粉末的金屬相同 的金屬。
[0024]關于金屬膜的厚度,優選設定為0.005~2. Oym。金屬膜優選由用于確保對凸狀凸 塊的密合性的塊體的金屬構成,優選通過鍍覆(電鍍、化學鍍)、濺射、蒸鍍、CVD法等形成。需 要說明的是,金屬膜可以僅由一層構成,但也可以具有多層結構。例如,可以在基板側形成 鉑膜并在其上的凸狀凸塊側形成金膜。在制成多層結構的情況下,優選在凸狀凸塊側形成 材質與構成貫通電極的金屬粉末的金屬相同的金屬膜。
[0025] 另外,金屬膜可以直接成膜在基板上,但也可以隔著底膜進行成膜。底膜是為了提 高金屬膜與基板的密合性而形成的。作為底膜,優選由鈦、鉻、鎢、鈦-鎢合金、鎳構成的膜。 底膜也優選通過鍍覆、濺射、蒸鍍、CVD法等形成,優選為0.005~2. Own的厚度。
[0026] 另外,作為以上說明的本發明的貫通電極的制造方法,對于具有貫通孔的基板,首 先,在貫通孔周圍形成金屬膜,然后,在貫通孔中填充含有金屬粉末的金屬糊,進行燒結,由 此形成貫通電極。
[0027] 如上所述,金屬膜的形成優選應用鍍覆法、濺射、蒸鍍、CVD法等。這是因為:能夠調 節膜厚,成膜部位的控制也容易。
[0028] 對于用于形成貫通電極的金屬糊而言,由選自純度為99.9重量%以上、平均粒徑 為0.005M1~l.Owii的金、銀、鈀、鉑中的一種以上金屬粉末和有機溶劑構成的金屬糊成為基 本構成。如上所述,將金屬粉末的純度設定為99.9%以上不僅考慮了制成燒結體時的變形 能力、再結晶化,而且還考慮了導電性的確保。另外,將金屬粉末的平均粒徑設定為0.005M1 ~l.Owii是因為,對于粒徑超過1.Own的金屬粉而言,在填充到微小的貫通孔中時會產生大 的間隙,不能確保最終所需的通電性,粒徑小于0.005M1時,容易在金屬糊中發生凝聚,難以 填充到貫通孔中。
[0029]作為金屬糊中使用的有機溶劑,優選酯醇、萜品醇、松油、丁基卡必醇乙酸酯、丁基 卡必醇、卡必醇、全氯乙烯(八一夕口一少)。這些溶劑對抗蝕劑的攻擊性低,并且在較低的 溫度(低于50°C)下也能夠揮發,可以使得金屬糊涂布后的干燥變得容易。特別是,全氯乙烯 能夠在室溫下干燥,特別優選。
[0030] 關于進行涂布的金屬糊的金屬粉末與有機溶劑的配合比例,優選將金屬粉末設定 為80~99重量%并將有機溶劑設定為1~20重量%來進行配合。設定成上述比例是因為:能 夠防止金屬粉末的凝聚,并且能夠供給充分用于形成電極的金屬粉末。
[0031] 需要說明的是,本發明中使用的金屬糊可以含有添加劑。作為該添加劑,有選自丙 烯酸類樹脂、纖維素類樹脂、醇酸樹脂中的一種以上。例如,作為丙烯酸類樹脂,可以列舉甲 基丙烯酸甲酯聚合物,作為纖維素類樹脂,可以列舉乙基纖維素,作為醇酸樹脂,可以列舉 鄰苯二甲酸酐樹脂。這些添加劑具有抑制金屬糊中的金屬粉末的凝聚的作用,使金屬糊變 得均質。添加劑的添加量優選相對于金屬糊設定為2重量%以下的比例。能夠維持穩定的凝 聚抑制效果,并且能夠將金屬粉含量設定在充分填充貫通孔的范圍內。
[0032] 但是,本發明中使用的金屬糊與在基板表面的布線圖案形成等中廣泛使用的一般 的金屬糊不同,其不含玻璃料。在金屬糊中不混合玻璃料是為了形成致密的貫通電極并且 不在電極中殘留可能阻礙再結晶化的雜質。需要說明的是,構成金屬糊的有機溶劑等除金 屬粉末以外的成分在填充后的干燥、燒結工序中消失,因此不會成為像玻璃料那樣的阻礙 因素。
[0033] 金屬糊向基板的貫通孔中的填充中,向基板上以適當的量供給金屬糊。此時,可以 應用旋涂法、絲網印刷法、噴墨法、在滴加糊后利用刮鏟等展開的方法等。但是,為了形成適 合的貫通電極,優選在供給適當量的金屬糊后對金屬糊施加預定頻率的機械性振動。本發 明中應用的金屬糊是在有機溶劑中僅分散金屬粉末而得到的金屬糊,流動性差,因此難以 均勻地移動,為了在貫通孔中無間隙地填充金屬糊,優選施加機械性振動。
[0034]對金屬糊施加的機械性振動的頻率設定為60Hz~100kHz。通過該范圍內的振動, 能夠消除金屬糊的流動性差的問題。并且,更優選可以設定為100Hz~30kHz。這是為了整面 地鋪展于基板上。
[0035] 作為將金屬糊涂布到基板上的具體方法,優選在向基板供給金屬糊后或者在供給 的同時,在使以上述頻率振動的刮刀(刮鏟)與金屬糊接觸的同時鋪展到整個基板上。通過 對金屬糊直接施加機械性振動,對金屬糊中的金屬粉末施加振動,流動性提高。出于該目 的,機械性振動優選只對金屬糊賦予,另外,也為了維持上述范圍內的頻率,優選使刮刀維 持得不與基板接觸。作為該刮刀前端與基板的距離(間隙),優選設定為50~200wii。需要說 明的是,此處的基板包括在其表面形成有抗蝕劑層、導電膜等的狀態的基板。因此,刮刀前 端與基板的間隙是指與基板的最表面的距離。
[0036] 此外,作為在使金屬糊完全浸入到貫通孔中的方面更優選的方式,將貫通孔減壓 而吸引金屬糊。作為貫通孔的減壓方法,優選對基板的背面(涂布金屬糊的面的相反側)進 行減壓,優選設定為-10~_90kPa。通過上述對金屬糊進行的機械性振動和貫通孔的減壓, 將金屬糊填充到貫通孔中,形成貫通部并且形成凸狀凸塊。
[0037] 在將填充到金屬糊基板中后,優選進行金屬糊的干燥。這是因為:如果填充后立即 進行燒結,則因有機溶劑揮發引起的氣體產生變得劇烈,產生空隙,對燒結體的形狀產生影 響。另外因為:一旦進行干燥,由此能夠將貫通孔中的金屬粉末暫時固定,能夠確保后述的 抗蝕劑除去等時的處理性。該干燥工序的干燥溫度優選為l〇〇°C以下,在室溫左右也可以。 [0038] 將金屬糊燒結時的加熱溫度優選設定為150~300 °C。這是因為:低于150°C時,不 能將貫通孔內的金屬粉充分燒結,超過300°C時,燒結過度地進行,由于金屬粉末間的頸縮 的進行而變得過硬,或者發生體積減少。另外因為:燒結溫度過高時,有可能對基板及其上 的導電膜帶來影響。
[0039] 通過上述的金屬糊的涂布、燒結,金屬粉末被燒結固化,形成貫通電極。在上述條 件下形成的貫通電極不會在與貫通孔壁面之間產生間隙,另外,可以適度地致密化,形成良 好的導電體。
[0040] 需要說明的是,對于本發明中應用的基板,沒有特別限定。對于貫通孔,其孔徑可 以對應于微細的金屬粉末,可以對約5wii~約50wii的微孔進行填充。另外,即使是在基板上 預先形成有抗蝕劑、感光性膜等掩模的結構也可以應對。這種情況下,優選在涂布(填充)金 屬糊后將金屬糊干燥,然后除去掩模。如上所述,干燥溫度可以設定為較低的溫度,在該溫 度下掩模不會受到損害。并且,干燥后的金屬粉末為被暫時固定的狀態,此時,即使除去掩 模,貫通孔內的金屬粉末也不會脫落。因此,通過以干燥、掩模除去、燒結的順序進行作業, 能夠形成有效的貫通電極。
[0041] 通過使用具備以上說明的貫通電極的基板,能夠在進行基板上的半導體元件的密 封和有效的布線構建的同時制造多層結構的層疊基板。作為該層疊基板的制造工序,將本 發明的帶貫通電極的基板與所應用的其他基板重疊并在加熱氣氛下進行加壓,由此發生貫 通電極的致密化、接合而能夠制成多層基板。作為此時的密封、接合條件,可以是加熱溫度 設定為80~300°C、加壓條件設定為30~300MPa,優選加熱溫度為150~250°C、加壓條件為 60~250MPa。另外,該接合處理時間優選設定為0.5~3小時。需要說明的是,在該多層基板 制造中,關于應用的其他基板的凸狀凸塊所接合的位置,優選形成有與本發明中的金屬膜 同樣的金屬膜(電極)。這是為了在該部位確保凸狀凸塊的密合性、確保密封能力。