電子回路モジュールの製造方法
【課題】回路基板の同一表面上に半田プリコート層および金属めっき層を混在させて形成し、半導体素子およびチップ部品の接合性を容易にすることができる電子回路モジュールの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の電子回路モジュール１の製造方法は、接続端子３、４の形成工程Ａ、第１の接続端子３への半田プリコート層１１の形成工程Ｂ、めっき用レジスト膜２０による第１の接続端子３の被覆および第２の接続端子４の露出工程Ｃ、第２の接続端子４への金属めっき層１０の形成工程Ｄ、加熱したバンプ６をめっき用レジスト膜２０に埋没させて第１の接続端子３に当接させる工程Ｅ、バンプ６と第１の接続端子３との接合工程Ｆ、および、第２の接続端子４とチップ部品８との接合工程Ｇを備える。
【解決手段】本発明の電子回路モジュール１の製造方法は、接続端子３、４の形成工程Ａ、第１の接続端子３への半田プリコート層１１の形成工程Ｂ、めっき用レジスト膜２０による第１の接続端子３の被覆および第２の接続端子４の露出工程Ｃ、第２の接続端子４への金属めっき層１０の形成工程Ｄ、加熱したバンプ６をめっき用レジスト膜２０に埋没させて第１の接続端子３に当接させる工程Ｅ、バンプ６と第１の接続端子３との接合工程Ｆ、および、第２の接続端子４とチップ部品８との接合工程Ｇを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路モジュールの製造方法に係り、特に、回路基板に形成された接続端子に対し、バンプを有する半導体素子をフリップチップ接続方法により接合するとともに、バンプ以外の接続部を有するチップ部品をフリップチップ接続以外の接続方法により接合する電子回路モジュールの製造に好適に利用できる電子回路モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電子回路モジュールにおいては、ＬＳＩなどの半導体素子や抵抗やコンデンサなどのチップ部品などの回路部品が積層されている。これらの回路部品は半田を用いて回路基板の表面上の接続端子に接合されるため、この接合性の良否によって電子回路モジュールの製造効率が異なってくる。よって、半導体素子の接合性またはチップ部品の接合性を容易にする方法が従来より複数提案されている。
【０００３】
従来の電子回路モジュール１０１Ａの製造方法の一例を図３に示す。従来の電子回路モジュール１０１Ａは、図３に示すように、半導体素子１０５を接合するため、接続端子１０３の形成工程（図３Ａ）、半田プリコート層１１１の形成工程（図３Ｂ）および接続端子１０３とバンプ１０６との接合工程（図３Ｃ）を経て製造されている。近年、半導体素子１０５のバンプ１０６および接続端子１０３は狭ピッチ化されているため、クリーム半田を塗布してそれらを接合させることは大変困難である。よって、図３Ａに示すように、回路基板１０２の表面１０２ａに接続端子１０３が形成された後、図３Ｂに示すように、スクリーン印刷機を用いて半田プリコート層１１１が接続端子１０３の表面１０３ａに形成されている。半田プリコート層１１１の形成後、図３Ｃに示すように、半導体素子１０５のバンプ１０６を半田プリコート層１１１に当接させてリフロー手段により加熱処理を行なうことにより、接続端子１０３とバンプ１０６と接合させている（特許文献１を参照）。
【０００４】
また、従来の電子回路モジュール１０１Ｂの製造方法の他の一例を図４に示す。従来の電子回路モジュール１０１Ｂは、図４に示すように、チップ部品１０７を接合するため、接続端子１０４の形成工程（図４Ａ）、金属めっき層１１０の形成工程（図４Ｂ）、クリーム半田１１２の塗布工程（図４Ｃ）および接続端子１０４とバンプ１０６との接合工程（図４Ｄ）を経て製造されている。チップ部品１０７のリード１０８は狭ピッチ化されていないので、クリーム半田１１２が接合に用いられる。ここで、Ｃｕを用いて形成された接続端子１０４に対する半田の濡れ性を考慮すると、接続端子１０４の表面１０４ａ上にクリーム半田１１２を直接塗布することはあまり好ましいとは言えない。よって、従来の電子回路モジュール１０１Ｂの製造方法においては、図４Ｂに示すように接続端子１０４の表面１０４ａ上にＮｉ／Ａｕ金属めっき層１１０をめっき形成してから図４Ｃに示すようにめっきされた接続端子１０４の表面１０４ａにクリーム半田１２を塗布することにより、半田濡れ性を向上させた状態において接続端子１０４とリード１０７と接合させている（特許文献２を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２０６６２９号公報
【特許文献２】特開平６−３４２９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、回路基板１０２の同一表面１０２ａ上に半田プリコート層１１１および金属めっき層１１０を混在形成する場合、半田プリコート層１１１の主成分となるＳｎが金属めっき層１１０のＡｕと化学反応し、半田プリコート層１１１の膜厚が変化してしまう。このことを避けるため、かかる場合、半導体素子１０５と接合させる一部の接続端子１０３をレジスト膜１２０により被覆した後においてチップ部品１０７と接合させる他の接続端子１０４を金属めっきする必要がある。
【０００７】
しかしながら、回路基板１０２の同一表面１０２ａ上に半田プリコート層１１１および金属めっき層１１０を混在形成する場合、半導体素子１０５のバンプ１０６（図３参照）を一部の接続端子１０３に接続させるためには、他の接続端子１０４を金属めっきした後に回路基板１０２の表面１０２ａ上のレジスト膜をレジスト除去剤を用いて化学的に除去しなければならない。したがって、少なくとも一部の接続端子１０３の表面１０３ａに被覆するレジスト膜の材料としては、化学的反応性の乏しいレジスト材ではなく、金属めっきに使用するめっき液とも反応してしまうような化学的反応性の高いレジスト材を使わざるを得なかった。そのため、一部の接続端子１０３の表面１０３ａ（図３Ｂ参照）に化学的反応性の高いレジスト膜を形成した状態において他の接続端子１０４の表面１０４ａに金属めっきを施すと、化学的反応性の高いレジスト膜がイオン化して溶け出してしまうので、金属めっき層１１０を安定して形成することができなかった。
【０００８】
つまり、従来の電子回路モジュール１０１Ａ、１０１Ｂの製造方法においては、単に接続端子１０３の表面１０３ａをレジスト膜により被覆してからめっきするのみによっては回路基板１０２の同一表面１０２ａ上に半田プリコート層１１１および金属めっき層１１０を混在させて形成することができないという問題があった。この問題により、回路基板１０２の同一表面１０２ａ上に形成された接続端子１０３、１０４に半導体素子１０５およびチップ部品１０７をそれぞれ接合させる場合、半導体素子１０５を接合させる接続端子１０３またはチップ部品１０７を接合させる接続端子１０４のいずれか一方の半田の製膜もしくは塗布が困難となり、半導体素子１０５またはチップ部品１０７の接合が困難になっていた。
【０００９】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、回路基板の同一表面上に半田プリコート層および金属めっき層を混在させて形成し、半導体素子およびチップ部品の接合を容易にすることができる電子回路モジュールの製造方法を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するため、本発明の電子回路モジュールの製造方法は、その第１の態様として、半導体素子に形成された複数のバンプをフリップチップ接続方法により接続させるための端子となる第１の接続端子と、チップ部品に形成された接続部であってバンプ以外の接続部をフリップチップ接続方法以外の接続方法により接続させるための端子となる第２の接続端子とを回路基板の表面上に形成する工程Ａと、第１の接続端子の表面上に半田プリコート層を形成する工程Ｂと、少なくとも半田プリコート層が形成された第１の接続端子の表面に金属めっき層の形成に使用するめっき液に化学的に反応しないレジスト材を用いてめっき用レジスト膜を形成することにより、回路基板の表面上において第１の接続端子をめっき用レジスト膜により覆うとともに、第２の接続端子をめっき用レジスト膜により覆うことなく露出させる工程Ｃと、第１の接続端子がめっき用レジスト膜により覆われている状態において第２の接続端子の表面に半田濡れ性の良い金属をめっきして金属めっき層を形成する工程Ｄと、半導体素子の複数のバンプを加熱した後、第１の接続端子を覆うめっき用レジスト膜に加熱した複数のバンプを押し当て、めっき用レジスト膜を軟化させながら複数のバンプをめっき用レジスト膜に埋没させることにより、複数のバンプを第１の接続端子に当接させる工程Ｅと、第１の接続端子に当接した複数のバンプの熱を利用して第１の接続端子の表面層である半田プリコート層を溶融し、複数のバンプを第１の接続端子に接合する工程Ｆと、工程Ｄ、工程Ｅまたは工程Ｆのうちのいずれかの工程の後において金属めっき層を有する第２の接続端子にチップ部品の接続部を半田付けする工程Ｇとを備えていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の第１の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、第１の接続端子の表面上に形成された半田プリコート層をめっき用レジスト膜によって被覆したままの状態において加熱したバンプをめっき用レジスト膜に埋没させることによりバンプと第１の接続端子との接合を行なっている。そのため、半導体素子を搭載するためにめっき用レジスト膜を剥離する必要がなくなるので、金属めっきに使用するめっき液と反応しない化学的反応性の乏しいレジスト材を使用することができる。これにより、回路基板の表面上に半田プリコート層および金属めっき層を混在形成することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、半田プリコート層は、第１の接続端子の表面に化学反応析出型半田を析出させることにより、形成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第２の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、第２の接続端子に被覆膜を形成することなく第１の接続端子の表面上のみに半田プリコート層を形成することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第２の態様の電子回路モジュールの製造方法において、化学反応析出型半田は、Ｐｂ、ＡｇまたはＺｎの一元素およびＳｎを主成分として合金化された半田その他のイオン化傾向を利用して合金化されたＳｎを１つの主成分とする半田もしくは鉛フリー半田であることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第３の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、良質な半田プリコート層を形成することができる。また、Ｐｂを含有しない鉛フリー半田を用いて半田プリコート層を形成することにより環境問題にも対応することができる。
【００１６】
本発明の第４の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１から第３のいずれか１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、工程Ｅおよび工程Ｆにおいては、半導体素子を吸着しながら所定の位置に載置させる吸着治具から半導体素子の複数のバンプに、めっき用レジスト膜の軟化および半田プリコートの溶融を行なうための熱が供給されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の第４の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、半導体素子の積載工程において通常用いられる吸着治具を用いてバンプを加熱しているので、バンプの加熱工程を独立した新たな工程として設けるのではなく、従来より行なわれていたその積載工程の延長線上の工程として行なうことができる。
【００１８】
本発明の第５の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１から第４のいずれか１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、第２の接続端子は、ＣｕまたはＣｕを主成分とする合金を用いて形成されており、金属めっき層は、Ｎｉめっきを下層めっきとし、Ａｕめっきを上層とする積層されたＮｉ／Ａｕめっき層であることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第５の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、ＣｕとＮｉ／Ａｕめっきとの組み合わせについてはめっき形成に係る相性が良いため、良導電性のＣｕの表面に半田濡れ性が良好な金属めっき層を形成することができる。
【００２０】
本発明の第６の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１から第５のいずれか１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、工程Ｄの後であって工程Ｅの前において、めっき用レジスト膜における半導体素子との対向面に半導体素子をめっき用レジスト膜に固着させるための接着剤を塗布することを特徴としている。
【００２１】
本発明の第６の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、バンプのみを接合部分とするのではなく、半導体素子全体を接合部分として第１の接続端子およびめっき用レジスト膜に半導体素子を接合することができるので、半導体素子と回路基板との機械的接着を強固にすることができる。
【００２２】
本発明の第７の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１から第６のいずれか１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、バンプは、その先端に突起が形成されたスタッドバンプであることを特徴としている。
【００２３】
本発明の第７の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、バンプの先端が突起していることにより、めっき用レジスト膜の粘度や硬度が高くてもバンプをめっき用レジスト膜に容易に埋没させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の電子回路モジュールの製造方法によれば、化学的反応性の乏しいめっき用レジスト膜を第１の接続端子の表面に形成した状態において半導体素子のバンプを第１の接続端子に接合することができることから、半田プリコート層および金属めっき層を回路基板の同一表面上に形成することができるので、半導体素子およびチップ部品の接合を容易にすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図１および図２を用いて、本発明の電子回路モジュールの製造方法をその一実施形態により説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態の電子回路モジュール１を示している。本実施形態の電子回路モジュール１は、図１に示すように、絶縁性を有する回路基板２の同一表面２ａ上に、第１の接続端子３および第２の接続端子４、ＬＳＩやＩＣなどの半導体素子５および抵抗やキャパシタなどのチップ部品７を備えている。第１の接続端子３および第２の接続端子４は半導体素子５またはチップ部品７のどちらを接続するかに応じて名称分けされているが、その性能自体に違いはないため、これらは同一の材料を用いて形成されている。
【００２７】
第１の接続端子３は、半田プリコート層１１を表面層として有しており、めっき用レジスト膜２０がその半田プリコート層１１を覆っている。そして、半導体素子５に形成された複数のバンプ６がそのめっき用レジスト膜２０を貫通して埋没することにより、半導体素子５がフリップチップ接続方法により第１の接続端子３に接続されている。
【００２８】
第２の接続端子４は、半田濡れ性に優れた金属めっき層１０を表面層として有している。そして、チップ部品７に形成されたリード（バンプ以外の接続部）８がクリーム半田１２を用いた半田接続方法（フリップチップ接続方法以外の接続方法）により第２の接続端子４に接合されることにより、そのチップ部品７は第２の接続端子４に接続されている。
【００２９】
このような電子回路モジュール１は、図２Ａ〜Ｇに示すように、工程Ａ〜工程Ｇを経て製造される。
【００３０】
工程Ａにおいては、図２Ａに示すような回路基板２の同一表面２ａ上にＣｕまたはＣｕを主成分とする合金を用いて金属薄膜を形成する。その後、図２Ａに示すように、その金属薄膜をパターンニングすることにより、第１の接続端子３および第２の接続端子４を形成する。
【００３１】
工程Ｂにおいては、図２Ｂに示すように、第１の接続端子３の表面３ａに半田プリコート層１１を形成する。この半田プリコート層１１は、第１の接続端子３の表面３ａに化学反応析出型半田を析出させることにより、回路基板２の表面２ａおよび第２の接続端子４の表面４ａに半田用レジスト膜を形成することなく第１の接続端子３の表面３ａのみに形成される。ここで、化学反応析出型半田としては、Ｐｂ−Ｓｎ系半田合金、Ａｇ−Ｓｎ系半田合金またはＺｎ−Ｓｎ系半田合金など、Ｓｎを１の主成分とし、イオン化傾向を利用して合金化された半田もしくは鉛フリー半田が用いられている。例えば、本実施形態の化学反応析出型半田としては、ハリマ化成株式会社製スーパーソルダが用いられている。
【００３２】
工程Ｃにおいては、図２Ｃに示すように、半田プリコート層１１が形成された第１の接続端子３の表面３ａおよび回路基板２の表面２ａにめっき用レジスト膜２０を形成した後、そのめっき用レジスト膜２０に第２の接続端子４を外部に露出させるパターンニングを施す。このめっき用レジスト膜２０のパターンニングにより、回路基板２の表面２ａ上において、第１の接続端子３の表面３ａおよび回路基板２の表面２ａをめっき用レジスト膜２０により覆うとともに、第２の接続端子４を外部に露出させる。なお、このめっき用レジスト膜２０のレジスト材としては、たとえば太陽インキ製PSR-4000などのめっき液に反応しない化学的反応性の乏しいレジスト材が用いられている。
【００３３】
工程Ｄにおいては、図２Ｄに示すように、第１の接続端子３の表面３ａおよび回路基板２の表面２ａがめっき用レジスト膜２０により覆われている状態において、第２の接続端子４の表面４ａに半田濡れ性の良い金属をめっきすることにより、第２の接続端子４に表面層となる金属めっき層１０を形成する。この金属めっき層１０は、具体的にはＮｉめっきを下層めっきとし、Ａｕめっきを上層とする積層されたＮｉ／Ａｕめっき層となっている。
【００３４】
工程Ｅにおいては、図２Ｆに示すように、半導体素子５の複数のバンプ６を第１の接続端子３に当接させる。その際、この工程Ｅの前行程として、図２Ｅに示すように、半導体素子５をめっき用レジスト膜２０に固着させることにより第１の接続端子３と半導体素子５との接合力を補うため、めっき用レジスト膜２０の表面であって半導体素子５と対向する面に接着剤１５を塗布する。この接着剤１５としては、エポキシ系接着剤またはアミン系接着剤（たとえばナミックス製８４３６などの接着剤）が用いられている。
【００３５】
工程Ｅの前行程となる接着剤１５の塗布後、図２Ｆに示すように、工程Ｅとして、接着剤１５が塗布されためっき用レジスト膜２０に複数のバンプ６を埋没させることにより、複数のバンプ６を第１の接続端子３に当接させる。第１の接続端子３を被覆するめっき用レジスト膜２０が耐熱性に優れた特殊なレジスト材でなければ、熱可塑性や熱硬化性などの熱硬化特性にかかわらず、通常３００℃程度の熱を加えることによってめっき用レジスト膜２０は軟化する。そのため、半導体素子５の複数のバンプ６を３００℃程度に加熱した後、めっき用レジスト膜２０に加熱した複数のバンプ６を押し当てることにより、例えばＡｕを用いて形成されたバンプ６を変形させずに、バンプ６をめっき用レジスト膜２０に埋没させる。
【００３６】
本実施形態の工程Ｅおよび次工程Ｆにおいては、図示はしないが、半導体素子５の搭載作業のため、半導体素子５を吸着しながら所定の位置に載置させる吸着治具が用いられる。この吸着治具は、吸着した半導体素子５に熱を加える加熱機能を有しており、この加熱機能を利用して半導体素子５のバンプ６は３００℃程度にまで加熱される。
【００３７】
この加熱されるバンプ６は、図示はしないが、その先端に突起が形成されたスタッドバンプとなっていることが好ましい。この突起の突出具合や突起径は、めっき用レジスト膜２０の硬度に応じて決められている。
【００３８】
工程Ｆにおいては、図２Ｆに示すように、前の工程Ｅにおいて第１の接続端子３に当接した複数のバンプ６を接合する。これら複数のバンプ６は吸着治具から熱が供給されており、当接相手の第１の接続端子３は表面層として半田プリコート層１１を有している。そのため、そのバンプ６の熱を利用することにより、複数のバンプ６は、第１の接続端子３の表面層である半田プリコート層１１を溶融して第１の接続端子３に接合される。
【００３９】
工程Ｇにおいては、図２Ｇに示すように、金属めっき層１０を有する第２の接続端子４にチップ部品７のリード８をクリーム半田１２を用いて半田付けする。この工程Ｇは、工程Ｄ、工程Ｅまたは工程Ｆのうちのいずれかの工程の後、すなわち、第１の接続端子３の半田プリコート層１１がめっき用レジスト膜２０に覆われており、第２の接続端子４に金属めっき層１０が形成された後に行なわれるのであれば、いつ行なってもよい。
【００４０】
次に、図１および図２を用いて、本実施形態の電子回路モジュール１の製造方法の作用を説明する。
【００４１】
本実施形態の電子回路モジュール１においては、図１に示すように、回路基板２の同一表面２ａ上に半田プリコート層１１および金属めっき層１０が形成されている。従来であれば、レジスト膜を除去するために金属めっきに使用するめっき液とも反応してしまうような化学的反応性の高いレジスト材を用いてレジスト膜を形成せざるを得なかった。そのため、化学的反応性の高いレジスト膜を第１の接続端子３の表面３ａに形成した状態において金属めっきを第２の接続端子４の表面４ａに施すと、レジスト膜がイオン化して溶け出してしまい、第２の接続端子４の表面４ａに金属めっき層１１０を安定して形成することができなかった。
【００４２】
そこで、本実施形態の電子回路モジュール１の製造方法においては、図２Ｆに示すように、少なくとも第１の接続端子３の表面３ａに形成された半田プリコート層１１をめっき用レジスト膜２０によって被覆したままの状態において加熱したバンプ６をめっき用レジスト膜２０に埋没させることにより、バンプ６と第１の接続端子３との接合を行なっている。そのため、半導体素子５を搭載するためにめっき用レジスト膜２０を剥離する必要がなくなるので、金属めっきに使用するめっき液と反応しない化学的反応性の乏しいレジスト材をめっき用レジスト膜２０に使用することができる。これにより、回路基板２の同一表面２ａ上に半田プリコート層１１および金属めっき層１０を混在させて形成することができる。
【００４３】
また、この半田プリコート層１１は化学反応析出型半田を析出させることにより形成されているので、第２の接続端子４を被覆することなく第１の接続端子３の表面３ａのみに半田プリコート層１１を形成することができる。特に、本実施形態の半田プリコート層１１であれば、スーパーソルダの実用例からも明らかなように、薄くて品質の良い半田プリコート層１１を形成することができる。また、Ｐｂを含有しない鉛フリー半田を用いて半田プリコート層１１を形成することにより、本実施形態の電子回路モジュール１は環境問題にも対応することができる。
【００４４】
ここで、前述しためっき用レジスト膜２０の軟化や半田プリコート層１１の溶融を行なうためには、バンプ６を加熱することが必要となる。そこで、本実施形態の工程Ｅおよび工程Ｆにおいては、半導体素子５の搭載の際に用いられる吸着治具の加熱機能を利用し、半導体素子５の複数のバンプ６にめっき用レジスト膜２０の軟化および半田プリコート層１１の溶融を行なうための熱がその吸着治具から供給されている。そのため、新たな機械、器具または装置を用いてバンプ６の加熱工程を独立した新たな工程として設けることなく、従来より行なわれていた半導体素子５の積載工程の延長線上の工程として行なうことができる。
【００４５】
また、半導体素子５のバンプ６は通常Ａｕを用いて形成されるため、めっき用レジスト膜２０の硬度が高いと、バンプ６がめっき用レジスト膜２０に埋没する前にバンプ６が変形してしまう。そのため、本実施形態においては、バンプ６をスタッドバンプとすることによりその埋没時に加わる圧力を高くしている。そのため、めっき用レジスト膜２０の硬度が高くてもバンプ６を変形させずにめっき用レジスト膜２０に埋没させることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態においては、半導体素子５と対向するめっき用レジスト膜２０の表面に接着剤１５を塗布しているので、半田プリコート層１１による接合力だけでなく、めっき用レジスト膜２０に塗布された接着剤１５による接合力も半導体素子５と第１の接続端子３との接合に寄与する。つまり、バンプ６のみを接合部分とするのではなく、半導体素子５全体を接合部分として１第１の接続端子３およびめっき用レジスト膜２０に半導体素子５を接合することができる。そのため、半導体素子５のバンプ６をスタッドバンプにすることによってその接合面積が小さくなったとしても、半導体素子５と回路基板２との機械的接着を強固にすることができる。
【００４７】
そして、本実施形態においては、第１の接続端子３および第２の接続端子４をＣｕまたはＣｕを主成分とする合金を用いて形成している。そのため、第１の接続端子３および第２の接続端子４の導電性を良好にすることができる。また、その第２の接続端子４の表面４ａにはＮｉ／Ａｕ積層構造の金属めっき層１０が形成されている。Ｃｕについては金属めっき層１０のＮｉ下層とめっきの相性が良く、また、第２の接続端子４の表面層となる金属めっき層１０のＡｕ上層についてはＳｎを含有するクリーム半田１２と半田濡れ性に係る相性がよい。つまり、良導電性の第２の接続端子４の表面に半田濡れ性が良好な金属めっき層１０を形成することができる。
【００４８】
すなわち、本実施形態の電子回路モジュール１の製造方法によれば、化学的反応性の乏しいめっき用レジスト膜２０を第１の接続端子３の表面３ａに形成した状態において半導体素子５のバンプ６を第１の接続端子３に接合することができることから、半田プリコート層１１および金属めっき層１０を回路基板２の同一表面２ａ上に形成することができるので、半導体素子５およびチップ部品７の接合を容易にすることができるという効果を奏する。
【００４９】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態の電子回路モジュールを示す縦断面図
【図２】本実施形態の電子回路モジュールの製造工程をＡ〜Ｇの順に示す縦断面図
【図３】従来の電子回路モジュールの製造工程の一例をＡ〜Ｃの順に示す縦断面図
【図４】従来の電子回路モジュールの製造工程の一例をＡ〜Ｄの順に示す縦断面図
【符号の説明】
【００５１】
１ 電子回路モジュール
２ 回路基板
３ 第１の接続端子
４ 第２の接続端子
５ 半導体素子
６ バンプ
７ チップ部品
８ リード
１０ 金属めっき層
１１ 半田プリコート層
１２ クリーム半田
２０ めっき用レジスト膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路モジュールの製造方法に係り、特に、回路基板に形成された接続端子に対し、バンプを有する半導体素子をフリップチップ接続方法により接合するとともに、バンプ以外の接続部を有するチップ部品をフリップチップ接続以外の接続方法により接合する電子回路モジュールの製造に好適に利用できる電子回路モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電子回路モジュールにおいては、ＬＳＩなどの半導体素子や抵抗やコンデンサなどのチップ部品などの回路部品が積層されている。これらの回路部品は半田を用いて回路基板の表面上の接続端子に接合されるため、この接合性の良否によって電子回路モジュールの製造効率が異なってくる。よって、半導体素子の接合性またはチップ部品の接合性を容易にする方法が従来より複数提案されている。
【０００３】
従来の電子回路モジュール１０１Ａの製造方法の一例を図３に示す。従来の電子回路モジュール１０１Ａは、図３に示すように、半導体素子１０５を接合するため、接続端子１０３の形成工程（図３Ａ）、半田プリコート層１１１の形成工程（図３Ｂ）および接続端子１０３とバンプ１０６との接合工程（図３Ｃ）を経て製造されている。近年、半導体素子１０５のバンプ１０６および接続端子１０３は狭ピッチ化されているため、クリーム半田を塗布してそれらを接合させることは大変困難である。よって、図３Ａに示すように、回路基板１０２の表面１０２ａに接続端子１０３が形成された後、図３Ｂに示すように、スクリーン印刷機を用いて半田プリコート層１１１が接続端子１０３の表面１０３ａに形成されている。半田プリコート層１１１の形成後、図３Ｃに示すように、半導体素子１０５のバンプ１０６を半田プリコート層１１１に当接させてリフロー手段により加熱処理を行なうことにより、接続端子１０３とバンプ１０６と接合させている（特許文献１を参照）。
【０００４】
また、従来の電子回路モジュール１０１Ｂの製造方法の他の一例を図４に示す。従来の電子回路モジュール１０１Ｂは、図４に示すように、チップ部品１０７を接合するため、接続端子１０４の形成工程（図４Ａ）、金属めっき層１１０の形成工程（図４Ｂ）、クリーム半田１１２の塗布工程（図４Ｃ）および接続端子１０４とバンプ１０６との接合工程（図４Ｄ）を経て製造されている。チップ部品１０７のリード１０８は狭ピッチ化されていないので、クリーム半田１１２が接合に用いられる。ここで、Ｃｕを用いて形成された接続端子１０４に対する半田の濡れ性を考慮すると、接続端子１０４の表面１０４ａ上にクリーム半田１１２を直接塗布することはあまり好ましいとは言えない。よって、従来の電子回路モジュール１０１Ｂの製造方法においては、図４Ｂに示すように接続端子１０４の表面１０４ａ上にＮｉ／Ａｕ金属めっき層１１０をめっき形成してから図４Ｃに示すようにめっきされた接続端子１０４の表面１０４ａにクリーム半田１２を塗布することにより、半田濡れ性を向上させた状態において接続端子１０４とリード１０７と接合させている（特許文献２を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２０６６２９号公報
【特許文献２】特開平６−３４２９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、回路基板１０２の同一表面１０２ａ上に半田プリコート層１１１および金属めっき層１１０を混在形成する場合、半田プリコート層１１１の主成分となるＳｎが金属めっき層１１０のＡｕと化学反応し、半田プリコート層１１１の膜厚が変化してしまう。このことを避けるため、かかる場合、半導体素子１０５と接合させる一部の接続端子１０３をレジスト膜１２０により被覆した後においてチップ部品１０７と接合させる他の接続端子１０４を金属めっきする必要がある。
【０００７】
しかしながら、回路基板１０２の同一表面１０２ａ上に半田プリコート層１１１および金属めっき層１１０を混在形成する場合、半導体素子１０５のバンプ１０６（図３参照）を一部の接続端子１０３に接続させるためには、他の接続端子１０４を金属めっきした後に回路基板１０２の表面１０２ａ上のレジスト膜をレジスト除去剤を用いて化学的に除去しなければならない。したがって、少なくとも一部の接続端子１０３の表面１０３ａに被覆するレジスト膜の材料としては、化学的反応性の乏しいレジスト材ではなく、金属めっきに使用するめっき液とも反応してしまうような化学的反応性の高いレジスト材を使わざるを得なかった。そのため、一部の接続端子１０３の表面１０３ａ（図３Ｂ参照）に化学的反応性の高いレジスト膜を形成した状態において他の接続端子１０４の表面１０４ａに金属めっきを施すと、化学的反応性の高いレジスト膜がイオン化して溶け出してしまうので、金属めっき層１１０を安定して形成することができなかった。
【０００８】
つまり、従来の電子回路モジュール１０１Ａ、１０１Ｂの製造方法においては、単に接続端子１０３の表面１０３ａをレジスト膜により被覆してからめっきするのみによっては回路基板１０２の同一表面１０２ａ上に半田プリコート層１１１および金属めっき層１１０を混在させて形成することができないという問題があった。この問題により、回路基板１０２の同一表面１０２ａ上に形成された接続端子１０３、１０４に半導体素子１０５およびチップ部品１０７をそれぞれ接合させる場合、半導体素子１０５を接合させる接続端子１０３またはチップ部品１０７を接合させる接続端子１０４のいずれか一方の半田の製膜もしくは塗布が困難となり、半導体素子１０５またはチップ部品１０７の接合が困難になっていた。
【０００９】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、回路基板の同一表面上に半田プリコート層および金属めっき層を混在させて形成し、半導体素子およびチップ部品の接合を容易にすることができる電子回路モジュールの製造方法を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するため、本発明の電子回路モジュールの製造方法は、その第１の態様として、半導体素子に形成された複数のバンプをフリップチップ接続方法により接続させるための端子となる第１の接続端子と、チップ部品に形成された接続部であってバンプ以外の接続部をフリップチップ接続方法以外の接続方法により接続させるための端子となる第２の接続端子とを回路基板の表面上に形成する工程Ａと、第１の接続端子の表面上に半田プリコート層を形成する工程Ｂと、少なくとも半田プリコート層が形成された第１の接続端子の表面に金属めっき層の形成に使用するめっき液に化学的に反応しないレジスト材を用いてめっき用レジスト膜を形成することにより、回路基板の表面上において第１の接続端子をめっき用レジスト膜により覆うとともに、第２の接続端子をめっき用レジスト膜により覆うことなく露出させる工程Ｃと、第１の接続端子がめっき用レジスト膜により覆われている状態において第２の接続端子の表面に半田濡れ性の良い金属をめっきして金属めっき層を形成する工程Ｄと、半導体素子の複数のバンプを加熱した後、第１の接続端子を覆うめっき用レジスト膜に加熱した複数のバンプを押し当て、めっき用レジスト膜を軟化させながら複数のバンプをめっき用レジスト膜に埋没させることにより、複数のバンプを第１の接続端子に当接させる工程Ｅと、第１の接続端子に当接した複数のバンプの熱を利用して第１の接続端子の表面層である半田プリコート層を溶融し、複数のバンプを第１の接続端子に接合する工程Ｆと、工程Ｄ、工程Ｅまたは工程Ｆのうちのいずれかの工程の後において金属めっき層を有する第２の接続端子にチップ部品の接続部を半田付けする工程Ｇとを備えていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の第１の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、第１の接続端子の表面上に形成された半田プリコート層をめっき用レジスト膜によって被覆したままの状態において加熱したバンプをめっき用レジスト膜に埋没させることによりバンプと第１の接続端子との接合を行なっている。そのため、半導体素子を搭載するためにめっき用レジスト膜を剥離する必要がなくなるので、金属めっきに使用するめっき液と反応しない化学的反応性の乏しいレジスト材を使用することができる。これにより、回路基板の表面上に半田プリコート層および金属めっき層を混在形成することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、半田プリコート層は、第１の接続端子の表面に化学反応析出型半田を析出させることにより、形成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第２の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、第２の接続端子に被覆膜を形成することなく第１の接続端子の表面上のみに半田プリコート層を形成することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第２の態様の電子回路モジュールの製造方法において、化学反応析出型半田は、Ｐｂ、ＡｇまたはＺｎの一元素およびＳｎを主成分として合金化された半田その他のイオン化傾向を利用して合金化されたＳｎを１つの主成分とする半田もしくは鉛フリー半田であることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第３の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、良質な半田プリコート層を形成することができる。また、Ｐｂを含有しない鉛フリー半田を用いて半田プリコート層を形成することにより環境問題にも対応することができる。
【００１６】
本発明の第４の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１から第３のいずれか１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、工程Ｅおよび工程Ｆにおいては、半導体素子を吸着しながら所定の位置に載置させる吸着治具から半導体素子の複数のバンプに、めっき用レジスト膜の軟化および半田プリコートの溶融を行なうための熱が供給されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の第４の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、半導体素子の積載工程において通常用いられる吸着治具を用いてバンプを加熱しているので、バンプの加熱工程を独立した新たな工程として設けるのではなく、従来より行なわれていたその積載工程の延長線上の工程として行なうことができる。
【００１８】
本発明の第５の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１から第４のいずれか１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、第２の接続端子は、ＣｕまたはＣｕを主成分とする合金を用いて形成されており、金属めっき層は、Ｎｉめっきを下層めっきとし、Ａｕめっきを上層とする積層されたＮｉ／Ａｕめっき層であることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第５の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、ＣｕとＮｉ／Ａｕめっきとの組み合わせについてはめっき形成に係る相性が良いため、良導電性のＣｕの表面に半田濡れ性が良好な金属めっき層を形成することができる。
【００２０】
本発明の第６の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１から第５のいずれか１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、工程Ｄの後であって工程Ｅの前において、めっき用レジスト膜における半導体素子との対向面に半導体素子をめっき用レジスト膜に固着させるための接着剤を塗布することを特徴としている。
【００２１】
本発明の第６の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、バンプのみを接合部分とするのではなく、半導体素子全体を接合部分として第１の接続端子およびめっき用レジスト膜に半導体素子を接合することができるので、半導体素子と回路基板との機械的接着を強固にすることができる。
【００２２】
本発明の第７の態様の電子回路モジュールの製造方法は、第１から第６のいずれか１の態様の電子回路モジュールの製造方法において、バンプは、その先端に突起が形成されたスタッドバンプであることを特徴としている。
【００２３】
本発明の第７の態様の電子回路モジュールの製造方法によれば、バンプの先端が突起していることにより、めっき用レジスト膜の粘度や硬度が高くてもバンプをめっき用レジスト膜に容易に埋没させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の電子回路モジュールの製造方法によれば、化学的反応性の乏しいめっき用レジスト膜を第１の接続端子の表面に形成した状態において半導体素子のバンプを第１の接続端子に接合することができることから、半田プリコート層および金属めっき層を回路基板の同一表面上に形成することができるので、半導体素子およびチップ部品の接合を容易にすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図１および図２を用いて、本発明の電子回路モジュールの製造方法をその一実施形態により説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態の電子回路モジュール１を示している。本実施形態の電子回路モジュール１は、図１に示すように、絶縁性を有する回路基板２の同一表面２ａ上に、第１の接続端子３および第２の接続端子４、ＬＳＩやＩＣなどの半導体素子５および抵抗やキャパシタなどのチップ部品７を備えている。第１の接続端子３および第２の接続端子４は半導体素子５またはチップ部品７のどちらを接続するかに応じて名称分けされているが、その性能自体に違いはないため、これらは同一の材料を用いて形成されている。
【００２７】
第１の接続端子３は、半田プリコート層１１を表面層として有しており、めっき用レジスト膜２０がその半田プリコート層１１を覆っている。そして、半導体素子５に形成された複数のバンプ６がそのめっき用レジスト膜２０を貫通して埋没することにより、半導体素子５がフリップチップ接続方法により第１の接続端子３に接続されている。
【００２８】
第２の接続端子４は、半田濡れ性に優れた金属めっき層１０を表面層として有している。そして、チップ部品７に形成されたリード（バンプ以外の接続部）８がクリーム半田１２を用いた半田接続方法（フリップチップ接続方法以外の接続方法）により第２の接続端子４に接合されることにより、そのチップ部品７は第２の接続端子４に接続されている。
【００２９】
このような電子回路モジュール１は、図２Ａ〜Ｇに示すように、工程Ａ〜工程Ｇを経て製造される。
【００３０】
工程Ａにおいては、図２Ａに示すような回路基板２の同一表面２ａ上にＣｕまたはＣｕを主成分とする合金を用いて金属薄膜を形成する。その後、図２Ａに示すように、その金属薄膜をパターンニングすることにより、第１の接続端子３および第２の接続端子４を形成する。
【００３１】
工程Ｂにおいては、図２Ｂに示すように、第１の接続端子３の表面３ａに半田プリコート層１１を形成する。この半田プリコート層１１は、第１の接続端子３の表面３ａに化学反応析出型半田を析出させることにより、回路基板２の表面２ａおよび第２の接続端子４の表面４ａに半田用レジスト膜を形成することなく第１の接続端子３の表面３ａのみに形成される。ここで、化学反応析出型半田としては、Ｐｂ−Ｓｎ系半田合金、Ａｇ−Ｓｎ系半田合金またはＺｎ−Ｓｎ系半田合金など、Ｓｎを１の主成分とし、イオン化傾向を利用して合金化された半田もしくは鉛フリー半田が用いられている。例えば、本実施形態の化学反応析出型半田としては、ハリマ化成株式会社製スーパーソルダが用いられている。
【００３２】
工程Ｃにおいては、図２Ｃに示すように、半田プリコート層１１が形成された第１の接続端子３の表面３ａおよび回路基板２の表面２ａにめっき用レジスト膜２０を形成した後、そのめっき用レジスト膜２０に第２の接続端子４を外部に露出させるパターンニングを施す。このめっき用レジスト膜２０のパターンニングにより、回路基板２の表面２ａ上において、第１の接続端子３の表面３ａおよび回路基板２の表面２ａをめっき用レジスト膜２０により覆うとともに、第２の接続端子４を外部に露出させる。なお、このめっき用レジスト膜２０のレジスト材としては、たとえば太陽インキ製PSR-4000などのめっき液に反応しない化学的反応性の乏しいレジスト材が用いられている。
【００３３】
工程Ｄにおいては、図２Ｄに示すように、第１の接続端子３の表面３ａおよび回路基板２の表面２ａがめっき用レジスト膜２０により覆われている状態において、第２の接続端子４の表面４ａに半田濡れ性の良い金属をめっきすることにより、第２の接続端子４に表面層となる金属めっき層１０を形成する。この金属めっき層１０は、具体的にはＮｉめっきを下層めっきとし、Ａｕめっきを上層とする積層されたＮｉ／Ａｕめっき層となっている。
【００３４】
工程Ｅにおいては、図２Ｆに示すように、半導体素子５の複数のバンプ６を第１の接続端子３に当接させる。その際、この工程Ｅの前行程として、図２Ｅに示すように、半導体素子５をめっき用レジスト膜２０に固着させることにより第１の接続端子３と半導体素子５との接合力を補うため、めっき用レジスト膜２０の表面であって半導体素子５と対向する面に接着剤１５を塗布する。この接着剤１５としては、エポキシ系接着剤またはアミン系接着剤（たとえばナミックス製８４３６などの接着剤）が用いられている。
【００３５】
工程Ｅの前行程となる接着剤１５の塗布後、図２Ｆに示すように、工程Ｅとして、接着剤１５が塗布されためっき用レジスト膜２０に複数のバンプ６を埋没させることにより、複数のバンプ６を第１の接続端子３に当接させる。第１の接続端子３を被覆するめっき用レジスト膜２０が耐熱性に優れた特殊なレジスト材でなければ、熱可塑性や熱硬化性などの熱硬化特性にかかわらず、通常３００℃程度の熱を加えることによってめっき用レジスト膜２０は軟化する。そのため、半導体素子５の複数のバンプ６を３００℃程度に加熱した後、めっき用レジスト膜２０に加熱した複数のバンプ６を押し当てることにより、例えばＡｕを用いて形成されたバンプ６を変形させずに、バンプ６をめっき用レジスト膜２０に埋没させる。
【００３６】
本実施形態の工程Ｅおよび次工程Ｆにおいては、図示はしないが、半導体素子５の搭載作業のため、半導体素子５を吸着しながら所定の位置に載置させる吸着治具が用いられる。この吸着治具は、吸着した半導体素子５に熱を加える加熱機能を有しており、この加熱機能を利用して半導体素子５のバンプ６は３００℃程度にまで加熱される。
【００３７】
この加熱されるバンプ６は、図示はしないが、その先端に突起が形成されたスタッドバンプとなっていることが好ましい。この突起の突出具合や突起径は、めっき用レジスト膜２０の硬度に応じて決められている。
【００３８】
工程Ｆにおいては、図２Ｆに示すように、前の工程Ｅにおいて第１の接続端子３に当接した複数のバンプ６を接合する。これら複数のバンプ６は吸着治具から熱が供給されており、当接相手の第１の接続端子３は表面層として半田プリコート層１１を有している。そのため、そのバンプ６の熱を利用することにより、複数のバンプ６は、第１の接続端子３の表面層である半田プリコート層１１を溶融して第１の接続端子３に接合される。
【００３９】
工程Ｇにおいては、図２Ｇに示すように、金属めっき層１０を有する第２の接続端子４にチップ部品７のリード８をクリーム半田１２を用いて半田付けする。この工程Ｇは、工程Ｄ、工程Ｅまたは工程Ｆのうちのいずれかの工程の後、すなわち、第１の接続端子３の半田プリコート層１１がめっき用レジスト膜２０に覆われており、第２の接続端子４に金属めっき層１０が形成された後に行なわれるのであれば、いつ行なってもよい。
【００４０】
次に、図１および図２を用いて、本実施形態の電子回路モジュール１の製造方法の作用を説明する。
【００４１】
本実施形態の電子回路モジュール１においては、図１に示すように、回路基板２の同一表面２ａ上に半田プリコート層１１および金属めっき層１０が形成されている。従来であれば、レジスト膜を除去するために金属めっきに使用するめっき液とも反応してしまうような化学的反応性の高いレジスト材を用いてレジスト膜を形成せざるを得なかった。そのため、化学的反応性の高いレジスト膜を第１の接続端子３の表面３ａに形成した状態において金属めっきを第２の接続端子４の表面４ａに施すと、レジスト膜がイオン化して溶け出してしまい、第２の接続端子４の表面４ａに金属めっき層１１０を安定して形成することができなかった。
【００４２】
そこで、本実施形態の電子回路モジュール１の製造方法においては、図２Ｆに示すように、少なくとも第１の接続端子３の表面３ａに形成された半田プリコート層１１をめっき用レジスト膜２０によって被覆したままの状態において加熱したバンプ６をめっき用レジスト膜２０に埋没させることにより、バンプ６と第１の接続端子３との接合を行なっている。そのため、半導体素子５を搭載するためにめっき用レジスト膜２０を剥離する必要がなくなるので、金属めっきに使用するめっき液と反応しない化学的反応性の乏しいレジスト材をめっき用レジスト膜２０に使用することができる。これにより、回路基板２の同一表面２ａ上に半田プリコート層１１および金属めっき層１０を混在させて形成することができる。
【００４３】
また、この半田プリコート層１１は化学反応析出型半田を析出させることにより形成されているので、第２の接続端子４を被覆することなく第１の接続端子３の表面３ａのみに半田プリコート層１１を形成することができる。特に、本実施形態の半田プリコート層１１であれば、スーパーソルダの実用例からも明らかなように、薄くて品質の良い半田プリコート層１１を形成することができる。また、Ｐｂを含有しない鉛フリー半田を用いて半田プリコート層１１を形成することにより、本実施形態の電子回路モジュール１は環境問題にも対応することができる。
【００４４】
ここで、前述しためっき用レジスト膜２０の軟化や半田プリコート層１１の溶融を行なうためには、バンプ６を加熱することが必要となる。そこで、本実施形態の工程Ｅおよび工程Ｆにおいては、半導体素子５の搭載の際に用いられる吸着治具の加熱機能を利用し、半導体素子５の複数のバンプ６にめっき用レジスト膜２０の軟化および半田プリコート層１１の溶融を行なうための熱がその吸着治具から供給されている。そのため、新たな機械、器具または装置を用いてバンプ６の加熱工程を独立した新たな工程として設けることなく、従来より行なわれていた半導体素子５の積載工程の延長線上の工程として行なうことができる。
【００４５】
また、半導体素子５のバンプ６は通常Ａｕを用いて形成されるため、めっき用レジスト膜２０の硬度が高いと、バンプ６がめっき用レジスト膜２０に埋没する前にバンプ６が変形してしまう。そのため、本実施形態においては、バンプ６をスタッドバンプとすることによりその埋没時に加わる圧力を高くしている。そのため、めっき用レジスト膜２０の硬度が高くてもバンプ６を変形させずにめっき用レジスト膜２０に埋没させることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態においては、半導体素子５と対向するめっき用レジスト膜２０の表面に接着剤１５を塗布しているので、半田プリコート層１１による接合力だけでなく、めっき用レジスト膜２０に塗布された接着剤１５による接合力も半導体素子５と第１の接続端子３との接合に寄与する。つまり、バンプ６のみを接合部分とするのではなく、半導体素子５全体を接合部分として１第１の接続端子３およびめっき用レジスト膜２０に半導体素子５を接合することができる。そのため、半導体素子５のバンプ６をスタッドバンプにすることによってその接合面積が小さくなったとしても、半導体素子５と回路基板２との機械的接着を強固にすることができる。
【００４７】
そして、本実施形態においては、第１の接続端子３および第２の接続端子４をＣｕまたはＣｕを主成分とする合金を用いて形成している。そのため、第１の接続端子３および第２の接続端子４の導電性を良好にすることができる。また、その第２の接続端子４の表面４ａにはＮｉ／Ａｕ積層構造の金属めっき層１０が形成されている。Ｃｕについては金属めっき層１０のＮｉ下層とめっきの相性が良く、また、第２の接続端子４の表面層となる金属めっき層１０のＡｕ上層についてはＳｎを含有するクリーム半田１２と半田濡れ性に係る相性がよい。つまり、良導電性の第２の接続端子４の表面に半田濡れ性が良好な金属めっき層１０を形成することができる。
【００４８】
すなわち、本実施形態の電子回路モジュール１の製造方法によれば、化学的反応性の乏しいめっき用レジスト膜２０を第１の接続端子３の表面３ａに形成した状態において半導体素子５のバンプ６を第１の接続端子３に接合することができることから、半田プリコート層１１および金属めっき層１０を回路基板２の同一表面２ａ上に形成することができるので、半導体素子５およびチップ部品７の接合を容易にすることができるという効果を奏する。
【００４９】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態の電子回路モジュールを示す縦断面図
【図２】本実施形態の電子回路モジュールの製造工程をＡ〜Ｇの順に示す縦断面図
【図３】従来の電子回路モジュールの製造工程の一例をＡ〜Ｃの順に示す縦断面図
【図４】従来の電子回路モジュールの製造工程の一例をＡ〜Ｄの順に示す縦断面図
【符号の説明】
【００５１】
１ 電子回路モジュール
２ 回路基板
３ 第１の接続端子
４ 第２の接続端子
５ 半導体素子
６ バンプ
７ チップ部品
８ リード
１０ 金属めっき層
１１ 半田プリコート層
１２ クリーム半田
２０ めっき用レジスト膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子に形成された複数のバンプをフリップチップ接続方法により接続させるための端子となる第１の接続端子と、チップ部品に形成された接続部であってバンプ以外の接続部をフリップチップ接続方法以外の接続方法により接続させるための端子となる第２の接続端子とを回路基板の同一表面上に形成する工程Ａと、
前記第１の接続端子の表面上に半田プリコート層を形成する工程Ｂと、
少なくとも前記半田プリコート層が形成された前記第１の接続端子の表面に金属めっき層の形成に使用するめっき液に化学的に反応しないレジスト材を用いてめっき用レジスト膜を形成することにより、前記回路基板の表面上において前記第１の接続端子を前記めっき用レジスト膜により覆うとともに、前記第２の接続端子を前記めっき用レジスト膜により覆うことなく露出させる工程Ｃと、
前記第１の接続端子が前記めっき用レジスト膜により覆われている状態において前記第２の接続端子の表面に半田濡れ性の良い金属をめっきして金属めっき層を形成する工程Ｄと、
前記半導体素子の複数のバンプを加熱した後、前記第１の接続端子を覆う前記めっき用レジスト膜に加熱した前記複数のバンプを押し当て、前記めっき用レジスト膜を軟化させながら前記複数のバンプを前記めっき用レジスト膜に埋没させることにより、前記複数のバンプを前記第１の接続端子に当接させる工程Ｅと、
前記第１の接続端子に当接した前記複数のバンプの熱を利用して前記第１の接続端子の表面層である前記半田プリコート層を溶融し、前記複数のバンプを前記第１の接続端子に接合する工程Ｆと、
前記工程Ｄ、前記工程Ｅまたは前記工程Ｆのうちのいずれかの工程の後において、前記金属めっき層を有する前記第２の接続端子に前記チップ部品の接続部を半田付けする工程Ｇと
を備えていることを特徴とする電子回路モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記半田プリコート層は、前記第１の接続端子の表面に化学反応析出型半田を析出させることにより、形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記化学反応析出型半田は、Ｐｂ、ＡｇまたはＺｎの一元素およびＳｎを主成分として合金化された半田その他のイオン化傾向を利用して合金化されたＳｎを１つの主成分とする半田もしくは鉛フリー半田である
ことを特徴とする請求項２に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記工程Ｅおよび前記工程Ｆにおいては、前記半導体素子を吸着しながら所定の位置に載置させる吸着治具から前記半導体素子の複数のバンプに、前記めっき用レジスト膜の軟化および前記半田プリコートの溶融を行なうための熱が供給されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記第２の接続端子は、ＣｕまたはＣｕを主成分とする合金を用いて形成されており、
前記金属めっき層は、Ｎｉめっきを下層めっきとし、Ａｕめっきを上層とする積層されたＮｉ／Ａｕめっき層である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記工程Ｄの後であって前記工程Ｅの前において、前記めっき用レジスト膜における前記半導体素子との対向面に前記半導体素子を前記めっき用レジスト膜に固着させるための接着剤を塗布する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記バンプは、その先端に突起が形成されたスタッドバンプである
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項１】
半導体素子に形成された複数のバンプをフリップチップ接続方法により接続させるための端子となる第１の接続端子と、チップ部品に形成された接続部であってバンプ以外の接続部をフリップチップ接続方法以外の接続方法により接続させるための端子となる第２の接続端子とを回路基板の同一表面上に形成する工程Ａと、
前記第１の接続端子の表面上に半田プリコート層を形成する工程Ｂと、
少なくとも前記半田プリコート層が形成された前記第１の接続端子の表面に金属めっき層の形成に使用するめっき液に化学的に反応しないレジスト材を用いてめっき用レジスト膜を形成することにより、前記回路基板の表面上において前記第１の接続端子を前記めっき用レジスト膜により覆うとともに、前記第２の接続端子を前記めっき用レジスト膜により覆うことなく露出させる工程Ｃと、
前記第１の接続端子が前記めっき用レジスト膜により覆われている状態において前記第２の接続端子の表面に半田濡れ性の良い金属をめっきして金属めっき層を形成する工程Ｄと、
前記半導体素子の複数のバンプを加熱した後、前記第１の接続端子を覆う前記めっき用レジスト膜に加熱した前記複数のバンプを押し当て、前記めっき用レジスト膜を軟化させながら前記複数のバンプを前記めっき用レジスト膜に埋没させることにより、前記複数のバンプを前記第１の接続端子に当接させる工程Ｅと、
前記第１の接続端子に当接した前記複数のバンプの熱を利用して前記第１の接続端子の表面層である前記半田プリコート層を溶融し、前記複数のバンプを前記第１の接続端子に接合する工程Ｆと、
前記工程Ｄ、前記工程Ｅまたは前記工程Ｆのうちのいずれかの工程の後において、前記金属めっき層を有する前記第２の接続端子に前記チップ部品の接続部を半田付けする工程Ｇと
を備えていることを特徴とする電子回路モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記半田プリコート層は、前記第１の接続端子の表面に化学反応析出型半田を析出させることにより、形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記化学反応析出型半田は、Ｐｂ、ＡｇまたはＺｎの一元素およびＳｎを主成分として合金化された半田その他のイオン化傾向を利用して合金化されたＳｎを１つの主成分とする半田もしくは鉛フリー半田である
ことを特徴とする請求項２に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記工程Ｅおよび前記工程Ｆにおいては、前記半導体素子を吸着しながら所定の位置に載置させる吸着治具から前記半導体素子の複数のバンプに、前記めっき用レジスト膜の軟化および前記半田プリコートの溶融を行なうための熱が供給されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記第２の接続端子は、ＣｕまたはＣｕを主成分とする合金を用いて形成されており、
前記金属めっき層は、Ｎｉめっきを下層めっきとし、Ａｕめっきを上層とする積層されたＮｉ／Ａｕめっき層である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記工程Ｄの後であって前記工程Ｅの前において、前記めっき用レジスト膜における前記半導体素子との対向面に前記半導体素子を前記めっき用レジスト膜に固着させるための接着剤を塗布する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記バンプは、その先端に突起が形成されたスタッドバンプである
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子回路モジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１０９０３１（Ｐ２００８−１０９０３１Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９２５８４（Ｐ２００６−２９２５８４）
【出願日】平成１８年１０月２７日（２００６．１０．２７）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２７日（２００６．１０．２７）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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