配列用マスク
【課題】電極間隔が狭小化されたチップ・パッケージに対しても、半田ボールを精度良く搭載することができる配列用マスクを提供する。
【解決手段】所定の配列パターンに対応した通孔１２内に半田ボール２を振り込むことで、ワーク３上の所定位置に半田ボール２を搭載する配列用マスクであって、マスク本体１０下面に突起部１５を備えており、突起部１５の径はマスク本体１０下面に向かうにつれて大きくなるように形成している。これにより、突起部１５の付け根において強度をしっかりと確保しつつ、突起部１５の先端を微小ピッチの電極６間に対応して当接できるので、半田ボール６を所定の位置に確実に載置することができる。
【解決手段】所定の配列パターンに対応した通孔１２内に半田ボール２を振り込むことで、ワーク３上の所定位置に半田ボール２を搭載する配列用マスクであって、マスク本体１０下面に突起部１５を備えており、突起部１５の径はマスク本体１０下面に向かうにつれて大きくなるように形成している。これにより、突起部１５の付け根において強度をしっかりと確保しつつ、突起部１５の先端を微小ピッチの電極６間に対応して当接できるので、半田ボール６を所定の位置に確実に載置することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半田バンプを形成するのに用いられる、配列用マスク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田バンプの形成方法としては、ウエハ・フレキシブル基板・リジッド基板などのワーク上の電極にフラックスを塗布する印刷工程と、フラックス上に半田ボールを配列・搭載する配列工程と、半田ボールを加熱・溶解する加熱工程を経てバンプを形成している。そして、前述の配列工程において、ワーク上に半田ボールを配列する方式としては、マスクを用いた振込方式がある。振込方式では、電子部品の電極の配列パターンに対応して半田ボールが挿通可能な位置決め用の通孔を有する配列用マスク（以下、適宜に単に「マスク」と称す）を用いて、半田ボールをワーク上に搭載させている。具体的には、通孔と電極とが一致するようにワークに対しマスクを位置合わせしたうえで、マスクの上に置かれた半田ボールをスキージやブラシ等で掃引して、各通孔に一つずつ半田ボールを投入する。そして、フラックスに半田ボールを吸着させることにより、ワーク上の所定位置に半田ボールを仮止め的に搭載させている。
【０００３】
係るマスクとしては特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に記載のマスクは、通孔を有するマスク本体の下面に多数本の支持用の突起部を設けており、突起部の突出寸法は同一寸法に設定されている。これにより、ワーク上にマスクを設置した際に、全ての支持用の突起部の下端がワークの上面に当接され、通孔を有するマスク本体とワークとの対向間隙が確保されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８７２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、近年では電子機器の小型化に伴い、チップ・パッケージにおけるパッド間隔の狭小化が進んできている。このような要求に対応するため、突起部の幅寸法を小さくしたマスクが望まれるが、単に突起部の幅寸法を小さくすれば、突起部の根元の強度が不十分であるため、根元への応力集中により破損しやすいものとなってしまう。
本発明の目的は、上記要求を満足することができる配列用マスク及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、所定の配列パターンに対応した通孔１２を有し、この通孔１２内に半田ボール２を振り込むことで、ワーク３上の所定位置に半田ボール２を搭載する配列用マスクであって、マスク本体１０下面に突起部１５を備えており、突起部１５の径はマスク本体１０下面に向かうにつれて大きくなっていることを特徴とする。また、突起部１５の付け根は通孔１２に向かって拡がるように形成されていることを特徴とする。ここで、「突起部１５の付け根は通孔１２に向かって拡がるように形成されている」とは、図７に示すように、通孔１２内面とマスク本体１０下面との交点を終点とし、突起部１５の付け根はそれに向かって突起部１５の径が突起部１５先端から次第に大きくなるように形成されているもの（図７（ａ））に限らず、上述した終点に近づくように形成されてあって、マスク本体１０下面において通孔１２から間隙をとったところに突起部１５の付け根が位置しているもの（図７（ｂ）、図７（ｃ））も実質的に含まれる。要するに、突起部１５の付け根が通孔１２内面とマスク本体１０下面との交点に向かって形成され、末拡がり状となっていることが特徴である。また、突起部１５の先端の径と突起部１５の付け根の径との比が１対３以上であることを特徴とする。この突起部１５の側面は、円弧状に形成されていることが望ましい。さらに、突起部１５のアスペクト比が３以上であることが望ましい。なお、ここで言う「アスペクト比」とは、突起部１５の高さと突起部１５の先端（下面）の径との比のことである。さらには、突起部１５の下端面は細長形状とし、長手方向や長径方向を一定方向とすると良い。ここで、突起部１５の下端面を細長形状とした場合、突起部１５のアスペクト比が３以上を達成するには、突起部１５の高さと突起部１５先端の短径との比においてこれを満足すれば良い。
【０００７】
また本発明は、通孔１２に半田ボール２を振り込むことで、ワーク３上の所定位置に半田ボール２を搭載する配列用マスクの製造方法であって、母型３０の表面に、突起部１５に対応するレジスト体３４ａを有する一次パターンレジスト３４を形成する工程と、レジスト体３４ａを用いて、母型３０上に電着金属を電鋳して、一次電鋳層３５を形成する第一の電鋳工程と、一次電鋳層３５上に、通孔１２に対応するレジスト体３８ａを有する二次パターンレジスト３８を形成する工程と、レジスト体３８ａを用いて、母型３０及び一次電鋳層３５上に電着金属を電鋳して、突起部１５を一体に有するマスクとなる二次電鋳層３９を形成する第二の電鋳工程と、二次パターンレジスト３８を除去するとともに、母型３０、一次電鋳層３５から二次電鋳層３９を剥離する工程とを含むことを特徴とする。また、第二の電鋳工程の前に、母型３０及び一次電鋳層３５の表面に導電層４０を形成する工程を施すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マスク本体１０下面に突起部１５を備え、突起部１５の径はマスク本体１０下面に向かうにつれて大きくなるよう形成されているので、突起部１５の付け根の強度が向上し、突起部１５の先端を電極６間にしっかりと当接して対応することができ、電極６に塗布されたフラックス１７がマスク本体１０や突起部１５に付着することを回避して、半田ボール２を所望の位置に載置することができる。また、突起部１５の付け根が通孔１２に向かって拡がるように形成すれば、突起部１５の付け根の強度をより確実に確保でき、突起部１５の先端をより細くすることが可能となり、電極６が微小ピッチで設けられているワーク３に対しても、しっかりと対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の配列用マスクとワークの全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクを模式的に示す縦断側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクの平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクの別実施形態を示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクの製造方法の説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクの製造方法の説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る配列用マスクを模式的に示す縦断側面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る配列用マスクの製造方法の説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る配列用マスクの製造方法の説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る配列用マスクの別の製造方法の説明図である。
【図１１】本発明の別実施形態に係る配列用マスクの部分拡大図である。
【図１２】本発明に係る配列用マスクにおける突起部の下端面形状を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１実施形態）
図１乃至図３に、本発明の第１実施形態に係る半田ボールの配列用マスクを示す。この配列用マスク（以下、単にマスクと記す）１は、半田バンプ形成における半田ボール２の配列工程において使用に供されるものである。
図２において、符号３は、マスク１による半田ボール２の搭載対象となるワークを示す。このワーク３は、例えば、ガラスエポキシ基板のベース４に複数個の半導体チップ５を搭載し、ワイヤボンドで配線した後トランスファモールド封止してなるものであり、半導体チップ５を囲むように、ワーク３の上面には、入出力端子である電極６が所定のパターンで形成されている。なお、ワーク３は、バンプの形成後に個片に切断され、個々のＬＳＩチップとされる。
【００１１】
図１に示すように、マスク１は、ニッケルやニッケルコバルト等のニッケル合金、銅やその他の金属を素材として形成されたマスク本体１０から成り、このマスク本体１０にはこれを囲むように枠体１１を装着できる。マスク本体１０の盤面中央部には、各半導体チップ５に対応して、半田ボール２を投入するための多数独立の通孔１２からなるパターン領域が多数形成されている。
図２に示すように、通孔１２は、ワーク３上における各半導体チップ５の電極６の配列位置に対応した配列パターンに対応している。半田ボール２は、５０μｍ以下の半径寸法を有するものであり、これに合わせて各通孔１２は、当該ボール２の半径寸法よりも僅かに大きな内径寸法を有する平面視で円形状に形成されている。
【００１２】
マスク本体１０には、補強用の枠体１１を装着することができる。この枠体１１は、アルミ、４２アロイ、インバー材、ＳＵＳ４３０等の材質からなる平板体であり、その盤面中央に、マスク本体１０に対応する一つの四角形状の開口を備えており、本実施形態では、一枚のマスク本体１０を一枚の枠体１１で保持している。枠体１１は、マスク本体１０よりも肉厚の成形品であり、マスク本体１０の外周縁と不離一体的に接合される。ここでは枠体１１の厚み寸法は、例えば０．０５〜１．０ｍｍ程度とし、本実施形態においては０．５ｍｍに設定した。また、マスク本体１０の厚みは、好ましくは１０μｍ以上の範囲として、本実施形態では２００μｍに設定した。
【００１３】
図２に示すように、マスク本体１０（マスク１）の下面側、すなわちワーク３に対する対向面側には、ワーク３との対向間隙を確保する突起部１５が、下方向に突出状に設けられている。突起部１５は、配列作業時においてワーク３の上面に当接してマスク本体１０とワーク３との対向間隙を確保する。図２および図３に示すように、各々の突起部１５は、通孔１２間であって、マスク本体１０の下面から先窄まるように形成されており、本実施形態では円錐台状を呈している。この突起部１５の付け根はマスク本体１０の下面の通孔１２付近に位置していることが好ましく、本実施形態では、通孔１２の内面とマスク本体１０の下面との交点に位置している。本マスク１においては、突起部１５の高さとマスク本体１０の厚みとの比が２対１以上とするのが好ましい。これは、上記マスク本体１０の厚さが１０〜３００μｍの範囲内においてこれを満足するようにするのが好ましい。また、突起部１５の先端の径Ｌ１と付け根の径Ｌ２との比が１対３以上であることが好ましい。さらに言えば、突起部１５の先端の径と付け根の径と通孔１２間の幅との比が１対３対３以上であることが好ましい。また、この突起部１５は、アスペクト比（突起部１５の高さと先端径との比）が大きいものが好ましく、本実施形態では、アスペクト比３としている。ここで、図３においては、隣り合うパターン領域間には突起部１５と同じ高さの凸部を設けて、マスク１をワーク３に載置した時に当接するようにしているが、図４に示すように、隣り合うパターン領域間を凹ませた形態（凸部を設けない形態）であっても良い。これによれば、マスク１をワーク３に対して追随性良く載置することが可能である。なお、図３及び図４において、符号１５で図示しているのは突起部１５の下端面であり、突起部１５の付け根は図示していない。
【００１４】
ここで、図１の斜視図、図２の縦断面図、および図３、図４の平面図は、実際のマスク１の様子を示したものではなく、それを模式的に示している。さらに言うと、図１等における通孔１２の開口寸法やマスク本体１０等の厚み寸法等は、図面作成の便宜上、そのような寸法に示したものである。
【００１５】
マスク１を用いた半田ボール２の配列作業は、以下のような手順で行われる。なお、この配列作業は、専用の配列装置（特許文献１の図１、図５等を参照）によって行われる。
まず、ワーク３の電極６上にフラックス１７（図２参照）を印刷塗布する。次に、通孔１２と電極６とが一致するように、ワーク３上にマスク１を位置合わせしたうえで、マスク１を固定する。かかる位置合わせ作業は、実際には枠体１１とワーク３との外周縁を位置合わせすることで行われる。位置合わせ作業が終了すると、ワーク３の下方に磁石を配置して、該かかる固定状態において、突起部１５の下端面がワーク３の表面に当接することで、マスク本体１０は、図２に示すようなワーク３との対向間隙が確保された離間姿勢に姿勢保持される。ワーク３の表面が僅かにうねっている場合にも、突起部１５の下端面をワーク３の表面に当接させて、該ワーク３の表面のうねりに合わせて、マスク本体１０を不離一体的に固定することができる。
【００１６】
次に、マスク１上に多数個の半田ボール２を供給し、スキージブラシを用いてマスク１上で半田ボール２を分散させて、通孔１２内に一つずつ半田ボール２を投入する。これにて、半田ボール２はフラックス１７に仮止め状に粘着保持される。かかるスキージブラシを用いた半田ボール２の投入作業において、スキージブラシ圧がマスク１に大きくかかったとしても突起部１５によってマスク１が撓むことを防止でき、投入作業を作業効率良くスムーズに進めることができる。
【００１７】
以上のように本実施形態に係るマスク１によれば、マスク本体１０とワーク３との対向間隙を形成する突起部１５を備えているので、突起部１５によってワーク３との対向間隙を確実に確保でき、通孔１２内への半田ボール２の投入作業を効率的に漏れなく進めることが可能となる。
【００１８】
マスク本体１０の外周縁に、補強用の枠体１１を設けることができ、マスク本体１０がそれ自体に内方に収縮する方向の応力が作用するようなテンションを加えた状態で形成すれば、周囲温度の変化に伴うマスク本体１０の膨張分を、当該収縮方向へのテンションで吸収できる。これにて、ワーク３に対するマスク本体１０の位置ズレの発生を防ぐことができる。また、マスク本体１０の全体に均一なテンションを与えることができるので、ワーク３に対して半田ボール２を位置精度良く搭載させることができる。
【００１９】
図５及び図６は本実施形態に係る配列用マスク１の製造方法を示す。まず、図５（ａ）に示すごとく、導電性を有する例えばステンレス製や真ちゅう鋼製の母型３０の表面にフォトレジスト層３１を形成する。このフォトレジスト層３１は、ネガタイプの感光性ドライフォトレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。ついで、フォトレジスト層３１の上に、突起部１５に対応する透光孔３２ａを有するパターンフィルム３２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図５（ｂ）に示すように、先窄まり状の突起部１５に対応するレジスト体３４ａを有する一次パターンレジスト３４を母型３０上に形成した。この時、紫外線が透過しにくいフォトレジストを用いたり、露光量を弱めたりして、レジスト体３４ａにテーパが付いたものが好ましい。
【００２０】
続いて、上記母型３０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図５（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体３４ａの高さの範囲内で、母型３０のレジスト体３４ａで覆われていない表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、一次電鋳層３５を形成した。ここでは、母型３０の略全面にわたって、一次電鋳層３５を形成した（第一の電鋳工程）。次に、図５（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト３４を除去する。ここで、一次電鋳層３５の表面に研磨処理を施しておくと良い。
【００２１】
次いで、図６（ａ）に示すごとく、一次電鋳層３５および母型３０の表面の全体に、フォトレジスト層３６を形成したうえで、当該フォトレジスト層３６の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔３７ａを有するパターンフィルム３７を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図６（ｂ）に示すように、マスク本体１０に対応するレジスト体３８ａを有する二次パターンレジスト３８を一次電鋳層３５の表面に形成した。
【００２２】
続いて、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図６（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体３８ａの高さの範囲内で、母型３０及びのレジスト体３８ａで覆われていない一次電鋳層３５の表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層３９を形成した（第二の電鋳工程）。次に、二次パターンレジスト３８を溶解除去したうえで、母型３０及び一次電鋳層３５から二次電鋳層３９を剥離することにより、図６（ｄ）および図２に示すようなマスク１を得た。そして、マスク１に枠体１１を装着すれば、図１に示すような配列用マスク１が得られる。
【００２３】
二次電鋳層３９、つまりマスク１は、それ自体に内方に収縮する方向の応力が作用するようなテンションを加えた状態で、枠体１１に保持することが可能である。かかる応力の付与は、例えば、枠体１１とマスク１との熱膨張係数の差を利用して、高温環境下でマスク１の外周縁に枠体１１の装着作業を行い、常温時ではマスク１を内方側に収縮させることで実現できる。
【００２４】
以上のようなマスク１の製造方法によれば、電鋳法により高精度に配列用マスクを作製することができるので、半田ボール２を位置精度良くワーク３上に搭載させることができる。突起部１５を有するマスク１を一回の電鋳作業（第二の電鋳工程）により不離一体に形成することができるのですれば、突起部１５を後付けする形態に比べて、該突起部１５の破損などの不都合が生じるおそれが少なく、信頼性に優れたマスク１を高精度に得ることができる点でも優れている。また、突起部１５をマスク本体１０の下面に近づくにつれて大きくなるように形成すれば、突起部１５の特に付け根（根元）に応力が集中することが回避されるため、突起部１５の強度をしっかりと補強できつつ、突起部１５をフラックス１７が塗布された電極６から離間した状態で電極６間に当接できるので、電極６に塗布されたフラックス１７がマスク本体１０に付着することによる半田ボール２の搭載不良を防止することができる。これは、突起部１５の先端の径と付け根の径との比を１対３以上にすること、突起部１５のアスペクト比を３以上とすることでより効果的となる。
【００２５】
また、レジストパターンを調整することによって所望のアスペクト比を有する突起部１５が容易に得られる。なお、本実施形態においては、通孔１２及び突起部１５はストレート状としているが、テーパ状としても良い。かかる形状は、フォトレジスト層３１・３６の感光度や露光条件を変更することによって得られる。
【００２６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る配列用マスクについて説明する。本実施形態では、図７に示すように、突起部１５はマスクの下面に近づくにつれて径が大きくなる末拡がり形状となっており、突起部１５の側面が円弧状となっている。これ以外の点は第１実施形態と基本的に同じなので、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２７】
図８および図９に、本発明の第２実施形態に係る半田ボールの配列用マスクの製造方法を示す。まず、図８（ａ）に示すごとく、導電性を有する例えばステンレス製や真ちゅう鋼製の母型３０の表面にフォトレジスト層３１を形成する。このフォトレジスト層３１は、ネガタイプの感光性ドライフォトレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。ついで、フォトレジスト層３１の上に、通孔１２に対応する透光孔３２ａを有するパターンフィルム３２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図８（ｂ）に示すように、通孔１２に対応するレジスト体３４ａを有する一次パターンレジスト３４を母型３０上に形成した。
【００２８】
続いて、上記母型３０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、先のレジスト体３４ａの高さの範囲内で、母型３０のレジスト体３４ａで覆われていない表面にニッケル等の電着金属を電鋳して、マスク１に対応する一次電鋳層３５を母型３０の略全面にわたって、一次電鋳層３５を形成し、一次電鋳層３５の表面に研磨処理を施したのち、図８（ｃ）に示すように、レジスト体３４ａを溶解除去した。ここまでの工程は、第１実施形態とほぼ同じである。
【００２９】
次いで、図８（ｄ）に示すように、母型３０及び一次電鋳層３５の表面にニッケルや銅などといった導電層４０をめっきによって形成する。この時、一次電着層３５の角部上における導電層４０は、円弧状に形成される。かくして、側面が円弧状の突起部に対応するパターンが得られる。なお、円弧状部分の曲率は、導電層４０の厚みを調整することによって所望のアールが得られる。また、導電層４０を形成する工程は、一次電鋳層３５上に後述する二次レジストパターン３８を形成した後に行っても良い。なおここで、導電層４０を形成することによって、この導電層４０が剥離層として機能するので、第１実施形態のように母型３０上に二次電鋳層３５を直接形成するのに比べ、母型３０から二次電鋳層３５の剥離が容易となる。マスク１は、二次電鋳層３５と導電層４０とが一体的に積層してなるものでも良いが、導電層４０は除去する方が好ましいので、二次電鋳層３５の剥離をさらに容易にするため、母型３０上にストライクめっきといった密着処理を施すことにより、導電層４０が母型３０に固着されるため、二次電鋳層３５の剥離がより容易となる。
【００３０】
次に、図９（ａ）に示すように、導電層４０の表面上に、フォトレジスト層３６を形成したうえで、当該フォトレジスト層３６の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔３７ａを有するパターンフィルム３７を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図９（ｂ）に示すように、レジスト体３８ａを有する二次パターンレジスト３８を導電層４０の表面に形成した。次いで、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図９（ｃ）に示すように、先のレジスト体３８ａの高さの範囲内で、レジスト体３８ａで覆われていない導電層４０の表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層３９を形成した（第二の電鋳工程）。最後に、二次パターンレジスト３８を除去するとともに、母型３０、一次電鋳層３５、及び導電層４０から二次電鋳層３９を剥離することにより、図９（ｄ）および図７に示すようなマスク１が得られる。
【００３１】
このように、本実施形態のマスクは、母型３０及び一次電鋳層３５上に導電層４０を形成することで通孔内面１２ａとマスク本体下面１０ａとの交点を付け根１５ｂとし、先端にいくにつれて窄まっていく先窄まり形状であって、側面が円弧状の突起部１５を容易に形成することができる。これにより、突起部１５の特に根元に応力が集中することにより生じる破損を防止できる。これに加えて、マスク１をワーク３に載置した際に、仮に突起部１５にフラックス１７が付着したとしても、突起部１５の側面が円弧となっていることにより、フラックス１７の通孔１２への回り込みを防止できるので、通孔１２にフラックス１７が付着することによる半田ボール２の搭載不良を招くおそれをなくすことができる。なお、突起部１５の付け根１５ｂの位置については、図７（ａ）に示すような、マスク本体下面１０ａと通孔内面１２ａとの交点に位置しているものに限らず、図７（ｂ）に示すように、マスク本体下面１０ａ上の通孔１２から十分距離をとった（離間された）位置であっても、図７（ｃ）に示すように、マスク本体下面１０ａ上の通孔１２から微小な間隙をとった位置であっても良い。また、突起部１５の側面は、凸状円弧でも凹状円弧でもどちらでも良く、凸状円弧とすれば、強度の良いものに、凹状円弧とすれば、突起部１５側面のどの位置においても、フラックス１７が付着された電極６に近づく部分がない、つまり、フラックス１７が付着された電極６から一定距離を保った状態となって良い。また、図７（ａ）の突起部１５の拡大図に示すように、突起部１５の側面や付け根１５ｂだけでなく、先端１５ａにも所望のアールを設けてあっても良い。これは、導電層４０の厚みを調整することで実現でき、これにより、突起部１５のワーク３への接触面積をより小さくすることができ、突起部１５にフラックス１７が付着するおそれが可及的に減少する。このように、突起部１５の先端１５ａ及び／又は付け根１５ｂにアールを設けることで、上記効果が得られる。ここで、特に突起部１５の付け根１５ｂにおいて、直線に限りなく近い程に曲率が小さい円弧で形成されているものももちろん含まれる。この突起部１５は、ストレート状と先窄まり状とを組み合わせた形状であっても良い。
【００３２】
上記実施形態においては、突起部１５が一体となったマスク１としているが、突起部１５が別部材で一体的に形成されたものでも良い。これは、上記マスクにおいて、例えば、突起部１５を銅やアルミ等といった非磁性体で形成すれば、上述したように磁石の磁力吸引力によってワーク３にマスク１を固定する場合に、マスク１に対して磁力が均一に働くことになるので、マスク１が不用意に撓むおそれがなく、電極６に対する通孔１２の位置精度を向上することができる。係るマスク１は、第二の電鋳工程（図６（ｃ）、図９（ｃ）参照）において、突起部１５のパターンに対応する一次電鋳層３５の高さと同等にまでは、非磁性体金属をめっき等によって形成し、その後他は鉄、ニッケル、ニッケル−コバルト等といった磁性体の金属を電鋳等によって形成することで製造することができる。
【００３３】
また、突起部１５を非磁性体で形成するものにおいて、金属に限らず樹脂によって形成したものでも良い。係るマスク１の製造方法は、図８及び図９において、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示す工程までは同じであり、次いで、導電層４０の表面上に、フォトレジスト層を形成したうえで、当該フォトレジスト層の表面に、前記突起部１５に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、若しくは、液状の樹脂を前記突起部１５に対応する部分に埋め込んで硬化させることにより、図１０（ａ）に示すように、レジスト体４１ａを有する二次パターンレジスト４１を導電層４０の表面に形成した。続いて、導電層４０及び二次パターンレジスト４１の表面上に、フォトレジスト層を形成したうえで、当該フォトレジスト層の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図１０（ｂ）に示すように、レジスト体４２ａを有する三次パターンレジスト４２を導電層４０の表面に形成した。なお、二次パターンレジスト４１は、先に三次パターンレジスト４２を形成した後に形成しても良いし、二次パターンレジスト４１及び三次パターンレジスト４２は同時に形成しても良い。
【００３４】
その後は、好ましくは三次パターンレジスト４２で覆われていない導電層４０及び二次パターンレジスト４１の表面に密着処理を施すとともに、少なくとも二次パターンレジスト４１の表面に蒸着やスパッタなどにより導電層を付与してから、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１０（ｃ）に示すように、先のレジスト体４２ａの高さの範囲内で、レジスト体４２ａで覆われていない導電層４０及びレジスト体４１ａの表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層４３を形成した（第二の電鋳工程）。最後に、三次パターンレジスト４２を除去するとともに、母型３０、一次電鋳層３５、及び導電層４０から二次電鋳層４３を剥離することにより、図１０（ｄ）に示すようなマスク１を得ることができる。もちろん、蒸着やスパッタなどのみによってマスク１を形成することもできる。
【００３５】
このように、突起部１５を非磁性体である樹脂で形成すれば、当該樹脂の弾力性に由来するクッション作用が発揮され、突起部１５がワーク３に当接した際に、ワーク３が損傷するおそれが少なくなる。この効果を顕著に奏するために、マスク１においては、突起部１５だけでなく、ワーク３と当接する部分の全てを樹脂で形成するのが好ましい。これによって、マスク１に対して磁力が均一に働くことにもなるので、マスク１が不用意に撓むおそれがなく、電極６に対する通孔１２の位置精度を向上させることもできる。
【００３６】
上記製造方法にて得られたマスク１に枠体１１を設ける場合、接着レジストであるソルダーレジストの粘着性を利用して、枠体１１を形成することができる。よって、別途接着剤等により枠体１１を貼り付ける形態に比べて、マスクの生産工程が少なくて済み、マスクの製造コストの削減化に貢献できる。また、この製造方法では、ソルダーレジストを変質させて突起部１５としているため、非磁性体の突起部１５を有するマスクを生産効率良く形成できる点でも優れている。
【００３７】
本発明における突起部１５は、一次レジストパターン３４によって所望の形状を、また導電層４０によって任意のアールを設けることが可能である。なお、上記実施形態においては、突起部１５と通孔１２の配置は、図１１（ａ）に示すような形態となっているが、これに限らず、通孔１２を電極６に対応する位置に形成しつつ、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に示すように、突起部１５が一つの通孔１２を囲むように、一つの突起部１５が通孔１２に囲まれるように配置しても良い（図１１では、通孔１２と突起部１５の先端面との配置関係を示しており、突起部１５の付け根１５ｂは図示していない）。また、突起部１５の下端面の形状は円に限らず、ひし形・六角形などといった多角形や楕円でも良い。さらに、これら形状においては、細長形状及び／又は角が丸みを帯びたものが好ましい（図１２（ａ）〜（ｈ）参照）。このように、これら形状の長手方向・長径方向を一定方向に合わせることで、例えば、マスク１の裏面を洗浄する際に、洗浄手段（布やスポンジなど）が突起部１５に引っかかることによる洗浄手段や突起部１５が破損するおそれを可及的になくすことができるとともに、スムーズに洗浄することが可能となる。よって、突起部１５全ての長手方向・長径方向を一方向に合わせることが望ましい。なお、細長形状とするのはあくまでも突起部１５の下端（先端）面においてであり、突起部１５の付け根１５ｂの面においては強度等の点で必ずしも細長形状とする必要はない。
【符号の説明】
【００３８】
１ マスク
２ 半田ボール
３ ワーク
６ 電極
１０ マスク本体
１２ 通孔
１５ 突起部
１５ａ 先端部
１５ｂ 付け根部
３０ 母型
３１ フォトレジスト層
３４ 一次パターンレジスト
３４ａ レジスト体
３５ 一次電鋳層
３６ フォトレジスト層
３８ 二次パターンレジスト
３８ａ レジスト体
３９ 二次電鋳層
４０ 導電層
４１ 二次パターンレジスト
４１ａ レジスト体
４２ 三次パターンレジスト
４２ａ レジスト体
４３ 二次電鋳層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半田バンプを形成するのに用いられる、配列用マスク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田バンプの形成方法としては、ウエハ・フレキシブル基板・リジッド基板などのワーク上の電極にフラックスを塗布する印刷工程と、フラックス上に半田ボールを配列・搭載する配列工程と、半田ボールを加熱・溶解する加熱工程を経てバンプを形成している。そして、前述の配列工程において、ワーク上に半田ボールを配列する方式としては、マスクを用いた振込方式がある。振込方式では、電子部品の電極の配列パターンに対応して半田ボールが挿通可能な位置決め用の通孔を有する配列用マスク（以下、適宜に単に「マスク」と称す）を用いて、半田ボールをワーク上に搭載させている。具体的には、通孔と電極とが一致するようにワークに対しマスクを位置合わせしたうえで、マスクの上に置かれた半田ボールをスキージやブラシ等で掃引して、各通孔に一つずつ半田ボールを投入する。そして、フラックスに半田ボールを吸着させることにより、ワーク上の所定位置に半田ボールを仮止め的に搭載させている。
【０００３】
係るマスクとしては特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に記載のマスクは、通孔を有するマスク本体の下面に多数本の支持用の突起部を設けており、突起部の突出寸法は同一寸法に設定されている。これにより、ワーク上にマスクを設置した際に、全ての支持用の突起部の下端がワークの上面に当接され、通孔を有するマスク本体とワークとの対向間隙が確保されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８７２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、近年では電子機器の小型化に伴い、チップ・パッケージにおけるパッド間隔の狭小化が進んできている。このような要求に対応するため、突起部の幅寸法を小さくしたマスクが望まれるが、単に突起部の幅寸法を小さくすれば、突起部の根元の強度が不十分であるため、根元への応力集中により破損しやすいものとなってしまう。
本発明の目的は、上記要求を満足することができる配列用マスク及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、所定の配列パターンに対応した通孔１２を有し、この通孔１２内に半田ボール２を振り込むことで、ワーク３上の所定位置に半田ボール２を搭載する配列用マスクであって、マスク本体１０下面に突起部１５を備えており、突起部１５の径はマスク本体１０下面に向かうにつれて大きくなっていることを特徴とする。また、突起部１５の付け根は通孔１２に向かって拡がるように形成されていることを特徴とする。ここで、「突起部１５の付け根は通孔１２に向かって拡がるように形成されている」とは、図７に示すように、通孔１２内面とマスク本体１０下面との交点を終点とし、突起部１５の付け根はそれに向かって突起部１５の径が突起部１５先端から次第に大きくなるように形成されているもの（図７（ａ））に限らず、上述した終点に近づくように形成されてあって、マスク本体１０下面において通孔１２から間隙をとったところに突起部１５の付け根が位置しているもの（図７（ｂ）、図７（ｃ））も実質的に含まれる。要するに、突起部１５の付け根が通孔１２内面とマスク本体１０下面との交点に向かって形成され、末拡がり状となっていることが特徴である。また、突起部１５の先端の径と突起部１５の付け根の径との比が１対３以上であることを特徴とする。この突起部１５の側面は、円弧状に形成されていることが望ましい。さらに、突起部１５のアスペクト比が３以上であることが望ましい。なお、ここで言う「アスペクト比」とは、突起部１５の高さと突起部１５の先端（下面）の径との比のことである。さらには、突起部１５の下端面は細長形状とし、長手方向や長径方向を一定方向とすると良い。ここで、突起部１５の下端面を細長形状とした場合、突起部１５のアスペクト比が３以上を達成するには、突起部１５の高さと突起部１５先端の短径との比においてこれを満足すれば良い。
【０００７】
また本発明は、通孔１２に半田ボール２を振り込むことで、ワーク３上の所定位置に半田ボール２を搭載する配列用マスクの製造方法であって、母型３０の表面に、突起部１５に対応するレジスト体３４ａを有する一次パターンレジスト３４を形成する工程と、レジスト体３４ａを用いて、母型３０上に電着金属を電鋳して、一次電鋳層３５を形成する第一の電鋳工程と、一次電鋳層３５上に、通孔１２に対応するレジスト体３８ａを有する二次パターンレジスト３８を形成する工程と、レジスト体３８ａを用いて、母型３０及び一次電鋳層３５上に電着金属を電鋳して、突起部１５を一体に有するマスクとなる二次電鋳層３９を形成する第二の電鋳工程と、二次パターンレジスト３８を除去するとともに、母型３０、一次電鋳層３５から二次電鋳層３９を剥離する工程とを含むことを特徴とする。また、第二の電鋳工程の前に、母型３０及び一次電鋳層３５の表面に導電層４０を形成する工程を施すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マスク本体１０下面に突起部１５を備え、突起部１５の径はマスク本体１０下面に向かうにつれて大きくなるよう形成されているので、突起部１５の付け根の強度が向上し、突起部１５の先端を電極６間にしっかりと当接して対応することができ、電極６に塗布されたフラックス１７がマスク本体１０や突起部１５に付着することを回避して、半田ボール２を所望の位置に載置することができる。また、突起部１５の付け根が通孔１２に向かって拡がるように形成すれば、突起部１５の付け根の強度をより確実に確保でき、突起部１５の先端をより細くすることが可能となり、電極６が微小ピッチで設けられているワーク３に対しても、しっかりと対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の配列用マスクとワークの全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクを模式的に示す縦断側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクの平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクの別実施形態を示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクの製造方法の説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクの製造方法の説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る配列用マスクを模式的に示す縦断側面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る配列用マスクの製造方法の説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る配列用マスクの製造方法の説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る配列用マスクの別の製造方法の説明図である。
【図１１】本発明の別実施形態に係る配列用マスクの部分拡大図である。
【図１２】本発明に係る配列用マスクにおける突起部の下端面形状を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１実施形態）
図１乃至図３に、本発明の第１実施形態に係る半田ボールの配列用マスクを示す。この配列用マスク（以下、単にマスクと記す）１は、半田バンプ形成における半田ボール２の配列工程において使用に供されるものである。
図２において、符号３は、マスク１による半田ボール２の搭載対象となるワークを示す。このワーク３は、例えば、ガラスエポキシ基板のベース４に複数個の半導体チップ５を搭載し、ワイヤボンドで配線した後トランスファモールド封止してなるものであり、半導体チップ５を囲むように、ワーク３の上面には、入出力端子である電極６が所定のパターンで形成されている。なお、ワーク３は、バンプの形成後に個片に切断され、個々のＬＳＩチップとされる。
【００１１】
図１に示すように、マスク１は、ニッケルやニッケルコバルト等のニッケル合金、銅やその他の金属を素材として形成されたマスク本体１０から成り、このマスク本体１０にはこれを囲むように枠体１１を装着できる。マスク本体１０の盤面中央部には、各半導体チップ５に対応して、半田ボール２を投入するための多数独立の通孔１２からなるパターン領域が多数形成されている。
図２に示すように、通孔１２は、ワーク３上における各半導体チップ５の電極６の配列位置に対応した配列パターンに対応している。半田ボール２は、５０μｍ以下の半径寸法を有するものであり、これに合わせて各通孔１２は、当該ボール２の半径寸法よりも僅かに大きな内径寸法を有する平面視で円形状に形成されている。
【００１２】
マスク本体１０には、補強用の枠体１１を装着することができる。この枠体１１は、アルミ、４２アロイ、インバー材、ＳＵＳ４３０等の材質からなる平板体であり、その盤面中央に、マスク本体１０に対応する一つの四角形状の開口を備えており、本実施形態では、一枚のマスク本体１０を一枚の枠体１１で保持している。枠体１１は、マスク本体１０よりも肉厚の成形品であり、マスク本体１０の外周縁と不離一体的に接合される。ここでは枠体１１の厚み寸法は、例えば０．０５〜１．０ｍｍ程度とし、本実施形態においては０．５ｍｍに設定した。また、マスク本体１０の厚みは、好ましくは１０μｍ以上の範囲として、本実施形態では２００μｍに設定した。
【００１３】
図２に示すように、マスク本体１０（マスク１）の下面側、すなわちワーク３に対する対向面側には、ワーク３との対向間隙を確保する突起部１５が、下方向に突出状に設けられている。突起部１５は、配列作業時においてワーク３の上面に当接してマスク本体１０とワーク３との対向間隙を確保する。図２および図３に示すように、各々の突起部１５は、通孔１２間であって、マスク本体１０の下面から先窄まるように形成されており、本実施形態では円錐台状を呈している。この突起部１５の付け根はマスク本体１０の下面の通孔１２付近に位置していることが好ましく、本実施形態では、通孔１２の内面とマスク本体１０の下面との交点に位置している。本マスク１においては、突起部１５の高さとマスク本体１０の厚みとの比が２対１以上とするのが好ましい。これは、上記マスク本体１０の厚さが１０〜３００μｍの範囲内においてこれを満足するようにするのが好ましい。また、突起部１５の先端の径Ｌ１と付け根の径Ｌ２との比が１対３以上であることが好ましい。さらに言えば、突起部１５の先端の径と付け根の径と通孔１２間の幅との比が１対３対３以上であることが好ましい。また、この突起部１５は、アスペクト比（突起部１５の高さと先端径との比）が大きいものが好ましく、本実施形態では、アスペクト比３としている。ここで、図３においては、隣り合うパターン領域間には突起部１５と同じ高さの凸部を設けて、マスク１をワーク３に載置した時に当接するようにしているが、図４に示すように、隣り合うパターン領域間を凹ませた形態（凸部を設けない形態）であっても良い。これによれば、マスク１をワーク３に対して追随性良く載置することが可能である。なお、図３及び図４において、符号１５で図示しているのは突起部１５の下端面であり、突起部１５の付け根は図示していない。
【００１４】
ここで、図１の斜視図、図２の縦断面図、および図３、図４の平面図は、実際のマスク１の様子を示したものではなく、それを模式的に示している。さらに言うと、図１等における通孔１２の開口寸法やマスク本体１０等の厚み寸法等は、図面作成の便宜上、そのような寸法に示したものである。
【００１５】
マスク１を用いた半田ボール２の配列作業は、以下のような手順で行われる。なお、この配列作業は、専用の配列装置（特許文献１の図１、図５等を参照）によって行われる。
まず、ワーク３の電極６上にフラックス１７（図２参照）を印刷塗布する。次に、通孔１２と電極６とが一致するように、ワーク３上にマスク１を位置合わせしたうえで、マスク１を固定する。かかる位置合わせ作業は、実際には枠体１１とワーク３との外周縁を位置合わせすることで行われる。位置合わせ作業が終了すると、ワーク３の下方に磁石を配置して、該かかる固定状態において、突起部１５の下端面がワーク３の表面に当接することで、マスク本体１０は、図２に示すようなワーク３との対向間隙が確保された離間姿勢に姿勢保持される。ワーク３の表面が僅かにうねっている場合にも、突起部１５の下端面をワーク３の表面に当接させて、該ワーク３の表面のうねりに合わせて、マスク本体１０を不離一体的に固定することができる。
【００１６】
次に、マスク１上に多数個の半田ボール２を供給し、スキージブラシを用いてマスク１上で半田ボール２を分散させて、通孔１２内に一つずつ半田ボール２を投入する。これにて、半田ボール２はフラックス１７に仮止め状に粘着保持される。かかるスキージブラシを用いた半田ボール２の投入作業において、スキージブラシ圧がマスク１に大きくかかったとしても突起部１５によってマスク１が撓むことを防止でき、投入作業を作業効率良くスムーズに進めることができる。
【００１７】
以上のように本実施形態に係るマスク１によれば、マスク本体１０とワーク３との対向間隙を形成する突起部１５を備えているので、突起部１５によってワーク３との対向間隙を確実に確保でき、通孔１２内への半田ボール２の投入作業を効率的に漏れなく進めることが可能となる。
【００１８】
マスク本体１０の外周縁に、補強用の枠体１１を設けることができ、マスク本体１０がそれ自体に内方に収縮する方向の応力が作用するようなテンションを加えた状態で形成すれば、周囲温度の変化に伴うマスク本体１０の膨張分を、当該収縮方向へのテンションで吸収できる。これにて、ワーク３に対するマスク本体１０の位置ズレの発生を防ぐことができる。また、マスク本体１０の全体に均一なテンションを与えることができるので、ワーク３に対して半田ボール２を位置精度良く搭載させることができる。
【００１９】
図５及び図６は本実施形態に係る配列用マスク１の製造方法を示す。まず、図５（ａ）に示すごとく、導電性を有する例えばステンレス製や真ちゅう鋼製の母型３０の表面にフォトレジスト層３１を形成する。このフォトレジスト層３１は、ネガタイプの感光性ドライフォトレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。ついで、フォトレジスト層３１の上に、突起部１５に対応する透光孔３２ａを有するパターンフィルム３２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図５（ｂ）に示すように、先窄まり状の突起部１５に対応するレジスト体３４ａを有する一次パターンレジスト３４を母型３０上に形成した。この時、紫外線が透過しにくいフォトレジストを用いたり、露光量を弱めたりして、レジスト体３４ａにテーパが付いたものが好ましい。
【００２０】
続いて、上記母型３０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図５（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体３４ａの高さの範囲内で、母型３０のレジスト体３４ａで覆われていない表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、一次電鋳層３５を形成した。ここでは、母型３０の略全面にわたって、一次電鋳層３５を形成した（第一の電鋳工程）。次に、図５（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト３４を除去する。ここで、一次電鋳層３５の表面に研磨処理を施しておくと良い。
【００２１】
次いで、図６（ａ）に示すごとく、一次電鋳層３５および母型３０の表面の全体に、フォトレジスト層３６を形成したうえで、当該フォトレジスト層３６の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔３７ａを有するパターンフィルム３７を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図６（ｂ）に示すように、マスク本体１０に対応するレジスト体３８ａを有する二次パターンレジスト３８を一次電鋳層３５の表面に形成した。
【００２２】
続いて、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図６（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体３８ａの高さの範囲内で、母型３０及びのレジスト体３８ａで覆われていない一次電鋳層３５の表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層３９を形成した（第二の電鋳工程）。次に、二次パターンレジスト３８を溶解除去したうえで、母型３０及び一次電鋳層３５から二次電鋳層３９を剥離することにより、図６（ｄ）および図２に示すようなマスク１を得た。そして、マスク１に枠体１１を装着すれば、図１に示すような配列用マスク１が得られる。
【００２３】
二次電鋳層３９、つまりマスク１は、それ自体に内方に収縮する方向の応力が作用するようなテンションを加えた状態で、枠体１１に保持することが可能である。かかる応力の付与は、例えば、枠体１１とマスク１との熱膨張係数の差を利用して、高温環境下でマスク１の外周縁に枠体１１の装着作業を行い、常温時ではマスク１を内方側に収縮させることで実現できる。
【００２４】
以上のようなマスク１の製造方法によれば、電鋳法により高精度に配列用マスクを作製することができるので、半田ボール２を位置精度良くワーク３上に搭載させることができる。突起部１５を有するマスク１を一回の電鋳作業（第二の電鋳工程）により不離一体に形成することができるのですれば、突起部１５を後付けする形態に比べて、該突起部１５の破損などの不都合が生じるおそれが少なく、信頼性に優れたマスク１を高精度に得ることができる点でも優れている。また、突起部１５をマスク本体１０の下面に近づくにつれて大きくなるように形成すれば、突起部１５の特に付け根（根元）に応力が集中することが回避されるため、突起部１５の強度をしっかりと補強できつつ、突起部１５をフラックス１７が塗布された電極６から離間した状態で電極６間に当接できるので、電極６に塗布されたフラックス１７がマスク本体１０に付着することによる半田ボール２の搭載不良を防止することができる。これは、突起部１５の先端の径と付け根の径との比を１対３以上にすること、突起部１５のアスペクト比を３以上とすることでより効果的となる。
【００２５】
また、レジストパターンを調整することによって所望のアスペクト比を有する突起部１５が容易に得られる。なお、本実施形態においては、通孔１２及び突起部１５はストレート状としているが、テーパ状としても良い。かかる形状は、フォトレジスト層３１・３６の感光度や露光条件を変更することによって得られる。
【００２６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る配列用マスクについて説明する。本実施形態では、図７に示すように、突起部１５はマスクの下面に近づくにつれて径が大きくなる末拡がり形状となっており、突起部１５の側面が円弧状となっている。これ以外の点は第１実施形態と基本的に同じなので、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２７】
図８および図９に、本発明の第２実施形態に係る半田ボールの配列用マスクの製造方法を示す。まず、図８（ａ）に示すごとく、導電性を有する例えばステンレス製や真ちゅう鋼製の母型３０の表面にフォトレジスト層３１を形成する。このフォトレジスト層３１は、ネガタイプの感光性ドライフォトレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。ついで、フォトレジスト層３１の上に、通孔１２に対応する透光孔３２ａを有するパターンフィルム３２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図８（ｂ）に示すように、通孔１２に対応するレジスト体３４ａを有する一次パターンレジスト３４を母型３０上に形成した。
【００２８】
続いて、上記母型３０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、先のレジスト体３４ａの高さの範囲内で、母型３０のレジスト体３４ａで覆われていない表面にニッケル等の電着金属を電鋳して、マスク１に対応する一次電鋳層３５を母型３０の略全面にわたって、一次電鋳層３５を形成し、一次電鋳層３５の表面に研磨処理を施したのち、図８（ｃ）に示すように、レジスト体３４ａを溶解除去した。ここまでの工程は、第１実施形態とほぼ同じである。
【００２９】
次いで、図８（ｄ）に示すように、母型３０及び一次電鋳層３５の表面にニッケルや銅などといった導電層４０をめっきによって形成する。この時、一次電着層３５の角部上における導電層４０は、円弧状に形成される。かくして、側面が円弧状の突起部に対応するパターンが得られる。なお、円弧状部分の曲率は、導電層４０の厚みを調整することによって所望のアールが得られる。また、導電層４０を形成する工程は、一次電鋳層３５上に後述する二次レジストパターン３８を形成した後に行っても良い。なおここで、導電層４０を形成することによって、この導電層４０が剥離層として機能するので、第１実施形態のように母型３０上に二次電鋳層３５を直接形成するのに比べ、母型３０から二次電鋳層３５の剥離が容易となる。マスク１は、二次電鋳層３５と導電層４０とが一体的に積層してなるものでも良いが、導電層４０は除去する方が好ましいので、二次電鋳層３５の剥離をさらに容易にするため、母型３０上にストライクめっきといった密着処理を施すことにより、導電層４０が母型３０に固着されるため、二次電鋳層３５の剥離がより容易となる。
【００３０】
次に、図９（ａ）に示すように、導電層４０の表面上に、フォトレジスト層３６を形成したうえで、当該フォトレジスト層３６の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔３７ａを有するパターンフィルム３７を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図９（ｂ）に示すように、レジスト体３８ａを有する二次パターンレジスト３８を導電層４０の表面に形成した。次いで、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図９（ｃ）に示すように、先のレジスト体３８ａの高さの範囲内で、レジスト体３８ａで覆われていない導電層４０の表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層３９を形成した（第二の電鋳工程）。最後に、二次パターンレジスト３８を除去するとともに、母型３０、一次電鋳層３５、及び導電層４０から二次電鋳層３９を剥離することにより、図９（ｄ）および図７に示すようなマスク１が得られる。
【００３１】
このように、本実施形態のマスクは、母型３０及び一次電鋳層３５上に導電層４０を形成することで通孔内面１２ａとマスク本体下面１０ａとの交点を付け根１５ｂとし、先端にいくにつれて窄まっていく先窄まり形状であって、側面が円弧状の突起部１５を容易に形成することができる。これにより、突起部１５の特に根元に応力が集中することにより生じる破損を防止できる。これに加えて、マスク１をワーク３に載置した際に、仮に突起部１５にフラックス１７が付着したとしても、突起部１５の側面が円弧となっていることにより、フラックス１７の通孔１２への回り込みを防止できるので、通孔１２にフラックス１７が付着することによる半田ボール２の搭載不良を招くおそれをなくすことができる。なお、突起部１５の付け根１５ｂの位置については、図７（ａ）に示すような、マスク本体下面１０ａと通孔内面１２ａとの交点に位置しているものに限らず、図７（ｂ）に示すように、マスク本体下面１０ａ上の通孔１２から十分距離をとった（離間された）位置であっても、図７（ｃ）に示すように、マスク本体下面１０ａ上の通孔１２から微小な間隙をとった位置であっても良い。また、突起部１５の側面は、凸状円弧でも凹状円弧でもどちらでも良く、凸状円弧とすれば、強度の良いものに、凹状円弧とすれば、突起部１５側面のどの位置においても、フラックス１７が付着された電極６に近づく部分がない、つまり、フラックス１７が付着された電極６から一定距離を保った状態となって良い。また、図７（ａ）の突起部１５の拡大図に示すように、突起部１５の側面や付け根１５ｂだけでなく、先端１５ａにも所望のアールを設けてあっても良い。これは、導電層４０の厚みを調整することで実現でき、これにより、突起部１５のワーク３への接触面積をより小さくすることができ、突起部１５にフラックス１７が付着するおそれが可及的に減少する。このように、突起部１５の先端１５ａ及び／又は付け根１５ｂにアールを設けることで、上記効果が得られる。ここで、特に突起部１５の付け根１５ｂにおいて、直線に限りなく近い程に曲率が小さい円弧で形成されているものももちろん含まれる。この突起部１５は、ストレート状と先窄まり状とを組み合わせた形状であっても良い。
【００３２】
上記実施形態においては、突起部１５が一体となったマスク１としているが、突起部１５が別部材で一体的に形成されたものでも良い。これは、上記マスクにおいて、例えば、突起部１５を銅やアルミ等といった非磁性体で形成すれば、上述したように磁石の磁力吸引力によってワーク３にマスク１を固定する場合に、マスク１に対して磁力が均一に働くことになるので、マスク１が不用意に撓むおそれがなく、電極６に対する通孔１２の位置精度を向上することができる。係るマスク１は、第二の電鋳工程（図６（ｃ）、図９（ｃ）参照）において、突起部１５のパターンに対応する一次電鋳層３５の高さと同等にまでは、非磁性体金属をめっき等によって形成し、その後他は鉄、ニッケル、ニッケル−コバルト等といった磁性体の金属を電鋳等によって形成することで製造することができる。
【００３３】
また、突起部１５を非磁性体で形成するものにおいて、金属に限らず樹脂によって形成したものでも良い。係るマスク１の製造方法は、図８及び図９において、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示す工程までは同じであり、次いで、導電層４０の表面上に、フォトレジスト層を形成したうえで、当該フォトレジスト層の表面に、前記突起部１５に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、若しくは、液状の樹脂を前記突起部１５に対応する部分に埋め込んで硬化させることにより、図１０（ａ）に示すように、レジスト体４１ａを有する二次パターンレジスト４１を導電層４０の表面に形成した。続いて、導電層４０及び二次パターンレジスト４１の表面上に、フォトレジスト層を形成したうえで、当該フォトレジスト層の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図１０（ｂ）に示すように、レジスト体４２ａを有する三次パターンレジスト４２を導電層４０の表面に形成した。なお、二次パターンレジスト４１は、先に三次パターンレジスト４２を形成した後に形成しても良いし、二次パターンレジスト４１及び三次パターンレジスト４２は同時に形成しても良い。
【００３４】
その後は、好ましくは三次パターンレジスト４２で覆われていない導電層４０及び二次パターンレジスト４１の表面に密着処理を施すとともに、少なくとも二次パターンレジスト４１の表面に蒸着やスパッタなどにより導電層を付与してから、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１０（ｃ）に示すように、先のレジスト体４２ａの高さの範囲内で、レジスト体４２ａで覆われていない導電層４０及びレジスト体４１ａの表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層４３を形成した（第二の電鋳工程）。最後に、三次パターンレジスト４２を除去するとともに、母型３０、一次電鋳層３５、及び導電層４０から二次電鋳層４３を剥離することにより、図１０（ｄ）に示すようなマスク１を得ることができる。もちろん、蒸着やスパッタなどのみによってマスク１を形成することもできる。
【００３５】
このように、突起部１５を非磁性体である樹脂で形成すれば、当該樹脂の弾力性に由来するクッション作用が発揮され、突起部１５がワーク３に当接した際に、ワーク３が損傷するおそれが少なくなる。この効果を顕著に奏するために、マスク１においては、突起部１５だけでなく、ワーク３と当接する部分の全てを樹脂で形成するのが好ましい。これによって、マスク１に対して磁力が均一に働くことにもなるので、マスク１が不用意に撓むおそれがなく、電極６に対する通孔１２の位置精度を向上させることもできる。
【００３６】
上記製造方法にて得られたマスク１に枠体１１を設ける場合、接着レジストであるソルダーレジストの粘着性を利用して、枠体１１を形成することができる。よって、別途接着剤等により枠体１１を貼り付ける形態に比べて、マスクの生産工程が少なくて済み、マスクの製造コストの削減化に貢献できる。また、この製造方法では、ソルダーレジストを変質させて突起部１５としているため、非磁性体の突起部１５を有するマスクを生産効率良く形成できる点でも優れている。
【００３７】
本発明における突起部１５は、一次レジストパターン３４によって所望の形状を、また導電層４０によって任意のアールを設けることが可能である。なお、上記実施形態においては、突起部１５と通孔１２の配置は、図１１（ａ）に示すような形態となっているが、これに限らず、通孔１２を電極６に対応する位置に形成しつつ、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に示すように、突起部１５が一つの通孔１２を囲むように、一つの突起部１５が通孔１２に囲まれるように配置しても良い（図１１では、通孔１２と突起部１５の先端面との配置関係を示しており、突起部１５の付け根１５ｂは図示していない）。また、突起部１５の下端面の形状は円に限らず、ひし形・六角形などといった多角形や楕円でも良い。さらに、これら形状においては、細長形状及び／又は角が丸みを帯びたものが好ましい（図１２（ａ）〜（ｈ）参照）。このように、これら形状の長手方向・長径方向を一定方向に合わせることで、例えば、マスク１の裏面を洗浄する際に、洗浄手段（布やスポンジなど）が突起部１５に引っかかることによる洗浄手段や突起部１５が破損するおそれを可及的になくすことができるとともに、スムーズに洗浄することが可能となる。よって、突起部１５全ての長手方向・長径方向を一方向に合わせることが望ましい。なお、細長形状とするのはあくまでも突起部１５の下端（先端）面においてであり、突起部１５の付け根１５ｂの面においては強度等の点で必ずしも細長形状とする必要はない。
【符号の説明】
【００３８】
１ マスク
２ 半田ボール
３ ワーク
６ 電極
１０ マスク本体
１２ 通孔
１５ 突起部
１５ａ 先端部
１５ｂ 付け根部
３０ 母型
３１ フォトレジスト層
３４ 一次パターンレジスト
３４ａ レジスト体
３５ 一次電鋳層
３６ フォトレジスト層
３８ 二次パターンレジスト
３８ａ レジスト体
３９ 二次電鋳層
４０ 導電層
４１ 二次パターンレジスト
４１ａ レジスト体
４２ 三次パターンレジスト
４２ａ レジスト体
４３ 二次電鋳層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の配列パターンに対応した通孔（１２）を有し、この通孔（１２）内に半田ボール（２）を振り込むことで、ワーク（３）上の所定位置に半田ボール（２）を搭載する配列用マスクであって、
マスク本体（１０）下面に突起部（１５）を備えており、突起部（１５）の径はマスク本体（１０）下面に向かうにつれて大きくなっていることを特徴とする配列用マスク。
【請求項２】
前記突起部（１５）の付け根は通孔（１２）に向かって拡がるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配列用マスク。
【請求項３】
前記突起部（１５）の先端の径と付け根の径との比が１対３以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配列用マスク。
【請求項４】
前記突起部（１５）の側面は、円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配列用マスク。
【請求項５】
前記突起部（１５）のアスペクト比が３以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の配列用マスク。
【請求項６】
前記突起部（１５）の下端面が細長形状となっており、該形状の長手方向・長径方向を一定方向としていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の配列用マスク。
【請求項７】
通孔（１２）に半田ボール（２）を振り込むことで、ワーク（３）上の所定位置に半田ボール（２）を搭載する配列用マスクの製造方法であって、
母型（３０）の表面に、突起部（１５）に対応するレジスト体（３４ａ）を有する一次パターンレジスト（３４）を形成する工程と、
レジスト体（３４ａ）を用いて、母型（３０）上に電着金属を電鋳して、一次電鋳層（３５）を形成する第一の電鋳工程と、
一次電鋳層（３５）上に、通孔（１２）に対応するレジスト体（３８ａ）を有する二次パターンレジスト（３８）を形成する工程と、
レジスト体（３８ａ）を用いて、母型（３０）及び一次電鋳層（３５）上に電着金属を電鋳して、突起部（１５）を一体に有するマスクとなる二次電鋳層（３９）を形成する第二の電鋳工程と、
二次パターンレジスト（３８）を除去するとともに、母型（３０）、一次電鋳層（３５）から二次電鋳層（３９）を剥離する工程とを含むことを特徴とする配列用マスクの製造方法。
【請求項８】
前記第二の電鋳工程の前に、母型（３０）及び一次電鋳層（３５）の表面に導電層（４０）を形成する工程を施すことを特徴とする請求項７に記載の配列用マスクの製造方法。
【請求項１】
所定の配列パターンに対応した通孔（１２）を有し、この通孔（１２）内に半田ボール（２）を振り込むことで、ワーク（３）上の所定位置に半田ボール（２）を搭載する配列用マスクであって、
マスク本体（１０）下面に突起部（１５）を備えており、突起部（１５）の径はマスク本体（１０）下面に向かうにつれて大きくなっていることを特徴とする配列用マスク。
【請求項２】
前記突起部（１５）の付け根は通孔（１２）に向かって拡がるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配列用マスク。
【請求項３】
前記突起部（１５）の先端の径と付け根の径との比が１対３以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配列用マスク。
【請求項４】
前記突起部（１５）の側面は、円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配列用マスク。
【請求項５】
前記突起部（１５）のアスペクト比が３以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の配列用マスク。
【請求項６】
前記突起部（１５）の下端面が細長形状となっており、該形状の長手方向・長径方向を一定方向としていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の配列用マスク。
【請求項７】
通孔（１２）に半田ボール（２）を振り込むことで、ワーク（３）上の所定位置に半田ボール（２）を搭載する配列用マスクの製造方法であって、
母型（３０）の表面に、突起部（１５）に対応するレジスト体（３４ａ）を有する一次パターンレジスト（３４）を形成する工程と、
レジスト体（３４ａ）を用いて、母型（３０）上に電着金属を電鋳して、一次電鋳層（３５）を形成する第一の電鋳工程と、
一次電鋳層（３５）上に、通孔（１２）に対応するレジスト体（３８ａ）を有する二次パターンレジスト（３８）を形成する工程と、
レジスト体（３８ａ）を用いて、母型（３０）及び一次電鋳層（３５）上に電着金属を電鋳して、突起部（１５）を一体に有するマスクとなる二次電鋳層（３９）を形成する第二の電鋳工程と、
二次パターンレジスト（３８）を除去するとともに、母型（３０）、一次電鋳層（３５）から二次電鋳層（３９）を剥離する工程とを含むことを特徴とする配列用マスクの製造方法。
【請求項８】
前記第二の電鋳工程の前に、母型（３０）及び一次電鋳層（３５）の表面に導電層（４０）を形成する工程を施すことを特徴とする請求項７に記載の配列用マスクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１９２３６（Ｐ２０１２−１９２３６Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４８４０（Ｐ２０１１−２１４８４０）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【分割の表示】特願２００８−１８４５８（Ｐ２００８−１８４５８）の分割
【原出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００１６４４６１）九州日立マクセル株式会社 (338)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【分割の表示】特願２００８−１８４５８（Ｐ２００８−１８４５８）の分割
【原出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００１６４４６１）九州日立マクセル株式会社 (338)
【Ｆターム（参考）】
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