than that of the first anodic oxidation;
v) removing the mask layer;
w) a valve metal substrate removal step for removing only the anodized film;
x) A production method 6 including a through step of removing the barrier layer of the anodized film and penetrating through the hole of the anodized film to form a metal-filled through-hole A and a metal-filled through-hole B.

〔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。
[Production Method 7]
The manufacturing method 7 shown in FIG.
After the manufacturing method 5 or 6, the manufacturing method 7 includes a metal filling step in which y) electrolytic plating treatment is performed on the metal-filled structure and a metal is filled in a part of the through hole B.

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。
Next, each process etc. in the manufacturing method of this invention are demonstrated.
[Production method of inorganic insulating substrate]
As described above, the method for producing the inorganic insulating substrate is preferably a method in which the valve metal is anodized. For example, when the inorganic insulating substrate is an anodized film of aluminum, the aluminum substrate is anodized. After the anodizing treatment to be performed, and the anodizing treatment, a through-hole treatment for forming the through-hole A by penetrating the holes by the micropores generated by the anodizing can be produced in this order.
In the present invention, the aluminum substrate used for the production of the inorganic insulating substrate and the treatment steps applied to the aluminum substrate are the same as those described in paragraphs [0041] to [0121] of JP-A-2008-270158. It can be carried out.

〔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。
[Mask layer forming process]
As shown in FIG. 14, the mask layer forming step is a step of forming a mask layer 84 having a predetermined opening pattern (opening) on the surface of a valve metal substrate 81 such as aluminum and an aluminum alloy substrate.

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。
In the present invention, for example, the mask layer 84 is developed into a predetermined opening pattern by applying energy to the image recording layer by exposure or heating after the image recording layer is formed on the surface of the valve metal substrate. It can form by the method of doing.
Here, the material for forming the image recording layer is not particularly limited, and a conventionally known material for forming a photosensitive layer (photoresist layer) or a heat-sensitive layer can be used. If necessary, an infrared absorber or the like can be used. An additive may be contained.

〔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。
[Metal filling process]
The metal filling step is a step of filling the inside of the through hole with metal so that the inorganic insulating substrate is subjected to an electrolytic plating process and the sealing rate becomes 80% or more. It is preferable to perform an electrode film-free treatment (electrode film formation treatment) on one surface of the inorganic insulating substrate before the electrolytic plating treatment, and to perform a surface smoothing treatment after the electrolytic plating treatment. Is preferred.
About the said electrode film formation process, the said electrolytic plating process, and the said surface smoothing process, it can carry out similarly to what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-283431, [0069]-[0083] paragraph.

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
In the present invention, the electrolytic plating process can fill the through hole with metal at a high filling rate in the depth direction, and many of the through holes also function as a conduction path for the anisotropically conductive member. For the reason that it is possible, it is preferable that the electrolytic plating process in which the following processes (A) and (B) are performed in this order.
<Electrolytic plating treatment (A)>
When the metal is filled to 0.01 to 1% of the depth of the through hole, the height of the metal filled in each through hole (hereinafter referred to as “filled metal height”) is determined from the average value thereof. Electroplating treatment applied to be within 30% <Electroplating treatment (B)>
Electrolytic plating treatment applied at a lower current density than the above electrolytic plating treatment (A)

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。
The treatment conditions for the electrolytic plating treatment (A) can be determined as follows.
Specifically, first, the depth of the through-hole before treatment is measured, and an inorganic insulating substrate having a through-hole having the same value is subjected to electrolytic plating treatment under predetermined conditions, and the plating voltage, current density, plating time Sampling is performed by changing etc.
Next, the metal-filled structure obtained after the treatment is cut with FIB in the depth direction of the through hole, and the cut surface is observed with FE-SEM.
Then, select a sample whose filling metal height is in the range of 0.01 to 1% of the depth of the through hole, observe the filling metal height at a predetermined number of locations, and calculate the average value of the filling metal height. calculate.
Thereafter, an error from the average value is calculated for the filled metal height of each through hole, and a plating condition in which the error from the average value of the filled metal is within 30% is calculated.

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。
On the other hand, the electroplating treatment (B) is performed with an electroplating treatment at a lower current density than the electroplating treatment (A). When the current density is changed in the electroplating treatment (A), the average of the changed current densities is obtained. Electrolytic plating is performed at a current density lower than the value.
Here, the ratio of decreasing the current density is not limited, but is preferably 3/4 to 1/40, and more preferably 1/2 to 1/20.

〔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。
[Insulating substance filling process]
Furthermore, after the metal filling step, a step of sealing the inorganic insulating substrate filled with metal and further filling the insulating material may be performed. A metal-filled structure filled with a metal and an insulating substance so as to have a predetermined sealing ratio can suppress wiring defects when used as an anisotropic conductive member. Examples of the insulating substance include aluminum hydroxide, silicon dioxide, metal alkoxide, lithium chloride, titanium oxide, magnesium oxide, tantalum oxide, niobium oxide and zirconium oxide. Of these, aluminum hydroxide, silicon dioxide, metal alkoxide, and lithium chloride are preferable because of their excellent insulating properties. When the inorganic insulating substrate is an anodic oxide film of aluminum, the adsorptivity with aluminum oxide is excellent. For this reason, aluminum hydroxide is particularly preferable.
Here, specific examples of the metal alkoxide include those exemplified in the sealing treatment (sol-gel method) described later.

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。   The sealing treatment in the insulating substance filling step can be performed according to a known method such as boiling water treatment, hot water treatment, steam treatment, sodium silicate treatment, nitrite treatment, ammonium acetate treatment and the like. For example, even if the sealing treatment is carried out by the apparatus and method described in JP-B-56-12518, JP-A-4-4194, JP-A-5-20296, JP-A-5-179482, etc. Good.

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。   In the present invention, a treatment liquid such as boiling water treatment, hot water treatment, sodium silicate treatment or the like is penetrated to the inside of the through hole (referred to as “a portion not filled with metal”, the same applies to the sealing treatment). Then, the through hole can be sealed by altering the material (for example, aluminum oxide or the like) constituting the inner wall of the through hole (for example, changing to aluminum hydroxide or the like).

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。
Further, as other sealing treatment, for example, a sealing treatment by a sol-gel method as described in paragraphs [0016] to [0035] of JP-A-6-35174 can be suitably exemplified.
Here, the sol-gel method is a method in which a sol composed of a metal alkoxide is generally used as a gel that loses fluidity by hydrolysis and polycondensation reaction, and this gel is heated to form an oxide.
Although the said metal alkoxide is not specifically limited, From a viewpoint that the sealing to the inside of a through-hole is easy, Al (OR) n, Ba (OR) n, B (OR) 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 and the like are preferably exemplified. In the above examples, R represents a linear, branched or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, or a hydrogen atom, and n represents an arbitrary natural number.
Among these, when the insulating substrate is an anodized film of aluminum, titanium oxide and silicon oxide-based metal alkoxides that are excellent in reactivity with aluminum oxide and excellent in sol-gel formation are preferable.
The method for forming the sol-gel inside the through hole is not particularly limited, but from the viewpoint of easy sealing inside the through hole, a method in which a sol solution is applied and heated is preferable.
The concentration of the sol solution is preferably 0.1 to 90% by mass, more preferably 1 to 80% by mass, and particularly preferably 5 to 70% by mass.
Moreover, in order to improve a sealing rate, you may repeat and process repeatedly.

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。
Furthermore, as another sealing treatment, the inside of the through hole may be filled with insulating particles having a size that can enter the through hole.
As such insulating particles, colloidal silica is preferable from the viewpoint of dispersibility and size.
Colloidal silica can be prepared and used by a sol-gel method, and a commercially available product can also be used. For preparation by the sol-gel method, WernerStober et al; Colloid and Interface Sci. , 26, 62-69 (1968), Rickey D. et al. Badley et al; Lang muir 6, 792-801 (1990), Color Material Association Journal, 61 [9] 488-493 (1988), and the like.
Colloidal silica is a dispersion of water or a water-soluble solvent of silica having silicon dioxide as a basic unit, and the particle diameter is preferably 1 to 400 nm, more preferably 1 to 100 nm. It is especially preferable that it is ˜50 nm. When the particle size is smaller than 1 nm, the storage stability of the coating liquid is poor, and when it is larger than 400 nm, the filling property to the through-hole is deteriorated.
Colloidal silica having a particle size in the above range can be used in the state of an aqueous dispersion, whether acidic or basic, and can be appropriately selected depending on the stable region of the aqueous dispersion to be mixed. .
Examples of acidic colloidal silica using water as a dispersion medium include, for example, Snowtex (registered trademark; the same shall apply hereinafter) -O, Snowtex-OL, manufactured by Nissan Chemical Industries, and Adelite (registered trademark) manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. The same shall apply hereinafter.) Commercially available products such as AT-20Q, Clevosol (registered trademark, the same applies hereinafter) manufactured by Clariant Japan Co., Ltd., 20H12, clebosol 30CAL25 and the like can be used.

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。   Examples of basic colloidal silica include silica stabilized by the addition of alkali metal ions, ammonium ions, and amines. For example, SNOWTEX-20, SNOWTEX-30, SNOWTEX-C, and SNOWTEX-C manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. Tex-C30, Snotex-CM40, Snotex-N, Snotex-N30, Snotex-K, Snotex-XL, Snotex-YL, Snotex-ZL, Snotex PS-M, Snotex PS-L Asahi Denka Kogyo's Adelite AT-20, Adelite AT-30, Adelite AT-20N, Adelite AT-30N, Adelite AT-20A, Adelite AT-30A, Adelite AT-40, Adelite AT-50; Clariant Japan Made of clebozo 30R9, Kurebozoru 30R50, Kurebozoru 50R50; DuPont Ludox (TM forth..) HS-40, Ludox HS-30, Ludox LS, Ludox SM-30; and the like can be used commercially available products.

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。
Examples of colloidal silica using a water-soluble solvent as a dispersion medium include MA-ST-M (particle diameter: 20 to 25 nm, methanol dispersion type), IPA-ST (particle diameter: 10 to 10) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. 15 nm, isopropyl alcohol dispersion type), EG-ST (particle diameter: 10 to 15 nm, ethylene glycol dispersion type), EG-ST-ZL (particle diameter: 70 to 100 nm, ethylene glycol dispersion type), NPC-ST (particle diameter) : Commercial products such as 10-15 nm, ethylene glycol monopropyl ether dispersion type) can be used.
These colloidal silicas may be used alone or in combination of two or more, and may contain alumina, sodium aluminate or the like as a minor component.
Colloidal silica may contain an inorganic base (such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, or ammonia) or an organic base (such as tetramethylammonium) as a stabilizer.

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。
In the present invention, when sealing the through hole in the insulating material filling step, the surface of the inorganic insulating substrate may be covered with the insulating material. When functioning as a conduction path of the anisotropically conductive member, it is preferable to remove the insulating material covering the surface of the inorganic insulating substrate.
Here, the method for removing the insulating material covering the surface of the inorganic insulating substrate is not particularly limited. For example, in addition to the precision polishing process (mechanical polishing process) shown in Examples described later, chemical mechanical polishing (CMP: Preferably, a method of removing only the surface layer portion of the insulating base material by an enzyme plasma treatment; an immersion treatment with an alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide aqueous solution or an acidic aqueous solution such as sulfuric acid;

〔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。
[Through-hole B forming step]
The through-hole B forming step is a step of forming the through-hole B having an average diameter that is five times or more the average diameter of the through-hole A.
1) Second anodizing step: A step of forming through holes B having an average diameter of 5 times or more of the average diameter of the through holes A formed in the through hole A forming step (first anodizing step) by anodic oxidation. . As a method, holes having a period of 300 nm or more are produced by anodizing treatment, and pore diameter enlargement treatment (pore wide treatment) is performed. In the pore diameter expansion treatment, the anodized film is dissolved by immersing the valve metal substrate in an acid aqueous solution or an alkali aqueous solution after the anodization treatment, and the pore diameter of the micropore is enlarged. An aqueous solution of an inorganic acid such as sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid or a mixture thereof, or an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, or the like can be used.
2) Laser processing step The through hole B can be formed by laser processing the inorganic insulating substrate.
3) Machining (drilling) process The through-hole B can be formed by machining an inorganic insulating substrate.
4) A mask layer having a predetermined opening pattern is formed on the anodic oxide film, the anodic oxide film in the opening of the mask is dissolved to form the through hole B, and then the mask layer is removed. Also good. The dissolution of the anodized film can be exemplified by a method of immersing in an acid aqueous solution or an alkali aqueous solution.

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。   The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.

(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。
Example 1
(1) Mirror finish (electropolishing)
A high-purity aluminum substrate (manufactured by Sumitomo Light Metal Co., Ltd., purity 99.99 mass%, thickness 0.4 mm) is cut so that it can be anodized in an area of 10 cm square, using an electropolishing liquid having the following composition, voltage 25 V, liquid The electropolishing treatment was performed under conditions of a temperature of 65 ° C. and a liquid flow rate of 3.0 m / min.
The cathode was a carbon electrode, and GP0110-30R (manufactured by Takasago Seisakusho) was used as the power source. The flow rate of the electrolytic solution was measured using a vortex flow monitor FLM22-10PCW (manufactured by AS ONE).

(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
(Electrolytic polishing liquid composition)
-660 mL of 85% by mass phosphoric acid (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Pure water 160mL
・ Sulfuric acid 150mL
・ Ethylene glycol 30mL

(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。
(2) Anodizing treatment step Next, the aluminum substrate after the electrolytic polishing treatment was subjected to anodizing treatment by a self-regulating method according to the procedure described in JP-A-2007-204802. After forming the anodic oxide film by the self-ordering method, this is dissolved and removed, and when this anodic oxidation treatment is performed again under the same conditions, the almost straight micropores are almost the same as the film surface. It is formed vertically.
The aluminum substrate after the electropolishing treatment was subjected to a pre-anodization treatment for 5 hours with an electrolytic solution of 0.50 mol / L oxalic acid at a voltage of 40 V, a liquid temperature of 15 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. .
Thereafter, a film removal treatment was performed in which the aluminum substrate after the pre-anodizing treatment was immersed in a mixed aqueous solution (liquid temperature: 50 ° C.) of 0.2 mol / L chromic anhydride and 0.6 mol / L phosphoric acid for 12 hours.
Then, re-anodization treatment was performed for 16 hours with an electrolyte solution of 0.50 mol / L oxalic acid at a voltage of 40 V, a liquid temperature of 15 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. Obtained.
In both the pre-anodizing treatment and the re-anodizing treatment, the cathode was a stainless electrode, and the power source was GP0110-30R (manufactured by Takasago Seisakusho). Moreover, NeoCool BD36 (made by Yamato Kagaku) was used for the cooling device, and Pear Stirrer PS-100 (made by EYELA) was used for the stirring and heating device. Furthermore, the flow rate of the electrolyte was measured using a vortex flow monitor FLM22-10PCW (manufactured by AS ONE).

(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。
(3) Pore Diameter Expansion Process Step Thereafter, the film was immersed for 23 minutes in an aqueous solution of 0.50 mol / L phosphoric acid at a liquid temperature of 36 ° C., and subjected to a hole diameter expansion process to obtain an oxide film with a hole diameter of 60 nm.

(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。
(4) Penetration process step Next, the aluminum substrate is dissolved by dipping in a 20% by mass mercury chloride aqueous solution (raised) at 20 ° C. for 3 hours, and further immersed in 5% by mass phosphoric acid at 30 ° C. for 30 minutes. By removing the bottom of the oxide film, an oxide film having micropores as through holes was produced.

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。   Here, the average pore diameter of the micropores as the through holes A was 60 nm. The average pore diameter was calculated as an average value obtained by taking a surface photograph (magnification 50000 times) with FE-SEM and measuring 50 points. The degree of ordering of the through holes A was 70% or more in Examples and Comparative Examples.

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。   Similarly, the average depth of the micropores as the through holes A was 130 μm. Here, the average depth is obtained by cutting the metal-filled structure obtained above with FIB in the thickness direction at the micropore portion, and a cross-section of the surface photograph (magnification: 50000 times) by FE-SEM. Images were taken and calculated as an average value measured at 10 points.

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)}
Similarly, the density of micropores as through holes was about 300 million / mm 2 . Here, as shown in FIG. 3, the density is ½ in the unit cell 51 of the micropore arranged so that the degree of ordering defined by the formula (i) described above is 50% or more. Assuming that there is a micropore 52, the following calculation was performed. In the following formula, Pp represents the period of micropores.
Density (pieces / μm 2 ) = (1/2 piece) / {Pp (μm) × Pp (μm) × √3 × (1/2)}

(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。
(5) Heat treatment step Next, the penetration structure obtained above was subjected to a heat treatment at a temperature of 400 ° C for 1 hour.

(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。
(6) Electrode film forming treatment step Next, a treatment for forming an electrode film on one surface of the penetration structure after the heat treatment was performed.
That is, a 0.7 g / L chloroauric acid aqueous solution was applied to one surface, dried at 140 ° C./1 minute, and further baked at 500 ° C./1 hour to create a gold plating nucleus.
Then, using an electroless plating solution as a precious fab ACG2000 basic solution / reducing solution (manufactured by Nippon Electroplating Engineers Co., Ltd.), an immersion treatment is performed at 50 ° C./1 hour to form an electrode film having no gap with the surface. Formed.

(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。
(7) Metal filling process to through hole A (electrolytic plating process)
Next, a copper electrode was brought into close contact with the surface on which the electrode film was formed, and electrolytic plating was performed using the copper electrode as a cathode and platinum as a positive electrode.
By using a copper plating solution or a nickel plating solution having the following composition and performing constant current electrolysis, a structure in which the micropores as the through holes A were filled with copper or nickel was produced.
Here, constant current electrolysis is performed after confirming the deposition potential by performing cyclic voltammetry in a plating solution using a power supply (HZ-3000) manufactured by Hokuto Denko using a plating apparatus manufactured by Yamamoto Sekin Co., Ltd. The treatment was performed under the following conditions.

<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
<Copper plating composition>
・ Copper sulfate 100g / L
・ Sulfuric acid 50g / L
・ Hydrochloric acid 15g / L
・ Temperature 25 ℃
・ Current density 10A / dm 2

<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
<Nickel plating solution composition>
・ Nickel sulfate 300g / L
・ Nickel chloride 60g / L
・ Boric acid 40g / L
・ Temperature 50 ℃
・ Current density 5A / dm 2

(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。
(8) Precision polishing treatment step Next, mechanical polishing treatment was performed on both surfaces of the manufactured structure to obtain a structure having a thickness of 110 µm.
Here, as a sample table used for the mechanical polishing treatment, a ceramic jig (manufactured by Kemet Japan Co., Ltd.) was used, and as a material to be attached to the sample table, an alcohol wax (manufactured by Nikka Seiko Co., Ltd.) was used. . Further, as the abrasive, DP-suspension P-6 μm · 3 μm · 1 μm · ¼ μm (manufactured by Struers) was used in this order.

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。
The filling rate of the through holes of the structure filled with the metal produced as described above was measured.
Specifically, both sides of the prepared metal-filled structure are observed with an FE-SEM, and the filling rate is calculated by observing whether or not 1000 through holes are sealed, and the average value is obtained from the filling rates on both sides. It was. The filling rate was 92%.

(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。
(9) Through-hole B formation process Through-hole B was formed in the structure produced as mentioned above by laser processing. The through hole B was formed so that the average diameter of the through hole B was 100 μm, the shape of the through hole B was circular, the period of the through hole B was 1 mm, and SA / SB was 100.

(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。
(10) Formation of mask layer The structure was coated with a photoresist (FC-230G, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), and then irradiated with UV through a mask to give an opening pattern. Thereafter, the non-irradiated portion was completely removed by developing with an alkaline developer, and the surface of the structure was exposed in a pattern.

(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。
(11) Metal filling process to through-hole B In the opening of the mask of the structure, (6) Electrode film forming process and (7) Metal filling process (electroplating process) to through-hole A are shown. The metal filling to the through-hole B was performed by performing the same process as the process. The filled metal is the same metal in the through holes A and B.

(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。
(12) Removal of mask layer After filling the through hole B with metal, the remaining mask layer was removed using a monomethanolamine solvent to produce a metal-filled structure.

(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。
(Example 2)
(2) Anodization is performed in an aqueous sulfuric acid solution, and (3) the pore diameter expansion treatment step is not performed, so that the average diameter of the through holes A is 10 nm and the density of the through holes A is about 10 billion / A metal-filled structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness was changed to mm 2 .
The anodic oxidation conditions at this time were 0.30 mol / L sulfuric acid electrolyte, a voltage of 25 V, a liquid temperature of 15 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. It was.

(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。
(Example 3)
(9) The step of forming the through hole B is the same as in Example 2 except that the average diameter of the through hole B is changed to 100 nm and the period of the through hole B is changed to 300 nm by anodizing in the malonic acid aqueous solution. By the method, a metal-filled structure was produced.
The anodic oxidation conditions at this time were an anodizing treatment of 18 hours under the conditions of a voltage of 115 V and a liquid temperature of 3 ° C. with a 0.50 mol / L malonic acid electrolyte. The degree of ordering when the through holes B were formed in the anodizing process was 80% or more in the examples and comparative examples.

(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。
Example 4
(9) The through-hole B formation step was changed to an average diameter of the through-hole B of 300 nm, a period of the through-hole B of 500 nm, and SA / SB = 800 by anodizing in a phosphoric acid aqueous solution. Except for the above, a metal-filled structure was produced in the same manner as in Example 1.
The anodic oxidation conditions at this time were an electrolytic solution of phosphoric acid having a concentration of 0.05 mol / L, and an anodic oxidation treatment was performed for 18 hours under conditions of a voltage of 200 V, a liquid temperature of 0 ° C., and a liquid flow rate of 5.0 m / min. .

(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。
(Example 5)
(8) In the precision polishing treatment step, both surfaces of the produced metal-filled structure are subjected to mechanical polishing to produce a metal-filled structure having a thickness of 50 μm,
(9) In the through-hole B forming step, except that the average diameter of the through-hole B is 1 mm, the period of the through-hole B is 3 mm, and the shape of the through-hole B is changed to a square, the same method as in Example 1, A metal-filled structure was produced.

(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。
(Example 6)
(2) By anodizing the anodic oxidation treatment in an aqueous succinic acid solution, the average diameter of the through holes A is changed to 700 nm, and the density of the through holes A is changed to about 2 million pieces / mm 2 ,
(8) In the precision polishing treatment step, both surfaces of the produced metal-filled structure are subjected to mechanical polishing to produce a metal-filled structure having a thickness of 50 μm,
(9) In the through-hole B forming step, except that the average diameter of the through-hole B is 1 mm, the period of the through-hole B is 3 mm, and the shape of the through-hole B is changed to a square, the same method as in Example 1, A metal-filled structure was produced.
The anodic oxidation conditions were 0.3 mol / L succinic acid electrolytic solution, and an anodic oxidation treatment was performed for 13 hours under conditions of a voltage of 375 V, a liquid temperature of 0 ° C., and a liquid flow rate of 5.0 m / min. .

(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。
(Example 7)
(2) Anodizing is performed for 100 hours, and a through structure having a through hole A with a depth of 750 μm is prepared.
(9) A metal-filled structure was produced in the same manner as in Example 1 except that SA / SB was changed to 10 in the through-hole B forming step.

(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。
(Comparative Example 1)
(2) Example 1 except that the average diameter of the through holes A was changed to 5 nm and the density of the through holes A was changed to about 50 billion / mm 2 by anodizing in an aqueous sulfuric acid solution. A metal-filled structure was produced in the same manner as described above.
The anodic oxidation conditions at this time were 0.50 mol / L sulfuric acid electrolyte, a voltage of 20 V, a liquid temperature of 10 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. The aluminum substrate after the pre-anodizing treatment was subjected to a film removal treatment in which the aluminum substrate was immersed in a mixed aqueous solution (liquid temperature: 50 ° C.) of 0.2 mol / L chromic anhydride and 0.6 mol / L phosphoric acid for 12 hours. (2) A pore size expansion process step was performed by a method of performing reanodization treatment for 16 hours under the conditions of an electrolyte solution of 50 mol / L sulfuric acid, a voltage of 20 V, a liquid temperature of 10 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. Not done. A through hole B was formed in the manufactured metal-filled structure by laser processing. The through hole B was formed so that the average diameter of the through hole B was 1 μm, the shape of the through hole B was circular, the period of the through hole B was 3 μm, and SA / SB was 100.

(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。
(Comparative Example 2)
(9) Anodization is performed by a method of performing anodization for 16 hours with an electrolyte of 0.30 mol / L sulfuric acid, a voltage of 25 V, a liquid temperature of 15 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. Thus, a metal-filled structure was produced in the same manner as in Example 2 except that the average diameter of the through holes B was changed to 10 nm and the period of the through holes B was changed to 100 nm.

(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。
(Comparative Example 3)
(8) In the precision polishing treatment process, mechanical polishing treatment was performed on both surfaces of the produced metal-filled structure to produce a metal-filled structure having a thickness of 10 μm. A metal-filled structure was produced.

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。   Schematic diagrams of the metal-filled structures produced in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in FIGS. 4 and 5, when the through hole B is a black circle, it indicates that the through hole is filled with metal, and when it is a white circle, it indicates that the through hole is not filled with metal. .

<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。
<Measurement methods and evaluation criteria of Examples>
About said Example and a comparative example, the following evaluation was performed and an evaluation result is shown in Table 1 with the structure of a metal filling structure.
1) Anisotropic conductivity <Resistivity measurement>
Using the metal-filled structures prepared in Examples and Comparative Examples and a mask prepared in advance, these were immersed in a gold electroless plating bath (Precious Hub ACG2000, manufactured by Tanaka Metal Co., Ltd.), and FIG. As shown to (A) and (B), the gold electrode part 60 (thickness 20 micrometers) was provided in the back surface of the structure 11. FIG. The size of the gold connection part was 5 μm × 5 μm. Next, the resistivity in the thickness direction of the structure 11 was calculated by the four-terminal method using RM3542 from Hioki Electric Co., Ltd. via the gold electrode portions 6 provided on the front and back surfaces of the structure 11. . From a practical point of view, the resistivity needs to be 1 × 10 −4 Ωm or less.
The case where the resistivity was more than 1 × 10 −4 Ωm was evaluated as ×.
A case where the resistivity was 1 × 10 −4 Ωm or less and 1 × 10 −5 Ωm or more was evaluated as ◯.
The case where the resistivity was less than 1 × 10 −5 Ωm was evaluated as ◎.
Note that the low efficiency in the direction perpendicular to the thickness direction of the metal-filled structures of the examples was 10 14 Ωm or more, indicating anisotropic conductivity.

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。
2) Light Transmittance Laser light having a wavelength of 400 nm to 900 nm is passed through the lens 62 as shown in FIG. 7 to the through-hole portion B not filled with metal of the metal-filled structures manufactured in the examples and comparative examples. Irradiated and transmitted light was measured by a photodiode 66 through a diaphragm 64. The same measurement system without the structure 11 (reference, light transmittance of 100%) was measured, and the light transmittance ratio with and without the structure was measured.
The case where the light transmittance was less than 50% was evaluated as x.
The case where the light transmittance was 50 to less than 70% was evaluated as Δ.
A case where the light transmittance was 70% or more was evaluated as ◯.

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。
3) Thermal conductivity A 50 mm square heat source at a temperature of 200 ° C. shown in FIG. 8 is installed on one surface of the metal-filled structures produced in the examples and comparative examples, and the temperature of the other surface of the metal-filled structure 11 Was measured with a temperature sensor 70.
The case where the other surface temperature was less than 50 degrees was evaluated as x.
The case where the other surface temperature was 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower was evaluated as Δ.
The case where the other surface temperature was higher than 150 degrees was evaluated as ◯.

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。
4) Strength The metal-filled structure 11 is placed so that the penetrating portions A of the metal-filled structures produced in the examples and comparative examples are located on two fulcrums 72 (interval 5 mm, made of stainless steel) 72 shown in FIG. The stress was measured by a three-point bending test when the cutter 74 was pressed against the metal-filled structure 11 at a speed of 1 mm / sec and fractured, and the following evaluation was made. The results are shown in Table 1.
The stress at break was evaluated as x for less than 1 N / mm 2 .
The stress at break, less than 1 to 4 N / mm 2 was evaluated as Δ.
Stress at break, 4 N / mm 2 or more was evaluated as ◯.

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)
A Through hole A
B Through hole B
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Metal filling structure 12, 120 Insulating base material 14 Metal 16, 160 Width between through-holes 17, 170 Diameter of through-hole 18 Thickness of insulating base material 19, 190 Distance between centers of through-holes (period)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Drive circuit 22 Solder ball 24 Insulating layer 26 Electrode 27 Dummy electrode 28 Integrated circuit 30 Light emitting element 32 Interposer 34 Printed wiring board (PWB)
36 Dummy Through Electrode 40 Substrate 41 Electrical Wiring 42 Aperture 50 Condensing Lens 51 Through Hole Unit Grid 52 Through Hole 60 Waveguide 61 Gold Electrode Unit 62 Lens 64 Aperture 66 Photodiode 68 Heat Source 70 Temperature Sensor 72 Supporting Point 74 Cutter 110 Optical Communication Module 120 Three-dimensional mounting package 200 Penetration part B (dotted line)
210 Penetration part A (dotted line)

Claims (10)

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。 In the structure made of an inorganic insulating substrate, a portion having a through hole A having an average diameter of 10 to 1000 nm penetrating in the thickness direction, and a portion having a through hole B having an average diameter penetrating in the thickness direction of 100 nm to 1 mm; And the ratio of the average diameter of the through holes A to the average diameter of the through holes B is 5 or more, and the density of the through holes A is 1 × 10 6 to 1 × 10 10 holes / mm 2 . And the depth of the through hole A is 50 to 1000 μm, and a part or all of one of the through hole A and the through hole B, or both of the through hole A and the through hole B. A metal-filled structure, part or all of which is filled with metal. 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。   The metal-filled structure according to claim 1, wherein the through-hole A is filled with a metal. 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。   The metal-filled structure according to claim 2, wherein a part of the through hole B is filled with a metal. 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。   The cross-sectional shape of the through-hole B is a circle, a square, or a pattern, and the average diameter is a diameter when the cross-sectional area of the through-hole B is converted into an area of a circle. Structure. 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。   5. The metal-filled structure according to claim 1, wherein the portion having the through-hole B filled with the metal is circular, square, or patterned. 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。   The ratio (SA / SB) of the total cross-sectional area (SA) of the through-hole A and the total cross-sectional area (SB) of the through-hole B is 5 to 1000. Metal filled structure. 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。   The metal-filled structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the through-holes B of the portion having the through-holes B are periodically arranged, and the period is 300 nm to 3 mm. 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。   The metal-filled structure according to claim 1, wherein the structure having the through-hole A is obtained by anodization of a valve metal. 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。   The metal-filled structure according to claim 1, wherein the structure having the through-hole A is obtained by anodization of aluminum. 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。
A first anodizing treatment step of obtaining an insulating substrate by forming an anodized film on at least a part of the surface of the valve metal substrate;
A valve metal substrate removing step for removing the valve metal substrate;
A penetration step of removing the barrier layer of the anodized film and penetrating the hole of the anodized film to form the through hole A;
A metal filling step of performing an electrolytic plating process on the insulating substrate and filling a metal in the through hole A;
A mask layer forming step of forming a mask layer having a predetermined opening pattern;
A penetration step of removing the anodized film in the opening of the mask layer to form the through hole B;
Removing the mask layer;
A mask layer forming step of forming a mask layer having a predetermined opening pattern;
A metal filling step of performing an electrolytic plating process on the insulating substrate and filling a metal into a part of the through hole B;
The manufacturing method of the metal filling structure in any one of Claims 1-9 which has these.
JP2011066233A 2011-03-24 2011-03-24 Metal-filled structure Withdrawn JP2012201915A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011066233A JP2012201915A (en) 2011-03-24 2011-03-24 Metal-filled structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011066233A JP2012201915A (en) 2011-03-24 2011-03-24 Metal-filled structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012201915A true JP2012201915A (en) 2012-10-22

Family

ID=47183230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011066233A Withdrawn JP2012201915A (en) 2011-03-24 2011-03-24 Metal-filled structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012201915A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015029881A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 富士フイルム株式会社 Method for manufacturing metal-filled microstructure
US20220165619A1 (en) * 2019-08-16 2022-05-26 Fujifilm Corporation Method for manufacturing structure
WO2022138150A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 富士フイルム株式会社 Manufacturing method for structure
WO2022138219A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-30 富士フイルム株式会社 Metal-filled microstructure and method for manufacturing metal-filled microstructure

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015029881A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 富士フイルム株式会社 Method for manufacturing metal-filled microstructure
CN105492659A (en) * 2013-08-30 2016-04-13 富士胶片株式会社 Method for manufacturing metal-filled microstructure
JP6029764B2 (en) * 2013-08-30 2016-11-24 富士フイルム株式会社 Method for producing metal-filled microstructure
KR101745485B1 (en) * 2013-08-30 2017-06-09 후지필름 가부시키가이샤 Method for manufacturing metal-filled microstructure
US20220165619A1 (en) * 2019-08-16 2022-05-26 Fujifilm Corporation Method for manufacturing structure
WO2022138219A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-30 富士フイルム株式会社 Metal-filled microstructure and method for manufacturing metal-filled microstructure
WO2022138150A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 富士フイルム株式会社 Manufacturing method for structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101728174B1 (en) Microstructure and microstructure production method
US8133578B2 (en) Microstructure and method of manufacturing the same
JP2008270157A (en) Anisotropic conductive member, and manufacturing method thereof
WO2009113486A1 (en) Probe guard
WO2010004981A1 (en) Microstructure, and method for production thereof
WO2015029881A1 (en) Method for manufacturing metal-filled microstructure
US20120055799A1 (en) Anisotropically conductive member and method of manufacture
JP2009164095A (en) Anisotropic conductive bonding package
US20120168218A1 (en) Anisotropically conductive member and method for producing the same
TW201414392A (en) Multi-layered board and semiconductor package
EP2213771A1 (en) Microfine structure
JP2012201915A (en) Metal-filled structure
KR101680192B1 (en) Method for preparing low cost substrates
JP5253972B2 (en) Structure and manufacturing method thereof
JP2013207006A (en) Wiring board with through electrode and manufacturing method of the same
TWI299645B (en) Circuitized substrate and method of making same
JP5523941B2 (en) Method for producing metal-filled microstructure
JP5824435B2 (en) Anisotropic conductive member and multilayer wiring board
JP2012199332A (en) Heat radiation component and semiconductor package having the same
JP2011202194A (en) Method of manufacturing metal filling fine structure
WO2015045469A1 (en) Multilayer structure, interposer and method for producing interposer
JPWO2016104391A1 (en) Printed wiring board substrate, printed wiring board, and printed wiring board manufacturing method
JP5043691B2 (en) Method for producing metal-filled microstructure, metal-filled microstructure and anisotropic conductive member
JP2009287115A (en) Electrolytic plating method and method of manufacturing metal-filled microstructure using the same
JP2011210968A (en) Multilayer circuit board

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140603