３次元流路と電気配線を内蔵したＬＴＣＣ基板、その製造方法、その基板を用いたＭＥＭＳ素子及びその製造方法
【課題】３次元流路と電気配線を内蔵した設計自由度の高い陽極接合可能なＬＴＣＣ基板、前記基板をＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハと陽極接合した電子デバイス用のＭＥＭＳ素子、及びそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】ＬＴＣＣ基板用グリーンシートに、焼成・エッチング処理後に３次元の流路と貫通配線となるビアホールを開ける工程、前記ビアホールに金ペーストを印刷する工程、前記グリーンシートを所定枚数積層し、焼成して一体化する工程、前記貫通配線部となるビアを保護した状態で、金導体を除去する工程、及び保護膜を剥離する工程を有する３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法、その方法で得られるＬＴＣＣ基板、及びその基板をＭＥＭＳ素子の搭載されたシリコンウエハと陽極接合した各種電子デバイス用のＭＥＭＳ素子とその製造方法。
【解決手段】ＬＴＣＣ基板用グリーンシートに、焼成・エッチング処理後に３次元の流路と貫通配線となるビアホールを開ける工程、前記ビアホールに金ペーストを印刷する工程、前記グリーンシートを所定枚数積層し、焼成して一体化する工程、前記貫通配線部となるビアを保護した状態で、金導体を除去する工程、及び保護膜を剥離する工程を有する３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法、その方法で得られるＬＴＣＣ基板、及びその基板をＭＥＭＳ素子の搭載されたシリコンウエハと陽極接合した各種電子デバイス用のＭＥＭＳ素子とその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元の流路と電気配線を１枚の基板に内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板に関する。さらに詳しく言えば、アクチュエータやセンサー用のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子が形成されたシリコンシリコンウエハと陽極接合可能な、３次元の流路と電気配線を１枚の基板に内蔵したＬＴＣＣ基板、その製造方法、及びそのＬＴＣＣ基板とＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハとを陽極接合したＭＥＭＳ素子とその製造方法に関する。
本発明の３次元流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板は、液体やガスの注入や抽出を行うと同時に電気信号のやり取りが可能な電子デバイス、例えばインクジェットプリンタ、燃料電池、圧力センサ、マイクロ混合器、マイクロリアクターなどのＭＥＭＳ素子用として有用である。
【背景技術】
【０００２】
陽極接合は、ホウケイ酸ガラスに代表されるアルカリ金属を含むガラスとシリコンを接触させた状態で、ガラス中のナトリウムなどのアルカリ金属イオンが動き易い温度まで加熱し、シリコン側を正、ガラス側を負の電極に接続して数百〜千ボルト程度の直流電圧を印加することにより、ガラスとシリコンを接合する方法である。アルカリ金属イオンが負極側に移動した際に生じる非架橋酸素イオンとシリコンが静電的に引き合い、ガラス−シリコン界面で化学結合を生じることにより、強固で信頼性の高い接合が得られ、圧力センサや加速度センサなどの実装技術として多用されている。
【０００３】
ＭＥＭＳは、研究開発段階を過ぎ、自動車、ゲーム機器などのセンサに使用され、実用化、普及化の段階に入っている。携帯電話などの通信機器に搭載するためには、低コスト化とともに、小型・低背・高機能化が求められているが、この解決策としてウエハレベル実装技術が開発されている。ウエハレベル実装を実現するためには、気密封止されたＭＥＭＳチップ（デバイス）の電極と接合した実装基板側の電極を裏面に取り出すための貫通配線実装基板が必要である。
【０００４】
陽極接合可能なガラス基板を用いて貫通配線と貫通孔を併せ持つ基板とシリコンとを陽極接合することにより、３次元の流路と電気配線を有する構造体を作ることはできるが、ガラス基板の貫通孔は表から裏へのストレートなものしか加工できないため、３次元方向に流路と配線を確保することが困難であり、そのため流路設計の自由度が狭い。また、脆性材料であるガラス基板の孔加工には下記のような問題がある。
【０００５】
孔加工として採用されているドリル加工は、孔形状はよいものの孔サイズとピッチの微細化に限界があり、１ウエハ中の孔数が増えるとドリル磨耗では削れなくなる。また、サンドブラスト加工は、多くの孔加工が同時にできるものの、孔の形状が悪く、孔サイズやピッチに限界がある。いずれの工法も、ガラスという脆性材料に応用するためには、孔周辺のクラックによる信頼性低下がないようにプロセス設計する必要がある。孔加工後は、例えば、孔側面の金属化処理、導電用金属芯材の挿入、ロウ材の流し込み、及び鏡面研磨の順で貫通配線が設けられるが、コスト、微細化および大口径化に限界がある点などに問題がある。
こうした問題のあるガラス基板をシリコンと組み合わせて作る３次元流路と電気配線とを併せ持つ製品は設計上の制約が多く、小型化や工程の簡略化に課題があった。
【０００６】
シリコン基板については、フェムト秒レーザー光を用いた３次元配線基板が、近年提案されているがコストが相当に高く実用化には遠い。また、ガラス基板とシリコンを積層し、エッチング処理などして複合化し、３次元流路を形成する技術は多数知られているが、１枚の基板に３次元流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なセラミックス基板はこれまで知られていない。
【０００７】
本発明者らは、先に陽極接合が可能なＬＴＣＣ（LOW TEMPARATURE CO-FIRE CERAMICS）基板を開発し、特許出願している（特開２００９−２８０４１７号公報：特許文献１、及び特開２０１０−３７１６５号公報：特許文献２）。
このＬＴＣＣ基板はＡｇ、Ｃｕ、Ａｕなどの低抵抗金属と同時に９５０℃以下の温度（特許文献１）或いは８５０〜９００℃の温度（特許文献２）で焼成して製造することができ、高い抗折強度を有し、薄い大口径の基板でも割れにくいという特長を有し、ハンドリング性に優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２８０４１７号公報
【特許文献２】特開２０１０−３７１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、本発明者らが開発した陽極接合が可能な前記ＬＴＣＣ基板に対して、 金（Ａｕ）を導体として使用し、層間接続用のビアホールや配線を形成したグリーンシートを任意の所定枚数積層して焼成し一体化することにより、１枚の基板に３次元流路と電気配線を内蔵した設計自由度の高い陽極接合可能な低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板を提供することにある。
さらに、本発明は前記陽極接合可能なＬＴＣＣ基板とＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハとを陽極接合した、液体や気体の注入や抽出を行うと同時に電気信号の伝達（送受信）が可能な電子デバイス用のＭＥＭＳ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は下記の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板、その製造方法、ＭＥＭＳ素子とその製造方法に関する。
１．３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
２．焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを所定箇所に開け、前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷し、前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金導体を含むペーストを印刷したＬＴＣＣ基板用グリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層して焼成し、一体化してなる前項１に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
３．焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを所定箇所に開け、前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷したＬＴＣＣ基板用グリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層して、焼成し一体化した後に３次元の流路となるビアホール内の金導体をエッチング処理により除去してなる前項１に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
４．（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、（ｂ）前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷する工程、（ｃ）前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷する工程、（ｄ）前記樹脂ペースト及び金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、及び（ｅ）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程を有することを特徴とする３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
５．（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、（ｃ’）前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷する工程、（ｄ’）前記金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、（ｅ’）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程、（ｆ）前記貫通配線部となるビア及び配線部となる面を保護膜でカバーした状態で、金導体をエッチング処理して除去する工程、及び（ｇ）保護膜を剥離する工程を有することを特徴とする３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
６．前記保護膜としてアルカリウエットエッチング保護膜を用い、金導体のエッチング溶液としてシアン系エッチング液を用いる前項５に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
７．前項1〜３のいずれかの項に記載のＬＴＣＣ基板とＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハとを陽極接合してなるＭＥＭＳ素子。
８．前項1〜３のいずれかの項に記載の鏡面研磨したＬＴＣＣ基板を、ＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハと陽極接合した後ダイシングすることを特徴とするＭＥＭＳ素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、３次元の流路と電気配線を１枚の基板に内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板を提供したものである。本発明のＬＴＣＣ基板をシリコンで作成した各種電子デバイス用のＭＥＭＳ素子と陽極接合で貼り合わせることにより、液体やガスの注入・抽出を行うとともに、電気信号のやり取りも可能な電子デバイス、例えばインクジェットプリンタ、燃料電池、圧力センサ、マイクロ混合器、マイクロリアクターなどを容易に提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明においては、本発明者らが開発した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板、すなわち、特許文献１（特開２００９−２８０４１７号公報）及び特許文献２（特開２００９−２８０４１７号公報）に開示したＬＴＣＣ基板、さらには出願中の特願２０１０−１０４２９０号に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板を使用する。
すなわち、これらのＬＴＣＣ基板用グリーンシートに焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開け、酸化されない金属を導体とし、層間接続用のビア及び配線を形成したグリーンシートを任意の所定枚数積層して焼成し、一体化することにより設計自由度の高い３次元流路と貫通配線を有する本発明の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板を製造することができる。ここで酸化されない金属を導体に用いるのは、酸化されないためにＬＴＣＣ基板中にイオンとなって溶け込まず、陽極接合時に負極側に移動しないからである。酸化されない金属としては、金（Ａｕ）及び白金（Ｐｔ）が挙げられるが、Ａｕが好ましい。
【００１３】
本発明の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板において、３次元流路を形成する方法としては、グリーンシートの３次元の流路となるビアホールに樹脂ペーストを印刷し、積層したグリーンシートの焼成時に樹脂ペーストを焼失させる方法、及び導体ペースト（Ａｕ粉末ペースト）を３次元の流路、貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に印刷し、積層したグリーンシートの焼結後に３次元の流路となるビアの導体（Ａｕ）をエッチングにより除去する方法がある。
以下、両方法を含む本発明の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法について説明する。
【００１４】
本発明の第一の製造方法は、下記の（ａ）〜（ｅ）の工程からなる：
（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、
（ｂ）前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷する工程、
（ｃ）前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷する工程、
（ｄ）前記樹脂ペースト及び金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、及び
（ｅ）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程。
【００１５】
本発明の第二の方法は、下記の（ａ）〜（ｆ）の工程からなる。
（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、
（ｃ’）前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷する工程、
（ｄ’）前記金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、
（ｅ’）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程、
（ｆ）前記貫通配線部となるビア及び配線部となる面を保護膜でカバーした状態で、金導体をエッチング処理して除去する工程、及び
（ｇ）保護膜を剥離する工程。
【００１６】
第一の方法及び第二の方法における工程（ａ）は、ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に所望の大きさ及び数の孔を開ける工程である。孔を開ける方法は、特に限定されないが、例えばパンチピンあるいはレーザー加工により行なうことができる。
【００１７】
第一の方法における工程（ｂ）は、前記の流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷する工程である。樹脂ペーストとしては、積層グリーンシートの焼結時に焼失するような粒径２〜８μｍ程度の樹脂ビーズにビヒクルを添加し、混練してペーストとしたものが用いられる。樹脂ビーズとしてはアクリルやポリビニルアルコール樹脂等が用いられ、ビヒクルとしては、接合剤（エチルセルロース、アクリル樹脂等）１０〜３０質量％、溶剤（テルビネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等）９０〜７０質量％からなるものが用いられる。このペーストを、スクリーン印刷法を用いて流路となるビアホールに埋め込む。
【００１８】
第一の方法の工程（ｃ）及び第二の方法の工程（ｃ’）は、金粉末を含むペーストを印刷する工程である。前者では貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に、後者では全ビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷する。なお、積層する際に最上面及び最下面となるグリーンシートは焼成後に陽極接合に必要な鏡面を確保するために研磨処理を行うので、通常、最上下面となるシートには配線用の金ペーストは印刷しない。
【００１９】
金ペーストとしては、金粉末をビヒクルと混練した金粉末単体のペースト、もしくは金粉末と硼珪酸ガラス、アルミナ等の無機添加物との混合粉末にビヒクルを添加・混練してペーストとしたものが用いられる。金粉末の平均粒径は１〜５μｍ程度のものが用いられ、そのペースト中の配合量は約７０〜９３質量％である。ビヒクルは、接合剤（エチルセルロース、アクリル樹脂等）１０〜３０質量％、溶剤（テルビネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等）９０〜７０質量％からなるものが用いられる。
【００２０】
第一の方法の工程（ｄ）及び第二の方法の工程（ｄ’）では、前記金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する。
次いで、前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する（第一の方法の工程（ｅ）、第二の方法の工程（ｅ’））。焼成温度は、８５０〜９５０℃、好ましくは８５０〜９００℃であり、焼成時間は最高温度での保持時間が１〜３時間程度である。この工程により第一の方法では目的とする、３次元の流路と貫通配線を含む配線を有する陽極接合可能なＬＴＣＣ基板が得られる。
【００２１】
第二の方法では、貫通配線部となるビア及び配線部となる面を耐薬品性の保護膜でカバーした状態で、流路となるビアの金導体をエッチング処理により除去する工程（ｆ）、及びさらに（ｇ）保護膜を溶剤を用いて除去する工程を経ることにより陽極接合可能なＬＴＣＣ基板が得られる。
【００２２】
金導体のエッチング処理に用いられるＡｕを溶解する薬品としては、シアン系、王水系、よう素系（ヨウ素・ヨウ化アンモニウム水溶液、ヨウ素・ヨウ化カリウムの有機溶液など）が知られているが（THE CHEMICAL TIMES, 2004 No.3, 10-16等）、適度なＡｕのエッチング速度を有し、かつＬＴＣＣの表面粗さを悪化させない薬品を選定することと、この薬品に対してビアを保護する能力をもった保護膜を選定することが重要である。これらの中で、中性で取り扱い易いヨウ素系はＡｕのエッチング速度が１μｍ/分程度と遅いが、強アルカリであるシアン系エッチング液はエッチング速度が６μｍ/分程度と比較的早く、表面粗さを悪化させない点から好ましい。
【００２３】
Ａｕ導体のエッチング時に貫通配線部を保護する膜としては、例えばアクリロニトリル・スチレン系樹脂とエポキシ樹脂で構成された樹脂が用いられる。具体的には、アルカリウエットエッチング保護膜であるブレバー・サイエンス社（Brewer Science,Inc）製のProTek（商品名）シリーズが好ましい。ProTekシリーズには非感光性のもの（ProTek B3）とネガ型感光性レジスト（（ProTek PSB）があるが、後者を用いることにより微細なビアピッチが形成された製品を製作することができる。
【００２４】
エッチングによるＡｕの除去後に、保護膜を剥離する。この剥離は、例えば硫酸過水（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝２：１）に浸漬することで可能である。
保護膜を塗布する際に用いたプライマ（シランカップリング剤）が表面に残ることがあるが、この残渣を取り除くため、さらにＲＣＡ洗浄やＯ2／ＣＦ4プラズマ処理を行うことが望ましい。
【００２５】
陽極接合するためには、接合時のＬＴＣＣ基板の表面粗さを５０ｎｍＲａ程度以下、好ましくは３〜５ｎｍＲａ程度に鏡面研磨する必要がある。この研磨では、研磨時の削りカスなどが流路に入り込むことを防止するために、樹脂ペーストの埋め込みで３次元流路を形成する第一の方法では、研磨時に孔を予め可溶性の樹脂等で埋めてから研磨し、その後埋め込んだ樹脂を溶剤に溶解させて３次元流路を形成する。また、Ａｕ導体を用いて３次元流路を形成する第二の方法では、５ｎｍ程度に鏡面研磨した後に３次元貫通配線に相当するビアを前述の耐薬品性の保護膜などでコートして、同様の方法によりＡｕをエッチング処理して除去する。
【００２６】
こうして得られた本発明の３次元の流路と電気配線を内蔵したＬＴＣＣ基板は、樹脂を介在物に用いるなどの方法によりＭＥＭＳ素子基板と接合することもできるが、３００〜４５０℃の比較的低い温度で陽極接合ができ、１５０ＭＰａ以上の高い抗折強度を有し、薄く大口径の基板でも割れにくくハンドリング性に優れるという特長を有するので、陽極接合法により各種電子デバイス（インクジェットプリンタ、燃料電池、圧力センサ、ガスセンサ、マイクロ混合器、マイクロリアクター等）用のＭＥＭＳ素子を容易に製造することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は下記の例により限定されるものではない。
焼成厚み７０μｍのグリーンシートに焼成後１００μｍφになるようなビアホールをパンチングで形成した。このビアホールに金粉末を約９０質量％含むペーストでビア導体を充填し、金粉末を約７５質量％含むペーストで焼成後の厚み１０〜２０μｍ程度になるようにパターンをスクリーン印刷し、乾燥した。こうして準備したグリーンシートを１２層積層し、最高温度８５０℃での保持時間を１時間とし、昇温から降温まで約１日で焼成して、焼成厚み約０．８ｍｍの陽極接合可能な貫通多層配線ＬＴＣＣ基板を作製し、３ｎｍＲａ程度に鏡面研磨した。この基板上に感光性アルカリウエットエッチング保護膜（Brewer Science Inc,ProTek PSB）を形成し露光、現像処理を行って、３次元流路となるビアホールを露出させた。
【００２８】
具体的には、ＬＴＣＣ基板上にプライマ(シランカップリング剤)を適量滴下して、３０００ｒｐｍで１分間スピンコートした。プライマを塗布後、ホットプレートを用いて１１０℃で１分間、２８０℃で１分間加熱した。その後、ProTEK PSB を滴下して、プライマと同様に３０００ｒｐｍで１分間スピンコートし、ホットプレートを用いて１１０℃で１分間加熱した。加熱後、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を用いて１０００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行い、露光後ホットプレートを用いて１１０℃で２分間加熱した。現像は、乳酸エチルに５分間浸漬してよく撹拌して行った。現像後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で洗浄し、スピンドライヤで乾燥した。最後に、ホットプレートを用いて２２０℃で３分間、加熱して硬化させ約２μｍの保護膜を形成した。
【００２９】
この基板を、金めっき剥離液（コキプアリップＡＵ−１，上村工業（株）製）１５ｇ／Ｌ、水酸化カリウム（８５％）２０ｇ／Ｌ、シアン化カリウム１５ｇ／Ｌ及びイオン交換水から調整したシアン系エッチング液中に浸漬させ超音波をかけながら露出したＡｕをエッチングし３次元流路を形成した。硫酸過水（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝２：１）中にこの基板を約３０分間程度浸漬させてエッチング保護膜を剥離した。こうして製造した基板は３次元流路と貫通多層配線を併せ持ち、表面粗さも鏡面研磨後と殆ど変化がなかった。また、例えば４００℃、６００Ｖの条件でシリコンと陽極接合が可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、３次元の流路と電気配線を１枚の基板に内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板を提供したものである。本発明のＬＴＣＣ基板はシリコンで作られたＭＥＭＳ素子と陽極接合で容易に貼り合わせることができ、液体やガスの注入・抽出を行うとともに、電気信号の伝達が必要な電子デバイス、例えばインクジェットプリンタ、燃料電池、圧力センサ、マイクロ混合器、マイクロリアクターなどのＭＥＭＳ素子用として有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元の流路と電気配線を１枚の基板に内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板に関する。さらに詳しく言えば、アクチュエータやセンサー用のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子が形成されたシリコンシリコンウエハと陽極接合可能な、３次元の流路と電気配線を１枚の基板に内蔵したＬＴＣＣ基板、その製造方法、及びそのＬＴＣＣ基板とＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハとを陽極接合したＭＥＭＳ素子とその製造方法に関する。
本発明の３次元流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板は、液体やガスの注入や抽出を行うと同時に電気信号のやり取りが可能な電子デバイス、例えばインクジェットプリンタ、燃料電池、圧力センサ、マイクロ混合器、マイクロリアクターなどのＭＥＭＳ素子用として有用である。
【背景技術】
【０００２】
陽極接合は、ホウケイ酸ガラスに代表されるアルカリ金属を含むガラスとシリコンを接触させた状態で、ガラス中のナトリウムなどのアルカリ金属イオンが動き易い温度まで加熱し、シリコン側を正、ガラス側を負の電極に接続して数百〜千ボルト程度の直流電圧を印加することにより、ガラスとシリコンを接合する方法である。アルカリ金属イオンが負極側に移動した際に生じる非架橋酸素イオンとシリコンが静電的に引き合い、ガラス−シリコン界面で化学結合を生じることにより、強固で信頼性の高い接合が得られ、圧力センサや加速度センサなどの実装技術として多用されている。
【０００３】
ＭＥＭＳは、研究開発段階を過ぎ、自動車、ゲーム機器などのセンサに使用され、実用化、普及化の段階に入っている。携帯電話などの通信機器に搭載するためには、低コスト化とともに、小型・低背・高機能化が求められているが、この解決策としてウエハレベル実装技術が開発されている。ウエハレベル実装を実現するためには、気密封止されたＭＥＭＳチップ（デバイス）の電極と接合した実装基板側の電極を裏面に取り出すための貫通配線実装基板が必要である。
【０００４】
陽極接合可能なガラス基板を用いて貫通配線と貫通孔を併せ持つ基板とシリコンとを陽極接合することにより、３次元の流路と電気配線を有する構造体を作ることはできるが、ガラス基板の貫通孔は表から裏へのストレートなものしか加工できないため、３次元方向に流路と配線を確保することが困難であり、そのため流路設計の自由度が狭い。また、脆性材料であるガラス基板の孔加工には下記のような問題がある。
【０００５】
孔加工として採用されているドリル加工は、孔形状はよいものの孔サイズとピッチの微細化に限界があり、１ウエハ中の孔数が増えるとドリル磨耗では削れなくなる。また、サンドブラスト加工は、多くの孔加工が同時にできるものの、孔の形状が悪く、孔サイズやピッチに限界がある。いずれの工法も、ガラスという脆性材料に応用するためには、孔周辺のクラックによる信頼性低下がないようにプロセス設計する必要がある。孔加工後は、例えば、孔側面の金属化処理、導電用金属芯材の挿入、ロウ材の流し込み、及び鏡面研磨の順で貫通配線が設けられるが、コスト、微細化および大口径化に限界がある点などに問題がある。
こうした問題のあるガラス基板をシリコンと組み合わせて作る３次元流路と電気配線とを併せ持つ製品は設計上の制約が多く、小型化や工程の簡略化に課題があった。
【０００６】
シリコン基板については、フェムト秒レーザー光を用いた３次元配線基板が、近年提案されているがコストが相当に高く実用化には遠い。また、ガラス基板とシリコンを積層し、エッチング処理などして複合化し、３次元流路を形成する技術は多数知られているが、１枚の基板に３次元流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なセラミックス基板はこれまで知られていない。
【０００７】
本発明者らは、先に陽極接合が可能なＬＴＣＣ（LOW TEMPARATURE CO-FIRE CERAMICS）基板を開発し、特許出願している（特開２００９−２８０４１７号公報：特許文献１、及び特開２０１０−３７１６５号公報：特許文献２）。
このＬＴＣＣ基板はＡｇ、Ｃｕ、Ａｕなどの低抵抗金属と同時に９５０℃以下の温度（特許文献１）或いは８５０〜９００℃の温度（特許文献２）で焼成して製造することができ、高い抗折強度を有し、薄い大口径の基板でも割れにくいという特長を有し、ハンドリング性に優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２８０４１７号公報
【特許文献２】特開２０１０−３７１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、本発明者らが開発した陽極接合が可能な前記ＬＴＣＣ基板に対して、 金（Ａｕ）を導体として使用し、層間接続用のビアホールや配線を形成したグリーンシートを任意の所定枚数積層して焼成し一体化することにより、１枚の基板に３次元流路と電気配線を内蔵した設計自由度の高い陽極接合可能な低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板を提供することにある。
さらに、本発明は前記陽極接合可能なＬＴＣＣ基板とＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハとを陽極接合した、液体や気体の注入や抽出を行うと同時に電気信号の伝達（送受信）が可能な電子デバイス用のＭＥＭＳ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は下記の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板、その製造方法、ＭＥＭＳ素子とその製造方法に関する。
１．３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
２．焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを所定箇所に開け、前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷し、前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金導体を含むペーストを印刷したＬＴＣＣ基板用グリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層して焼成し、一体化してなる前項１に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
３．焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを所定箇所に開け、前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷したＬＴＣＣ基板用グリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層して、焼成し一体化した後に３次元の流路となるビアホール内の金導体をエッチング処理により除去してなる前項１に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
４．（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、（ｂ）前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷する工程、（ｃ）前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷する工程、（ｄ）前記樹脂ペースト及び金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、及び（ｅ）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程を有することを特徴とする３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
５．（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、（ｃ’）前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷する工程、（ｄ’）前記金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、（ｅ’）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程、（ｆ）前記貫通配線部となるビア及び配線部となる面を保護膜でカバーした状態で、金導体をエッチング処理して除去する工程、及び（ｇ）保護膜を剥離する工程を有することを特徴とする３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
６．前記保護膜としてアルカリウエットエッチング保護膜を用い、金導体のエッチング溶液としてシアン系エッチング液を用いる前項５に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
７．前項1〜３のいずれかの項に記載のＬＴＣＣ基板とＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハとを陽極接合してなるＭＥＭＳ素子。
８．前項1〜３のいずれかの項に記載の鏡面研磨したＬＴＣＣ基板を、ＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハと陽極接合した後ダイシングすることを特徴とするＭＥＭＳ素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、３次元の流路と電気配線を１枚の基板に内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板を提供したものである。本発明のＬＴＣＣ基板をシリコンで作成した各種電子デバイス用のＭＥＭＳ素子と陽極接合で貼り合わせることにより、液体やガスの注入・抽出を行うとともに、電気信号のやり取りも可能な電子デバイス、例えばインクジェットプリンタ、燃料電池、圧力センサ、マイクロ混合器、マイクロリアクターなどを容易に提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明においては、本発明者らが開発した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板、すなわち、特許文献１（特開２００９−２８０４１７号公報）及び特許文献２（特開２００９−２８０４１７号公報）に開示したＬＴＣＣ基板、さらには出願中の特願２０１０−１０４２９０号に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板を使用する。
すなわち、これらのＬＴＣＣ基板用グリーンシートに焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開け、酸化されない金属を導体とし、層間接続用のビア及び配線を形成したグリーンシートを任意の所定枚数積層して焼成し、一体化することにより設計自由度の高い３次元流路と貫通配線を有する本発明の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板を製造することができる。ここで酸化されない金属を導体に用いるのは、酸化されないためにＬＴＣＣ基板中にイオンとなって溶け込まず、陽極接合時に負極側に移動しないからである。酸化されない金属としては、金（Ａｕ）及び白金（Ｐｔ）が挙げられるが、Ａｕが好ましい。
【００１３】
本発明の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板において、３次元流路を形成する方法としては、グリーンシートの３次元の流路となるビアホールに樹脂ペーストを印刷し、積層したグリーンシートの焼成時に樹脂ペーストを焼失させる方法、及び導体ペースト（Ａｕ粉末ペースト）を３次元の流路、貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に印刷し、積層したグリーンシートの焼結後に３次元の流路となるビアの導体（Ａｕ）をエッチングにより除去する方法がある。
以下、両方法を含む本発明の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法について説明する。
【００１４】
本発明の第一の製造方法は、下記の（ａ）〜（ｅ）の工程からなる：
（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、
（ｂ）前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷する工程、
（ｃ）前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷する工程、
（ｄ）前記樹脂ペースト及び金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、及び
（ｅ）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程。
【００１５】
本発明の第二の方法は、下記の（ａ）〜（ｆ）の工程からなる。
（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、
（ｃ’）前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷する工程、
（ｄ’）前記金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、
（ｅ’）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程、
（ｆ）前記貫通配線部となるビア及び配線部となる面を保護膜でカバーした状態で、金導体をエッチング処理して除去する工程、及び
（ｇ）保護膜を剥離する工程。
【００１６】
第一の方法及び第二の方法における工程（ａ）は、ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に所望の大きさ及び数の孔を開ける工程である。孔を開ける方法は、特に限定されないが、例えばパンチピンあるいはレーザー加工により行なうことができる。
【００１７】
第一の方法における工程（ｂ）は、前記の流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷する工程である。樹脂ペーストとしては、積層グリーンシートの焼結時に焼失するような粒径２〜８μｍ程度の樹脂ビーズにビヒクルを添加し、混練してペーストとしたものが用いられる。樹脂ビーズとしてはアクリルやポリビニルアルコール樹脂等が用いられ、ビヒクルとしては、接合剤（エチルセルロース、アクリル樹脂等）１０〜３０質量％、溶剤（テルビネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等）９０〜７０質量％からなるものが用いられる。このペーストを、スクリーン印刷法を用いて流路となるビアホールに埋め込む。
【００１８】
第一の方法の工程（ｃ）及び第二の方法の工程（ｃ’）は、金粉末を含むペーストを印刷する工程である。前者では貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に、後者では全ビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷する。なお、積層する際に最上面及び最下面となるグリーンシートは焼成後に陽極接合に必要な鏡面を確保するために研磨処理を行うので、通常、最上下面となるシートには配線用の金ペーストは印刷しない。
【００１９】
金ペーストとしては、金粉末をビヒクルと混練した金粉末単体のペースト、もしくは金粉末と硼珪酸ガラス、アルミナ等の無機添加物との混合粉末にビヒクルを添加・混練してペーストとしたものが用いられる。金粉末の平均粒径は１〜５μｍ程度のものが用いられ、そのペースト中の配合量は約７０〜９３質量％である。ビヒクルは、接合剤（エチルセルロース、アクリル樹脂等）１０〜３０質量％、溶剤（テルビネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等）９０〜７０質量％からなるものが用いられる。
【００２０】
第一の方法の工程（ｄ）及び第二の方法の工程（ｄ’）では、前記金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する。
次いで、前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する（第一の方法の工程（ｅ）、第二の方法の工程（ｅ’））。焼成温度は、８５０〜９５０℃、好ましくは８５０〜９００℃であり、焼成時間は最高温度での保持時間が１〜３時間程度である。この工程により第一の方法では目的とする、３次元の流路と貫通配線を含む配線を有する陽極接合可能なＬＴＣＣ基板が得られる。
【００２１】
第二の方法では、貫通配線部となるビア及び配線部となる面を耐薬品性の保護膜でカバーした状態で、流路となるビアの金導体をエッチング処理により除去する工程（ｆ）、及びさらに（ｇ）保護膜を溶剤を用いて除去する工程を経ることにより陽極接合可能なＬＴＣＣ基板が得られる。
【００２２】
金導体のエッチング処理に用いられるＡｕを溶解する薬品としては、シアン系、王水系、よう素系（ヨウ素・ヨウ化アンモニウム水溶液、ヨウ素・ヨウ化カリウムの有機溶液など）が知られているが（THE CHEMICAL TIMES, 2004 No.3, 10-16等）、適度なＡｕのエッチング速度を有し、かつＬＴＣＣの表面粗さを悪化させない薬品を選定することと、この薬品に対してビアを保護する能力をもった保護膜を選定することが重要である。これらの中で、中性で取り扱い易いヨウ素系はＡｕのエッチング速度が１μｍ/分程度と遅いが、強アルカリであるシアン系エッチング液はエッチング速度が６μｍ/分程度と比較的早く、表面粗さを悪化させない点から好ましい。
【００２３】
Ａｕ導体のエッチング時に貫通配線部を保護する膜としては、例えばアクリロニトリル・スチレン系樹脂とエポキシ樹脂で構成された樹脂が用いられる。具体的には、アルカリウエットエッチング保護膜であるブレバー・サイエンス社（Brewer Science,Inc）製のProTek（商品名）シリーズが好ましい。ProTekシリーズには非感光性のもの（ProTek B3）とネガ型感光性レジスト（（ProTek PSB）があるが、後者を用いることにより微細なビアピッチが形成された製品を製作することができる。
【００２４】
エッチングによるＡｕの除去後に、保護膜を剥離する。この剥離は、例えば硫酸過水（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝２：１）に浸漬することで可能である。
保護膜を塗布する際に用いたプライマ（シランカップリング剤）が表面に残ることがあるが、この残渣を取り除くため、さらにＲＣＡ洗浄やＯ2／ＣＦ4プラズマ処理を行うことが望ましい。
【００２５】
陽極接合するためには、接合時のＬＴＣＣ基板の表面粗さを５０ｎｍＲａ程度以下、好ましくは３〜５ｎｍＲａ程度に鏡面研磨する必要がある。この研磨では、研磨時の削りカスなどが流路に入り込むことを防止するために、樹脂ペーストの埋め込みで３次元流路を形成する第一の方法では、研磨時に孔を予め可溶性の樹脂等で埋めてから研磨し、その後埋め込んだ樹脂を溶剤に溶解させて３次元流路を形成する。また、Ａｕ導体を用いて３次元流路を形成する第二の方法では、５ｎｍ程度に鏡面研磨した後に３次元貫通配線に相当するビアを前述の耐薬品性の保護膜などでコートして、同様の方法によりＡｕをエッチング処理して除去する。
【００２６】
こうして得られた本発明の３次元の流路と電気配線を内蔵したＬＴＣＣ基板は、樹脂を介在物に用いるなどの方法によりＭＥＭＳ素子基板と接合することもできるが、３００〜４５０℃の比較的低い温度で陽極接合ができ、１５０ＭＰａ以上の高い抗折強度を有し、薄く大口径の基板でも割れにくくハンドリング性に優れるという特長を有するので、陽極接合法により各種電子デバイス（インクジェットプリンタ、燃料電池、圧力センサ、ガスセンサ、マイクロ混合器、マイクロリアクター等）用のＭＥＭＳ素子を容易に製造することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は下記の例により限定されるものではない。
焼成厚み７０μｍのグリーンシートに焼成後１００μｍφになるようなビアホールをパンチングで形成した。このビアホールに金粉末を約９０質量％含むペーストでビア導体を充填し、金粉末を約７５質量％含むペーストで焼成後の厚み１０〜２０μｍ程度になるようにパターンをスクリーン印刷し、乾燥した。こうして準備したグリーンシートを１２層積層し、最高温度８５０℃での保持時間を１時間とし、昇温から降温まで約１日で焼成して、焼成厚み約０．８ｍｍの陽極接合可能な貫通多層配線ＬＴＣＣ基板を作製し、３ｎｍＲａ程度に鏡面研磨した。この基板上に感光性アルカリウエットエッチング保護膜（Brewer Science Inc,ProTek PSB）を形成し露光、現像処理を行って、３次元流路となるビアホールを露出させた。
【００２８】
具体的には、ＬＴＣＣ基板上にプライマ(シランカップリング剤)を適量滴下して、３０００ｒｐｍで１分間スピンコートした。プライマを塗布後、ホットプレートを用いて１１０℃で１分間、２８０℃で１分間加熱した。その後、ProTEK PSB を滴下して、プライマと同様に３０００ｒｐｍで１分間スピンコートし、ホットプレートを用いて１１０℃で１分間加熱した。加熱後、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を用いて１０００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行い、露光後ホットプレートを用いて１１０℃で２分間加熱した。現像は、乳酸エチルに５分間浸漬してよく撹拌して行った。現像後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で洗浄し、スピンドライヤで乾燥した。最後に、ホットプレートを用いて２２０℃で３分間、加熱して硬化させ約２μｍの保護膜を形成した。
【００２９】
この基板を、金めっき剥離液（コキプアリップＡＵ−１，上村工業（株）製）１５ｇ／Ｌ、水酸化カリウム（８５％）２０ｇ／Ｌ、シアン化カリウム１５ｇ／Ｌ及びイオン交換水から調整したシアン系エッチング液中に浸漬させ超音波をかけながら露出したＡｕをエッチングし３次元流路を形成した。硫酸過水（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝２：１）中にこの基板を約３０分間程度浸漬させてエッチング保護膜を剥離した。こうして製造した基板は３次元流路と貫通多層配線を併せ持ち、表面粗さも鏡面研磨後と殆ど変化がなかった。また、例えば４００℃、６００Ｖの条件でシリコンと陽極接合が可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、３次元の流路と電気配線を１枚の基板に内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板を提供したものである。本発明のＬＴＣＣ基板はシリコンで作られたＭＥＭＳ素子と陽極接合で容易に貼り合わせることができ、液体やガスの注入・抽出を行うとともに、電気信号の伝達が必要な電子デバイス、例えばインクジェットプリンタ、燃料電池、圧力センサ、マイクロ混合器、マイクロリアクターなどのＭＥＭＳ素子用として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
【請求項２】
焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを所定箇所に開け、前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷し、前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷したＬＴＣＣ基板用グリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層して焼成し、一体化してなる請求項１に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
【請求項３】
焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを所定箇所に開け、前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷したＬＴＣＣ基板用グリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層して、焼成し一体化した後に３次元の流路となるビアホール内の金導体をエッチング処理により除去してなる請求項１に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
【請求項４】
（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、（ｂ）前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷する工程、（ｃ）前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷する工程、（ｄ）前記樹脂ペースト及び金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、及び（ｅ）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程を有することを特徴とする３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
【請求項５】
（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、（ｃ’）前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷する工程、（ｄ’）前記金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、（ｅ’）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程、（ｆ）前記貫通配線部となるビア及び配線部となる面を保護膜でカバーした状態で、金導体をエッチング処理して除去する工程、及び（ｇ）保護膜を剥離する工程を有することを特徴とする３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
【請求項６】
前記保護膜としてアルカリウエットエッチング保護膜を用い、金導体のエッチング溶液としてシアン系エッチング液を用いる請求項５に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
【請求項７】
請求項1〜３のいずれかの項に記載のＬＴＣＣ基板とＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハとを陽極接合してなるＭＥＭＳ素子。
【請求項８】
請求項1〜３のいずれかの項に記載の鏡面研磨したＬＴＣＣ基板を、ＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハと陽極接合した後ダイシングすることを特徴とするＭＥＭＳ素子の製造方法。
【請求項１】
３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
【請求項２】
焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを所定箇所に開け、前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷し、前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷したＬＴＣＣ基板用グリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層して焼成し、一体化してなる請求項１に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
【請求項３】
焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを所定箇所に開け、前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷したＬＴＣＣ基板用グリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層して、焼成し一体化した後に３次元の流路となるビアホール内の金導体をエッチング処理により除去してなる請求項１に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板。
【請求項４】
（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、（ｂ）前記流路となるビアホールに焼成時消失する樹脂ペーストを印刷する工程、（ｃ）前記貫通配線部となるビアホール及び配線部となる表面に金粉末を含むペーストを印刷する工程、（ｄ）前記樹脂ペースト及び金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを、３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、及び（ｅ）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程を有することを特徴とする３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
【請求項５】
（ａ）ＬＴＣＣ基板用グリーンシートの所定箇所に、焼成しエッチング処理した後に３次元の流路または貫通配線部となるビアホールを開ける工程、（ｃ’）前記ビアホール及び表面の配線部に金粉末を含むペーストを印刷する工程、（ｄ’）前記金粉末を含むペーストを印刷したグリーンシートを３次元の流路と貫通配線が確保されるように所定枚数積層する工程、（ｅ’）前記積層したグリーンシートを焼成し一体化する工程、（ｆ）前記貫通配線部となるビア及び配線部となる面を保護膜でカバーした状態で、金導体をエッチング処理して除去する工程、及び（ｇ）保護膜を剥離する工程を有することを特徴とする３次元の流路と電気配線を内蔵した陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
【請求項６】
前記保護膜としてアルカリウエットエッチング保護膜を用い、金導体のエッチング溶液としてシアン系エッチング液を用いる請求項５に記載の陽極接合可能なＬＴＣＣ基板の製造方法。
【請求項７】
請求項1〜３のいずれかの項に記載のＬＴＣＣ基板とＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハとを陽極接合してなるＭＥＭＳ素子。
【請求項８】
請求項1〜３のいずれかの項に記載の鏡面研磨したＬＴＣＣ基板を、ＭＥＭＳ素子が形成されたシリコンウエハと陽極接合した後ダイシングすることを特徴とするＭＥＭＳ素子の製造方法。
【公開番号】特開２０１２−９５９０（Ｐ２０１２−９５９０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４３５７８（Ｐ２０１０−１４３５７８）
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（３９００１０２１６）ニッコー株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（３９００１０２１６）ニッコー株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
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