貫通配線基板の製造方法
【課題】貫通配線基板の両面に実装するデバイスの電極配置が多様で且つ高密度である小型のデバイスであっても、実装するデバイス間の電極を自由度高く電気的に接続することが可能な貫通配線基板の製造方法の提供。
【解決手段】第１面と第２面とを有する基板１１と；第１面１及び第２面２の間を貫通する貫通孔内に、導電性物質２７を充填又は成膜して形成された複数の貫通配線１２ａ，１２ｂと；を備え、貫通配線同士は、互いに離間し、且つ基板の平面視において、重なり部分を少なくとも１つ備え、基板の第１面側又は第２面側からレーザー照射して、貫通孔を形成する領域を改質する工程Ａと；前記改質された領域を除去して、貫通孔を形成する工程Ｂと；を含み、工程Ａにおいて、複数の貫通孔形成領域のうち、レーザーの入射面から遠い方の重なり部分をレーザー照射した後に、レーザーの入射面から近い方の重なり部分をレーザー照射する貫通配線基板の製造方法。
【解決手段】第１面と第２面とを有する基板１１と；第１面１及び第２面２の間を貫通する貫通孔内に、導電性物質２７を充填又は成膜して形成された複数の貫通配線１２ａ，１２ｂと；を備え、貫通配線同士は、互いに離間し、且つ基板の平面視において、重なり部分を少なくとも１つ備え、基板の第１面側又は第２面側からレーザー照射して、貫通孔を形成する領域を改質する工程Ａと；前記改質された領域を除去して、貫通孔を形成する工程Ｂと；を含み、工程Ａにおいて、複数の貫通孔形成領域のうち、レーザーの入射面から遠い方の重なり部分をレーザー照射した後に、レーザーの入射面から近い方の重なり部分をレーザー照射する貫通配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の内部を貫通する貫通配線を有する貫通配線基板の製造方法に関する。
本願は、２００９年０７月１０日に、日本に出願された特願２００９−１６４００１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の一方の面である第１面に実装された第１デバイスと、他方の面である第２面に実装された第２デバイスとの間を電気的に接続する方法として、基板の内部を貫通する貫通配線を設ける方法が用いられている。
貫通配線基板の一例として、特許文献１には、基材の厚み方向とは異なる方向に延びる部分を有する微細孔に導電性物質を充填してなる貫通配線を備えた貫通配線基板が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、積層型半導体モジュールが記載されている。チップ本体の一方の面である第１面から他方の面である第２面へ貫通する複数の貫通配線が埋め込み形成された半導体チップの実装において、貫通配線に充填された導電性物質が、貫通孔を形成する基材から抜け落ちることを防止するために、特許文献２に係る積層型半導体モジュールの貫通孔が、チップ本体の主平面と垂直な方向に対して傾けて形成されている。この貫通孔の第１面側の開口と第２面側の開口とが、チップ本体の基板の厚み方向の投影に対して、貫通孔のピッチαの整数倍（Ｎ≧１）のずれを持って形成され、隣接する半導体チップ同士で、電極がずれの方向Ｘに沿ってＮ個分だけずれて電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００６−３０３３６０号公報
【特許文献２】日本国特許第３８９６０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板の一方の面である第１面と他方の面である第２面とに実装されるデバイスが異なるデバイスである場合、デバイスごとの電極配置が異なる。したがって、基板中の貫通配線には、自由度の高い配線設計が求められている。また、各デバイスが基板と対向する面に有する電極の数が多い場合、デバイスの小型化に伴って電極同士の間隔が狭くなる。このとき、貫通配線が複数設けられた貫通配線基板において、貫通配線同士の短絡や電気信号の干渉を避けるために、貫通配線同士の空間的な距離を離す必要がある。このように、電極配置の多様化に加えて、電極の高密度化が一層進みつつある今日、貫通配線基板には、自由度の高い配線設計を実現するための従来にはない貫通配線技術の開発が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、貫通配線基板の両面に実装するデバイスの電極配置が多様で且つ高密度である小型のデバイスであっても、実装するデバイス間の電極を自由度高く電気的に接続することが可能な貫通配線基板およびその製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の請求項１に記載の貫通配線基板の製造方法は、第１面と第２面とを有する基板と；前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通孔内に、導電性物質を充填又は成膜することにより形成された複数の貫通配線と；を備え、前記貫通配線同士は、互いに離間し、且つ前記基板の平面視において、重なり部分を少なくとも１つ備える貫通配線基板の製造方法であって、互いに離間し且つ前記基板の平面視において重なり部分を有する複数の貫通孔形成領域を、前記基板の前記第１面側または第２面側からレーザー照射して、前記貫通孔形成領域を改質する工程（Ａ）と；前記改質された貫通孔形成領域を除去して、貫通孔を形成する工程（Ｂ）と；を含み、前記工程（Ａ）において、レーザー光は前記基板の表面を透過して該基板の内部に焦点を結び、前記複数の貫通孔形成領域のうち、前記レーザー光の入射面から遠い方の前記重なり部分をレーザー照射して改質した後に、前記レーザー光の入射面から近い方の前記重なり部分をレーザー照射して改質することを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１において、前記第１面側からレーザー照射する場合は、前記貫通孔形成領域において、前記第２面側から前記第１面側へ前記焦点を走査し、前記第２面側からレーザー照射する場合は、前記貫通孔形成領域において、前記第１面側から前記第２面側へ前記焦点を走査することを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１又は２において、前記レーザー光の焦点を、前記入射面を基準として遠い側から近い側へ、一筆書きで走査することを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１〜３の何れか一項において、前記工程（Ａ）において、前記レーザーの入射面から遠い方の前記重なり部分を有する前記貫通孔形成領域の全部をレーザー照射した後に、前記レーザーの入射面から近い方の前記重なり部分を有する貫通孔形成領域の全部をレーザー照射することを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１〜４の何れか一項において、前記貫通孔の形状が、前記基板の断面方向に見て、クランク形状であることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１又は２において、前記貫通孔の形状が、前記基板の断面方向に見て、略Ｙ字形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、互いに離間し且つ基板の平面視において重なり部分を有する複数の貫通配線を備える貫通配線基板の製造方法を提供することができる。
本発明の貫通配線基板内に設けられた前記貫通配線は、例えば、この貫通配線基板の各面に実装する個々のデバイスの電極の位置に合わせて基板内で自由に配することができるので、電極が高密度に配置された小型のデバイスであっても自由に接続することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図２Ａ】本発明の第２実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図３Ａ】本発明の第３実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図４Ａ】本発明の第４実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図４Ｂ】図３Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図４Ｃ】図３Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図５Ａ】本発明の第５実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図６Ａ】本発明の第６実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図６Ｃ】図６Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図７Ａ】本発明にかかる貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図８Ａ】本発明にかかる貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図９Ａ】本発明にかかる貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図９Ｃ】図９Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１０Ａ】本発明に係る貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１１Ａ】本発明に係る貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１２Ａ】本発明に係る貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１３Ａ】本発明にかかる貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１Ａ〜図６Ｃは、本発明の実施形態にかかる貫通配線基板１９を示す平面図および断面図である。各図面に示すように、本発明の実施形態に係る貫通配線基板１９はいずれも、単一の基板１１を構成する面のうち、２面以上を貫通する貫通配線を複数備えている。さらに、各貫通配線基板１９は、前記基板１１の表裏をなす２つの面（第１面及び第２面）の重なり方向から見て、前記貫通配線同士が互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３（交差部）を少なくとも１つ備えている。すなわち、貫通配線基板１９の貫通配線は、お互いに離間し、且つ基板の平面視において重なり部分１３を少なくとも一つ備えている。
すなわち、本発明の実施形態に係る貫通配線基板１９はいずれも、前記基板１１の表裏をなす２つの面の重なり方向から見て、立体的に交差するか又は立体的に重なる複数の貫通配線を備えている。ここで、「立体的に重なる」場合は、「立体的に交差する」場合を含む概念である。なお、「立体的に重なるが、立体的に交差しない」場合としては、例えば、この複数の貫通配線が立体的に平行して配された場合が挙げられる。また、前記表裏をなす２つの面は、基板１１を構成する複数の面のうち、最大の面積をもつ第１面１および第２面２を指す。
前記複数の貫通配線を基板１１内に配することにより、貫通配線基板１９の各面に実装するデバイスの電極の位置に合わせた自由度の高い配線設計が可能となる。このため、電極が高密度に配置された、互いに異なる電極配置を有するデバイス間を、本発明にかかる貫通配線基板１９を介して電気的に接続することが可能となる。
【００１１】
また、本発明にかかる貫通配線基板１９は、その内部に流路を有することが好ましい。この流路は、例えば、冷却用流体を流通させる流路として用いられる。この場合、実装されるデバイスが発熱量の大きいデバイスであっても、これらを効果的に冷却することができる。この流路は、基板１１の全体に亘って設けられてもよく、また、実装されるデバイスの発熱部と重なる位置に集中的に設けられてもよい。
【００１２】
なお、本発明の実施形態にかかる貫通配線基板１９に配された貫通配線及び流路の形状は特に制限されず、例えば直線部、曲線部、屈曲部、折り返し部等を含む形状が挙げられる。これらの貫通配線及び流路の形状は、適宜組み合わせることができる。
【００１３】
図１Ａ〜図１Ｃに、本発明の第１実施形態に係る貫通配線基板１９Ａ（１９）を示す。図１Ａは、貫通配線基板１９Ａの平面図である。図１Ｂは、図１Ａの平面図のａ−ａ線に沿う貫通配線基板１９Ａの断面図である。図１Ｃは、図１Ａの平面図のｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ａの断面図である。
この貫通配線基板１９Ａは、基板１１に配された貫通配線１２ａおよび１２ｂを備える。貫通配線１２ａおよび１２ｂは、第１面１と第２面２との重なり方向から見て、前記貫通配線同士が互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。ここで、第１面とは、図１Ａの紙面手前側の面（表面）を示し、第２面とは、紙面奥側の面（裏面）を示す。これを言い換えると、貫通配線１２ａおよび１２ｂは、基板１１の厚み方向に見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。ここで、基板１１の厚み方向とは、前記基板１１の表裏をなす第１面１から第２面２への方向（又はその逆方向）を示す。なお、図１Ａでは便宜上、この重なり部分１３を円で示したが、より厳密にいえば、この重なり部分１３は、基板１１の厚み方向に見て、貫通配線１２ａと貫通配線１２ｂとの交点のみを指す。これらのことは、後述する図２Ａ〜１３Ｃにおいても同様である。
【００１４】
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、前記貫通配線１２ａおよび１２ｂは共にクランク形状である。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、貫通配線１２ａの一端は、第１面１に露呈する第１導電部１１２ａである。なお、貫通配線１２ａの他端は、第２面２に露呈する第２導電部１１２ｂである。その中、貫通配線１２ａを構成する直線部が、貫通配線１２ａの上記一端（第１導電部）から基板１１の厚み方向に延びて、略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面（第１面及び第２面）に平行して、この直線部が継続して延びて略直角の第２屈曲部に達する。この略直角の第２屈曲部から基板１１の厚み方向に、この直線部が継続して延びて、第２面２に露呈する第２導電部に達する。
図１Ａ及び図１Ｃに示すように、貫通配線１２ｂの形状も貫通配線１２ａと同様のクランク形状である。貫通配線１２ｂの第１導電部は、第１面１において、貫通配線１２ａの第１導電部と異なる位置に設けられている。また、貫通配線１２ｂの略直角の第１屈曲部は、貫通配線１２ａの略直角の第１屈曲部よりも、第１面１から、より近い位置（より表面側）に設けられている。さらに、貫通配線１２ｂの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと直線部が伸びる方向が、貫通配線１２ａの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部への延びる方向とは９０度異なる。このため、貫通配線１２ａと貫通配線１２ｂとは、互いに接触して干渉することなく、基板１１の２つの面の重なり方向から見て（平面視で）、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３において立体的に交差して重なる。
【００１５】
図２Ａ〜図２Ｃに、本発明の第２実施形態に係る貫通配線基板１９Ｂ（１９）を示す。図２Ａは貫通配線基板１９Ｂの平面図である。図２Ｂは、図２Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｂの断面図である。図２Ｃは、図２Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｂの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｂは、基板１１に配された貫通配線３１および３２を備える。貫通配線３１および３２は、図２Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。
【００１６】
図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、前記貫通配線３１は略Ｙ字形状であり、前記貫通配線３２はクランク形状である。
貫通配線３１は、第１面１に露呈する第１導電部と第１面１に露呈する第２導電部と、第２面２に露呈する第３導電部とを有する。貫通配線３１を構成する直線部は、この第１導電部から基板１１の厚み方向に延びて、略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面に平行して、直線部が継続して延びて分岐部に達し、この分岐部を越えてさらに延びて略直角の第２屈曲部に達する。また、この貫通配線３１を構成する直線部が、第２導電部から基板１１の厚み方向に延びて、この略直角の第２屈曲部に達する。さらに、この分岐部から基板１１の厚み方向に直線部が延びて第２面２に露呈する第３導電部に達する。
貫通配線３２の一端は、第１面１に露呈する第１導電部である。貫通配線３２を構成する直線部が、この一端から基板１１の厚み方向に延びて略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面に平行して、直線部が継続して延びて略直角の第２屈曲部に達し、この略直角の第２屈曲部から基板１１の厚み方向に、直線部が継続して延びて第２面２に露呈する第２導電部に達する。この第２導電部は、貫通配線３２の他端である。
貫通配線３１の第１導電部および第２導電部は、第１面１において、貫通配線３２の第１導電部と異なる位置に設けられている。また、貫通配線３１の略直角の第１屈曲部は、貫通配線３２の略直角の第１屈曲部よりも、第１面１からより遠い位置（より奥側）に設けられている。さらに、貫通配線３２の略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと直線部が伸びる方向が、貫通配線３１の略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部への延びる方向とは９０度異なる。このため、貫通配線３１と貫通配線３２とは、互いに接触して干渉することなく、基板１１の２つの面の重なり方向から見て、重なり部分１３において立体的に交差して重なる。
【００１７】
図３Ａ〜図３Ｃに、本発明の第３実施形態に係る貫通配線基板１９Ｃ（１９）を示す。図３Ａは貫通配線基板１９Ｃの平面図である。図３Ｂは、図３Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｃの断面図である。図３Ｃは、図３Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｃの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｃは、基板１１に配された貫通配線４１ａ、４１ｂ、および４１ｃを備える。貫通配線４１ａ、４１ｂ、および４１ｃは、図３Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。
【００１８】
図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、前記貫通配線４１ａ、４１ｂ、および４１ｃは全てクランク形状である。
貫通配線４１ａの一端は、第１面１に露呈する第１導電部である。貫通配線４１ａを構成する直線部が、この一端（第１導電部）から基板１１の厚み方向に延びて、略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面に平行して、この直線部が継続して延びて、略直角の第２屈曲部に達する。この略直角の第２屈曲部から基板１１の厚み方向に、この直線部が継続延びて第２面２に露呈する第２導電部に達する。この第２の導電部は、貫通配線４１ａの他端である。
貫通配線４１ｂの形状も貫通配線４１ａと同様のクランク形状である。この貫通配線４１ｂの第１導電部は、第１面１において、貫通配線４１ａおよび４１ｃのそれぞれの第１導電部とは異なる位置に設けられている。また、貫通配線４１ｂの略直角の第１屈曲部は、貫通配線４１ａの略直角の第１屈曲部よりも、第１面１から、より遠い位置（より奥側）に設けられている。さらに、貫通配線４１ｂの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと直線部が伸びる方向が、貫通配線４１ａおよび４１ｃの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部への伸びる方向とは４５度異なる。このため、貫通配線４１ａおよび４１ｃと貫通配線４１ｂとは、互いに接触して干渉することなく、基板１１の２つの面の重なり方向から見て、重なり部分１３において立体的に交差して重なる。
貫通配線４１ｃの形状も貫通配線４１ａおよび４１ｂと同様のクランク形状である。貫通配線４１ｃの第１導電部は、第１面１において、それぞれ貫通配線４１ａおよび４１ｂの第１導電部と異なる位置に設けられている。また、貫通配線４１ｃの略直角の第１屈曲部は、貫通配線４１ｂの略直角の第１屈曲部よりも、第１面１からより遠い位置（より奥側）に設けられている。さらに、貫通配線４１ｃの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと直線部が伸びる方向が、貫通配線４１ａおよび４１ｂの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部への伸びる方向とは９０度および４５度それぞれ異なる。このため、貫通配線４１ａおよび４１ｂと貫通配線４１ｃとは、互いに接触して干渉することなく、基板１１の２つの面の重なり方向から見て、重なり部分１３において立体的に交差して重なる。
【００１９】
図４Ａ〜図４Ｃに、本発明の第４実施形態に係る貫通配線基板１９Ｄ（１９）を示す。図４Ａは貫通配線基板１９Ｄの平面図である。図４Ｂは、図４Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｄの断面図である。図４Ｃは、図４Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｄの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｄは、基板１１に配された貫通配線５１ａ、５１ｂ、および５２を備える。貫通配線５１ａおよび５２は、図４Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３ａ（１３）を有する。また、貫通配線５１ｂおよび５２は、図４Ａに示すように、第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３ｂ（１３）を有する。
【００２０】
図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、前記貫通配線５１ａおよび５１ｂは共にクランク形状であり、前記貫通配線５２は直線状である。
貫通配線５１ａの一端は、第１面１に露呈する第１導電部である。貫通配線５１ａを構成する直線部が、この一端（第１導電部）から基板１１の厚み方向に延びて略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面に平行して、この直線部が継続して延びて、略直角の第２屈曲部に達する。この略直角の第２屈曲部から基板１１の厚み方向に、この直線部が継続して延びて、第２面２に露呈する第２導電部に達する。この第２導電部は、貫通配線５１ａの他端である。
貫通配線５１ｂの形状も貫通配線５１ａと同様のクランク形状である。貫通配線５１ｂの第１導電部は、第１面１において、貫通配線５１ａの第１導電部とは異なる位置に設けられている。また、貫通配線５１ｂの略直角の第１屈曲部と貫通配線５１ａの略直角の第１屈曲部とは、第１面１から同じ位置（距離）に設けられている。さらに、貫通配線５１ｂの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと伸びる直線部の方向および距離が、貫通配線５１ａの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと伸びる直線部の方向および距離と同じである。このため、貫通配線５１ａと５１ｂとは、互いに接触して干渉することがない。
また、貫通配線５２の一端は、第１面１に露呈する第１導電部である。貫通配線５２を構成する直線部が、この一端（第１導電部）から基板１１の厚み方向と傾斜する方向に延びて、第２面２に露呈する第２導電部に達する。この第２導電部は、貫通配線５２の他端である。貫通配線５２の第１導電部および第２導電部は、第１面１または第２面２において、貫通配線５１ａおよび５１ｂのそれぞれの第１導電部および第２導電部とは異なる位置に設けられている。また、貫通配線５２の重なり部分１３ａは、貫通配線５１ａの重なり部分１３ａよりも、第１面１から近い距離に位置し（図４Ｃ）、貫通配線５２の重なり部分１３ｂは、貫通配線５１ｂの重なり部分１３ｂよりも、第１面１から遠い距離に位置している（図４Ｃ）。このため、貫通配線５１ａおよび５１ｂと貫通配線５２とは、互いに接触して干渉することなく、第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、重なり部分１３ａおよび１３ｂにおいて、それぞれ立体的に交差して重なる。
【００２１】
図５Ａ〜図５Ｃに、本発明の第５実施形態に係る貫通配線基板１９Ｅ（１９）を示す。図５Ａは、貫通配線基板１９Ｅの平面図である。図５Ｂは、図５Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｅの断面図である。図５Ｃは、図５Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｅの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｅは、基板１１に配された貫通配線１２ａおよび１２ｂ、ならびにランド部６１および６２を備える。
貫通配線１２ａおよび１２ｂは、図５Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。
【００２２】
図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、前記貫通配線１２ａおよび１２ｂは共にクランク形状であり、その形状の説明は、前記図１Ａ〜図１Ｃに示した貫通配線基板１９Ａにおける貫通配線１２ａおよび１２ｂの説明と同様である。
貫通配線１２ａの第１導電部および第２導電部上には、円形のランド部６１が設けられている。貫通配線１２ｂの第１導電部および第２導電部上には、円形のランド部６２が設けられている。
前記ランド部６１および６２を設けることにより、はんだバンプ等を用いて基板１１の２つの面にデバイス等を実装することができる。
【００２３】
前記ランド部６１および６２は、一層以上の導電性薄膜からなる。このランド部を形成する材料は特に限定されず、例えば金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）等が挙げられる。これらを用いて、所望の形状のランド部を公知の方法によって形成することができる。
【００２４】
図６Ａ〜図６Ｃに、本発明の第６実施形態に係る貫通配線基板１９Ｆ（１９）を示す。図６Ａは貫通配線基板１９Ｆの平面図である。図６Ｂは、図６Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｆの断面図である。図６Ｃは、図６Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｆの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｆは、基板１１に配された貫通配線１２ａおよび１２ｂ、ならびに流路７１ａおよび７１ｂを備える。
貫通配線１２ａおよび１２ｂは、図６Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。
【００２５】
図６Ａ〜図６Ｃに示すように、前記貫通配線１２ａおよび１２ｂは共にクランク形状であり、その形状の説明は、前記図１Ａ〜図１Ｃに示した貫通配線基板１９Ａにおける貫通配線１２ａおよび１２ｂの説明と同様である。
前記流路７１ａおよび７１ｂは共に直線状であり、基板１１の両面（第１面及び第２面）に平行して、貫通配線１２ａに沿って配され、基板１１の側面（基板１１の厚み方向の断面）を貫通している。
前記流路７１ａおよび７１ｂは、例えば冷却用流体を流通させる流路として用いられることができる。その他、前記流路７１ａおよび７１ｂは、ＤＮＡ（核酸）、タンパク質、脂質などの生体溶液を流通させる流路として用いることもできる。例えば、前記流路７１ａおよび７１ｂを冷却用流体の流路として用いられる場合、貫通配線基板１９Ｆを液冷することができ、熱発生の大きいデバイスを基板上に実装した場合であっても、このデバイスを効果的に冷却することができる。なお、冷却用冷媒としては、例えば水（Ｈ２Ｏ）、空気等が挙げられる。
本実施形態に係る貫通配線基板は、電極が高密度に配置された小型のデバイスであっても、例えばその内部に冷却用流体の流路を有する場合、温度上昇を効果的に低減することが可能になる。
前記流路７１ａおよび７１ｂを基板内１１に形成する方法は、後述するように、前記貫通配線１２ａおよび１２ｂとなる貫通孔を形成する方法と同様の方法で行うことができる。
なお、図６Ｃに示すように、前記流路７１ａおよび７１ｂは、前記貫通配線１２ａより、前記基板１１の第１面１から近い位置に設けられているが、これに限定されない。前記流路７１ａおよび７１ｂは、前記貫通配線１２ａと同じ位置、すなわち前記基板１１の第１面１から同じ位置に設けられることも可能である。なお、本実施形態において、前記流路７１ａおよび７１ｂは、前記基板１１の両面に平行して、前記貫通配線１２ａに沿って設けられている。しかしながら、前記流路７１ａおよび７１ｂは、前記基板１１の両面に平行して、前記貫通配線１２ｂに沿って設けられることも可能である。
【００２６】
以上で示した、本発明の貫通配線基板１９における基板１１の材料としては、例えばガラス、サファイア、プラスチック、セラミックス等の絶縁体や、シリコン（Ｓｉ）等の半導体が挙げられる。これらの材料のなかでも、絶縁性の石英ガラスが好ましい。基板材料が石英ガラスであると、後述する貫通孔の内壁に絶縁層を形成する必要がなく、浮遊容量成分の存在等による高速伝送の阻害要因がなく、冷却用液体の流路の安定性が高い、等の利点がある。
この基板の両面に実装されるデバイスとして、シリコン基板に素子を形成した電子デバイスが考えられる。この際に、この電子デバイスとこの基板との間の線膨張係数差が大きい場合、実装時の温度による両者の伸び量が大きく異なる場合がある。その結果、デバイスの端子と基板のパッドとの間に位置ずれが生じ、精度の高い接続が困難となり、場合によっては接続そのものが困難となる。本実施形態に係る基板は、シリコンやガラスを用いることができるため、この電子デバイスとこの基板との間の線膨張係数差を小さくすることができる。従って、デバイス端子と基板のパッドとの位置ずれを抑制することができ、高精度の接続を実現することができる。
基板１１の厚さ（第１面１から第２面２までの距離）としては、約１５０μｍ〜１ｍｍの範囲で適宜設定できる。
【００２７】
本発明の貫通配線基板に備えられる貫通配線のパターンや断面形状は、以上の例示に限定されるものではなく、適宜設計することが可能である。また、本発明の貫通配線基板に備えられる冷却用液体の流路のパターン（経路）や断面形状は、以上の例示に限定されるものではなく、適宜設計することが可能である。
【００２８】
次に、貫通配線基板１９を製造する方法の一例として、図７Ａ〜図１０Ｃ、および図１１Ａ〜１３Ｃに、貫通配線基板１９Ａを製造する方法を示す。
ここで、図７Ａ〜１０Ｃおよび図１１Ａ〜１３Ｃは、貫通配線基板１９Ａを製造する基板１１の平面図および断面図である。その中、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａは基板１１の平面図であり、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂは、それぞれの平面図のａ-ａ線に沿う基板１１の断面図であり、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃは、それぞれの平面図のｂ-ｂ線に沿う基板１１の断面図である。
【００２９】
＜工程Ａ＞
まず、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ａを形成する。改質部２３ａは、貫通配線１２ａを形成する貫通孔２６ａ（図９Ａ）となる領域（貫通孔形成領域）に設けられる。
【００３０】
基板１１の材料としては、例えばガラス、サファイア、プラスチック、セラミックス等の絶縁体や、シリコン（Ｓｉ）等の半導体が挙げられる。これらの材料のなかでも、絶縁性の石英ガラスが好ましい。基板材料が石英ガラスであると、後述する貫通孔の内壁に絶縁層を形成する必要がなく、浮遊容量成分の存在等による高速伝送の阻害要因がなく、冷却用液体の流路の安定性が高い、等の利点がある。
基板１１の厚さ（第１面１から第２面２までの距離）としては、約１５０μｍ〜１ｍｍの範囲で適宜設定できる。
【００３１】
レーザー光２１は基板１１の第１面１側から照射され、基板１１内の所望の位置で焦点２２を結ぶ。焦点２２を結んだ位置で、この基板１１の材料が改質される。したがって、レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通孔２６ａとなる領域の全部に対して、焦点２２を結ぶことにより、改質部２３ａを形成することができる。
【００３２】
レーザー光２１の光源としては、例えばフェムト秒レーザーを挙げることができる。このレーザー光２１を照射することによって、例えば径が数μｍ〜数十μｍである改質部２３ａ（２３ｂ）を得ることができる。また、基板１１の内部におけるレーザー光２１の焦点２２を結ぶ位置を制御することにより、所望の形状を有する改質部２３ａ（２３ｂ）を形成することができる。なお、一般に、改質された部分のレーザーの透過率は、改質されていない部分のレーザーの透過率と異なり、改質された部分を透過させたレーザー光の焦点位置を制御することは通常困難である。
【００３３】
図７Ｂの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印αは、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部（第２の略直角部）までこの焦点２２を走査することを表す。矢印βは、この略直角の第２屈曲部から略直角の第１屈曲部までこの焦点２２を走査することを表す。矢印γは、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）までこの焦点２２を走査することを表す。このとき、矢印α、β、γの順で一筆書きの走査を行うことが、製造効率上好ましい。
【００３４】
なお、一筆書きの走査を行わない場合は、矢印βに関しては、走査する向きを逆方向にすることができる。一方、矢印αおよびγで表した走査の向きは逆方向にしない方が好ましい。逆方向に走査した場合、基板１１の厚み方向に見て、第１面１側（手前）から第２面２側（奥）に向けて走査することになるが、手前で改質された部分をレーザー光２１が透過して奥側で焦点２２を結ぶことが困難になることがある。これは改質部のレーザー透過率が変化してレーザー光２１を散乱することがあるためである。従って、基板１１の第１面１側からレーザー光２１が入射される場合、奥側の第２面２側から手前側の第１面１側への順に、焦点２２を結びながら走査することが可能である。基板１１の第２面２側からレーザー光２１が入射される場合、第１面１側が奥側になり、この第１面１側から第２面２側への順に、焦点２２を結びながら走査することが可能である。
【００３５】
次に、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ｂを形成する。改質部２３ｂは、貫通孔２６ｂとなる領域に設けられる。
レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通孔２６ｂとなる領域の全部に対して、焦点２２を結ぶことにより、改質部２３ｂを形成することができる。
【００３６】
図８Ｃの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印αは、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部（第２の略直角部）までこの焦点２２を走査することを表す。矢印βは、この略直角の第２屈曲部から略直角の第１屈曲部（第１の略直角部）までこの焦点２２を走査することを表す。矢印γは、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）までこの焦点２２を走査することを表す。このとき、矢印α、β、γの順で一筆書きの走査を行うことが、製造効率上好ましい。なお、一筆書きの走査を行わない場合は、矢印βだけに関しては、走査する向きを逆方向にすることができる。一方、矢印αおよびγで表した走査の向きは逆方向にしない方が好ましい。基板１１の第２面２側からレーザー光２１が入射される場合、この第１面１側から第２面２側への順に、焦点２２を結びながら走査することも可能である。
【００３７】
このように改質部２３ａおよび２３ｂが形成された基板１１を、その厚み方向に見たとき、改質部２３ａと改質部２３ｂとが互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３において、改質部２３ａが第１面１から遠い方の重なり部分を有し、改質部２３ｂが第１面１から近い方の重なり部分を有する。
【００３８】
前記改質部２３ａおよび２３ｂを形成する方法は、改質部２３ａの重なり部分１３を先に形成して、改質部２３ｂの重なり部分１３を後に形成する方法であれば特に制限されない。すなわち、基板１１の第１面１側からレーザー光２１が入射される場合、第１面１（レーザー光２１の入射側）から遠い方に重なり部分を有する改質部を形成した後、第１面１（レーザー光２１の入射側）から近い方に重なり部分を有する改質部を形成すればよい。
例えば、図７Ａ〜図８Ｃを示して前述したように、前記基板１１の厚み方向に見て互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する貫通孔２６ａおよび貫通孔２６ｂとなる領域のうち、レーザーが入射する第１面１から遠い方の重なり部分を有する貫通孔２６ａとなる領域（貫通配線形成領域）に対応する改質部２３ａの全部を先にレーザー照射して改質する。その後、前記第１面１から近い方の重なり部分を有する貫通孔２６ｂとなる領域（貫通配線形成領域）に対応する改質部２３ｂの全部を後でレーザー照射して改質する方法が挙げられる。
【００３９】
また、図１１Ａ〜１３Ｃを示して後述するように、改質部２３ｂの重なり部分１３を除いた部分（改質部２３ｂ−１および改質部２３ｂ−２）を先に形成し、つづいて改質部２３ａの全部を形成し、最後に改質部２３ｂの重なり部分１３を形成することによって、改質部２３ａおよび改質部２３ｂを形成する方法も挙げられる。この方法は、前記基板１１の厚み方向に見て互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する貫通孔２６ａおよび貫通孔２６ｂとなる領域のうち、レーザーが入射する第１面１から遠い方の重なり部分（貫通孔２６ａの重なり部分１３）を先にレーザー照射して改質し、前記第１面１から近い方の重なり部分（貫通孔２６ｂの重なり部分１３）を後でレーザー照射して改質する方法の一例である。
他の一例としては、改質部２３ａの重なり部分１３を先に形成し、つづいて改質部２３ｂの重なり部分１３を形成し、その後、改質部２３ａの重なり部を除いた部分及び改質部２３ｂの重なり部を除いた部分を形成する方法が挙げられる。すなわち、入射するレーザー光が改質した部分を透過しない限り、改質部２３ａ及び２３ｂを形成する順番を適宜調整することができる。言い換えると、レーザー光が入射される面から遠い重なり部分さえ先に形成すれば、他の部分の形成の順番には特に限定がない。
【００４０】
以下に、図１１Ａ〜１３Ｃに示す方法を説明する。まず、図１１Ａ〜図１１Ｃにおいて、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ｂ−１および改質部２３ｂ−２を形成する。改質部２３ｂ−１および改質部２３ｂ−２は、貫通孔２６ｂとなる領域のうち、下記の部分にそれぞれ形成される。
改質部２３ｂ−１は、貫通孔２６ｂとなる領域のうちの、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部までの部分と、この略直角の第２屈曲部から位置２５ａまでの部分とからなる部分に形成される。改質部２３ｂ−２は、貫通孔２６ｂとなる領域のうちの、位置２５ｂから略直角の第１屈曲部までの部分と、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）までの部分とからなる部分に形成される。位置２５ａから位置２５ｂまでの部分は、貫通孔２６ｂの重なり部分１３に対応する。
【００４１】
図１１Ｃの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印αは、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部までこの焦点２２を走査することを表す。矢印β１は、この略直角の第２屈曲部から位置２５ａまでこの焦点２２を走査することを表す。矢印β２は、位置２５ｂから略直角の第１屈曲部まで、この焦点２２を走査することを表す。矢印γは、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）まで、この焦点２２を走査することを表す。このとき、矢印α、β１、β２、γの順で走査を行うことが、製造効率上好ましい。なお、矢印β１およびβ２だけに関しては、走査する向きを逆方向にすることができる。一方、矢印αおよびγで表した走査の向きは逆方向にしない方が好ましい。
【００４２】
次に、図１２Ａ〜１２Ｃに示すように、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ａを形成する。改質部２３ａは、貫通孔２６ａとなる領域に形成される。
レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通孔２６ａとなる領域の全部に対して、焦点２２を結ぶことにより、改質部２３ａを形成することができる。このとき、貫通孔２６ｂの重なり部分１３となる部分に対応する改質部２３ｂの重なり部分１３は未だ形成されていない。したがって、レーザー光２１は、この改質前の改質部２３ｂの重なり部分１３を透過して、貫通孔２６ａの重なり部分１３となる部分に対応する改質部２３ａの重なり部分１３に焦点２２を結ぶことができる。
【００４３】
図１２Ｂの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印αは、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部まで、この焦点２２を走査することを表す。矢印βは、この略直角の第２屈曲部から略直角の第１屈曲部まで、この焦点２２を走査することを表す。矢印γは、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）まで、この焦点２２を走査することを表す。このとき、矢印α、β、γの順で一筆書きの走査を行うことが、製造効率上好ましい。なお、一筆書きの走査を行わない場合は、矢印βだけに関しては、走査する向きを逆方向にすることができる。一方、矢印αおよびγで表した走査の向きは逆方向にしない方が好ましい。
【００４４】
つづいて、図１３Ａ〜１３Ｃに示すように、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ｂの重なり部分１３を形成する。改質部２３ｂの重なり部分１３は、貫通孔２６ｂとなる領域のうちの、位置２５ａから位置２５ｂまでの部分に形成される。
レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通孔２６ｂとなる領域のうち、位置２５ａから位置２５ｂまでの部分に焦点２２を結ぶことにより、改質部２３ｂの重なり部分１３を形成することができる。このとき、既に形成されている前記改質部２３ｂ−１および改質部２３ｂ−２と、改質部２３ｂの重なり部１３とをスムーズに繋ぐようにレーザー光２１を照射することによって、貫通孔２６ｂとなる領域の全部に対応する改質部２３ｂを形成することができる。
【００４５】
図１３Ｃの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印β３は、位置２５ａから位置２５ｂまで、この焦点２２を走査することを表す。なお、矢印β３で表した走査の向きは、逆方向にすることができる。
【００４６】
以上のように、図７Ａ〜図８Ｃで示した方法、または図１１Ａ〜１３Ｃで示した方法によって、改質部２３ａおよび２３ｂを形成した基板１１を得ることができる。
【００４７】
上述した本発明にかかる貫通配線基板１９の製造方法の工程（Ａ）においては、基板１１の厚み方向に見て重なり部分１３を有する貫通孔２６ａおよび貫通孔２６ｂとなる領域の全部を、基板１１の第１面１側からレーザー照射することにより改質して、改質部２３ａおよび２３ｂを形成した。しかし、所望に応じて、基板１１の第２面２側からもレーザー照射して、改質部２３ａおよび２３ｂを形成することができる。この場合、改質部２３ｂの重なる部分１３については第１面１側からレーザー照射すればよく、改質部２３ａの重なる部分１３については第２面２側からレーザー照射すればよい。すなわち、この基板１１の厚み方向に見て互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する複数の貫通孔２６ａおよび貫通孔２６ｂとなる領域のうち、任意の部分について、第１面１に近い部分には第１面１側からレーザーを照射し、第２面２に近い部分には第２面２側からレーザーを照射して改質することによって、改質部２３ａおよび２３ｂを形成することができる。この場合、レーザー装置を基板１１の２つの面側にそれぞれ１機ずつ設置することが可能である。あるいは、１機のレーザー装置を基板１１の第１面１側と第２面２側とで往来させることにより、照射することも可能である。あるいは、１機のレーザー装置を固定して、基板１１の表裏を返して、第１面１と第２面２との位置関係を入れ換えれることによって、照射することもできる。
【００４８】
＜工程Ｂ＞
図９Ａ〜図９Ｃに示すように、前記改質部２３ａおよび２３ｂを形成した基板１１をエッチング液（薬液）２５に浸漬して、改質部２３ａおよび２３ｂをエッチング（ウエットエッチング）することにより基板１１から除去する。その結果、改質部２３ａおよび２３ｂが存在した部分に、貫通孔２６ａおよび２６ｂが形成される。本実施形態では基板１１の材料として石英ガラスを用い、エッチング液２５としてフッ酸（ＨＦ）を主成分とする溶液を用いた。このエッチングは、基板１１の改質されていない部分に比べて改質部２３ａおよび２３ｂが非常に速くエッチングされる現象を利用するものであり、結果として改質部２３ａおよび２３ｂの形状に応じた貫通孔２６ａおよび２６ｂを形成することができる。この段階で、貫通孔２６ａの一端は、基板の第１面に露呈する第１開口部２２６ａである。貫通孔２６ａの他端は、基板の第２面に露呈する第２開口部２２６ｂである。この貫通孔２６ａに導電性物質を充填又は成膜することによって、この第１開口部２２６ａに第１導電部１１２ａが形成され、第２開口部２２６ｂに第２導電部１１２ｂが形成される。
【００４９】
前記エッチング液２５は特に限定されず、例えばフッ酸（ＨＦ）を主成分とする溶液、フッ酸に硝酸等を適量添加したフッ硝酸系の混酸等を用いることができる。また、基板１１の材料に応じて、他の薬液を用いることもできる。
【００５０】
基板１１内に形成された貫通孔は、後述の工程（Ｃ）において、この貫通孔に導電性物質を充填又は成膜することによって、貫通配線を形成することができる。また、基板１１内に形成された貫通孔に冷媒を流すことによって、冷却用の流路とすることができる。
【００５１】
＜工程Ｃ＞
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、前記貫通孔２６ａおよび２６ｂが形成された基板１１において、貫通孔２６ａおよび２６ｂに導電性物質２７を充填又は成膜して貫通配線１２ａおよび１２ｂを形成する。この導電性物質２７としては、例えば金錫（Ａｕ−Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）等が挙げられる。この導電性物質２７を作成する方法としては、溶融金属吸引法、超臨界成膜法などを適宜用いることができる。
この基板１１に前記流路を形成する場合には、この流路内に導電性物質が侵入しないよう、この流路の開口部にレジスト等の保護層を設けて、一時的にこの開口部を閉じることが好ましい。このレジストは、例えば樹脂レジストや無機系材料の薄膜などを用いることができる。この保護層を設けることにより、この流路内に導電性物質が侵入することを防ぐことができる。この保護層は、貫通孔への導電性物質の充填または成膜が終わった後に、除去されることができる。
【００５２】
さらに必要に応じて、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、貫通配線１２ａおよび１２ｂの開口部上にランド部６１および６２をそれぞれ形成してもよい。ランド部６１および６２の形成方法は、めっき法、スパッタ法などを適宜用いることができる。
【００５３】
前記工程（Ｂ）によって形成された貫通孔に流す冷媒としては、水、空気等が挙げられる。冷媒が空気である場合は、この基板１１を空冷することができ、冷媒が水である場合は、この基板１１を液冷することができる。
冷媒である空気を貫通孔に流す方法は、ポンプ等を適宜外部に接続することにより、水等を流通することができる。
【００５４】
流路を基板内に備える貫通配線基板の製造方法として、図６Ａ〜図６Ｃに示した流路７１ａおよび７１ｂを有する貫通配線基板１９Ｆを製造する方法を例示する。
まず、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部を形成する。この改質部は、貫通配線１２ａ及び１２ｂ、並びに流路７１ａ及び７１ｂとなる領域にそれぞれ形成される。
レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通配線１２ａ及び１２ｂ、並びに流路７１ａ及び７１ｂとなる領域の全部に対して、焦点２２を結ぶことにより、この改質部を形成することができる。このとき、このレーザー照射は、基板１１の第１面１側から行なわれる。前述したように、このレーザー光は、必要に応じて、第２面２側、又は第１面１と第２面２との両側から照射することも可能である。
【００５５】
その第１面１側だけからレーザーを照射する方法を、図６Ａ〜図６Ｃに示した貫通配線基板１９Ｆを例として、以下に説明する。
まず、基板１１の厚み方向に見たとき、流路７１ａおよび７１ｂと貫通配線１２ａとは、互いに離間しつつ重なっている重なり部分を有さない。したがって、貫通配線１２ａとなる改質部と流路７１ａおよび７１ｂとなる改質部とは、その形成の順番に特に限定がなく、どちらを先に形成してもよい。
つぎに、基板１１の厚み方向に見たときの貫通配線１２ｂとなる改質部と、貫通配線１２ａ、流路７１ａ、及び流路７１ｂとなる各改質部との、互いの重なり部分の位置関係に着目して、第１面１からより遠い位置にこの重なり部分を有する貫通配線１２ａとなる改質部、流路７１ａ、及び流路７１ｂとなる各改質部を先に形成し、第１面１からより近い位置にこの重なり部分を有する貫通配線１２ｂとなる改質部を後で形成する。この順序で第１面１側からレーザー照射することにより、各改質部を形成することができる。
【００５６】
つぎに、前記各改質部が形成された基板１１を、前記エッチング液（薬液）に浸漬して、各改質部をエッチング（ウエットエッチング）することにより基板１１から除去する。その結果、各改質部が存在した部分に、貫通配線１２ａおよび１２ｂとなる貫通孔がそれぞれ形成され、同時に流路７１ａおよび７１ｂとなる貫通孔がそれぞれ形成される。
このように、貫通配線となる貫通孔と流路となる貫通孔とを同時に形成すれば、製造工程が簡略化でき、コストを低減することができる。
前記貫通配線となる貫通孔には、前述の工程（Ｃ）によって、導電性物質を充填又は成膜して貫通配線１２ａ及び１２ｂとすることができる。
以上のような方法によって、目的の流路を備えた貫通配線基板を製造することができる。
【００５７】
なお、本発明の貫通配線基板の製造方法では、前記工程（Ａ）において、前記重なり部分の第１面からの遠近を判断する際、互いに離間しつつ重なる部分同士のみで第１面からの相対的な遠近が判断される。
なお、本発明の説明において、「基板の２つの面の重なり方向から見て、貫通配線同士が互いに離間しつつ重なる部分のうち、一方の貫通配線のこの重なる部分」を、単に「重なり部分」ということがある。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の貫通配線基板は、例えば、電気的に接続された２つの面にデバイスを実装する３次元実装や、複数のデバイスを一つのパッケージ内でシステム化するシステムインパッケージ（ＳｉＰ）など、各種デバイスの高密度実装に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 第１面
２ 第２面
１１ 基板
１２ 貫通配線
１３ 重なり部
１６ 貫通配線
２１ レーザー光
２３ 改質された領域（改質部）
２５ エッチング液
２７ 導電性物質
３１ 貫通配線
３２ 貫通配線
４１ 貫通配線
５１ 貫通配線
５２ 貫通配線
６１ ランド部
６２ ランド部
７１ 流路
１９Ｆ 流路付き貫通配線基板
１９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ，１９Ｅ 貫通配線基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の内部を貫通する貫通配線を有する貫通配線基板の製造方法に関する。
本願は、２００９年０７月１０日に、日本に出願された特願２００９−１６４００１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の一方の面である第１面に実装された第１デバイスと、他方の面である第２面に実装された第２デバイスとの間を電気的に接続する方法として、基板の内部を貫通する貫通配線を設ける方法が用いられている。
貫通配線基板の一例として、特許文献１には、基材の厚み方向とは異なる方向に延びる部分を有する微細孔に導電性物質を充填してなる貫通配線を備えた貫通配線基板が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、積層型半導体モジュールが記載されている。チップ本体の一方の面である第１面から他方の面である第２面へ貫通する複数の貫通配線が埋め込み形成された半導体チップの実装において、貫通配線に充填された導電性物質が、貫通孔を形成する基材から抜け落ちることを防止するために、特許文献２に係る積層型半導体モジュールの貫通孔が、チップ本体の主平面と垂直な方向に対して傾けて形成されている。この貫通孔の第１面側の開口と第２面側の開口とが、チップ本体の基板の厚み方向の投影に対して、貫通孔のピッチαの整数倍（Ｎ≧１）のずれを持って形成され、隣接する半導体チップ同士で、電極がずれの方向Ｘに沿ってＮ個分だけずれて電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００６−３０３３６０号公報
【特許文献２】日本国特許第３８９６０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板の一方の面である第１面と他方の面である第２面とに実装されるデバイスが異なるデバイスである場合、デバイスごとの電極配置が異なる。したがって、基板中の貫通配線には、自由度の高い配線設計が求められている。また、各デバイスが基板と対向する面に有する電極の数が多い場合、デバイスの小型化に伴って電極同士の間隔が狭くなる。このとき、貫通配線が複数設けられた貫通配線基板において、貫通配線同士の短絡や電気信号の干渉を避けるために、貫通配線同士の空間的な距離を離す必要がある。このように、電極配置の多様化に加えて、電極の高密度化が一層進みつつある今日、貫通配線基板には、自由度の高い配線設計を実現するための従来にはない貫通配線技術の開発が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、貫通配線基板の両面に実装するデバイスの電極配置が多様で且つ高密度である小型のデバイスであっても、実装するデバイス間の電極を自由度高く電気的に接続することが可能な貫通配線基板およびその製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の請求項１に記載の貫通配線基板の製造方法は、第１面と第２面とを有する基板と；前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通孔内に、導電性物質を充填又は成膜することにより形成された複数の貫通配線と；を備え、前記貫通配線同士は、互いに離間し、且つ前記基板の平面視において、重なり部分を少なくとも１つ備える貫通配線基板の製造方法であって、互いに離間し且つ前記基板の平面視において重なり部分を有する複数の貫通孔形成領域を、前記基板の前記第１面側または第２面側からレーザー照射して、前記貫通孔形成領域を改質する工程（Ａ）と；前記改質された貫通孔形成領域を除去して、貫通孔を形成する工程（Ｂ）と；を含み、前記工程（Ａ）において、レーザー光は前記基板の表面を透過して該基板の内部に焦点を結び、前記複数の貫通孔形成領域のうち、前記レーザー光の入射面から遠い方の前記重なり部分をレーザー照射して改質した後に、前記レーザー光の入射面から近い方の前記重なり部分をレーザー照射して改質することを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１において、前記第１面側からレーザー照射する場合は、前記貫通孔形成領域において、前記第２面側から前記第１面側へ前記焦点を走査し、前記第２面側からレーザー照射する場合は、前記貫通孔形成領域において、前記第１面側から前記第２面側へ前記焦点を走査することを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１又は２において、前記レーザー光の焦点を、前記入射面を基準として遠い側から近い側へ、一筆書きで走査することを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１〜３の何れか一項において、前記工程（Ａ）において、前記レーザーの入射面から遠い方の前記重なり部分を有する前記貫通孔形成領域の全部をレーザー照射した後に、前記レーザーの入射面から近い方の前記重なり部分を有する貫通孔形成領域の全部をレーザー照射することを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１〜４の何れか一項において、前記貫通孔の形状が、前記基板の断面方向に見て、クランク形状であることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の貫通配線基板の製造方法は、請求項１又は２において、前記貫通孔の形状が、前記基板の断面方向に見て、略Ｙ字形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、互いに離間し且つ基板の平面視において重なり部分を有する複数の貫通配線を備える貫通配線基板の製造方法を提供することができる。
本発明の貫通配線基板内に設けられた前記貫通配線は、例えば、この貫通配線基板の各面に実装する個々のデバイスの電極の位置に合わせて基板内で自由に配することができるので、電極が高密度に配置された小型のデバイスであっても自由に接続することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図２Ａ】本発明の第２実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図３Ａ】本発明の第３実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図４Ａ】本発明の第４実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図４Ｂ】図３Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図４Ｃ】図３Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図５Ａ】本発明の第５実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図６Ａ】本発明の第６実施形態に係る貫通配線基板を示す平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａのａ−ａ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図６Ｃ】図６Ａのｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板の断面図である。
【図７Ａ】本発明にかかる貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図８Ａ】本発明にかかる貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図９Ａ】本発明にかかる貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図９Ｃ】図９Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１０Ａ】本発明に係る貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１１Ａ】本発明に係る貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１２Ａ】本発明に係る貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１３Ａ】本発明にかかる貫通配線基板の製造方法を示す平面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａのａ−ａ線に沿う断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａのｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１Ａ〜図６Ｃは、本発明の実施形態にかかる貫通配線基板１９を示す平面図および断面図である。各図面に示すように、本発明の実施形態に係る貫通配線基板１９はいずれも、単一の基板１１を構成する面のうち、２面以上を貫通する貫通配線を複数備えている。さらに、各貫通配線基板１９は、前記基板１１の表裏をなす２つの面（第１面及び第２面）の重なり方向から見て、前記貫通配線同士が互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３（交差部）を少なくとも１つ備えている。すなわち、貫通配線基板１９の貫通配線は、お互いに離間し、且つ基板の平面視において重なり部分１３を少なくとも一つ備えている。
すなわち、本発明の実施形態に係る貫通配線基板１９はいずれも、前記基板１１の表裏をなす２つの面の重なり方向から見て、立体的に交差するか又は立体的に重なる複数の貫通配線を備えている。ここで、「立体的に重なる」場合は、「立体的に交差する」場合を含む概念である。なお、「立体的に重なるが、立体的に交差しない」場合としては、例えば、この複数の貫通配線が立体的に平行して配された場合が挙げられる。また、前記表裏をなす２つの面は、基板１１を構成する複数の面のうち、最大の面積をもつ第１面１および第２面２を指す。
前記複数の貫通配線を基板１１内に配することにより、貫通配線基板１９の各面に実装するデバイスの電極の位置に合わせた自由度の高い配線設計が可能となる。このため、電極が高密度に配置された、互いに異なる電極配置を有するデバイス間を、本発明にかかる貫通配線基板１９を介して電気的に接続することが可能となる。
【００１１】
また、本発明にかかる貫通配線基板１９は、その内部に流路を有することが好ましい。この流路は、例えば、冷却用流体を流通させる流路として用いられる。この場合、実装されるデバイスが発熱量の大きいデバイスであっても、これらを効果的に冷却することができる。この流路は、基板１１の全体に亘って設けられてもよく、また、実装されるデバイスの発熱部と重なる位置に集中的に設けられてもよい。
【００１２】
なお、本発明の実施形態にかかる貫通配線基板１９に配された貫通配線及び流路の形状は特に制限されず、例えば直線部、曲線部、屈曲部、折り返し部等を含む形状が挙げられる。これらの貫通配線及び流路の形状は、適宜組み合わせることができる。
【００１３】
図１Ａ〜図１Ｃに、本発明の第１実施形態に係る貫通配線基板１９Ａ（１９）を示す。図１Ａは、貫通配線基板１９Ａの平面図である。図１Ｂは、図１Ａの平面図のａ−ａ線に沿う貫通配線基板１９Ａの断面図である。図１Ｃは、図１Ａの平面図のｂ−ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ａの断面図である。
この貫通配線基板１９Ａは、基板１１に配された貫通配線１２ａおよび１２ｂを備える。貫通配線１２ａおよび１２ｂは、第１面１と第２面２との重なり方向から見て、前記貫通配線同士が互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。ここで、第１面とは、図１Ａの紙面手前側の面（表面）を示し、第２面とは、紙面奥側の面（裏面）を示す。これを言い換えると、貫通配線１２ａおよび１２ｂは、基板１１の厚み方向に見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。ここで、基板１１の厚み方向とは、前記基板１１の表裏をなす第１面１から第２面２への方向（又はその逆方向）を示す。なお、図１Ａでは便宜上、この重なり部分１３を円で示したが、より厳密にいえば、この重なり部分１３は、基板１１の厚み方向に見て、貫通配線１２ａと貫通配線１２ｂとの交点のみを指す。これらのことは、後述する図２Ａ〜１３Ｃにおいても同様である。
【００１４】
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、前記貫通配線１２ａおよび１２ｂは共にクランク形状である。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、貫通配線１２ａの一端は、第１面１に露呈する第１導電部１１２ａである。なお、貫通配線１２ａの他端は、第２面２に露呈する第２導電部１１２ｂである。その中、貫通配線１２ａを構成する直線部が、貫通配線１２ａの上記一端（第１導電部）から基板１１の厚み方向に延びて、略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面（第１面及び第２面）に平行して、この直線部が継続して延びて略直角の第２屈曲部に達する。この略直角の第２屈曲部から基板１１の厚み方向に、この直線部が継続して延びて、第２面２に露呈する第２導電部に達する。
図１Ａ及び図１Ｃに示すように、貫通配線１２ｂの形状も貫通配線１２ａと同様のクランク形状である。貫通配線１２ｂの第１導電部は、第１面１において、貫通配線１２ａの第１導電部と異なる位置に設けられている。また、貫通配線１２ｂの略直角の第１屈曲部は、貫通配線１２ａの略直角の第１屈曲部よりも、第１面１から、より近い位置（より表面側）に設けられている。さらに、貫通配線１２ｂの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと直線部が伸びる方向が、貫通配線１２ａの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部への延びる方向とは９０度異なる。このため、貫通配線１２ａと貫通配線１２ｂとは、互いに接触して干渉することなく、基板１１の２つの面の重なり方向から見て（平面視で）、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３において立体的に交差して重なる。
【００１５】
図２Ａ〜図２Ｃに、本発明の第２実施形態に係る貫通配線基板１９Ｂ（１９）を示す。図２Ａは貫通配線基板１９Ｂの平面図である。図２Ｂは、図２Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｂの断面図である。図２Ｃは、図２Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｂの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｂは、基板１１に配された貫通配線３１および３２を備える。貫通配線３１および３２は、図２Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。
【００１６】
図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、前記貫通配線３１は略Ｙ字形状であり、前記貫通配線３２はクランク形状である。
貫通配線３１は、第１面１に露呈する第１導電部と第１面１に露呈する第２導電部と、第２面２に露呈する第３導電部とを有する。貫通配線３１を構成する直線部は、この第１導電部から基板１１の厚み方向に延びて、略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面に平行して、直線部が継続して延びて分岐部に達し、この分岐部を越えてさらに延びて略直角の第２屈曲部に達する。また、この貫通配線３１を構成する直線部が、第２導電部から基板１１の厚み方向に延びて、この略直角の第２屈曲部に達する。さらに、この分岐部から基板１１の厚み方向に直線部が延びて第２面２に露呈する第３導電部に達する。
貫通配線３２の一端は、第１面１に露呈する第１導電部である。貫通配線３２を構成する直線部が、この一端から基板１１の厚み方向に延びて略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面に平行して、直線部が継続して延びて略直角の第２屈曲部に達し、この略直角の第２屈曲部から基板１１の厚み方向に、直線部が継続して延びて第２面２に露呈する第２導電部に達する。この第２導電部は、貫通配線３２の他端である。
貫通配線３１の第１導電部および第２導電部は、第１面１において、貫通配線３２の第１導電部と異なる位置に設けられている。また、貫通配線３１の略直角の第１屈曲部は、貫通配線３２の略直角の第１屈曲部よりも、第１面１からより遠い位置（より奥側）に設けられている。さらに、貫通配線３２の略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと直線部が伸びる方向が、貫通配線３１の略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部への延びる方向とは９０度異なる。このため、貫通配線３１と貫通配線３２とは、互いに接触して干渉することなく、基板１１の２つの面の重なり方向から見て、重なり部分１３において立体的に交差して重なる。
【００１７】
図３Ａ〜図３Ｃに、本発明の第３実施形態に係る貫通配線基板１９Ｃ（１９）を示す。図３Ａは貫通配線基板１９Ｃの平面図である。図３Ｂは、図３Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｃの断面図である。図３Ｃは、図３Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｃの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｃは、基板１１に配された貫通配線４１ａ、４１ｂ、および４１ｃを備える。貫通配線４１ａ、４１ｂ、および４１ｃは、図３Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。
【００１８】
図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、前記貫通配線４１ａ、４１ｂ、および４１ｃは全てクランク形状である。
貫通配線４１ａの一端は、第１面１に露呈する第１導電部である。貫通配線４１ａを構成する直線部が、この一端（第１導電部）から基板１１の厚み方向に延びて、略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面に平行して、この直線部が継続して延びて、略直角の第２屈曲部に達する。この略直角の第２屈曲部から基板１１の厚み方向に、この直線部が継続延びて第２面２に露呈する第２導電部に達する。この第２の導電部は、貫通配線４１ａの他端である。
貫通配線４１ｂの形状も貫通配線４１ａと同様のクランク形状である。この貫通配線４１ｂの第１導電部は、第１面１において、貫通配線４１ａおよび４１ｃのそれぞれの第１導電部とは異なる位置に設けられている。また、貫通配線４１ｂの略直角の第１屈曲部は、貫通配線４１ａの略直角の第１屈曲部よりも、第１面１から、より遠い位置（より奥側）に設けられている。さらに、貫通配線４１ｂの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと直線部が伸びる方向が、貫通配線４１ａおよび４１ｃの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部への伸びる方向とは４５度異なる。このため、貫通配線４１ａおよび４１ｃと貫通配線４１ｂとは、互いに接触して干渉することなく、基板１１の２つの面の重なり方向から見て、重なり部分１３において立体的に交差して重なる。
貫通配線４１ｃの形状も貫通配線４１ａおよび４１ｂと同様のクランク形状である。貫通配線４１ｃの第１導電部は、第１面１において、それぞれ貫通配線４１ａおよび４１ｂの第１導電部と異なる位置に設けられている。また、貫通配線４１ｃの略直角の第１屈曲部は、貫通配線４１ｂの略直角の第１屈曲部よりも、第１面１からより遠い位置（より奥側）に設けられている。さらに、貫通配線４１ｃの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと直線部が伸びる方向が、貫通配線４１ａおよび４１ｂの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部への伸びる方向とは９０度および４５度それぞれ異なる。このため、貫通配線４１ａおよび４１ｂと貫通配線４１ｃとは、互いに接触して干渉することなく、基板１１の２つの面の重なり方向から見て、重なり部分１３において立体的に交差して重なる。
【００１９】
図４Ａ〜図４Ｃに、本発明の第４実施形態に係る貫通配線基板１９Ｄ（１９）を示す。図４Ａは貫通配線基板１９Ｄの平面図である。図４Ｂは、図４Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｄの断面図である。図４Ｃは、図４Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｄの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｄは、基板１１に配された貫通配線５１ａ、５１ｂ、および５２を備える。貫通配線５１ａおよび５２は、図４Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３ａ（１３）を有する。また、貫通配線５１ｂおよび５２は、図４Ａに示すように、第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３ｂ（１３）を有する。
【００２０】
図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、前記貫通配線５１ａおよび５１ｂは共にクランク形状であり、前記貫通配線５２は直線状である。
貫通配線５１ａの一端は、第１面１に露呈する第１導電部である。貫通配線５１ａを構成する直線部が、この一端（第１導電部）から基板１１の厚み方向に延びて略直角の第１屈曲部に達する。この略直角の第１屈曲部から基板１１の両面に平行して、この直線部が継続して延びて、略直角の第２屈曲部に達する。この略直角の第２屈曲部から基板１１の厚み方向に、この直線部が継続して延びて、第２面２に露呈する第２導電部に達する。この第２導電部は、貫通配線５１ａの他端である。
貫通配線５１ｂの形状も貫通配線５１ａと同様のクランク形状である。貫通配線５１ｂの第１導電部は、第１面１において、貫通配線５１ａの第１導電部とは異なる位置に設けられている。また、貫通配線５１ｂの略直角の第１屈曲部と貫通配線５１ａの略直角の第１屈曲部とは、第１面１から同じ位置（距離）に設けられている。さらに、貫通配線５１ｂの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと伸びる直線部の方向および距離が、貫通配線５１ａの略直角の第１屈曲部から略直角の第２屈曲部へと伸びる直線部の方向および距離と同じである。このため、貫通配線５１ａと５１ｂとは、互いに接触して干渉することがない。
また、貫通配線５２の一端は、第１面１に露呈する第１導電部である。貫通配線５２を構成する直線部が、この一端（第１導電部）から基板１１の厚み方向と傾斜する方向に延びて、第２面２に露呈する第２導電部に達する。この第２導電部は、貫通配線５２の他端である。貫通配線５２の第１導電部および第２導電部は、第１面１または第２面２において、貫通配線５１ａおよび５１ｂのそれぞれの第１導電部および第２導電部とは異なる位置に設けられている。また、貫通配線５２の重なり部分１３ａは、貫通配線５１ａの重なり部分１３ａよりも、第１面１から近い距離に位置し（図４Ｃ）、貫通配線５２の重なり部分１３ｂは、貫通配線５１ｂの重なり部分１３ｂよりも、第１面１から遠い距離に位置している（図４Ｃ）。このため、貫通配線５１ａおよび５１ｂと貫通配線５２とは、互いに接触して干渉することなく、第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、重なり部分１３ａおよび１３ｂにおいて、それぞれ立体的に交差して重なる。
【００２１】
図５Ａ〜図５Ｃに、本発明の第５実施形態に係る貫通配線基板１９Ｅ（１９）を示す。図５Ａは、貫通配線基板１９Ｅの平面図である。図５Ｂは、図５Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｅの断面図である。図５Ｃは、図５Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｅの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｅは、基板１１に配された貫通配線１２ａおよび１２ｂ、ならびにランド部６１および６２を備える。
貫通配線１２ａおよび１２ｂは、図５Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。
【００２２】
図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、前記貫通配線１２ａおよび１２ｂは共にクランク形状であり、その形状の説明は、前記図１Ａ〜図１Ｃに示した貫通配線基板１９Ａにおける貫通配線１２ａおよび１２ｂの説明と同様である。
貫通配線１２ａの第１導電部および第２導電部上には、円形のランド部６１が設けられている。貫通配線１２ｂの第１導電部および第２導電部上には、円形のランド部６２が設けられている。
前記ランド部６１および６２を設けることにより、はんだバンプ等を用いて基板１１の２つの面にデバイス等を実装することができる。
【００２３】
前記ランド部６１および６２は、一層以上の導電性薄膜からなる。このランド部を形成する材料は特に限定されず、例えば金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）等が挙げられる。これらを用いて、所望の形状のランド部を公知の方法によって形成することができる。
【００２４】
図６Ａ〜図６Ｃに、本発明の第６実施形態に係る貫通配線基板１９Ｆ（１９）を示す。図６Ａは貫通配線基板１９Ｆの平面図である。図６Ｂは、図６Ａの平面図のａ-ａ線に沿う貫通配線基板１９Ｆの断面図である。図６Ｃは、図６Ａの平面図のｂ-ｂ線に沿う貫通配線基板１９Ｆの断面図である。
この貫通配線基板１９Ｆは、基板１１に配された貫通配線１２ａおよび１２ｂ、ならびに流路７１ａおよび７１ｂを備える。
貫通配線１２ａおよび１２ｂは、図６Ａに示すように、前記基板１１の表裏をなす第１面１と第２面２との重なり方向（基板１１の厚み方向）から見て、互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する。
【００２５】
図６Ａ〜図６Ｃに示すように、前記貫通配線１２ａおよび１２ｂは共にクランク形状であり、その形状の説明は、前記図１Ａ〜図１Ｃに示した貫通配線基板１９Ａにおける貫通配線１２ａおよび１２ｂの説明と同様である。
前記流路７１ａおよび７１ｂは共に直線状であり、基板１１の両面（第１面及び第２面）に平行して、貫通配線１２ａに沿って配され、基板１１の側面（基板１１の厚み方向の断面）を貫通している。
前記流路７１ａおよび７１ｂは、例えば冷却用流体を流通させる流路として用いられることができる。その他、前記流路７１ａおよび７１ｂは、ＤＮＡ（核酸）、タンパク質、脂質などの生体溶液を流通させる流路として用いることもできる。例えば、前記流路７１ａおよび７１ｂを冷却用流体の流路として用いられる場合、貫通配線基板１９Ｆを液冷することができ、熱発生の大きいデバイスを基板上に実装した場合であっても、このデバイスを効果的に冷却することができる。なお、冷却用冷媒としては、例えば水（Ｈ２Ｏ）、空気等が挙げられる。
本実施形態に係る貫通配線基板は、電極が高密度に配置された小型のデバイスであっても、例えばその内部に冷却用流体の流路を有する場合、温度上昇を効果的に低減することが可能になる。
前記流路７１ａおよび７１ｂを基板内１１に形成する方法は、後述するように、前記貫通配線１２ａおよび１２ｂとなる貫通孔を形成する方法と同様の方法で行うことができる。
なお、図６Ｃに示すように、前記流路７１ａおよび７１ｂは、前記貫通配線１２ａより、前記基板１１の第１面１から近い位置に設けられているが、これに限定されない。前記流路７１ａおよび７１ｂは、前記貫通配線１２ａと同じ位置、すなわち前記基板１１の第１面１から同じ位置に設けられることも可能である。なお、本実施形態において、前記流路７１ａおよび７１ｂは、前記基板１１の両面に平行して、前記貫通配線１２ａに沿って設けられている。しかしながら、前記流路７１ａおよび７１ｂは、前記基板１１の両面に平行して、前記貫通配線１２ｂに沿って設けられることも可能である。
【００２６】
以上で示した、本発明の貫通配線基板１９における基板１１の材料としては、例えばガラス、サファイア、プラスチック、セラミックス等の絶縁体や、シリコン（Ｓｉ）等の半導体が挙げられる。これらの材料のなかでも、絶縁性の石英ガラスが好ましい。基板材料が石英ガラスであると、後述する貫通孔の内壁に絶縁層を形成する必要がなく、浮遊容量成分の存在等による高速伝送の阻害要因がなく、冷却用液体の流路の安定性が高い、等の利点がある。
この基板の両面に実装されるデバイスとして、シリコン基板に素子を形成した電子デバイスが考えられる。この際に、この電子デバイスとこの基板との間の線膨張係数差が大きい場合、実装時の温度による両者の伸び量が大きく異なる場合がある。その結果、デバイスの端子と基板のパッドとの間に位置ずれが生じ、精度の高い接続が困難となり、場合によっては接続そのものが困難となる。本実施形態に係る基板は、シリコンやガラスを用いることができるため、この電子デバイスとこの基板との間の線膨張係数差を小さくすることができる。従って、デバイス端子と基板のパッドとの位置ずれを抑制することができ、高精度の接続を実現することができる。
基板１１の厚さ（第１面１から第２面２までの距離）としては、約１５０μｍ〜１ｍｍの範囲で適宜設定できる。
【００２７】
本発明の貫通配線基板に備えられる貫通配線のパターンや断面形状は、以上の例示に限定されるものではなく、適宜設計することが可能である。また、本発明の貫通配線基板に備えられる冷却用液体の流路のパターン（経路）や断面形状は、以上の例示に限定されるものではなく、適宜設計することが可能である。
【００２８】
次に、貫通配線基板１９を製造する方法の一例として、図７Ａ〜図１０Ｃ、および図１１Ａ〜１３Ｃに、貫通配線基板１９Ａを製造する方法を示す。
ここで、図７Ａ〜１０Ｃおよび図１１Ａ〜１３Ｃは、貫通配線基板１９Ａを製造する基板１１の平面図および断面図である。その中、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａは基板１１の平面図であり、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂは、それぞれの平面図のａ-ａ線に沿う基板１１の断面図であり、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃは、それぞれの平面図のｂ-ｂ線に沿う基板１１の断面図である。
【００２９】
＜工程Ａ＞
まず、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ａを形成する。改質部２３ａは、貫通配線１２ａを形成する貫通孔２６ａ（図９Ａ）となる領域（貫通孔形成領域）に設けられる。
【００３０】
基板１１の材料としては、例えばガラス、サファイア、プラスチック、セラミックス等の絶縁体や、シリコン（Ｓｉ）等の半導体が挙げられる。これらの材料のなかでも、絶縁性の石英ガラスが好ましい。基板材料が石英ガラスであると、後述する貫通孔の内壁に絶縁層を形成する必要がなく、浮遊容量成分の存在等による高速伝送の阻害要因がなく、冷却用液体の流路の安定性が高い、等の利点がある。
基板１１の厚さ（第１面１から第２面２までの距離）としては、約１５０μｍ〜１ｍｍの範囲で適宜設定できる。
【００３１】
レーザー光２１は基板１１の第１面１側から照射され、基板１１内の所望の位置で焦点２２を結ぶ。焦点２２を結んだ位置で、この基板１１の材料が改質される。したがって、レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通孔２６ａとなる領域の全部に対して、焦点２２を結ぶことにより、改質部２３ａを形成することができる。
【００３２】
レーザー光２１の光源としては、例えばフェムト秒レーザーを挙げることができる。このレーザー光２１を照射することによって、例えば径が数μｍ〜数十μｍである改質部２３ａ（２３ｂ）を得ることができる。また、基板１１の内部におけるレーザー光２１の焦点２２を結ぶ位置を制御することにより、所望の形状を有する改質部２３ａ（２３ｂ）を形成することができる。なお、一般に、改質された部分のレーザーの透過率は、改質されていない部分のレーザーの透過率と異なり、改質された部分を透過させたレーザー光の焦点位置を制御することは通常困難である。
【００３３】
図７Ｂの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印αは、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部（第２の略直角部）までこの焦点２２を走査することを表す。矢印βは、この略直角の第２屈曲部から略直角の第１屈曲部までこの焦点２２を走査することを表す。矢印γは、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）までこの焦点２２を走査することを表す。このとき、矢印α、β、γの順で一筆書きの走査を行うことが、製造効率上好ましい。
【００３４】
なお、一筆書きの走査を行わない場合は、矢印βに関しては、走査する向きを逆方向にすることができる。一方、矢印αおよびγで表した走査の向きは逆方向にしない方が好ましい。逆方向に走査した場合、基板１１の厚み方向に見て、第１面１側（手前）から第２面２側（奥）に向けて走査することになるが、手前で改質された部分をレーザー光２１が透過して奥側で焦点２２を結ぶことが困難になることがある。これは改質部のレーザー透過率が変化してレーザー光２１を散乱することがあるためである。従って、基板１１の第１面１側からレーザー光２１が入射される場合、奥側の第２面２側から手前側の第１面１側への順に、焦点２２を結びながら走査することが可能である。基板１１の第２面２側からレーザー光２１が入射される場合、第１面１側が奥側になり、この第１面１側から第２面２側への順に、焦点２２を結びながら走査することが可能である。
【００３５】
次に、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ｂを形成する。改質部２３ｂは、貫通孔２６ｂとなる領域に設けられる。
レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通孔２６ｂとなる領域の全部に対して、焦点２２を結ぶことにより、改質部２３ｂを形成することができる。
【００３６】
図８Ｃの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印αは、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部（第２の略直角部）までこの焦点２２を走査することを表す。矢印βは、この略直角の第２屈曲部から略直角の第１屈曲部（第１の略直角部）までこの焦点２２を走査することを表す。矢印γは、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）までこの焦点２２を走査することを表す。このとき、矢印α、β、γの順で一筆書きの走査を行うことが、製造効率上好ましい。なお、一筆書きの走査を行わない場合は、矢印βだけに関しては、走査する向きを逆方向にすることができる。一方、矢印αおよびγで表した走査の向きは逆方向にしない方が好ましい。基板１１の第２面２側からレーザー光２１が入射される場合、この第１面１側から第２面２側への順に、焦点２２を結びながら走査することも可能である。
【００３７】
このように改質部２３ａおよび２３ｂが形成された基板１１を、その厚み方向に見たとき、改質部２３ａと改質部２３ｂとが互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３において、改質部２３ａが第１面１から遠い方の重なり部分を有し、改質部２３ｂが第１面１から近い方の重なり部分を有する。
【００３８】
前記改質部２３ａおよび２３ｂを形成する方法は、改質部２３ａの重なり部分１３を先に形成して、改質部２３ｂの重なり部分１３を後に形成する方法であれば特に制限されない。すなわち、基板１１の第１面１側からレーザー光２１が入射される場合、第１面１（レーザー光２１の入射側）から遠い方に重なり部分を有する改質部を形成した後、第１面１（レーザー光２１の入射側）から近い方に重なり部分を有する改質部を形成すればよい。
例えば、図７Ａ〜図８Ｃを示して前述したように、前記基板１１の厚み方向に見て互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する貫通孔２６ａおよび貫通孔２６ｂとなる領域のうち、レーザーが入射する第１面１から遠い方の重なり部分を有する貫通孔２６ａとなる領域（貫通配線形成領域）に対応する改質部２３ａの全部を先にレーザー照射して改質する。その後、前記第１面１から近い方の重なり部分を有する貫通孔２６ｂとなる領域（貫通配線形成領域）に対応する改質部２３ｂの全部を後でレーザー照射して改質する方法が挙げられる。
【００３９】
また、図１１Ａ〜１３Ｃを示して後述するように、改質部２３ｂの重なり部分１３を除いた部分（改質部２３ｂ−１および改質部２３ｂ−２）を先に形成し、つづいて改質部２３ａの全部を形成し、最後に改質部２３ｂの重なり部分１３を形成することによって、改質部２３ａおよび改質部２３ｂを形成する方法も挙げられる。この方法は、前記基板１１の厚み方向に見て互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する貫通孔２６ａおよび貫通孔２６ｂとなる領域のうち、レーザーが入射する第１面１から遠い方の重なり部分（貫通孔２６ａの重なり部分１３）を先にレーザー照射して改質し、前記第１面１から近い方の重なり部分（貫通孔２６ｂの重なり部分１３）を後でレーザー照射して改質する方法の一例である。
他の一例としては、改質部２３ａの重なり部分１３を先に形成し、つづいて改質部２３ｂの重なり部分１３を形成し、その後、改質部２３ａの重なり部を除いた部分及び改質部２３ｂの重なり部を除いた部分を形成する方法が挙げられる。すなわち、入射するレーザー光が改質した部分を透過しない限り、改質部２３ａ及び２３ｂを形成する順番を適宜調整することができる。言い換えると、レーザー光が入射される面から遠い重なり部分さえ先に形成すれば、他の部分の形成の順番には特に限定がない。
【００４０】
以下に、図１１Ａ〜１３Ｃに示す方法を説明する。まず、図１１Ａ〜図１１Ｃにおいて、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ｂ−１および改質部２３ｂ−２を形成する。改質部２３ｂ−１および改質部２３ｂ−２は、貫通孔２６ｂとなる領域のうち、下記の部分にそれぞれ形成される。
改質部２３ｂ−１は、貫通孔２６ｂとなる領域のうちの、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部までの部分と、この略直角の第２屈曲部から位置２５ａまでの部分とからなる部分に形成される。改質部２３ｂ−２は、貫通孔２６ｂとなる領域のうちの、位置２５ｂから略直角の第１屈曲部までの部分と、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）までの部分とからなる部分に形成される。位置２５ａから位置２５ｂまでの部分は、貫通孔２６ｂの重なり部分１３に対応する。
【００４１】
図１１Ｃの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印αは、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部までこの焦点２２を走査することを表す。矢印β１は、この略直角の第２屈曲部から位置２５ａまでこの焦点２２を走査することを表す。矢印β２は、位置２５ｂから略直角の第１屈曲部まで、この焦点２２を走査することを表す。矢印γは、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）まで、この焦点２２を走査することを表す。このとき、矢印α、β１、β２、γの順で走査を行うことが、製造効率上好ましい。なお、矢印β１およびβ２だけに関しては、走査する向きを逆方向にすることができる。一方、矢印αおよびγで表した走査の向きは逆方向にしない方が好ましい。
【００４２】
次に、図１２Ａ〜１２Ｃに示すように、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ａを形成する。改質部２３ａは、貫通孔２６ａとなる領域に形成される。
レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通孔２６ａとなる領域の全部に対して、焦点２２を結ぶことにより、改質部２３ａを形成することができる。このとき、貫通孔２６ｂの重なり部分１３となる部分に対応する改質部２３ｂの重なり部分１３は未だ形成されていない。したがって、レーザー光２１は、この改質前の改質部２３ｂの重なり部分１３を透過して、貫通孔２６ａの重なり部分１３となる部分に対応する改質部２３ａの重なり部分１３に焦点２２を結ぶことができる。
【００４３】
図１２Ｂの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印αは、第２面２（第２面における開口部）から略直角の第２屈曲部まで、この焦点２２を走査することを表す。矢印βは、この略直角の第２屈曲部から略直角の第１屈曲部まで、この焦点２２を走査することを表す。矢印γは、この略直角の第１屈曲部から第１面１（第１面における開口部）まで、この焦点２２を走査することを表す。このとき、矢印α、β、γの順で一筆書きの走査を行うことが、製造効率上好ましい。なお、一筆書きの走査を行わない場合は、矢印βだけに関しては、走査する向きを逆方向にすることができる。一方、矢印αおよびγで表した走査の向きは逆方向にしない方が好ましい。
【００４４】
つづいて、図１３Ａ〜１３Ｃに示すように、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部２３ｂの重なり部分１３を形成する。改質部２３ｂの重なり部分１３は、貫通孔２６ｂとなる領域のうちの、位置２５ａから位置２５ｂまでの部分に形成される。
レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通孔２６ｂとなる領域のうち、位置２５ａから位置２５ｂまでの部分に焦点２２を結ぶことにより、改質部２３ｂの重なり部分１３を形成することができる。このとき、既に形成されている前記改質部２３ｂ−１および改質部２３ｂ−２と、改質部２３ｂの重なり部１３とをスムーズに繋ぐようにレーザー光２１を照射することによって、貫通孔２６ｂとなる領域の全部に対応する改質部２３ｂを形成することができる。
【００４５】
図１３Ｃの断面図に示した矢印は、レーザー光２１の焦点２２を走査する向きを表す。すなわち、矢印β３は、位置２５ａから位置２５ｂまで、この焦点２２を走査することを表す。なお、矢印β３で表した走査の向きは、逆方向にすることができる。
【００４６】
以上のように、図７Ａ〜図８Ｃで示した方法、または図１１Ａ〜１３Ｃで示した方法によって、改質部２３ａおよび２３ｂを形成した基板１１を得ることができる。
【００４７】
上述した本発明にかかる貫通配線基板１９の製造方法の工程（Ａ）においては、基板１１の厚み方向に見て重なり部分１３を有する貫通孔２６ａおよび貫通孔２６ｂとなる領域の全部を、基板１１の第１面１側からレーザー照射することにより改質して、改質部２３ａおよび２３ｂを形成した。しかし、所望に応じて、基板１１の第２面２側からもレーザー照射して、改質部２３ａおよび２３ｂを形成することができる。この場合、改質部２３ｂの重なる部分１３については第１面１側からレーザー照射すればよく、改質部２３ａの重なる部分１３については第２面２側からレーザー照射すればよい。すなわち、この基板１１の厚み方向に見て互いに離間しつつ重なっている重なり部分１３を有する複数の貫通孔２６ａおよび貫通孔２６ｂとなる領域のうち、任意の部分について、第１面１に近い部分には第１面１側からレーザーを照射し、第２面２に近い部分には第２面２側からレーザーを照射して改質することによって、改質部２３ａおよび２３ｂを形成することができる。この場合、レーザー装置を基板１１の２つの面側にそれぞれ１機ずつ設置することが可能である。あるいは、１機のレーザー装置を基板１１の第１面１側と第２面２側とで往来させることにより、照射することも可能である。あるいは、１機のレーザー装置を固定して、基板１１の表裏を返して、第１面１と第２面２との位置関係を入れ換えれることによって、照射することもできる。
【００４８】
＜工程Ｂ＞
図９Ａ〜図９Ｃに示すように、前記改質部２３ａおよび２３ｂを形成した基板１１をエッチング液（薬液）２５に浸漬して、改質部２３ａおよび２３ｂをエッチング（ウエットエッチング）することにより基板１１から除去する。その結果、改質部２３ａおよび２３ｂが存在した部分に、貫通孔２６ａおよび２６ｂが形成される。本実施形態では基板１１の材料として石英ガラスを用い、エッチング液２５としてフッ酸（ＨＦ）を主成分とする溶液を用いた。このエッチングは、基板１１の改質されていない部分に比べて改質部２３ａおよび２３ｂが非常に速くエッチングされる現象を利用するものであり、結果として改質部２３ａおよび２３ｂの形状に応じた貫通孔２６ａおよび２６ｂを形成することができる。この段階で、貫通孔２６ａの一端は、基板の第１面に露呈する第１開口部２２６ａである。貫通孔２６ａの他端は、基板の第２面に露呈する第２開口部２２６ｂである。この貫通孔２６ａに導電性物質を充填又は成膜することによって、この第１開口部２２６ａに第１導電部１１２ａが形成され、第２開口部２２６ｂに第２導電部１１２ｂが形成される。
【００４９】
前記エッチング液２５は特に限定されず、例えばフッ酸（ＨＦ）を主成分とする溶液、フッ酸に硝酸等を適量添加したフッ硝酸系の混酸等を用いることができる。また、基板１１の材料に応じて、他の薬液を用いることもできる。
【００５０】
基板１１内に形成された貫通孔は、後述の工程（Ｃ）において、この貫通孔に導電性物質を充填又は成膜することによって、貫通配線を形成することができる。また、基板１１内に形成された貫通孔に冷媒を流すことによって、冷却用の流路とすることができる。
【００５１】
＜工程Ｃ＞
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、前記貫通孔２６ａおよび２６ｂが形成された基板１１において、貫通孔２６ａおよび２６ｂに導電性物質２７を充填又は成膜して貫通配線１２ａおよび１２ｂを形成する。この導電性物質２７としては、例えば金錫（Ａｕ−Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）等が挙げられる。この導電性物質２７を作成する方法としては、溶融金属吸引法、超臨界成膜法などを適宜用いることができる。
この基板１１に前記流路を形成する場合には、この流路内に導電性物質が侵入しないよう、この流路の開口部にレジスト等の保護層を設けて、一時的にこの開口部を閉じることが好ましい。このレジストは、例えば樹脂レジストや無機系材料の薄膜などを用いることができる。この保護層を設けることにより、この流路内に導電性物質が侵入することを防ぐことができる。この保護層は、貫通孔への導電性物質の充填または成膜が終わった後に、除去されることができる。
【００５２】
さらに必要に応じて、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、貫通配線１２ａおよび１２ｂの開口部上にランド部６１および６２をそれぞれ形成してもよい。ランド部６１および６２の形成方法は、めっき法、スパッタ法などを適宜用いることができる。
【００５３】
前記工程（Ｂ）によって形成された貫通孔に流す冷媒としては、水、空気等が挙げられる。冷媒が空気である場合は、この基板１１を空冷することができ、冷媒が水である場合は、この基板１１を液冷することができる。
冷媒である空気を貫通孔に流す方法は、ポンプ等を適宜外部に接続することにより、水等を流通することができる。
【００５４】
流路を基板内に備える貫通配線基板の製造方法として、図６Ａ〜図６Ｃに示した流路７１ａおよび７１ｂを有する貫通配線基板１９Ｆを製造する方法を例示する。
まず、基板１１にレーザー光２１を照射して、基板１１内に基板１１の材料が改質されてなる改質部を形成する。この改質部は、貫通配線１２ａ及び１２ｂ、並びに流路７１ａ及び７１ｂとなる領域にそれぞれ形成される。
レーザー光２１を照射しながら焦点２２の位置を順次ずらして移動（走査）して、貫通配線１２ａ及び１２ｂ、並びに流路７１ａ及び７１ｂとなる領域の全部に対して、焦点２２を結ぶことにより、この改質部を形成することができる。このとき、このレーザー照射は、基板１１の第１面１側から行なわれる。前述したように、このレーザー光は、必要に応じて、第２面２側、又は第１面１と第２面２との両側から照射することも可能である。
【００５５】
その第１面１側だけからレーザーを照射する方法を、図６Ａ〜図６Ｃに示した貫通配線基板１９Ｆを例として、以下に説明する。
まず、基板１１の厚み方向に見たとき、流路７１ａおよび７１ｂと貫通配線１２ａとは、互いに離間しつつ重なっている重なり部分を有さない。したがって、貫通配線１２ａとなる改質部と流路７１ａおよび７１ｂとなる改質部とは、その形成の順番に特に限定がなく、どちらを先に形成してもよい。
つぎに、基板１１の厚み方向に見たときの貫通配線１２ｂとなる改質部と、貫通配線１２ａ、流路７１ａ、及び流路７１ｂとなる各改質部との、互いの重なり部分の位置関係に着目して、第１面１からより遠い位置にこの重なり部分を有する貫通配線１２ａとなる改質部、流路７１ａ、及び流路７１ｂとなる各改質部を先に形成し、第１面１からより近い位置にこの重なり部分を有する貫通配線１２ｂとなる改質部を後で形成する。この順序で第１面１側からレーザー照射することにより、各改質部を形成することができる。
【００５６】
つぎに、前記各改質部が形成された基板１１を、前記エッチング液（薬液）に浸漬して、各改質部をエッチング（ウエットエッチング）することにより基板１１から除去する。その結果、各改質部が存在した部分に、貫通配線１２ａおよび１２ｂとなる貫通孔がそれぞれ形成され、同時に流路７１ａおよび７１ｂとなる貫通孔がそれぞれ形成される。
このように、貫通配線となる貫通孔と流路となる貫通孔とを同時に形成すれば、製造工程が簡略化でき、コストを低減することができる。
前記貫通配線となる貫通孔には、前述の工程（Ｃ）によって、導電性物質を充填又は成膜して貫通配線１２ａ及び１２ｂとすることができる。
以上のような方法によって、目的の流路を備えた貫通配線基板を製造することができる。
【００５７】
なお、本発明の貫通配線基板の製造方法では、前記工程（Ａ）において、前記重なり部分の第１面からの遠近を判断する際、互いに離間しつつ重なる部分同士のみで第１面からの相対的な遠近が判断される。
なお、本発明の説明において、「基板の２つの面の重なり方向から見て、貫通配線同士が互いに離間しつつ重なる部分のうち、一方の貫通配線のこの重なる部分」を、単に「重なり部分」ということがある。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の貫通配線基板は、例えば、電気的に接続された２つの面にデバイスを実装する３次元実装や、複数のデバイスを一つのパッケージ内でシステム化するシステムインパッケージ（ＳｉＰ）など、各種デバイスの高密度実装に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 第１面
２ 第２面
１１ 基板
１２ 貫通配線
１３ 重なり部
１６ 貫通配線
２１ レーザー光
２３ 改質された領域（改質部）
２５ エッチング液
２７ 導電性物質
３１ 貫通配線
３２ 貫通配線
４１ 貫通配線
５１ 貫通配線
５２ 貫通配線
６１ ランド部
６２ ランド部
７１ 流路
１９Ｆ 流路付き貫通配線基板
１９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ，１９Ｅ 貫通配線基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と第２面とを有する基板と；前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通孔内に、導電性物質を充填又は成膜することにより形成された複数の貫通配線と；を備え、前記貫通配線同士は、互いに離間し、且つ前記基板の平面視において、重なり部分を少なくとも１つ備える貫通配線基板の製造方法であって、
互いに離間し且つ前記基板の平面視において重なり部分を有する複数の貫通孔形成領域を、前記基板の前記第１面側または第２面側からレーザー照射して、前記貫通孔形成領域を改質する工程（Ａ）と；
前記改質された貫通孔形成領域を除去して、貫通孔を形成する工程（Ｂ）と；
を含み、
前記工程（Ａ）において、レーザー光は前記基板の表面を透過して該基板の内部に焦点を結び、前記複数の貫通孔形成領域のうち、前記レーザー光の入射面から遠い方の前記重なり部分をレーザー照射して改質した後に、前記レーザー光の入射面から近い方の前記重なり部分をレーザー照射して改質することを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１面側からレーザー照射する場合は、前記貫通孔形成領域において、前記第２面側から前記第１面側へ前記焦点を走査し、
前記第２面側からレーザー照射する場合は、前記貫通孔形成領域において、前記第１面側から前記第２面側へ前記焦点を走査することを特徴とする請求項１に記載の貫通配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記レーザー光の焦点を、前記入射面を基準として遠い側から近い側へ、一筆書きで走査することを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ａ）において、前記レーザーの入射面から遠い方の前記重なり部分を有する前記貫通孔形成領域の全部をレーザー照射した後に、前記レーザーの入射面から近い方の前記重なり部分を有する貫通孔形成領域の全部をレーザー照射することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の貫通配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記貫通孔の形状が、前記基板の断面方向に見て、クランク形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の貫通配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記貫通孔の形状が、前記基板の断面方向に見て、略Ｙ字形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通配線基板の製造方法。
【請求項１】
第１面と第２面とを有する基板と；前記第１面及び前記第２面の間を貫通する貫通孔内に、導電性物質を充填又は成膜することにより形成された複数の貫通配線と；を備え、前記貫通配線同士は、互いに離間し、且つ前記基板の平面視において、重なり部分を少なくとも１つ備える貫通配線基板の製造方法であって、
互いに離間し且つ前記基板の平面視において重なり部分を有する複数の貫通孔形成領域を、前記基板の前記第１面側または第２面側からレーザー照射して、前記貫通孔形成領域を改質する工程（Ａ）と；
前記改質された貫通孔形成領域を除去して、貫通孔を形成する工程（Ｂ）と；
を含み、
前記工程（Ａ）において、レーザー光は前記基板の表面を透過して該基板の内部に焦点を結び、前記複数の貫通孔形成領域のうち、前記レーザー光の入射面から遠い方の前記重なり部分をレーザー照射して改質した後に、前記レーザー光の入射面から近い方の前記重なり部分をレーザー照射して改質することを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１面側からレーザー照射する場合は、前記貫通孔形成領域において、前記第２面側から前記第１面側へ前記焦点を走査し、
前記第２面側からレーザー照射する場合は、前記貫通孔形成領域において、前記第１面側から前記第２面側へ前記焦点を走査することを特徴とする請求項１に記載の貫通配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記レーザー光の焦点を、前記入射面を基準として遠い側から近い側へ、一筆書きで走査することを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ａ）において、前記レーザーの入射面から遠い方の前記重なり部分を有する前記貫通孔形成領域の全部をレーザー照射した後に、前記レーザーの入射面から近い方の前記重なり部分を有する貫通孔形成領域の全部をレーザー照射することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の貫通配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記貫通孔の形状が、前記基板の断面方向に見て、クランク形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の貫通配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記貫通孔の形状が、前記基板の断面方向に見て、略Ｙ字形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通配線基板の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【公開番号】特開２０１２−１３４５４０（Ｐ２０１２−１３４５４０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４８５９７（Ｐ２０１２−４８５９７）
【出願日】平成２４年３月５日（２０１２．３．５）
【分割の表示】特願２０１１−２３９７０６（Ｐ２０１１−２３９７０６）の分割
【原出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月５日（２０１２．３．５）
【分割の表示】特願２０１１−２３９７０６（Ｐ２０１１−２３９７０６）の分割
【原出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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