微细结构体及微细结构体制备方法技术

本发明专利技术提供一种微细结构体和制备这种微细结构体的方法，所述微细结构体能够提供能减少布线缺陷的各向异性导电部件。所述微细结构体包括形成于绝缘基体中并被金属和绝缘物质填充的通孔。所述通孔具有1×106至1×1010个孔/mm2的密度，10nm至5000nm的平均开口直径，以及10μm至1000μm的平均深度。通孔由金属单独实现的封孔率为80％以上，并且通孔由金属和绝缘物质实现的封孔率为99％以上。所述绝缘物质是选自以下各项中的至少一种：氢氧化铝、二氧化硅、金属醇盐、氯化锂、氧化钛、氧化镁、氧化钽、氧化铌和氧化锆。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微细结构体和微细结构体制备方法。
技术介绍
其中将金属填充在基体中形成的微孔的金属填充微细结构体(器件)是近年来引起关注的纳米
之一。当被插入电子部件如半导体器件和电路板之间，然后使其仅受到压力作用时，各向异性导电部件能够在电子部件和电路板之间提供电连接。因此，这种部件被广泛地用作， 例如，用于电子部件如半导体器件的电连接部件，以及用于检查这类部件的功能的检查连接器。特别地，在电子连接部件如半导体显著微型化的情况下，用于直接连接电路板的传统方法如布线粘合已不再能允许布线直径的进一步缩小。在这样的背景下，近年来注意力集中于如下类型的各向异性导电部件其中穿过绝缘材料膜设置导电部件阵列的类型，或者其中将金属球排列在绝缘材料膜中的类型。例如，用于检查半导体的检查连接器被用于避免在以下情况下发生的巨大经济损失在把电子部件如半导体器件安装在电路板上之后进行的功能检查发现电子部件有缺陷，并且将电路板与电子部件一起丢弃。S卩，通过在类似于安装和进行功能检查中使用的那些位置，使电子部件如半导体器件与电路板通过各向异性导电部件进行电接触，可以在不将电子部件安装在电路板上的情况下进行功能检查，从而能够避免上述问题。本申请人在JP 2009-283431A中提出了 “一种微细结构体，所述微细结构体可以被用作各向异性导电部件，由包含微孔的绝缘基体制成，所述微孔具有1 X IO6至1 X 101°/ mm2的密度和IOnm至500nm的直径，其中将金属填充在微孔中直至80%以上的填充比”，且在JP 2010-33753A中提出了 “一种微细结构体，所述微细结构体由包含微孔的绝缘基体制成，所述微孔具有IX IO6至IX IOltVmm2的密度和IOnm至500nm的直径，其中金属被填充在总数的20%以上的通孔中，聚合物被填充在总数的至80%的通孔中”。
技术实现思路
本专利技术者考虑了在JP 2009-283431A和JP 2010-33753A中所述的微细结构体并发现，当使用这些微细结构体作为各向异性导电部件特别是用于多层电路板的电子连接部件时，容易出现如布线(电极)脱离等的布线缺陷。因此，本专利技术的目的是提供一种微细结构体其制备方法，所述微细结构体能够提供能减少布线缺陷的各向异性导电部件。为了达到以上的目的，本专利技术者进行了充分的研究，发现可以通过使用这样的微细结构体作为各向异性导电部件减少布线缺陷，所述微细结构体中用金属和绝缘材料填充在绝缘基体中形成的微孔直至给定的封孔率中，并完成本专利技术。具体地，本专利技术提供了以下⑴至(10)。(1) 一种微细结构体，所述微细结构体包括通孔，所述通孔形成于绝缘基体中并填充有金属和绝缘物质，其中所述通孔具有1 X IO6至1 X 101°个孔/mm2的密度，IOnm至5000nm的平均开口直径，以及10 μ m至1000 μ m的平均深度，其中通过所述金属单独实现的所述通孔的封孔率为80%以上，其中通过所述金属和所述绝缘物质实现的所述通孔的封孔率为99%以上，并且其中所述绝缘物质是选自以下各项中的至少一种氢氧化铝、二氧化硅、金属醇盐、氯化锂、氧化钛、氧化镁、氧化钽、氧化铌和氧化锆。(2)上述(1)中所述的微细结构体，其中所述通孔的纵横比(aspectratio)(平均深度/平均开口直径)为100以上。(3)上述⑴或⑵中所述的微细结构体，其中设置有所述通孔的所述绝缘基体是阀金属的阳极氧化膜。(4)上述(3)中所述的微细结构体，其中所述阀金属是选自以下各项中的至少一种金属铝、钽、铌、钛、铪、锆、锌、钨、铋和锑。(5)上述(4)中所述的微细结构体，其中上述阀金属是铝。(6)上述⑴至(5)中的任一项所述的微细结构体，其中所述金属是选自铜、金、 铝、镍、银和钨中的至少一种。(7) 一种制备上述(1)至(6)中的任一项所述的微细结构体的方法，所述方法包括金属填充步骤，即，对所述绝缘基体进行电解电镀，以用所述金属填充所述通孔直至80%以上的封孔率，以及在所述金属填充步骤之后的绝缘物质填充步骤，即，对填充有所述金属的所述绝缘基体进行封孔处理，以填充所述绝缘物质直至99%以上的封孔率。(8)上述(1)至(6)中的任一项所述的微细结构体，其中所述微细结构体被用作各向异性导电部件。(9) 一种多层电路板，所述多层电路板包括两层以上的各向异性导电部件，其中所述各向异性导电部件是(1)至(6)中的任一项所述的微细结构体。(10)根据上述9所述的多层电路板，所述多层电路板被用作用于半导体封装 (package)的互连体(interposer)。如下面将要描述的，本专利技术可以提供能够减少布线缺陷的微细结构体及其制备方法。附图说明图IA和IB是传统微细结构体实例的示意图。图IA是透视图；图IB是用于说明沿着图IA的IB-IB线所取横截面的示意图。图2A和2B是本专利技术微细结构体的优选实施方案的实例的示意图。图2A是透视图；图2B和2C是用于说明沿着图2A的IB-IB线所取横截面的示意图。图3是用于说明计算作为通孔的微孔的密度的方法的图。具体实施例方式[微细结构体]现在将在下面详细描述本专利技术。本专利技术的微细结构体是其形成在绝缘基体中的通孔填充有金属和绝缘物质的微细结构体，其中所述通孔具有1 X IO6至1 X 101°个孔/mm2的密度，IOnm至5000nm的平均开口直径，以及10 μ m至1000 μ m的平均深度，其中金属单独将通孔进行封孔直至80%以上的封孔率并且金属和绝缘物质共同将通孔进行封孔直至99%以上的封孔率，并且其中绝缘物质是选自氢氧化铝、二氧化硅、金属醇盐和氯化锂中的至少一种。接下来，参考附图描述本专利技术的微细结构体的结构。首先，参考显示有传统微细结构体实例的图1。类似于本专利技术的微细结构体，传统微细结构体1由带有用金属4填充的通孔3的绝缘基体2形成，但是，如图1中所示，具有一些没有以任何程度被填充的通孔或者仅被填充至其深度约一半的其它通孔。本专利技术者发现，传统微细结构体中上述布线缺陷问题由没有被完全封孔的通孔所引起，此外，当用金属将通孔封孔至80%以上的封孔率并且用绝缘物质将通孔封孔至最终 99%以上的封孔率时，减轻了上述布线缺陷问题。封孔率(％ )是由被金属或绝缘物质封孔的通孔的数目与视野中所有通孔的数目之比计算的平均值得到，所述被金属或绝缘物质封孔的通孔的数目和视野中所有通孔的数目是通过用FE-SEM观察微细结构体的顶部表面和底部表面得到的。图2是示出了本专利技术微细结构体的优选实施方案的实例的示意图。如图2中所示，本专利技术的微细结构体11是用金属14和绝缘物质15填充在绝缘基体12中产生的通孔13的微细结构体。图2A至2C示出了用金属14和绝缘物质15将通孔填充至最终100%的封孔率的状态。根据本专利技术，只要通孔13被封孔至给定的封孔率，通孔13不一定需要如图2C中所示被完全填充。在将本专利技术的微细结构体11用作各向异性导电部件的情况下，用金属4单独填充的通孔13充当各向异性导电部件的导电通道。接下来将描述本专利技术的微细结构体各组成部分的材料和尺寸。<绝缘基体>本专利技术的微细结构体的绝缘基体不以任何方式被具体限定，只要它具有约 IO14 Ω · cm的电阻率即可，所述电阻率相当于传统已知的各向本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种微细结构体，所述微细结构体包括通孔，所述通孔形成于绝缘基体中并填充有金属和绝缘物质，其中所述通孔具有１×１０６至１×１０１０个孔／ｍｍ２的密度，１０ｎｍ至５０００ｎｍ的平均开口直径，以及１０μｍ至１０００μｍ的平均深度，其中通过所述金属单独实现的所述通孔的封孔率为８０％以上，其中通过所述金属和所述绝缘物质实现的所述通孔的封孔率为９９％以上，并且其中所述绝缘物质是选自以下各项中的至少一种：氢氧化铝、二氧化硅、金属醇盐、氯化锂、氧化钛、氧化镁、氧化钽、氧化铌和氧化锆。

【技术特征摘要】
2010.06.22 JP 2010-1412601.一种微细结构体，所述微细结构体包括通孔，所述通孔形成于绝缘基体中并填充有金属和绝缘物质，其中所述通孔具有IXlO6至IX IOltl个孔/mm2的密度，IOnm至5000nm的平均开口直径，以及10 μ m至1000 μ m的平均深度，其中通过所述金属单独实现的所述通孔的封孔率为80%以上， 其中通过所述金属和所述绝缘物质实现的所述通孔的封孔率为99%以上，并且其中所述绝缘物质是选自以下各项中的至少一种氢氧化铝、二氧化硅、金属醇盐、氯化锂、氧化钛、氧化镁、氧化钽、氧化铌和氧化锆。2.根据权利要求1所述的微细结构体，其中所述通孔的纵横比(平均深度/平均开口直径)为100以上。3.根据权利要求1所述的微细结构体，其中设置有所述通孔的所述绝缘基体是阀金属的阳极氧化膜。4.根据权利要求3所述的微细结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下广祐，畠中优介，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP