JP2017005205A - 配線基板および配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱応力によってガラス基板にクラックなどが発生することを効果的に抑制する。【解決手段】本発明の一態様に係る配線基板（１）は、ガラス基板（２）と、ガラス基板（２）の表面（２１）から裏面（２２）へ向かって内径が徐々に小さくなったスルーホール（５）と、スルーホール（５）に設けられた貫通電極（６）とを備える。貫通電極（６）は、ガラス基板（２）の表面（２１）側で開口した凹部（６１）を有する形状である。【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板および配線基板の製造方法に関する。

近年、電子部品の高密度化などに伴い、配線基板に対して高密度化、大電流化への対応が求められている。ガラスを基材とした配線基板では、配線金属の熱膨張率（例えば、銅の場合１７ｐｐｍ／℃）が、ガラスの熱膨張率（例えば、３ｐｐｍ／℃）よりも著しく大きい。このため、銅などの金属からなる貫通電極をガラス基板に設けた場合、温度変化によりガラス基板のスルーホール内に熱応力が生じ、隙間やクラックなどが発生する原因となる。このため、ガラスを基材とした配線基板における熱応力の影響を低減するための技術が提案されている。

図６は、ガラスを基材とした配線基板の従来例を示す断面図である。図６に示すように、特許文献１では、ガラス基板１０１に形成する貫通孔１０２の形状を鼓状にすることにより、熱応力を緩和するとともに、貫通孔１０２に設けられるビア電極１０３の脱落を防止する技術が提案されている。

図７は、ガラスを基材とした配線基板の他の従来例を示す断面図である。図７で示すように、特許文献２では、ガラス基板２０１のビア２０２内に設けられたアンカー金属膜２０３と金属心材２０４との間などに低熱膨張率のろう材２０５を充填することにより、ガラス基板２０１の破損やビア２０２内に隙間が発生することを防止する技術が提案されている。

特開２００３−２１８５２５号公報（２００３年７月３１日公開） 特開２００６−６０１１９号公報（２００６年３月２日公開）

しかしながら、上述のような従来の配線基板では、より大きな電流を流すことができる貫通電極をガラス基板に設けた場合、ガラス基板と貫通電極との熱膨張率の差に起因した熱応力の影響を十分に抑えることができない。このため、熱応力の影響によりスルーホール内にクラックなどが発生するという課題が依然としてある。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ガラス基板と貫通電極との熱膨張率の差に起因した熱応力の影響を緩和し、ガラス基板のスルーホールにクラックなどが発生することを効果的に抑制可能な配線基板およびその製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る配線基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板の第１面および当該第１面に対向する前記ガラス基板の第２面のそれぞれに形成された配線パターンと、前記ガラス基板を貫通し、前記第１面から前記第２面へ向かって内径が徐々に小さくなった貫通孔と、前記貫通孔に設けられ、前記第１面に形成された前記配線パターンと前記第２面に形成された前記配線パターンとを電気的に接続する貫通電極とを備え、前記貫通電極は、前記第１面側で開口した凹部形状であることを特徴としている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る配線基板の製造方法は、ガラス基板の第２面に配線パターンを形成する工程と、前記第２面に対向する前記ガラス基板の第１面から前記配線パターンに到達するまで、内径が徐々に小さくなった貫通孔を前記ガラス基板に形成する工程と、前記第１面側から前記貫通孔内をめっき処理することにより、前記第１面側で開口した凹部形状の貫通電極を前記貫通孔に形成する工程と、を含むことを特徴としている。

本発明の一態様によれば、ガラス基板と貫通電極との熱膨張率の差に起因した熱応力の影響を緩和し、ガラス基板のスルーホールにクラックなどが発生することを効果的に抑制可能な配線基板およびその製造方法を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る配線基板を示す断面図である。 （ａ）〜（ｍ）は、図１に示される配線基板の製造方法の各工程を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る配線基板を示す断面図である。 （ａ）〜（ｍ）は、図３に示される配線基板の製造方法の各工程を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る配線基板を示す断面図である。 ガラスを基材とした配線基板の従来例を示す断面図である。 ガラスを基材とした配線基板の他の従来例を示す断面図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図１および図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

＜配線基板１の構成＞
図１は、本実施形態に係る配線基板１の構成を示す断面図である。図１に示すように、配線基板１は、ガラス基板２、第１配線パターン（配線パターン）３、第２配線パターン（配線パターン）４、スルーホール（貫通孔）５、貫通電極６、および充填材７を備える。

（ガラス基板２）
ガラス基板２は、配線基板１の基材となる板状部材である。ガラス基板２は、表面（第１面）２１、および表面２１に対向する面である裏面（第２面）２２を有している。ガラス基板２の表面２１には、第１配線パターン３が形成されている。また、ガラス基板２の裏面２２には、第２配線パターン４が形成されている。

配線基板１の基材となるガラス基板２の形状および寸法は、配線基板１の用途などに応じて適宜変更可能である。一例として、ガラス基板２の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、好ましくは０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。

（第１配線パターン３）
第１配線パターン３は、ガラス基板２の表面２１に形成された導電パターンである。第１配線パターン３は、ガラス基板２の表面２１に形成された、第１シードメタル層３１および第１めっき層３２を含んでいる。

第１シードメタル層３１は、ガラス基板２の表面２１に、電解（電気）めっき法によって第１めっき層３２を成膜するための薄膜である。第１シードメタル層３１は、例えば貴金属または高融点金属をスパッタリング、ＣＶＤ法などによって、ガラス基板２の表面２１に形成される。

この第１シードメタル層３１は、２層構造の積層膜であることが好ましい。例えば、第１めっき層３２として銅めっき層を成膜する場合、ガラス基板２の表面２１からチタン薄膜（厚み０．２μｍ程度）および銅薄膜（厚み０．３μｍ程度）の順番で積層された第１シードメタル層３１を形成することが好ましい。

これにより、第１シードメタル層３１をガラス基板２の表面２１に密着させることができるとともに、電解めっき法によって、ガラス基板２の表面２１に形成された第１シードメタル層３１に、銅からなる第１めっき層３２を成膜することができる。

第１めっき層３２は、第１シードメタル層３１に形成された導電層である。第１めっき層３２を構成する金属としては銅を好適に用いることができる。第１めっき層３２を銅で構成した場合、第１めっき層３２の厚みは３０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

ただし、必要に応じて銅以外の金属（例えば、クロム、鉛、ニッケル、金、銀、すず、亜鉛など）を、第１めっき層３２として使用または併用してもよい。

（第２配線パターン４）
第２配線パターン４は、ガラス基板２の裏面２２に形成された導電パターンである。第２配線パターン４は、ガラス基板２の裏面２２に形成された、第２シードメタル層４１および第２めっき層４２を含んでいる。

第２シードメタル層４１は、ガラス基板２の裏面２２に、電解（電気）めっき法によって第２めっき層４２を成膜するための薄膜である。第２シードメタル層４１は、例えば貴金属または高融点金属をスパッタリング、ＣＶＤ法などによって、ガラス基板２の裏面２２に形成される。

この第２シードメタル層４１は、上述した第１シードメタル層３１と同様に、２層構造の積層膜であることが好ましい。すなわち、第２めっき層４２として銅めっき層を形成する場合、ガラス基板２の裏面２２からチタン薄膜（厚み０．２μｍ程度）および銅薄膜（厚み０．３μｍ程度）の順番で積層された第２シードメタル層４１を形成することが好ましい。

これにより、第２シードメタル層４１をガラス基板２の裏面２２に密着させることができるとともに、電解めっき法によって、ガラス基板２の裏面２２に形成された第２シードメタル層４１に銅からなる第２めっき層４２を成膜することができる。

第２めっき層４２は、第２シードメタル層４１に形成された導電層である。第２めっき層４２を構成する金属としては銅を好適に用いることができる。第２めっき層４２を銅で構成した場合、第２めっき層３２の厚みは３０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

ただし、必要に応じて銅以外の金属（例えば、クロム、鉛、ニッケル、金、銀、すず、亜鉛など）を、第２めっき層４２として使用または併用してもよい。

この第２配線パターン４は、第２配線パターン４の一部（端部）が、ガラス基板２の裏面２２側で開口したスルーホール５の第２開口部（開口部）５２を覆う（塞ぐ）ように設けられている。

（スルーホール５）
スルーホール５は、ガラス基板２の面外方向に形成された貫通孔である。スルーホール５は、ガラス基板２の表面２１から裏面２２にわたって貫設されており、ガラス基板２の表面２１側に第１開口部５１を有し、ガラス基板２の裏面２２側に第２開口部５２を有している。

スルーホール５は、ガラス基板２の表面２１から裏面２２へ向かって内径（直径）が徐々に小さくなったテーパー形状である。このため、スルーホール５は、第１開口部５１の内径が最大となり、第２開口部５２の内径が最小となっている。

スルーホール５を上述のようなテーパー形状とすることにより、ガラス基板２と貫通電極６との熱膨張率の差に起因してスルーホール５内に生じた熱応力が、ガラス基板２の面内方向へ集中することを抑制することが可能となる。

スルーホール５の寸法は、貫通電極６を流れる電流の大きさなどに応じて適宜変更可能である。ただし、配線基板１の大電流化に対応するためには、少なくとも第２開口部５２の直径が３００μｍ以上であることが好ましい。

（貫通電極６）
貫通電極６は、ガラス基板２の表面２１に設けられた第１配線パターン３と、ガラス基板２の裏面２２に設けられた第２配線パターン４とを電気的に接続する電極である。貫通電極６は、ガラス基板２に形成されたテーパー形状のスルーホール５に設けられている。

貫通電極６は、第１シードメタル層３１および第１めっき層３２を含んでおり、第１配線パターン３と一体的に構成されている。すなわち、配線基板１では、第１シードメタル層３１および第１めっき層３２のうち、ガラス基板２の表面２１に位置する部分が第１配線パターン３として機能し、スルーホール５に位置する部分が貫通電極６として機能する。

本実施形態では、貫通電極６は、スルーホール５の内周面およびスルーホール５の第２開口部５２を覆う第２配線パターン４の内面（すなわち、第２シードメタル層４１のスルーホール５側の面）にわたって、第１シードメタル層３１および第１めっき層３２がこの順番で積層された被覆膜であり、ガラス基板２の表面２１側で開口した凹部形状である。

貫通電極６を上述のような凹部６１を有する形状とすることにより、ガラス基板２と貫通電極６との熱膨張率の差に起因して生じた熱応力の影響を好適に緩和することが可能となる。

（充填材７）
充填材７は、貫通電極６の凹部６１に充填される物質である。充填材７は、ガラス基板２および貫通電極６よりも弾性率が低い材料から構成されていることが好ましい。これにより、温度変化に伴う貫通電極６の歪みなどを抑制して、貫通電極６の高い信頼性を確保することができる。

充填材７の材料は、ガラス基板２および貫通電極６よりも弾性率が低いものであれば特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂などを好適に用いることができる。

なお、充填材７は必須の構成ではなく、必要に応じて充填材７を適宜省略することも可能である。

＜配線基板１の製造方法＞
次に、配線基板１の製造方法について説明する。図２の（ａ）〜（ｍ）は、配線基板１の製造方法の各工程を示す断面図である。

まず、図２の（ａ）に示すように、任意の形状および寸法のガラス基板２を成形する。配線基板１の基材となるガラス基板２の形状および寸法は、配線基板１の用途などに応じて適宜変更可能である。

次に、図２の（ｂ）に示すように、ガラス基板２の裏面２２全体に、第２シードメタル層４１を形成する。具体的には、貴金属または高融点金属などを、スパッタリング、ＣＶＤ法などによってガラス基板２の裏面２２に成膜することによって、第２シードメタル層４１を形成する。

次に、図２の（ｃ）に示すように、フォトレジスト１８のパターンを第２シードメタル層４１に形成する。具体的には、ガラス基板２の裏面２２に形成された第２シードメタル層４１にフォトレジスト１８を塗布し、露光・現像などの通常のフォトリソグラフィによって、厚み１５０μｍ程度のフォトレジスト１８のパターンを形成する。フォトレジスト１８のパターンは、次工程にて第２めっき層４２を形成する際のマスクとなる。

次に、図２の（ｄ）に示すように、第２シードメタル層４１に第２めっき層４２を形成する。具体的には、フォトレジスト１８の開口部分に位置する第２シードメタル層４１に、電解めっき法によって第２めっき層４２を形成する。

次に、図２の（ｅ）に示すように、フォトレジスト１８を除去する。これにより、フォトレジスト１８で覆われていた第２シードメタル層４１を露出させる。

次に、図２の（ｆ）に示すように、露出させた第２シードメタル層４１をエッチングする。これにより、ガラス基板２の裏面２２から不要な第２シードメタル層４１が除去されて、ガラス基板２の裏面２２に第２配線パターン４が形成される。

次に、図２の（ｇ）に示すように、ガラス基板２にテーパー形状のスルーホール５を形成する。具体的には、ガラス基板２の表面２１から第２配線パターン４へ向かって内径が徐々に小さくなったテーパー形状のスルーホール５を、第２配線パターン４の内面（すなわち、ガラス基板２の裏面２２側の第２シードメタル層４１の面）に到達するまで形成する。これにより、第２配線パターン４によって第２開口部５２が覆われたスルーホール５が形成される。

テーパー形状のスルーホール５をガラス基板２に形成する方法としては、研磨材（金属粉など）を吹き付けることによりガラス基板２を切削するサンドブラスト装置を用いたサンドブラスト法が好適である。サンドブラスト法を用いる場合、ガラス基板２を切削する切削速度に比べて、第２シードメタル層４１を切削する切削速度は低下する。このため、スルーホール５が第２シードメタル層４１に到達した後、切削速度が低下したタイミングでサンドブラスト装置が停止するように、サンドブラスト装置の加工時間を調整することによって、第２シードメタル層４１が残った状態でスルーホール５をガラス基板２に形成することが可能となる。これにより、ガラス基板２を選択的に切削して、第２シードメタル層４１に到達するスルーホール５を容易かつ効率的に形成することができる。

ただし、テーパー形状のスルーホール５をガラス基板２に形成する方法は、サンドブラスト法に限定されない。スルーホール５をガラス基板２に形成する他の方法として、例えば、第２シードメタル層４１をエッチングせずにガラス基板２のみを選択的にエッチングし、かつテーパー形状のスルーホール５を形成可能なウェットエッチング法またはプラズマエッチング法を用いてもよい。この場合、スルーホール５の形成時（すなわち、ガラス基板２のエッチング時）にエッチングされない金属で第２シードメタル層４１を構成することにより、ガラス基板２のみを選択的にエッチングすることができる。これにより、第２シードメタル層４１に到達するスルーホール５を容易かつ効率的に形成することができる。

次に、図２の（ｈ）に示すように、ガラス基板２の表面２１全体に、第１シードメタル層３１を形成する。具体的には、貴金属または高融点金属などを、スパッタリング、ＣＶＤ法などによってガラス基板２の表面２１に成膜することによって、第１シードメタル層３１を形成する。この際、ガラス基板２の表面２１全体に第１シードメタル層３１を形成すると同時に、スルーホール５の内壁およびスルーホール５の第２開口部５２を覆う第２シードメタル層４１の内面にわたって第１シードメタル層３１を形成する。

次に、図２の（ｉ）に示すように、フォトレジスト１８のパターンを第１シードメタル層３１に形成する。具体的には、ガラス基板２の表面２１に形成された第１シードメタル層３１にフォトレジスト１８を塗布し、露光・現像などのフォトリソグラフィによりフォトレジスト１８のパターンを形成する。フォトレジスト１８のパターンは、次工程にて第１めっき層３２を形成する際のマスクとなる。

次に、図２の（ｊ）に示すように、第１シードメタル層３１に第１めっき層３２を形成する。具体的には、フォトレジスト１８の開口部分に位置するガラス基板２の表面２１に形成された第１シードメタル層３１、並びに、スルーホール５内の第１シードメタル層３１に、電解めっき法によって第１めっき層３２を形成する。これにより、スルーホール５内に、ガラス基板２の表面２１側で開口した凹部６１を有する形状の貫通電極６が形成される。

なお、貫通電極６の膜厚（第１シードメタル層３１の厚みと第１めっき層３２の厚みとの総和）は、スルーホール５の第２開口部５２の直径の１／２未満であることが好ましい。これにより、凹部６１を有する形状の貫通電極６を好適に形成することができる。

次に、図２の（ｋ）に示すように、フォトレジスト１８を除去する。これにより、フォトレジスト１８で覆われていた第１シードメタル層３１を露出させる。

次に、図２の（ｌ）に示すように、露出させた第１シードメタル層３１をエッチングする。これにより、ガラス基板２の表面２１から不要な第１シードメタル層３１が除去されて、ガラス基板２の表面２１に第１配線パターン３が形成される。

最後に、図２の（ｍ）に示すように、貫通電極６の凹部６１内に充填材７を充填することにより、配線基板１を製造することができる。ただし、貫通電極６の凹部６１内に充填材７を充填しない場合、図２の（ｍ）に示す工程を省略すればよい。

なお、上述の説明は、第１配線パターン３、第２配線パターン４、および貫通電極６を、電解めっき法によって形成する場合の一例である。したがって、第１配線パターン３、第２配線パターン４、および貫通電極６は電解めっき法以外の公知の方法によって、第１配線パターン３、第２配線パターン４、および貫通電極６を形成してもよい。

＜配線基板１の効果＞
以上のように、配線基板１は、ガラス基板２と、ガラス基板２の表面２１に設けられた第１配線パターン３およびガラス基板２の裏面２２に設けられた第２配線パターン４と、ガラス基板２を貫通し、表面２１から裏面２２へ向かって内径が徐々に小さくなったスルーホール５と、スルーホール５に設けられ、第１配線パターン３と第２配線パターン４とを電気的に接続する貫通電極６とを備え、貫通電極６は、表面２１側で開口した凹部６１を有する形状である。

配線基板１では、スルーホール５が、ガラス基板２の表面２１から裏面２２へ向かって内径が徐々に小さくなったテーパー形状であるため、ガラス基板２と貫通電極６との熱膨張率の差に起因してスルーホール５内に生じた熱応力がガラス基板２の面内方向へ集中することを抑制することが可能となる。また、配線基板１では、貫通電極６がガラス基板２の表面２１側で開口した凹部６１を有する形状であるため、スルーホール５内に生じた熱応力の影響を好適に緩和することが可能となる。

したがって、本実施形態によれば、ガラス基板２のスルーホール５にクラックなどが発生することを効果的に抑制可能な配線基板１を実現することができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図３および図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態に係る配線基板１０は、貫通電極が設けられないスルーホールをさらに備える点において、上述した実施形態１に係る配線基板１と主に異なっている。

＜配線基板１０の構成＞
図３は、本実施形態に係る配線基板１０を示す断面図である。図３に示すように、配線基板１０は、ガラス基板２、第１配線パターン３、第２配線パターン４、スルーホール５、貫通電極６、充填材７、および第２スルーホール（貫通孔）８を備える。

（第２スルーホール８）
第２スルーホール８は、ガラス基板２に形成された貫通孔である。第２スルーホール８は、ガラス基板２の表面２１から裏面２２にわたって貫設されており、ガラス基板２の表面２１側に第１開口部８１を有し、ガラス基板２の裏面２２側に第２開口部８２を有している。

第２スルーホール８は、ガラス基板２の表面２１から裏面２２へ向かって内径（直径）が徐々に小さくなったテーパー形状である。すなわち、第２スルーホール８は、第１開口部８１の内径が最大となり、第２開口部８２の内径が最小となっている。

このように、貫通電極６が設けられていない第２スルーホール８を配線基板１０がさらに備えることにより、多層基板間の層間接続または電子部品のスルーホール実装などに第２スルーホール８を利用することができる。

＜配線基板１０の製造方法＞
次に、配線基板１０の製造方法について説明する。配線基板１０は、実施形態１に係る配線基板１のガラス基板２に、第２スルーホール８を追加することにより製造可能である。

図４の（ａ）〜（ｍ）は、配線基板１０の製造方法の各工程を示す断面図である。なお、図４の（ａ）〜（ｆ）に示す各工程は、図２の（ａ）〜（ｆ）に示す各工程と同一である。

配線基板１０の製造方法としては、例えば、図４の（ｇ）に示すように、ガラス基板２にスルーホールを形成する工程にて、スルーホール５とともに第２スルーホール８をさらに形成し、図４の（ｉ）で示すように、フォトレジスト１８を形成する工程にて、第２スルーホール８内を埋めるようにフォトレジスト１８を形成すればよい。これにより、図４の（ｊ）で示すように、第１シードメタル層３１に第１めっき層３２を形成する工程にて、フォトレジスト１８がマスクとなり、第２スルーホール８内への第１めっき層３２の形成が抑制される。

その後、図４の（ｋ）に示す工程にて、第２スルーホール８に形成されたフォトレジスト１８を除去し、さらに図４の（ｌ）に示す工程にて、第２スルーホール８に形成された第１シードメタル層３１を除去することにより、貫通電極６が設けられていない第２スルーホール８をガラス基板２に形成することができる。

＜配線基板１０の効果＞
以上のように、配線基板１０は、貫通電極６が設けられていない第２スルーホール８をさらに備えているため、第２スルーホール８を、多層基板間の層間接続または電子部品のスルーホール実装などに第２スルーホール８を利用することができる。

したがって、本実施形態によれば、ガラス基板２のスルーホール５にクラックなどが発生すること効果的に抑制しつつ、電子部品の高密度実装に対応した配線基板１０を実現することができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態に係る配線基板１１は、同一基板内で部分的に厚みが異なるガラス基板を備える点、並びに、ガラス基板の厚みが異なる領域のそれぞれに貫通電極が設けられている点において、上述した実施形態１に係る配線基板１と主に異なっている。

＜配線基板１１の構成＞
図５は、本実施形態に係る配線基板１１を示す断面図である。図５に示すように、配線基板１１は、ガラス基板２０、第１配線パターン３、第２配線パターン４、スルーホール５、貫通電極６、充填材７、第２スルーホール８、および第２貫通電極（貫通電極）９を備える。

（ガラス基板２０）
ガラス基板２０は、配線基板１１の基材となる板状部材であり、部分的に厚みが異なる２つの領域を含んでいる。具体的には、ガラス基板２０は、所定の厚みを有する第１領域２０ａと、第１領域２０ａよりも厚みが小さい第２領域２０ｂとを含んでいる。

ガラス基板２０の第１領域２０ａには、スルーホール５が形成されている。また、スルーホール５には、貫通電極６が設けられている。一方、ガラス基板２０の第２領域２０ｂには、第２スルーホール８が形成されている。また、第２スルーホール８には第２貫通電極９が設けられている。

（第２貫通電極９）
第２貫通電極９は、ガラス基板２０の第２領域２０ｂの表面２１に設けられた第１配線パターン３と、ガラス基板２０の第２領域２０ｂの裏面２２に設けられた第２配線パターン４とを電気的に接続する電極である。第２貫通電極９は、ガラス基板２０の第２領域２０ｂに形成されたテーパー形状の第２スルーホール８に設けられている。

第２貫通電極９は、第２スルーホール８の内周面、および第２スルーホール８の第２開口部８２を覆う第２配線パターン４の内面にわたって、第１シードメタル層３１および第１めっき層３２がこの順番で積層された被覆膜であり、ガラス基板２０の第２領域２０ｂの表面２１側で開口した凹部形状である。

第２貫通電極９を上述のような凹部９１を有する形状とすることにより、ガラス基板２と第２貫通電極９との熱膨張率の差に起因して生じた熱応力の影響を好適に緩和することが可能となる。

＜配線基板１１の製造方法＞
次に、配線基板１１の製造方法について説明する。配線基板１１が備えるガラス基板２０の第２領域２０ｂに、第２スルーホール８および第２貫通電極９を形成する方法は、実施形態１で説明した、ガラス基板２にスルーホール５および貫通電極６を形成する方法を用いることができる。

ただし、配線基板１１では、ガラス基板２０の第１領域２０ａに形成される第１めっき層３２の膜厚に比べて、ガラス基板２０の第２領域２０ｂに形成される第１めっき層３２の膜厚を大きくしてもよい。例えば、ガラス基板２０の第２領域２０ｂに形成される第１めっき層３２の膜厚を、ガラス基板２０の第１領域２０ａの厚みと、ガラス基板２０の第２領域２０ｂの厚みとの差分に相当する厚みとしてもよい。

このような膜厚の第１めっき層３２は、ガラス基板２０の第１領域２０ａの厚みと、ガラス基板２０の第２領域２０ｂの厚みとの差分に相当する十分な厚みを有するフォトレジスト１８を用いて第１めっき層３２を形成することにより容易に得ることができる。

＜配線基板１１の効果＞
以上のように、配線基板１１では、ガラス基板２０は、所定の厚みを有する第１領域２０ａと、第１領域２０ａよりも厚みが小さい第２領域２０ｂとを含み、ガラス基板２０の第１領域２０ａにテーパー形状のスルーホール５および凹部６１を有する形状の貫通電極６が設けられており、ガラス基板２０の第２領域２０ｂにテーパー形状の第２スルーホール８および凹部９１を有する形状の第２貫通電極９が設けられている。

したがって、本実施形態によれば、ガラス基板２０の厚みが異なる領域（第１領域２０ａおよび第２領域２０ｂ）に、第１配線パターン３および第２配線パターン４がそれぞれ形成されているため、ガラス基板２０を挟んだ配線間静電容量が異なる配線パターンを備える配線基板１１を実現することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る配線基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板の第１面（表面２１）および当該第１面に対向する前記ガラス基板の第２面（裏面２２）のそれぞれに形成された配線パターン（第１配線パターン３，第２配線パターン４）と、前記ガラス基板を貫通し、前記第１面から前記第２面へ向かって内径が徐々に小さくなった貫通孔（スルーホール５）と、前記貫通孔に設けられ、前記第１面に形成された前記配線パターンと前記第２面に形成された前記配線パターンとを電気的に接続する貫通電極とを備え、前記貫通電極は、前記第１面側で開口した凹部形状であることを特徴としている。

上記の構成では、貫通孔が、ガラス基板の第１面から前記第２面へ向かって内径が徐々に小さくなったテーパー形状であるため、ガラス基板と貫通電極との熱膨張率の差に起因して貫通孔内に生じた熱応力がガラス基板の面内方向へ集中することを抑制することが可能となる。また、上記の構成では、貫通電極がガラス基板の第１面側で開口した凹部（空洞・中空）形状であるため、貫通孔内に生じた上記熱応力の影響を好適に緩和することが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、ガラス基板と貫通電極との熱膨張率の差に起因した熱応力の影響を緩和し、ガラス基板の貫通孔にクラックなどが発生することを効果的に抑制可能な配線基板を実現することができる。

本発明の態様２に係る配線基板では、上記態様１において、前記第２面に形成された前記配線パターンの一部は、前記貫通孔の前記第２面側の開口部を覆っており、前記貫通電極は、前記貫通孔の内周面、および前記開口部を覆う前記配線パターンの前記貫通孔側の面にわたって設けられた被覆膜であってもよい。

上記の構成によれば、ガラス基板の第２面側における貫通孔の開口部が配線パターンによって覆われている。このため、貫通孔の内周面、および開口部を覆う配線パターンの貫通孔側の面にわたって被覆膜を設けることにより、ガラス基板の第１面側で開口した凹部形状の貫通電極を容易に形成することができる。

本発明の態様３に係る配線基板では、上記態様２において、前記被覆膜は、めっき層を含んでいてもよい。

上記の構成によれば、例えば電解（電気）めっき法などによって貫通電極を好適に形成することができる。

本発明の態様４に係る配線基板では、上記態様１〜３において、前記貫通電極の凹部内に充填される充填材をさらに備え、前記充填材は、前記ガラス基板および前記貫通電極よりも弾性率が低い材料から構成されていることが好ましい。

上記の構成によれば、温度変化に伴う貫通電極の歪みなどを抑制して、貫通電極の高い信頼性を確保することができる。

本発明の態様５に係る配線基板では、上記態様１〜４において、複数の前記貫通孔を備え、複数の前記貫通孔のうちの一部の前記貫通孔に、前記貫通電極が設けられていてもよい。

上記の構成によれば、配線基板は、貫通電極が設けられていない貫通孔を備えることになるため、貫通電極が設けられていない貫通孔を多層基板間の層間接続または電子部品のスルーホール実装などに利用することができる。

本発明の態様６に係る配線基板の製造方法は、ガラス基板の第２面に配線パターンを形成する工程と、前記第２面に対向する前記ガラス基板の第１面から前記配線パターンに到達するまで、内径が徐々に小さくなった貫通孔を前記ガラス基板に形成する工程と、前記第１面側から前記貫通孔内をめっき処理することにより、前記第１面側で開口した凹部形状の貫通電極を前記貫通孔に形成する工程と、を含むことを特徴としている。

上記の方法によれば、ガラス基板と貫通電極との熱膨張率の差に起因した熱応力の影響を緩和し、ガラス基板の貫通孔にクラックなどが発生することを効果的に抑制可能な配線基板の製造方法を実現することができる。

本発明の態様７に係る配線基板の製造方法では、上記態様６において、前記貫通孔を形成する工程にて、前記ガラス基板を選択的に切削またはエッチングすることにより、前記貫通孔を形成してもよい。

上記の方法によれば、ガラス基板の第１面からガラス基板の第２面に形成された配線パターンに到達する貫通孔を容易かつ効率的に形成することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

〔補足〕
なお、以下のように表現することも可能である。すなわち、本発明に係る配線基板は、ガラス板を母材とする基板（ガラス基板２）と、前記基板に形成したスルーホールと、スルーホールに電解銅めっきによって形成された貫通電極と、前記基板の両面に銅めっき配線を備える配線基板であって、前記スルーホールは、第２銅めっき配線（第２めっき層４２）側で小さく、第１銅めっき配線（第１めっき層３２）側で大きい形状であり、前記スルーホールは中空、または前記中空を低弾性率の物質（充填材７）で充填されていることを特徴としている。

また、本発明に係る配線基板の製造方法は、前記ガラス板の片面（裏面２２）に第２銅めっき配線を形成し、反対の面（表面２１）より深くなるほど小さくなり、第２シードメタル層まで到達するテーパー形状のスルーホールを形成し、次に形成した第１シードメタル層を用いて、スルーホール内も同時に第１銅めっき配線を形成し、スルーホール内の貫通電極は中空となることを特徴としている。

また、本発明に係る配線基板の製造方法では、前記スルーホールの加工が第２シードメタル層で自動的に停止することを特徴としている。

本発明は、貫通電極が設けられた、ガラスを基材とする配線基板に好適に利用することができ、貫通電極の信頼性を高めることができる。

１，１０，１１：配線基板
２，２０：ガラス基板
３：第１配線パターン（配線パターン）
４：第２配線パターン（配線パターン）
５：スルーホール（貫通孔）
６：貫通電極
７：充填材
８：第２スルーホール（貫通孔）
９：第２貫通電極（貫通電極）
２１：表面（第１面）
２２：裏面（第２面）
５２，８２：第２開口部（開口部）
６１，９１：凹部

Claims (5)

1. ガラス基板と、
   前記ガラス基板の第１面および当該第１面に対向する前記ガラス基板の第２面のそれぞれに形成された配線パターンと、
   前記ガラス基板を貫通し、前記第１面から前記第２面へ向かって内径が徐々に小さくなった貫通孔と、
   前記貫通孔に設けられ、前記第１面に形成された前記配線パターンと前記第２面に形成された前記配線パターンとを電気的に接続する貫通電極とを備え、
   前記貫通電極は、前記第１面側で開口した凹部形状であることを特徴とする配線基板。
2. 前記第２面に形成された前記配線パターンの一部は、前記貫通孔の前記第２面側の開口部を覆っており、
   前記貫通電極は、前記貫通孔の内周面、および前記開口部を覆う前記配線パターンの前記貫通孔側の面にわたって設けられた被覆膜であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記貫通電極の凹部内に充填される充填材をさらに備え、
   前記充填材は、前記ガラス基板および前記貫通電極よりも弾性率が低い材料から構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
4. ガラス基板の第２面に配線パターンを形成する工程と、
   前記第２面に対向する前記ガラス基板の第１面から前記配線パターンに到達するまで、内径が徐々に小さくなった貫通孔を前記ガラス基板に形成する工程と、
   前記第１面側から前記貫通孔内をめっき処理することにより、前記第１面側で開口した凹部形状の貫通電極を前記貫通孔に形成する工程と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
5. 前記貫通孔を形成する工程にて、前記ガラス基板を選択的に切削またはエッチングすることにより、前記貫通孔を形成することを特徴とする請求項４に記載の配線基板の製造方法。

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