電子部品の製造方法

【課題】良好な精度で電極パッド上に電気接続部を形成し、信頼性の良好な電子部品を製造する。
【解決手段】電極パッドに対応する穴部が形成されたマスクを用いて、該電極パッド上に半田ボールを設置する第１の工程と、前記半田ボールを加熱して、前記電極パッド上に電気接続部を形成する第２の工程と、を有する電子部品の製造方法であって、前記マスクには、該マスクと前記電極パッドの間隔を保持するとともに該マスクの撓みを防止する撓み防止構造体が設置されていることを特徴とする電子部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極パッド上に形成された電気接続部を有する電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置など、配線基板に実装されるデバイスの高性能化に伴い、これらのデバイスが実装される配線基板の側でも高性能デバイスに対応した配線構造を形成する必要が生じている。このため、例えばバンプと呼ばれる電気接続部（外部接続端子）についても、配線の微細化・高密度化に対応する必要が生じている。
【０００３】
図１は、従来のバンプの形成方法を模式的に示した図である。図１を参照するに、基板１上には、複数の電極パッド２と、開口部４を有する絶縁層（ソルダーレジスト層）が形成され、電極パッド２は開口部４から露出するように構成されている。
【０００４】
ここで、電極パッド２上に電気接続部（半田バンプ）を形成する場合には、例えば略球状の半田ボール８を電極パッド２上に設置して半田ボール８を加熱することにより、いわゆるリフローによって半田バンプを形成する。
【０００５】
上記の半田ボール８の設置にあたっては、例えば半田ボール８の設置に対応した穴部７が形成されたマスク６を電極パッド２上に設置し、半田ボールの設置が行われる。このような半田ボールの設置を、半田ボールの振り込みと呼ぶ場合がある。
【０００６】
また、電極パッド２上には、半田ボール８が設置されるためのフラックス層４が設置され、半田ボール８は電極パッド２上にフラックス層４を介して設置されることになる。また、マスク６がフラックス層４にふれないように、マスク６と電極パッド２（絶縁層３）の間には、スペーサー５が挿入される場合があった。
【特許文献１】特開平１０−３０８５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、電極パッドや電極パッドの設置のピッチが微細化することに伴い、半田ボールの振り込みに用いるマスクの反りが問題になる場合が生じていた。例えば上記の電子部品の微細化に伴ってマスクが薄く形成されるようになるとマスクの反りが大きくなり、マスクがフラックス層にふれてしまう場合があった。また、上記の微細化に伴ってマスクと電極パッドの隙間が小さくなると、マスクの反り量が同じであってもマスクがフラックス層にふれてしまう確率が高くなってしまう。マスクがフラックス層にふれると、半田ボールの位置ずれが発生して形成されるバンプ（電気接続部）のばらつきが生じ、バンプが形成される精度が低下して電子部品の信頼性が低下する問題が生じる場合があった。
【０００８】
また、上記の特許文献１では、スペーサーと一体的に形成されるマスクの例が示されているが、スペーサーに相当する部分はマスクの周縁部に形成されているのみであり、マスクが薄くなった場合のマスクの撓み防止効果は殆ど有していない。
【０００９】
そこで、本発明では上記の問題を解決した、新規で有用な電子部品の製造方法を提供することを課題としている。
【００１０】
本発明の具体的な課題は、良好な精度で電極パッド上に電気接続部を形成し、信頼性の良好な電子部品を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を、電極パッドに対応する穴部が形成されたマスクを用いて、該電極パッド上に半田ボールを設置する第１の工程と、前記半田ボールを加熱して、前記電極パッド上に電気接続部を形成する第２の工程と、を有する電子部品の製造方法であって、前記マスクには、該マスクと前記電極パッドの間隔を保持するとともに該マスクの撓みを防止する撓み防止構造体が設置されていることを特徴とする電子部品の製造方法により、解決する。
【００１２】
本発明によれば、良好な精度で電極パッド上に電気接続部を形成し、信頼性の良好な電子部品を製造することが可能となる。
【００１３】
また、前記撓み防止構造体は、樹脂材料よりなると、該撓み防止構造体の設置が容易となる。
【００１４】
また、前記マスク上に形成された感光性の樹脂材料をパターニングすることで前記撓み防止構造体を形成する工程をさらに有すると、該撓み防止構造体を容易に形成することができる。
【００１５】
また、前記撓み防止構造体は、前記マスクを支持するフィルム状の本体に、前記穴部に対応する対応穴部が形成されてなる構造を有していていもよい。
【００１６】
また、前記撓み防止構造体は、前記マスクを支持する複数のポスト状の構造体を含んでもよい。
【００１７】
また、前記撓み防止構造体は、前記マスクを支持する格子状の構造体を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、良好な精度で電極パッド上に電気接続部を形成し、信頼性の良好な電子部品を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明による電子部品の製造方法は、電極パッドに対応する穴部が形成されたマスクを用いて、該電極パッド上に半田ボールを設置する第１の工程と、前記半田ボールを加熱して、前記電極パッド上に電気接続部を形成する第２の工程と、を有する電子部品の製造方法であって、前記マスクには、該マスクと前記電極パッドの間隔を保持するとともに該マスクの撓みを防止する撓み防止構造体が設置されていることを特徴としている。
【００２０】
このため、前記マスクの撓みを効果的に抑制することができる。このため、例えば半田ボールを設置する場合に用いるフラックス層などにマスクがふれることを抑制し、半田ボールの位置ずれを抑制して良好な精度で電極パッド上に電気接続部（バンプ）を形成し、信頼性の良好な電子部品を製造することが可能となる。
【００２１】
また、上記の撓み防止構造体は、前記穴部に対応して、少なくとも前記穴部の周囲に設置されていることが好ましい。また、例えば金属材料よりなる前記マスクに対して、前記撓み防止構造体が樹脂材料よりなると、一体的に構成された該マスクと該撓み防止構造体の設置が容易となり、好ましい。この場合、撓み防止構造体が接する面（例えばソルダーレジストなどの絶縁層）の損傷を抑制することができる。上記の撓み防止構造体は、例えば感光性樹脂材料を用いたフォトリソグラフィ法によるパターニングによれば、容易に形成することができる。
【００２２】
次に、上記の電子部品の製造方法の具体的な例について、図面に基づき、説明する。
【実施例１】
【００２３】
図２Ａ〜図２Ｈは、本発明の実施例１による電子部品の製造方法を、手順を追って示した図である。ただし、以下の図中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００２４】
まず、図２Ａに示す工程において、コア基板１０１の第１の主面に、絶縁層１０２と配線構造（例えば電極パッド１０５など）を形成する。同様にコア基板１０１の第２の主面に絶縁層１０６と配線構造（例えば電極パッド１０９など）を形成し、配線基板の基礎となる構造を形成する。
【００２５】
さらに、絶縁層１０２を覆うとともに、電極パッド１０５の少なくとも一部を露出させる開口部１０４を有する絶縁層（ソルダーレジスト層）１０３を形成する。同様に、絶縁層１０６を覆うとともに、電極パッド１０９の少なくとも一部を露出させる開口部１０８を有する絶縁層（ソルダーレジスト層）１０７を形成する。
【００２６】
また、コア基板１０１の第１の主面または第２の主面上には、電極パッド１０５，１０９以外の、配線構造を構成する導電パターン（例えばパターン配線など）が形成されていてもよい。また、本図では図示を省略しているが、例えば電極パッド１０５と電極パッド１０９を電気的に接続する、コア基板１０１を貫通するビアプラグが形成されていてもよい。
【００２７】
また、上記の構造において、例えば形成される絶縁層と配線構造を多層として、いわゆる多層配線基板を構成しても良く、例えば公知のビルドアップ法などにより当該多層配線基板を形成することができる。
【００２８】
次に、図２Ｂに示す工程において、絶縁層１０３上に、フラックス層を形成するための所定のマスクパターン１１０を設置（形成）する。マスクパターン１１０には、電極パッド１０５を露出させるための開口部が形成されている。
【００２９】
次に、図２Ｃに示す工程において、マスクパターン１１０の開口部にフラックス層１１１を形成し、その後でマスクパターン１１０を除去する。
【００３０】
次に、図２Ｄに示す工程において、電極パッド１０５上（絶縁層１０３上）に、マスク１１２を設置して半田ボール１１４の振り込みを行う。マスク１１２の構成の一例としては以下の通りである。まず、材質は、撓みを抑制するために例えばＮｉなどの金属材料により構成されることが好ましく、厚さは６０〜１００μｍ程度である。また、マスク１１２には、電極パッド１０５が形成された位置に対応するように、例えば径が９０μｍ、ピッチが１５０μｍ程度となる複数の穴部１１３が形成されている。穴部１１３には略球形の半田ボール１１４が落とし込まれ、穴部１１３から露出するフラックス層１１１を介して電極パッド１０５上に設置される。
【００３１】
本実施例による電子部品の製造方法では、本工程において用いられるマスク１１２に、撓み防止構造体１１５が設置（接合または貼り付け）されていることが特徴である。すなわち、撓み防止構造体１１５は、マスク１１２と、電極パッド１０５（電極パッド１０５の周囲に形成された絶縁層１０５、または、電極パッド１０５上に形成されたフラックス層１１１）の間に位置することになる。
【００３２】
上記の撓み防止構造体１１５は、マスク１１２と、電極パッド１０５（絶縁層１０５またはフラックス層１１１）との距離を所定の値に保持するいわゆるスペーサーの機能を有するとともに、マスク１１２の撓みを抑制する撓み防止の機能を有している。
【００３３】
このため、６０〜１００μｍ程度に薄く形成されたマスク１１２の撓みが抑制され、マスク１１２がフラックス層１１１に触れるなど、半田ボール１１４の設置にあたっての位置ずれの原因となるマスクの変形、ずれなどを効果的に抑制することが可能となる。
【００３４】
この場合、撓み防止構造体１１５は、穴部１１３に対応して、少なくとも穴部１１３の周囲に設置されていることが好ましい。この場合、効果的にマスク１１２の撓みを防止することができる。
【００３５】
例えば、撓み防止構造体１１５の概略は、マスク１１２を支持する、厚さが２０〜４０μｍ程度のフィルム状の本体１１６により構成されている。本体１１６はマスク１１２に接合されて、マスク１１２と撓み防止構造体１１６は、実質的に一体化された構造になっている。また、本体１１６には、マスク１１２の穴部１１３に対応して形成された対応穴部１１７が形成されている。半田ボール１１４は、穴部１１３および対応穴部１１７に落とし込まれてフラックス層１１１に設置される。
【００３６】
また、撓み防止構造体１１５（本体１１６）は、例えばエポキシまたはポリイミドなどの樹脂材料により構成されることが好ましい。このように撓み防止構造体が柔らかい樹脂材料により構成されることで、撓み防止構造体が接触する絶縁層１０３などの破損を防止することができる。
【００３７】
次に、図２Ｅに示す工程において、マスク１１５と撓み防止構造体１１５を絶縁層１０３上から除去する。ここで、半田ボール１１４は、フラックス層１１１を介して電極パッド１０５上に設置された状態となっている。
【００３８】
次に、図２Ｆに示す工程において、半田ボール１１４を加熱して、いわゆるリフローと呼ばれる溶解処理を行い、電極パッド１０５に電気的に接続されるバンプ（電気接続部）１１４Ａを形成する。また、必要に応じて洗浄を行って、余剰なフラックスを除去する処理を行ってもよい。
【００３９】
また、配線基板（電子部品）を形成する場合には、大型の基板を用いて、多数の配線基板が一体的に形成される場合がある。この場合、後の工程において、それぞれの配線基板が個片化される。
【００４０】
例えば、本実施例において、配線基板を複数形成する場合には、図２Ｇに示す工程において、コア基板１０１、絶縁層１０２，１０３，１０６，１０７を例えばダイシングブレードなどで切断し、配線基板を個片化する。このようにして、先に説明した、コア基板１０１、絶縁層１０２，１０３，１０６，１０７、電極パッド１０５，１０９、およびバンプ１１４Ａを有する配線基板（電子部品）１００を製造することができる。
【００４１】
また、以下に示すように、上記の配線基板１００に半導体チップなどの素子を実装し、素子が実装されてなる構造を有する電子部品を形成してもよい。
【００４２】
例えば、図２Ｈに示す工程において、バンプ２０２が形成された半導体チップ２０１を実装する。この場合、バンプ２０２とバンプ１１４Ａが対応するように半導体チップ２０１をマウントし、リフロー（加熱）によってバンプ２０２とバンプ１１４Ａが電気的に接続されるようにする。さらに、半導体チップ２０１と絶縁層１０３の間に、アンダーフィル（液状の樹脂）２０３を浸透させて硬化させることで、バンプの絶縁性を良好とする。
【００４３】
このようにして、配線基板に半導体チップが実装されてなる電子部品（半導体装置）２００を製造することができる。
【００４４】
上記の電子部品１００，２００の製造方法においては、バンプ１１４Ａを形成する場合の半田ボールの振り込みにおいて、図２Ｄに示したように、マスク１１２の撓みが撓み防止構造体１１５によって効果的に抑制されていることが特徴である。このため、半田ボールの設置の位置ずれなど半田ボール１１４の設置にあたっての位置ずれの原因となるマスク１１２の変形、ずれなどを効果的に抑制することが可能となっている。この結果、電極パッド１０５上にバンプ（電気接続部）１１４Ａを、良好な精度で形成し、信頼性の高い電子部品を製造することが可能になる。
【００４５】
例えば、電極パッドや電極パッドの設置のピッチが微細化することに伴い、マスクが薄く形成された場合であっても、上記の製造方法によれば効果的にマスクの反りを抑制することが可能になる。
【００４６】
また、電極パッドや電極パッドの設置のピッチが微細化することに伴ってマスク１１２と電極パッド１０５の隙間が小さくなった場合であっても、上記の製造方法によれば効果的にマスクの反りを抑制することが可能になっている。
【００４７】
また、撓み防止構造体は、樹脂材料などの柔らかい材料により構成されていることが好ましいが、例えば以下に説明するように、感光性樹脂材料（フォトレジスト）を用いたフォトリソグラフィ法によるパターニングによって容易に形成することができる。
【００４８】
図３Ａ〜図３Ｇは、マスク１１２と撓み防止構造体１１５を形成する方法を、手順を追って示した図である。図３Ａ〜図３Ｄではおもにマスク１１２を、図３Ｅ〜図３Ｇではおもに撓み防止構造体１１５を形成する工程を示している。ただし、以下の図中、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００４９】
まず、図３Ａに示す工程において、例えばステンレス合金などの材料よりなる支持板３０１を用意し、次に、図３Ｂに示す工程において、支持板３０１上に感光性樹脂材料（フォトレジスト）よりなるマスク層３０２を形成する。
【００５０】
次に、図３Ｃに示す工程において、フォトリソグラフィ法によってマスク層３０２のパターニングを行い、開口部３０２Ｂを有するマスクパターン３０２Ａを形成する。
【００５１】
次に、図３Ｄに示す工程において、例えば、公知のセミアディティブ法（無電解メッキと電解メッキを組み合わせたパターンメッキ法）によって、支持板３０１上の開口部３０２Ｂに対応する部分に、Ｎｉよりなるマスク１１２を形成する。また、またマスクパターン３０２Ａに対応する部分には、穴部１１３が形成される。このようにして、穴部１１３を有するマスク１１２が形成される。マスク１１２形成後にマスクパターン３０２Ａは除去される。
【００５２】
次に、図３Ｅに示す工程において、マスク１１２上に感光性樹脂材料（フォトレジスト）よりなるパターニング層１１６Ａを形成する。パターニング層１１６Ａは、マスク１１２上と、支持板３０１上（穴部１１３内）に形成される。パターニング層１１６Ａは、例えば液状の感光性樹脂材料を塗布することにより形成されるが、フィルム状の感光性樹脂材料（ドライフィルムレジスト）を貼り付けることによって形成してもよい。
【００５３】
次に、図３Ｆに示す工程において、フォトリソグラフィ法（露光・現像）によってパターニング層１１６Ａのパターニングを行い、フィルム状の本体１１６に対応穴部１１７が形成されてなる、撓み防止構造体１１５が形成される。
【００５４】
次に、図３Ｇに示す工程において、支持板３０１を除去し、マスク１１２と撓み防止構造体１１５の一体構造が形成される。当該一体構造は、先に図２Ｄで示した工程に用いられる。
【００５５】
上記の方法によれば、樹脂材料よりなる撓み防止構造体と金属材料よりなるマスクとの一体構造を容易に形成することができる。
【００５６】
また、図３Ｇに示す撓み防止構造体１１５とマスク１１２の一体構造の平面図を、図４に示す。図４を参照するに、本図に示すように、対応穴部１１７は、穴部１１３に対応して形成されていることがわかる。
【００５７】
また、撓み防止構造体は、図３Ｇ，図４に示した構造に限定されず、以下の図５〜図７に示すように変形・変更して用いることも可能である。ただし、以下の図中、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。下記の撓み防止構造体は、図３Ｇ，図４に示した撓み防止構造体１１５と同様に、図２Ｄに示した工程で用いることができる。
【００５８】
図５は、撓み防止構造体１１５の第１の変形例である撓み防止構造体１１５Ａを示した図である。本図に示す場合、対応穴部１１７に相当する対応穴部１１７Ａが六角形状を有している。このように、対応穴部の形状は円形などに限定されず、様々に変形・変更することができる。
【００５９】
また、図６は、撓み防止構造体１１５の第２の変形例である撓み防止構造体１１５Ｂを示した図である。本図に示す場合、対応穴部１１７に相当する対応穴部１１７Ｂが、四角形を有しており、この結果、マスクを支持する本体１１６が格子状になっている。この場合、本体１１６の形状が単純となり、パターニングが容易となる。
【００６０】
また、図７は、撓み防止構造体１１５の第３の変形例である撓み防止構造体１１５Ｃを示した図である。本図に示す場合、撓み防止構造体が、マスクを支持する複数のポスト状の構造体から構成されている。本図に示す場合、撓み防止構造体の面積、体積が小さくなるため、撓み防止構造体の構造の単純化・軽量化が可能となる。
【００６１】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【００６２】
例えば、２Ｈに示した電子部品２００において、電極パッド１０９に対しても、図２Ｄ〜図２Ｆに示した工程を適用して電気接続部（バンプ）を形成してもよい。また、本発明の製造方法によれば、配線基板や半導体装置（半導体チップが実装された配線基板）に限定されず、他の様々な電子部品を製造することが可能であることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、良好な精度で電極パッド上に電気接続部を形成し、信頼性の良好な電子部品を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】従来の電子部品の製造方法を示す図である。
【図２Ａ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その２）である。
【図２Ｃ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その３）である。
【図２Ｄ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その４）である。
【図２Ｅ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その５）である。
【図２Ｆ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その６）である。
【図２Ｇ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その７）である。
【図２Ｈ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その８）である。
【図３Ａ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その９）である。
【図３Ｂ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その１０）である。
【図３Ｃ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その１１）である。
【図３Ｄ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その１２）である。
【図３Ｅ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その１３）である。
【図３Ｆ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その１４）である。
【図３Ｇ】実施例１による電子部品の製造方法を示す図（その１５）である。
【図４】撓み防止構造体の例（その１）である。
【図５】撓み防止構造体の例（その２）である。
【図６】撓み防止構造体の例（その３）である。
【図７】撓み防止構造体の例（その４）である。
【符号の説明】
【００６５】
１００，２００電子部品
１０１コア基板
１０２，１０３，１０６，１０７絶縁層
１０４，１０８開口部
１０５，１０９電極パッド
１１０マスクパターン
１１１フラックス層
１１２マスク
１１３穴部
１１４半田ボール
１１５、１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ撓み防止構造体
１１６本体
１１７、１１７Ａ，１１７Ｂ対応穴部
２０１半導体チップ
２０２バンプ
２０３アンダーフィル

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極パッドに対応する穴部が形成されたマスクを用いて、該電極パッド上に半田ボールを設置する第１の工程と、
前記半田ボールを加熱して、前記電極パッド上に電気接続部を形成する第２の工程と、を有する電子部品の製造方法であって、
前記マスクには、該マスクと前記電極パッドの間隔を保持するとともに該マスクの撓みを防止する撓み防止構造体が設置されていることを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記撓み防止構造体は、少なくとも前記穴部の周囲に設置されることを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記撓み防止構造体は、樹脂材料よりなることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記マスク上に形成された感光性の樹脂材料をパターニングすることで前記撓み防止構造体を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項３記載の電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記撓み防止構造体は、前記マスクを支持するフィルム状の本体に、前記穴部に対応する対応穴部が形成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記撓み防止構造体は、前記マスクを支持する複数のポスト状の構造体を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子部品の製造方法。
【請求項７】
前記撓み防止構造体は、前記マスクを支持する格子状の構造体を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子部品の製造方法。

【図１】