JP2015146410A - ガラスインターポーザー基板、ガラスインターポーザー基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貫通導体の信頼性を向上することができるガラスインターポーザー基板およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】第１面と該第１面と反対の側の第２面とを有し、第１面から第２面に貫通する孔が設けられ、該孔の第１面における径である第１の径が該孔の前記第２面における径である第２の径よりも大きく、かつ、該孔が第１面と第２面との間のいずれかの位置で径が極小値をもつような孔であり、該極小値である第３の径が第１の径よりも小さい、ガラス製の基層と、基層の孔の内部に位置する、導電性組成物でできた縦方向導電体と、基層の第１面および第２面に連なる面である縦方向導電体の上下面に接触して設けられた導体とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子デバイスの端子配置密度を変換するための基板である、少なくともガラス層を含んだガラスインターポーザー基板およびその製造方法に係り、特に、ガラス層に貫通導体を有するガラスインターポーザー基板およびその製造方法に関する。

近年、半導体チップ部品を大型の配線基板（マザーボード）に実装する簡便化のため、端子配置を粗ピッチに変換するインターポーザー基板に半導体チップが取り付けられた形態の電子デバイスが多く用いられている。インターポーザー基板は端子配置密度の変換が主たる機能であるものの、同時に、半導体チップ自体と配線基板との熱膨張率の違いから生じるストレスの緩和にも活用できる。

半導体はその素材としてシリコンが主であり、一方配線基板の素材にはエポキシ樹脂などの有機材料が多く用いられているため熱膨張率の違いが大きく、直に実装している場合には、電気的機械的に接続するための部材にせん断方向の大きなストレスが生じ信頼性に影響する。そこで、インターポーザー基板を介在させることにより、熱膨張率の点で半導体チップと配線基板とが緩衝される。

一例であるインターポーザー基板として、基板材料に有機材料ではなく半導体チップと同様のシリコンを素材とするものが存在する。シリコン素材の場合、貫通導体を含め微細な配線の形成方法として半導体製造プロセスで培った技術を活用できるため有用性が大きい。しかしながら、有機材料と比較してコスト的に不利であるため利用拡大には限界があると考えられる。

その点で、シリコンと同じく無機材料であるガラスを基板材料とするインターポーザー基板は素材コスト的に非常に安く有望と考えられる。ガラスを利用する場合の留意点としては、シリコンに適用している加工技術がほぼ活用できない点が挙げられる。さらに、貫通導体を構成するための貫通孔に充填する導電材料や貫通孔自体についてもコストや信頼性を考慮したものにする点が挙げられる。ガラス層に貫通導体を有する配線板の一例として下記の先行技術に開示されたものがある。

ＷＯ２００５／０３４５９４号公報

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、電子デバイスの端子配置密度を変換するための基板であって少なくともガラス層を含んだガラスインターポーザー基板およびその製造方法において、貫通導体の信頼性を向上することができるガラスインターポーザー基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるガラスインターポーザー基板は、第１面と該第１面と反対の側の第２面とを有し、前記第１面から前記第２面に貫通する孔が設けられ、該孔の前記第１面における径である第１の径が該孔の前記第２面における径である第２の径よりも大きく、かつ、該孔が前記第１面と前記第２面との間のいずれかの位置で径が極小値をもつような孔であり、該極小値である第３の径が前記第１の径よりも小さい、ガラス製の基層と、前記基層の前記孔の内部に位置する、導電性組成物でできた縦方向導電体と、前記基層の前記第１面および前記第２面に連なる面である前記縦方向導電体の上下面に接触して設けられた導体とを具備する。

すなわち、このインターポーザー基板は、その有するガラス製の基層に設けられた孔の径に特徴があり、さらにこの孔の内部に特に導電性組成物を位置させて縦方向導電体とした点に特徴がある。まず、基層に設けられた孔は、第１面における径が第２面における径より大きくなっている。これにより、大きな径となっている第１面から導電性組成物を充填しようとするとき、適正のある形状になっている。充填性が悪いと縦方向導電体（貫通導体）の形状的な信頼性が劣化するがこれを効果的に防止できる。

また、この孔は、第１面と第２面との間のいずれかの位置で径が極小値をもつような孔になっている。このようにすることで、導電性組成物が充填されこれが硬化収縮した後も、孔からの脱落を確実に防止できる。すなわち、貫通する孔が単純なテーパ形状とは異なる孔になっており、これにより、導電性組成物が、孔径の極小値を有する位置の上下で孔の内壁で支えられ抜け落ちない。したがって、抜け落ちによる不良を大幅に改善し、縦方向導電体（貫通導体）の形成信頼性を向上できる。

また、本発明の別の態様であるインターポーザー基板の製造方法は、ガラス製の基層に対して、所定の第１のパワーを有するレーザ光を表面の側から照射して裏面の側に第１のレーザ加工くぼみを形成する工程と、前記基層に対して、前記第１のパワーより弱い第２のパワーを有するレーザ光を前記表面の側から照射してレーザ加工を行い、前記第１のレーザ加工くぼみを深くした第２のレーザ加工くぼみを形成する工程と、前記基層に対して、前記第１のパワーより弱くかつ前記第２のパワーより強い第３のパワーを有するレーザ光を前記表面の側から照射してレーザ加工を行い、前記第２のレーザ加工くぼみを前記裏面に貫通させた貫通孔を形成する工程と、前記基層の前記貫通孔の内壁面をフッ酸処理して平滑化面を形成する工程と、前記平滑化面を有する前記基層の前記貫通孔内に、該基層の前記裏面の側から導電性組成物を充填して縦方向導電体を形成する工程と、前記基層の前記表面および前記裏面に連なる面である前記縦方向導電体の上下面に接触するように導体を設ける工程とを具備する。

この製造方法は、上記のインターポーザー基板を製造するためのひとつの態様である。この製造方法では、ガラス製の基層に対して、少なくとも３段階のレーザ加工がなされ、これにより、裏面における径が表面における径よりも大きく、かつ、裏面と表面との間のいずれかの位置で径が極小値をもつような貫通孔が形成できる。貫通孔の形成後、その内壁面を平滑化し、続いて裏面の側から導電性組成物を充填して縦方向導電体を形成し、さらに基層の表面および裏面に連なる面である縦方向導電体の上下面に接触するように導体を設ける。

また、本発明のさらに別の態様であるインターポーザー基板の製造方法は、ガラス製の基層に対してレーザ光を照射して貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔を有する前記基層に対して、該基層の一方の面の側に接し他方の面に達しない深さのフッ酸浴を所定の第１の時間が経過するまで行い、前記一方の面から前記貫通孔の深さ中途までの該貫通孔の径を拡げる工程と、前記一方の面から前記貫通孔の深さ中途まで該貫通孔の径が拡げられた前記基層に対して、該基層の前記他方の面に接し前記一方の面に達しない深さのフッ酸浴を前記第１の時間より短い第２の時間が経過するまで行い、前記他方の面から前記貫通孔の深さ中途までの該貫通孔の径を拡げる工程と、前記一方の面および前記他方の面から前記貫通孔の径が拡げられた前記基層の該貫通孔内に、該基層の前記一方の面の側から導電性組成物を充填して縦方向導電体を形成する工程と、前記基層の前記一方の面および前記他方の面に連なる面である前記縦方向導電体の上下面に接触するように導体を設ける工程とを具備する。

この製造方法は、上記のインターポーザー基板を製造するための別の態様である。この製造方法では、まず、基層に対して、下穴として、レーザ加工で貫通孔を形成する。そして、基層の一方の面の側に接し他方の面に達しない深さのフッ酸浴を所定の時間が経過するまで行い、一方の面から貫通孔の深さ中途までの貫通孔の径を拡げる。続いて、基層の他方の面に接し一方の面に達しない深さのフッ酸浴を上記より短い時間が経過するまで行い、他方の面から貫通孔の深さ中途までの貫通孔の径を拡げる。これにより、一方の面における径が他方の面における径よりも大きく、かつ、一方の面と他方の面との間のいずれかの位置で径が極小値をもつような貫通孔が形成できる。貫通孔の形成後、一方の面の側から導電性組成物を充填して縦方向導電体を形成し、さらに基層の表面および裏面に連なる面である縦方向導電体の上下面に接触するように導体を設ける。

本発明によれば、電子デバイスの端子配置密度を変換するための基板であって少なくともガラス層を含んだガラスインターポーザー基板およびその製造方法において、貫通導体の信頼性を向上することができる。

一実施形態であるインターポーザー基板の構成を模式的に示す断面図。 図１に示したインターポーザー基板の製造過程を示す工程図。 図２の続図であって、図１に示したインターポーザー基板の製造過程を示す工程図。 図２、図３に示したものとは異なる、図１に示したインターポーザー基板の製造過程を示す工程図。 別の実施形態であるインターポーザー基板の構成を模式的に示す断面図。 図１、図５中に示したガラス基層１１に代えて使用することができるガラス基層の一例（貫通孔形状の一例）を示す模式的な断面図。 図６に示したものとは異なる、図１、図５中に示したガラス基層１１に代えて使用することができるガラス基層の一例（貫通孔形状の一例）を示す模式的な断面図。 図６、図７に示したものとは異なる、図１、図５中に示したガラス基層１１に代えて使用することができるガラス基層の一例（貫通孔形状の一例）を示す模式的な断面図。

本発明の実施態様として、前記基層が、前記孔における前記第３の径を有する位置が、該基層の前記第１面と前記第２面との中間位置からみて前記第２の面の側に配置されている基層である、とすることができる。このような孔形状は、導電性組成物の充填性という意味でより良好な形状である。

また、実施態様として、前記基層が、前記孔における前記第３の径を有する位置が、該基層の前記第１面と前記第２面との中間位置からみて前記第１の面の側に配置されている基層である、とすることができる。このような孔形状は、導電性組成物の硬化収縮後の脱落を防止することに関してより良好な形状である。

また、実施態様として、前記基層が、前記孔における前記第３の径を有する位置前後での径の変化が滑らかにされている基層である、とすることができる。これは、基層がガラス製の単一の層でできている場合に特徴的な態様である。単一の層であるため（つまり貼り合わせの層でないため）、孔の径の変化がその貫通方向に滑らかになるように容易に加工され得る。

また、実施態様として、前記基層の前記孔が、前記第１面において、前記第１面から深さ方向に径が小さくなる孔である、とすることができる。このように孔が、特に第１面において、その深さ方向に径が小さくなる孔になっている場合、ペースト状物体を導き入れ易い開口形状となるため、導電性組成物の充填性はさらによくなる。

また、実施態様として、前記基層の前記孔が、前記第２面において、前記第２面から深さ方向に径が小さくなる孔である、とすることができる。このように孔が、特に第２面において、その深さ方向に径が小さくなる孔になっている場合、導電性組成物が抜け落ちないように孔の内壁で支えられる効果が増強される。したがって、縦方向導電体（貫通導体）の形成信頼性をさらに向上できる。

また、実施態様として、前記基層の前記孔の内壁面と前記縦方向導電体との間に隙間が形成されている、とすることができる。これは、縦方向導電体を導電性組成物により形成した場合に生じる導電性組成物の硬化収縮をそのまま放置した態様である。隙間があっても縦方向導電体としての機能性に問題はない。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態であるインターポーザー基板の構成を模式的に示す断面図である。同図に示すように、このインターポーザー基板は、ガラス基層１１、樹脂層（配線層間絶縁層）１２、１３、１４、１５、ビアホール内めっきビア２１ａ、２１ｃ、２２ａ、２２ｃ、配線パターン２１ｂ、２１ｄ、２２ｂ、２２ｄ、ニッケル金めっき層２２ｅ、縦方向導電体（貫通導体）３１、はんだレジスト（保護膜）４１、４２、はんだボール５１を有する。

概略として、このインターポーザー基板は、図示上面にあるニッケル金めっき層２２ｅの部分を接続ランドに利用して半導体チップ（不図示）が例えばフリップチップボンディングにより実装され、一方、図示下面にあるはんだボール５１を使用して他のより大型の樹脂製配線基板（不図示）に全体が表面実装され得る構成である。ニッケル金めっき層２２ｅを有するランドの配置ピッチは半導体チップの端子（不図示）のそれに合わせて狭ピッチであり、はんだボール５１は、これより広いピッチで配置されている。インターポーザー基板により、狭端子ピッチの半導体チップ部品の、大型の配線基板（マザーボードなど）への実装が簡便化される。

ニッケル金めっき層２２ｅを有する接続ランドは、電気的に、配線パターン２２ｄ、ビアホール内めっきビア２２ｃ、配線パターン２２ｂ、ビアホール内めっきビア２２ａ、縦方向導電体３１、ビアホール内めっきビア２１ａ、配線パターン２１ｂ、ビアホール内めっきビア２１ｃ、配線パターン２１ｄを経て、はんだボール５１に導通している。

以上の縦方向および横方向の導体部分が存在する一方、ガラス基層１１、樹脂層１２〜１５、はんだレジスト４１、４２は絶縁体であり、これらの積層構成により、上記の導体をそれぞれ図示するように所望に配置させる（あるいは保護する）ことができる。絶縁体のうち、ガラス基層１１は、その名称のとおりガラスを使用したコア層に相当する層であり、樹脂素材よりも熱膨張率が相当に小さいことにより、このインターポーザー基板に関わる半導体チップ（不図示）と配線基板（不図示）との熱膨張率の違いで生じるストレスを大きく軽減させることができる。

ガラス基層１１を貫通して設けられた縦方向導電体３１は、ガラス基層１１に貫通形成されたビア孔１１ａ内に配置させた、導電性組成物による導体である。そして、特に、このガラス基層１１に貫通形成されたビア孔１１ａの縦断面形状が、図示するような形状にされていることで、インターポーザー基板で考えられる信頼性劣化のうちの、縦方向導電体３１に起因する信頼性の劣化が大きく改善されている。なお、導電性組成物は、熱硬化性樹脂中に微細な金属粒子（例えば銀粒子）が分散され全体として導電性を有する、よく知られた組成物である。

ビア孔１１ａは、少なくとも、形状的に以下のような条件を有している。すなわち、ビア孔１１ａの、ガラス基層１１の下面（第１面）における径が、ビア孔１１ａの、ガラス基層１１の上面（第２面）における径よりも大きく、かつ、下面と上面との間のいずれかの位置で径が極小値をもち（「くびれ」があるとも言い得る）、かつ、この極小値が下面での径よりも小さくなっている。なお、ビア孔１１ａについては、その大きな径を有する側がはんだボール５１のある側に向けられるようなガラス基層１１の配置になっている。これは、すでに述べた点から一般に、ニッケル金めっき層２２ｅのある側よりはんだボール５１のある側の方が、導体形成に必要な細密性が粗になるのでこれへの整合性のためである。

ビア孔１１ａにおいて下面での径が上面での径より大きくなっていれば、大きな径になっている図示下面からペースト状の導電性組成物を充填しようとするとき、その充填性の点で非常に好ましい。これは、ビア孔１１ａ内において、充填時にブラインドになるような領域がほぼ作られず、また、下面の側から内側へ向けてペーストを自然に導き入れる形状になっているためである。充填性が悪いと縦方向導電体３１の形状的な信頼性が劣化するがこれを効果的に防止している。

また、ビア孔１１ａにおいて下面と上面との間のいずれかの位置で径が極小値をもつことによれば、以下の効果がある。導電性組成物は、上記のようなビア孔１１ａへの充填後、乾燥工程で乾燥されさらに熱硬化されるため、硬化収縮が生じる（図示ではこの点を加味して縦方向導電体３１を描いている）。上記のように極小値の径をもつビア孔１１ａであれば、導電性組成物が硬化収縮した後も、ビア孔１１ａからのその脱落を確実に防止できる。これは、硬化した導電性組成物が、極小値の径を有する位置の上下において孔の内壁面により面状に支えられるためである。すなわち、下面と上面との間で極小値の径を持たないテーパ形状とは異なり、製造途上での抜け落ちによる不良を大幅に改善でき、縦方向導電体３１の形成信頼性を大きく向上できる。

なお、ビア孔１１ａの径の極小値は、図示するように、ガラス基層１１の上面での小の径よりもさらに小さくなることが普通であるが、必ずしも上面での径より小さくなるばかりではなく、少なくとも下面での大の径より小さく構成した場合であっても、上記の２つの大きな効果を得ることができる。このような例としては図８に示す形状が挙げられる。図８については後述する。

以上、一実施形態について説明したが、以下補足を行う。配線層間絶縁層である樹脂層１２〜１５の構成や、縦方向導電体３１に接触または電気的につながる導体（配線パターン２２ｄ、ビアホール内めっきビア２２ｃ、配線パターン２２ｂ、ビアホール内めっきビア２２ａ、ビアホール内めっきビア２１ａ、配線パターン２１ｂ、ビアホール内めっきビア２１ｃ、配線パターン２１ｄ）の構成については、公知の種々の構成を利用することができる。絶縁層や配線パターンの層数も必要に応じて任意に選択することができる。

例えばビアホール内めっきビアは、これに代えて導電性組成物によるビアを採用してもよい。配線パターンについては、金属箔（例えば銅箔など）のエッチングによるサブトラクティブな形成のほか、導電性ペースト（例えば金属ナノペーストなど）の塗布やめっきによる形成などアディティブな形成を採用することもできる。樹脂層の具体的な材料や、各導体の具体的な材料についても公知の種々のものを活用することができる。

縦方向導電体３１に直接接触する導体については、図示とは異なるように、ガラス基層１１の下面および上面に連なる縦方向導電体３１の上下面をすべて覆うように配置しても電気的には何ら問題ない。ただし、このようにすると、縦方向導電体３１には樹脂が含まれる一方で、その周りに配置されるすべての構成物が樹脂を含まない素材になり得るため、縦方向導電体３１を発生源とする気体や水分の脱出経路が閉ざされ、信頼性に影響する。この点から、図１に示すように、縦方向導電体３１に直接接触する導体（ビアホール内めっきビア２１ａ、２２ａ）は、縦方向導電体３１の上下面のすべてを覆うのを避けるように形成するのが好ましい。

また、導電性組成物の硬化収縮によって縦方向導電体３１とビア孔１１ａの内壁面との間には隙間が生じるがこれは放置しても機能的に問題ない。この隙間は、縦方向導電体３１とガラス基層１１との材料的な大きな違いが生じさせたものと言える。これらは熱膨張率としても大きく異なり縦方向導電体３１の方が４〜５倍程度大きいが、隙間があることによって熱変形を緩衝するスペースになり得るため逆に好ましい面がある。

また、ビア孔１１ａは、その内壁面のガラス素材にそのまま導電性組成物による縦方向導電体３１を対向させ位置させる以外に、内壁面上に金属（例えば銅）のめっき層を形成するようにしてから導電性組成物を充填して縦方向導電体３１を形成するようにしてもよい。このようにすれば縦方向導電体としてより低抵抗のものを形成できる。ただし、充填性維持のため導電性組成物の部分が有する径を変えないとすれば、めっき層の形成厚さの分、縦方向導電体が横方向に大型化するため、縦方向導電体３１の配置密度の低下につながる点には留意する必要がある。

次に、図１に示したインターポーザー基板を製造する工程例について以下説明する。図２、図３は、図１に示したインターポーザー基板の、主たる製造過程を示す工程図である。図２、図３において、図１中に示したものと同一、または同一相当のものには同一符号を付してある。

まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基層１１にくぼみ１１ｈ１を形成する。より具体的には、所定のパワーのレーザ光をガラス基層１１の表面（図示上面）の側から照射し、レーザ光の焦点を裏面近くに形成するようにして裏面の側を加工する。

次に、図２（ｂ）に示すように、上記のパワーより弱いパワーのレーザ光をガラス基層１１の表面の側から照射してレーザ加工を行い、上記のレーザ加工くぼみをより深くしていく。より具体的には、レーザ光の焦点を、ガラス基層１１の深さ方向のより内側に移動しつつ、その際にパワーをより弱くしていく。これにより、図示するように、深さ方向に径がすぼまったくぼみ１１ｈ２が形成される。

続いて、図２（ｃ）に示すように、レーザ加工によりくぼみ１１ｈ２を貫通させて加工孔（貫通孔）１１ｈ３にする。より具体的には、貫通させるときのレーザ光のパワーは、図２（ｂ）に示したくぼみ１１ｈ２の最深部を形成したときのレーザ光のパワーよりは強く、かつ、図２（ａ）に示したくぼみ１１ｈ１を形成したときのレーザ光のパワーより弱いパワーとする。その焦点は、ガラス基層１１の裏面近くに形成する。

図２（ａ）から図２（ｃ）に示した工程は、ガラス基層１１の厚み（想定される厚さは例えば５０μｍ〜１０００μｍ。典型的には例えば５００μｍ）や、レーザ光の焦点の品質に応じて、複数の段階を踏んで行うことができる。図示する場合は、５段階で加工を行っている。最低では３段階で行うこともできる。また、焦点の位置移動を連続的に、かつレーザ光のパワーを連続的に（または段階的に）変更するようにして加工してもよい。

加工孔１１ｈ３が形成されたら、次に、図２（ｄ）に示すように、その内壁面上を平滑化する（ビア孔１１ａ）。より具体的には、例えばフッ酸を用いてガラス基層１１の全体を浸漬する。このような平滑化により、レーザ加工によって生じ得る加工孔１１ｈ３の内壁面上のマイクロクラックを除去して安定性のよいガラス基層１１を得ることができる。また、ビア孔１１ａのくびれの部分で、径の変化がその貫通方向に滑らかに加工される。

ビア孔１１ａが形成できたら、次に、図３（ａ）に示すように、ビア孔１１ａ内に導電性組成物３１ａを充填する。充填する方向は、図示するように、より大径となっているビア孔１１ａの側（図示下側）からである。この理由はすでに説明したように、大径となっている側からの方がペースト状の導電性組成物３１ａを充填しやすいためである。このような充填は、より具体的に、ビア孔１１ａの位置と同じ位置にピットを有するスクリーン版を用いたスクリーン印刷により効率的に行うことができる。

ビア孔１１ａ内に導電性組成物３１ａを充填したら、次に、この導電性組成物３１ａを乾燥させ、さらに熱硬化する。熱硬化ついては、この後樹脂層１２〜１５（図１を参照）を形成（積層）するときに要する熱により硬化される面もあるので、この時点では不完全でもよい。導電性組成物３１ａを乾燥、硬化させることにより縦方向導電体３１になる。

以上は、ガラス基層１１の部分に関する製造過程である。この後は、周知のプロセスを用いて、樹脂層１２〜１５（図１を参照）や各導体を含む積層部分を形成することができる。

次に、図４は、図２、図３に示したものとは異なる、図１に示したインターポーザー基板の製造過程を示す工程図である。図４において、図１中に示したものと同一、または同一相当のものには同一符号を付してある。

まず、図４（ａ）に示すように、ガラス基層１１に下穴として貫通孔１１ｇ１を形成する。より具体的には、例えばレーザ光をガラス基層１１の図示下側の面から照射して形成する。このレーザ加工で得られる貫通孔１１ｇ１は、レーザ加工の性質として、実際には、図示下側の径がやや大きく、上に行くほど径が小さくなる傾向がある。

次に、図４（ｂ）に示すように、貫通孔１１ｇ１の途中の深さまでその径を拡げる。より具体的には、貫通孔１１ｇ１を有するガラス基層１１に対して、基層１１の一方の面（図示下側の面）の側に接し他方の面に達しない深さの例えばフッ酸６１浴を所定の時間が経過するまで行うことにより、一方の面から貫通孔１１ｇ１の深さ中途までの径を拡げる（フッ酸処理貫通孔１１ｇ２）。このとき、周波数がＭＨｚに達する超音波を加工部位に照射して貫通孔１１ｇ１内に位置するフッ酸を循環させ、貫通孔１１ｇ１の径を拡げる加工をアシストすると好ましい。

次に、図４（ｃ）に示すように、フッ酸処理貫通孔１１ｇ２における径が小さい部分についてもその径を拡げる。より具体的には、逆に、ガラス基層１１の他方の面に接し一方の面に達しない深さのフッ酸６２浴を上記の時間より短い時間が経過するまで行い、他方の面から貫通孔１１ｇ２の深さ中途までの径を拡げる（フッ酸処理加工孔１１ｇ３［＝１１ａ］）。このときも、周波数がＭＨｚに達する超音波を加工部位に照射して貫通孔１１ｇ２内に位置するフッ酸を循環させ、貫通孔１１ｇ２の径を拡げる加工をアシストするようすると好ましい。

以上のようにしてガラス基層１１にビア孔１１ａを形成した後については、図３を参照した説明と同様である。この図４に示した製造方法は、図２、図３に示した製造方法と比較して工程数は少なくなる可能性が高いが、ビア孔１１ａを所望の形状に形成する制御性の点では図２、図３に示した製造方法の方が優ると考えられる。図４に示した方法は、ビア孔１１ａの形状制御という点で、ウエットエッチングを利用しているため、その制御にはおのずと限界があると考えられるためである。

次に、図５を参照して、別の実施形態であるインターポーザー基板について説明する。図５は、別の実施形態であるインターポーザー基板の構成を模式的に示す断面図であり、図１中に示した構成と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分については加えるべき事項がない限り説明を省略する。

このインターポーザー基板は、図１に示したものと比較して、ビア孔１１ａａの縦断面形状が、図１中のビア孔１１ａと異なる。より具体的には、図１中に示したビア孔１１ａは、ビア孔１１ａにおけるくびれを有する位置が、ガラス基層１１の下面と上面との中間位置からみて図示上面の側に配置されているが、このインターポーザー基板では、逆に、ガラス基層１１の層中間からみて図示下面の側にくびれが形成されている。

このような形状の違いによる作用効果的な違いは以下と考えられる。すなわち、ビア孔への導電性組成物の充填性という意味では、図１に示したものの方が良好と考えられる。導電性組成物を充填する方から見て、小径化する深さ方向の距離が長いためである。一方、導電性組成物の硬化収縮後の脱落を防止することに関しては、図５に示すものの方が良好と考えられる。図示下側に脱落する可能性に関して、図５に示すものの方が内壁による支持面積が広いためである。

したがって、くびれの位置に関しては、導電性組成物の充填性と硬化収縮後の脱落防止とを両者考慮し、それらによる不良率が拮抗してそれぞれある程度良好な低不良率となるように対処して、適切に設定することができる。なお、以上の説明ではまったく言及しなかったが、図１、図５中に示すようなくびれを有するビア孔１１ａ、１１ａ１をもつガラス基層１１を簡単に得るには、２つの層を貼り合せてガラス基層１１とする方法も考えられる。この場合は、単純なテーパ孔が形設された２層のガラス板を貼り合わせる。貼り合せで得られたガラス基層に関しては、やはり、導電性組成物の充填性と硬化収縮後の脱落防止とから考慮が必要であり、その考慮点としてくびれの深さ方向の位置があることは変わらない。この場合、くびれの位置は、２つの層それぞれの厚さの比によって決まる。

なお、ビア孔の縦断面形状の違いによる作用効果的な違いとして、縦方向導電体３１を発生源とする気体や水分の脱出に関しては、図５に示した形態より図１に示した形態の方が少し優る可能性がある。これは、縦方向導電体３１のうちの径がより大の部分が気体や水分の発生源として大きいと考えられるところ、図１に示した形態では、くびれより下のその部分の占める体積が図５に示した形態でのそれより大きく、そしてその部分の近くに、ビア孔１１ａの大径側が存在するためである。ビア孔１１ａの大径側における縦方向導電体３１の面である下面と樹脂層１２との接触面積は、その小径側における縦方向導電体３１の面である上面と樹脂層１４との接触面積より大きくでき、その分だけ気体や水分の脱出に寄与できる。

次に、ガラス基層１１に形成されるビア孔の形状についてさらなる変形例を説明する。図６は、図１、図５中に示したガラス基層１１に代えて使用することができるガラス基層の一例（貫通孔形状の一例）を示す模式的な断面図である。

図６に示す例は、ビア孔１１ａ１の形状が、図１中に示したビア孔１１ａと比較して、図示下面において、この下面から深さ方向に径が小さくなるか大きくなるかの違いを有している。すなわち、図１中に示したビア孔１１ａは、図示下面において、この下面から深さ方向に径が小さくなっているが、図６に示すビア孔１１ａ１は、図示下面において、この下面から深さ方向に径が大きくなっている。ビア孔としてほかの特徴点は変わらない。

ビア孔１１ａ１のような形状でも、導電性組成物の充填性と硬化収縮後の脱落防止という意味での実用的な有用性を維持できると考えられる。ただし、ビア孔１１ａ１は、図１中に示したビア孔１１ａと比較して、導電性組成物の充填性という意味でやや劣る可能性が考えられる。

次に、図７は、図６に示したものとは異なる、図１、図５中に示したガラス基層１１に代えて使用することができるガラス基層の一例（貫通孔形状の一例）を示す模式的な断面図である。

図７に示す例は、ビア孔１１ａ２の形状が、図５中に示したビア孔１１ａａと比較して、図示上面において、この上面から深さ方向に径が小さくなるか大きくなるかの違いを有している。すなわち、図５中に示したビア孔１１ａａは、図示上面において、この上面から深さ方向に径が小さくなっているが、図７に示すビア孔１１ａ２は、図示上面において、この上面から深さ方向に径が大きくなっている。ビア孔としてほかの特徴点は変わらない。

ビア孔１１ａ２のような形状でも、導電性組成物の充填性と硬化収縮後の脱落防止という意味での実用的な有用性を維持できると考えられる。ただし、ビア孔１１ａ２は、図５中に示したビア孔１１ａａと比較して、導電性組成物の硬化収縮後の脱落防止という意味でやや劣る可能性が考えられる。ビア孔１１ａ２は、図示下方向に導電性組成物が抜け落ちようとするときの内壁面の支持面積が減少しているためである。

次に、図８は、図６、図７に示したものとは異なる、図１、図５中に示したガラス基層１１に代えて使用することができるガラス基層の一例（貫通孔形状の一例）を示す模式的な断面図である。

図８に示す例は、ビア孔１１ａ３の形状が、図５中に示したビア孔１１ａａと比較して、くびれの部分の径に関し上面での径より大きいか小さいかの違いを有している。すなわち、図５中に示したビア孔１１ａａは、くびれの部分の径が、ガラス基層１１の上面での径より小さくなっているが、図８に示すビア孔１１ａ３は、くびれの部分の径が上面での径より大きく（ただしガラス基層１１の下面での径よりは小さく）なっている。形状的には、図８に示すビア孔１１ａ３は、図７に示したビア孔１１ａ２を変形させたものとして捉えることもできる。

ビア孔１１ａ３のような形状でも、導電性組成物の充填性と硬化収縮後の脱落防止という意味での実用的な有用性を維持できると考えられる。ただし、ビア孔１１ａ３は、図５中に示したビア孔１１ａａと比較して、導電性組成物の硬化収縮後の脱落防止という意味でやや劣る可能性が考えられる。ビア孔１１ａ３は、図示下方向に導電性組成物が抜け落ちようとするときの内壁面の支持面積が減少しているためである。

一方、ビア孔１１ａ３を図７に示したビア孔１１ａ２に比較すると、導電性組成物の充填性という意味では改善がされ、硬化収縮後の脱落防止という意味ではやや劣ると考えられる。この点は、形状についてこれまで説明した事項をもとに考慮すれば理解できる。

図６から図８に示したようなビア孔１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３の形成方法については、図２に示したような多段階のレーザ加工を用いることによれば実現できる。

１１…ガラス基層、１１ａ，１１ａａ，１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３…ビア孔、１１ｈ１，１１ｈ２…レーザ加工くぼみ、１１ｈ３…レーザ加工孔（貫通孔）、１１ｇ１…貫通孔、１１ｇ２，１１ｇ３…フッ酸処理貫通孔、１２，１３，１４，１５…樹脂層（配線層間絶縁層）、２１ａ，２２ａ…ビアホール内めっきビア、２１ｂ，２２ｂ…配線パターン、２１ｃ，２２ｃ…ビアホール内めっきビア、２１ｄ，２２ｄ…配線パターン、２２ｅ…ニッケル金めっき層、３１…縦方向導電体（貫通導体）、３１ａ…導電性組成物（乾燥前）、４１，４２…はんだレジスト（保護膜）、５１…はんだボール、６１，６２…フッ酸。

Claims (9)

1. 第１面と該第１面と反対の側の第２面とを有し、前記第１面から前記第２面に貫通する孔が設けられ、該孔の前記第１面における径である第１の径が該孔の前記第２面における径である第２の径よりも大きく、かつ、該孔が前記第１面と前記第２面との間のいずれかの位置で径が極小値をもつような孔であり、該極小値である第３の径が前記第１の径よりも小さい、ガラス製の基層と、
   前記基層の前記孔の内部に位置する、導電性組成物でできた縦方向導電体と、
   前記基層の前記第１面および前記第２面に連なる面である前記縦方向導電体の上下面に接触して設けられた導体と
   を具備するガラスインターポーザー基板。
2. 前記基層が、前記孔における前記第３の径を有する位置が、該基層の前記第１面と前記第２面との中間位置からみて前記第２の面の側に配置されている基層である請求項１記載のガラスインターポーザー基板。
3. 前記基層が、前記孔における前記第３の径を有する位置が、該基層の前記第１面と前記第２面との中間位置からみて前記第１の面の側に配置されている基層である請求項１記載のガラスインターポーザー基板。
4. 前記基層が、前記孔における前記第３の径を有する位置前後での径の変化が滑らかにされている基層である請求項１記載のガラスインターポーザー基板。
5. 前記基層の前記孔が、前記第１面において、前記第１面から深さ方向に径が小さくなる孔である請求項１記載のガラスインターポーザー基板。
6. 前記基層の前記孔が、前記第２面において、前記第２面から深さ方向に径が小さくなる孔である請求項１記載のガラスインターポーザー基板。
7. 前記基層の前記孔の内壁面と前記縦方向導電体との間に隙間が形成されている請求項１記載のガラスインターポーザー基板。
8. ガラス製の基層に対して、所定の第１のパワーを有するレーザ光を表面の側から照射して裏面の側に第１のレーザ加工くぼみを形成する工程と、
   前記基層に対して、前記第１のパワーより弱い第２のパワーを有するレーザ光を前記表面の側から照射してレーザ加工を行い、前記第１のレーザ加工くぼみを深くした第２のレーザ加工くぼみを形成する工程と、
   前記基層に対して、前記第１のパワーより弱くかつ前記第２のパワーより強い第３のパワーを有するレーザ光を前記表面の側から照射してレーザ加工を行い、前記第２のレーザ加工くぼみを前記裏面に貫通させた貫通孔を形成する工程と、
   前記基層の前記貫通孔の内壁面をフッ酸処理して平滑化面を形成する工程と、
   前記平滑化面を有する前記基層の前記貫通孔内に、該基層の前記裏面の側から導電性組成物を充填して縦方向導電体を形成する工程と、
   前記基層の前記表面および前記裏面に連なる面である前記縦方向導電体の上下面に接触するように導体を設ける工程と
   を具備するガラスインターポーザー基板の製造方法。
9. ガラス製の基層に対してレーザ光を照射して貫通孔を形成する工程と、
   前記貫通孔を有する前記基層に対して、該基層の一方の面の側に接し他方の面に達しない深さのフッ酸浴を所定の第１の時間が経過するまで行い、前記一方の面から前記貫通孔の深さ中途までの該貫通孔の径を拡げる工程と、
   前記一方の面から前記貫通孔の深さ中途まで該貫通孔の径が拡げられた前記基層に対して、該基層の前記他方の面に接し前記一方の面に達しない深さのフッ酸浴を前記第１の時間より短い第２の時間が経過するまで行い、前記他方の面から前記貫通孔の深さ中途までの該貫通孔の径を拡げる工程と、
   前記一方の面および前記他方の面から前記貫通孔の径が拡げられた前記基層の該貫通孔内に、該基層の前記一方の面の側から導電性組成物を充填して縦方向導電体を形成する工程と、
   前記基層の前記一方の面および前記他方の面に連なる面である前記縦方向導電体の上下面に接触するように導体を設ける工程と
   を具備するガラスインターポーザー基板の製造方法。

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