JP2002334895A - バンプ形成方法 - Google Patents

バンプ形成方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスクとして樹脂膜を用いたバンプ形成方法
において、樹脂膜の除去を良好なものとすることによ
り、高精度にバンプを形成すること。 【解決手段】 バンプ形成方法において、電極部１１が
設けられた基板１０表面に対して樹脂膜１２を形成する
工程と、樹脂膜１２に対して、電極部１１が露出するよ
うに開口部１２ａを形成する工程と、固相線温度と液相
線温度の間に固液共存の温度領域を有する組成の金属を
含むバンプ形成材料１３を、開口部１２ａに充填する工
程と、固相線温度以上であって、液相線温度未満に加熱
する工程と、固相線温度未満に冷却する工程と、樹脂膜
１２を除去した後、液相線温度以上に加熱する工程と、
を行うこととした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンプの形成方法
に関する。より具体的には、プリント配線板、ウエハ、
セラミック基板などに設けられた電極上に、マスクとし
て樹脂膜を使用してバンプを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、プリント配線板やセラミック基板
への電子部品の実装に関しては、高密度化の要求が年々
増しており、かかる要求を満たす方式としてベアチップ
実装方式が注目されている。ベアチップ実装方式におい
ては、チップと基板配線との電気的接続をワイヤボンデ
ィングを介して達成する従来のフェイスアップ実装に代
わり、金属バンプを介して達成するフェイスダウン実装
が広く採用される傾向にある。
【０００３】金属バンプを介してフェイスダウン実装す
る、いわゆる金属バンプ法によると、電子部品間に低抵
抗な接続を形成することが期待できる。しかしながら、
金属バンプ法においては、多くの技術的事項が要求され
ている。例えば、電子部品の電極が微細なピッチで設け
られている場合に、当該電極上に微細なピッチで正確に
金属バンプを形成することが要求される。特に半導体素
子の電極に対して金属バンプを形成する際には、この要
求が強い。また、電子部品間の安定した接続信頼性を得
るために金属バンプの高さを一定に精度よく確保するこ
と、及び製造コストを低減することなども要求されてい
る。
【０００４】フェイスダウン実装を行うための金属バン
プを形成する方法としては、従来、メッキ法や蒸着法等
が採用されてきたが、これらによると、多大な設備投資
が必要であり、バンプ高さや金属組成の制御が難しいな
どの問題も有していた。そこで最近では、低コストに金
属バンプを形成でき、且つ、金属組成の自由度が高い、
メタルマスク印刷法や樹脂マスク充填法が採用されてい
る。
【０００５】メタルマスク印刷法により金属バンプを形
成する一連の工程を図２の（ａ）〜（ｅ）に示す。メタ
ルマスク印刷法においては、まず、（ａ）基板２０上の
電極部２１に対応した位置に予め開口部２２ａが設けら
れたメタルマスク２２を用意する。（ｂ）当該メタルマ
スク２２の開口部２２ａと基板２０上の電極部２１とを
位置合わせして、メタルマスク２２を基板２０に載置す
る。（ｃ）印刷法により、所定のハンダ粉末を含んだハ
ンダペースト２３をメタルマスク２２の開口部２２ａに
供給する。（ｄ）メタルマスク２２を基板２０の表面か
ら取り外した後、（ｅ）加熱処理を行うことによってハ
ンダペースト２３中のハンダ粉末を溶融し、これにより
基板２０の電極部２１の上に略球形の金属バンプ２４が
形成される。例えば、特開平７−３０２９７２号公報に
は、このようなメタルマスク印刷法による金属バンプ形
成方法が開示されている。
【０００６】樹脂マスク充填法により金属バンプを形成
する一連の工程を図３の（ａ）〜（ｅ）に示す。樹脂マ
スク充填法においては、まず、（ａ）電極部３１が設け
られた基板３０上に樹脂膜３２を形成する。（ｂ）エッ
チング処理により、樹脂膜３２に対して基板３０の電極
部３１を露出させる開口部３２ａを設ける。（ｃ）当該
樹脂マスク３２の開口部３２ａに所定のハンダ粉末を含
むハンダペースト３３を充填する。（ｄ）加熱処理を行
うことによってハンダペース３３中のハンダ粉末を溶融
し、これにより基板３０の電極部３１の上に略球形の金
属バンプ３４が形成される。（ｅ）最後に樹脂マスク３
２を基板３０表面から除去する。
【０００７】これらのうち、メタルマスク印刷法は、よ
り微細なピッチでバンプを形成する際に、バンプの高さ
を制御することが困難となるという問題を有する。具体
的には、メタルマスク２２の開口部２２ａを微細なピッ
チで形成すると、開口部２２ａにハンダペーストを供給
した後にメタルマスク２２を取り外す際（図２（ｄ）の
工程）、ハンダペースト２３が開口部２２ａに引っ掛か
り、ハンダペースト２３の一部がメタルマスク２２と共
に取り除かれてしまうのである。その結果、形成される
金属バンプ２４の高さのバラつきが顕著となり、良好な
電子部品実装を行うことが困難となってしまう。
【０００８】これに対して、樹脂マスク充填法では、ハ
ンダペースト３３を加熱溶融させた後に、図３（ｅ）に
示すように、印刷マスクとしての樹脂膜３２を取り除く
ため、微細なピッチで設けられた電極３１に対しても、
必要量のハンダペーストにより確実に金属バンプ３５を
形成することができる。このように、樹脂マスク充填法
は、メタルマスク印刷法よりも、近年の電子部品実装の
高密度化に伴う金属バンプの微細ピッチ化の要求に適切
に応える得るものであることが理解できよう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
樹脂マスク充填法は、樹脂膜の除去に問題を有してい
た。具体的には、図３（ｄ）に示す工程において、ハン
ダペースト３３中のハンダ粉末を溶融する際、通常、ハ
ンダ粉末を構成する金属の融点よりも３０〜５０℃高温
で加熱されるのであるが、この加熱によって、樹脂膜の
硬化反応が促進され、図３（ｅ）の工程で樹脂膜を除去
する際、基板表面に樹脂膜の一部が残存してしまう場合
があるのである。基板表面に樹脂膜が残存すると、良好
な電子部品実装が阻害されてしまう。
【００１０】そこで本発明は、このような従来の問題点
を解決または軽減することを課題とし、樹脂膜を用いた
金属バンプの形成において、樹脂膜の除去ないし剥離を
良好に行うことがで、その結果、良好な電子部品実装を
が可能となるバンプ形成方法を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
り提供されるバンプ形成方法は、電極部が設けられた基
板表面に対して樹脂膜を形成する工程と、樹脂膜に対し
て、電極部が露出するように開口部を形成する工程と、
固相線温度と液相線温度の間に固液共存の温度領域を有
する組成の金属を含むバンプ形成材料を、開口部に充填
する工程と、固相線温度以上であって、液相線温度未満
に加熱する工程と、固相線温度未満に冷却する工程と、
樹脂膜を除去した後、液相線温度以上に加熱する工程
と、を含むことを特徴とする。ここで、合金の固相線温
度とは、ある圧力下において、その温度未満では固体な
いし固相の合金のみが存在する温度をいい、合金の液相
線温度とは、ある圧力下において、その温度より高温で
は液体ないし液相の合金のみが存在する温度をいうもの
とする。そして、固相温度以上であって液相温度以下の
温度では、固相と液相が共存する。
【００１２】このような構成によると、基板表面からの
樹脂膜の除去を、従来と比較して良好に行うことができ
る。具体的には、固相線温度と液相線温度の間に固液共
存の温度領域を有する組成の合金を含むバンプ形成材料
を所定の開口部に充填した後、固相線温度以上であっ
て、液相線温度未満に加熱すると（以下、「１次加熱」
という）、バンプ形成材料に含まれる合金の一部が固相
から液相へと変化する。このとき、合金の液相同士は、
その表面張力により、固相を巻き込んで一体化ないし凝
集する傾向にある。その後、固相線温度未満に一旦冷却
すると、液相に変化していた一部の合金が、一体化した
状態で固相に変化し、当該バンプ形成材料全体が、電極
部に対して概ね固定（以下、「仮固定」という）され
る。ただし、ここでいう冷却には放冷も含まれる。本発
明では、このような状態で、マスクとして基板表面に形
成されていた樹脂膜が除去可能となる。従来では、バン
プ形成材料に含まれる金属を完全溶融させることによっ
てバンプを電極部に固定し、その後、当該加熱工程（以
下、「２次加熱」という）により硬化が不当に進行した
樹脂膜を除去していた。これに対し本発明では、２次加
熱よりも低温で行う１次加熱によりバンプ形成材料を電
極部に仮固定し、その後、２次加熱を経る前に樹脂膜を
除去するので、従来と比較して樹脂膜除去工程を容易に
行うことができ、その結果、基板表面に樹脂膜が残存し
ない状態で、バンプを介して良好に電子部品を実装する
ことが可能となるのである。
【００１３】本発明の第２の側面により提供されるバン
プ形成方法は、電極部が設けられた基板表面に対して樹
脂膜を形成する工程と、樹脂膜に対して、電極部が露出
するように開口部を形成する工程と、融点の異なる複数
の金属を含むバンプ形成材料を開口部に充填する工程
と、複数の金属の融点のうち最も低い融点以上であっ
て、複数の金属の融点のうち最も高い融点未満に加熱す
る工程と、最も低い融点未満に冷却する工程と、樹脂膜
を除去した後、最も高い融点以上に加熱する工程と、を
含むことを特徴とする。
【００１４】このような構成によっても、本発明の第１
の側面に係るバンプ形成方法と同様の効果を奏すること
ができる。本発明の第２の側面では、樹脂膜に形成され
た開口部に充填されるバンプ形成材料には融点の異なる
複数の金属が含まれているところ、ここで融点とは、単
体金属にあっては、通常の意味における融点をいい、合
金にあっては、ある圧力下での液相線温度をいうものと
する。融点では、単体金属および合金は完全に融解し得
る。したがって、本発明の第２の側面では、開口部に充
填されたバンプ形成材料を、複数の金属の融点のうち最
も低い融点以上であって、複数の金属の融点のうち最も
高い融点未満に加熱すると（以下、この加熱工程も「１
次加熱」という）、バンプ形成材料に含まれる金属の一
部が融解する。これを一旦冷却すると、第１の側面に関
して説明したように、バンプ形成材料全体が電極部に対
して仮固定され、この状態で、マスクとして基板表面に
形成されていた樹脂膜が除去可能となる。樹脂膜を除去
した後、バンプ形成材料に含まれる複数の金属の全てが
液体となる温度以上に加熱し（以下、この加熱工程も
「２次加熱」という）、次いで冷却することによって、
バンプが完成されることとなる。すなわち、第２の側面
に係るバンプ形成方法においても、２次加熱よりも低温
で行う１次加熱によりバンプ形成材料を電極部に仮固定
し、その後、２次加熱を経る前に樹脂膜を除去するの
で、従来と比較して樹脂膜除去工程を容易に行うことが
でき、その結果、基板表面に樹脂膜が残存しない状態
で、形成されたバンプを介して良好に電子部品を実装す
ることが可能となるのである。
【００１５】また、第２の側面に係るバンプ形成方法
は、１次加熱により液相化する金属と、２次加熱によっ
て初めて液相化する金属とを独立に選択できることか
ら、樹脂膜除去を阻害することなく、最終的に形成され
るバンプの組成を容易に制御できるという利点も有す
る。
【００１６】本発明の第３の側面により提供されるバン
プ形成方法は、電極部が設けられた基板表面に対して樹
脂膜を形成する工程と、樹脂膜に対して、電極部が露出
するように開口部を形成する工程と、１種類以上の金属
を含むバンプ形成材料を、開口部に充填する工程と、金
属の一部のみが融解する温度以上であって、金属の全て
が融解する温度未満に加熱する工程と、金属の全てが凝
固する温度未満に冷却する工程と、樹脂膜を除去した
後、金属の全てが融解する温度以上に加熱する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１７】このような構成によっても、本発明の第１
および第２の側面に関して上述したのと同様の効果を奏
することができる。具体的には、１次加熱によって、バ
ンプ形成材料に含まれる金属の一部のみが融解し、これ
を冷却することによってバンプ形成材料が基板の電極部
に対して仮固定される。そして、２次加熱によって、バ
ンプ形成材料に含まれる金属の全てが融解し、これを冷
却することによって電極部に本固定されたバンプが完成
する。バンプ形成材料に含まれる金属成分は、融点の異
なる２種以上の単体金属、融点と液相線温度が異なる２
種以上の単体金属と合金、並びに、固相線温度および／
または液相線温度が異なる２種以上の合金を用いること
ができる。２種以上の合金を用いる場合、ハンダ形成材
料に含まれる中で最も低い固相線温度を示す金属の当該
固相線温度以上であって、最も高い液相線温度を示す金
属の当該液相線温度未満の温度で１次加熱し、最も高い
液相線温度以上の温度で２次加熱する。
【００１８】本発明における基板としては、例えば、シ
リコンウエハやガラス繊維強化エポキシ樹脂製の回路基
板などを用いることができる。基板上には、例えば銅、
ニッケル、金などにより構成される電極部が所定の箇所
に複数設けられている。
【００１９】基板上に形成されるマスクとしての樹脂膜
には、例えば、アクリル系、エポキシ系、イミド系のい
ずれか又はこれらを組み合わせた感光性樹脂を用い、エ
ッチングには、フォトリソグラフィ（露光・現像法）を
使用するのが好ましい。ただし、本発明の樹脂膜として
は、非感光性の樹脂を用いることもでき、その場合、エ
ッチングには、レーザなどを使用する。樹脂膜の形態と
しては、フィルム状であっても液状であってもよい。ま
た、微細なピッチで設けられた電極部上に高いバンプを
形成するという観点から、樹脂膜の膜厚は、３０〜１５
０μmであることが好ましい。
【００２０】樹脂膜の剥離には、水酸化ナトリウム水溶
液などのような強アルカリの剥離液、モノエタノールア
ミン水溶液や水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液な
どの有機アルカリ剥離液、及び、これらに所定の添加剤
を加えたものを用いることができる。添加剤は、剥離さ
れる樹脂膜を細片に破壊して、剥離残りを防止する作用
を示すものが好ましい。
【００２１】金属バンプ形成用のバンプ形成材料は、好
ましくは、粉末化した金属を、フラックスを混合してペ
ースト状としたものである。フラックスとしては、ロジ
ン樹脂、チクソ剤、活性剤、溶剤等を混練したものを用
いることができる。
【００２２】第１、第２および第３の側面において、バ
ンプ形成材料に含まれる合金としては、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａ
ｇ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｚｎ等から選択された１
又は２以上の種類を組合せた組成を用いることができ
る。具体的には、例えば、Ｓｂ−Ｓｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ
合金、Ｓｎ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｐｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ合
金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｓ
ｂ合金が挙げられる。更に具体的には、５％Ｓｎ−９５
％Ｐｂ合金、４３％Ｓｎ−５７％Ｂｉ合金、４８％Ｓｎ
−５２％Ｉｎ合金が挙げられる。また、第２の側面にお
けるバンプ形成材料に含まれる単体金属としては、例え
ば、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｉｎなどが挙げられる。
【００２３】ロジンは、主としてハンダペーストの粘着
性を増進するためのものであり、重合ロジン、水素添加
ロジン、エステル化ロジン等を用いることができる。
【００２４】チクソ剤は、主としてハンダペーストに対
して形態保持性を付与するものであり、硬化ひまし油、
ステアリン酸アミド等を用いることができる。
【００２５】活性剤は、加熱処理時においてハンダ粉末
表面及び電極部表面に形成される酸化膜等を除去するこ
とにより、ハンダ粉末表面及び電極部表面を清浄化して
電極部に対するハンダの濡れ性を向上させ、良好な金属
バンプの形成に寄与するものである。活性剤としては、
有機酸及び／又は有機アミンを用いることができる。例
えば、セバシン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル
酸、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン等か
ら選択された１又は２以上の有機酸及び／又は有機アミ
ンを使用することができる。
【００２６】溶剤は、可溶成分を溶かし込み、フラック
スビヒクルをペースト状とするためのものである。溶剤
としては、ハンダの組成によって変化するハンダの融点
に応じて、融点付近あるいはそのような温度以上の沸点
を有する１又は２以上の溶剤を組み合わせて使用する。
例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ｎ−
ブチルフェニルエーテル、２−メチル−２，４−ペンタ
ンジオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル
などの高級アルコールやグリコールエーテル系の溶剤か
ら１又は２以上を選択して使用することができる。
【００２７】上述のハンダペーストを充填するために樹
脂膜に形成される開口部は、好ましくは、対応する電極
部の面積の２５倍以下の開口面積で形成される。ハンダ
ペーストの溶融の際に、電極上にハンダ成分が寄り集ま
らないという事態を回避して、球形状の良好なバンプを
形成するためである。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、図１（ａ）〜（ｇ）を参照しつつ、具体的
に説明する。
【００２９】まず、図１（ａ）に示すように、バンプを
形成する対象となる基板１０を用意する。基板１０の表
面には、予め、複数の電極部１１が所定のピッチで設け
られている。また、基板１０の表面には、電極部１１に
導通した配線部（図示せず）が形成されている。
【００３０】このような基板１０に対して、図１（ｂ）
に示すように、各電極部１１を覆うようにフィルム状の
感光性樹脂膜１２を載置して圧着する。樹脂膜１２は、
液状樹脂をスピンコートにより基板１０の表面に塗布
し、それを熱硬化することにより形成してもよい。
【００３１】次いで、図１（ｃ）に示すように、樹脂膜
１２の各電極部１１に対応する箇所に対して、所定のフ
ォトマスク（図示せず）を介しての露光処理、及び、そ
の後の現像処理を施すことにより、各電極部１１が露出
するように開口部１２ａを形成する。
【００３２】次いで、図１（ｄ）に示すように、開口部
１２ａにハンダペースト１３を充填する。ハンダペース
ト１３の充填に際しては、樹脂膜１２の上面に余分なハ
ンダペーストが多量に残存しないようにすることが望ま
しく、そのためには、例えば、スキージを用いて樹脂膜
１２の上面に塗着している余分なハンダペーストを掻き
取る作業を行えばよい。本実施形態では、ハンダペース
ト１３には、単一種類の合金が含まれている。この合金
は粉末状であって、固相線温度と液相線温度の間に固液
共存の温度領域を有する組成で構成されている。ただ
し、ハンダペースト１３には、複数の合金が含まれてい
てもよい。
【００３３】次いで、図１（ｅ）に示す１次加熱工程に
おいて、ハンダペースト１３に含まれている合金の固相
線温度と液相線温度の中間の温度にまで加熱し、その加
熱状態を所定時間維持する。ハンダペースト１３に含ま
れる合金の固相線温度と液相線温度の中間の温度では、
当該合金は、一部が固相から液相へと変化し、他の一部
が固相状態をとり、固相と液相とによる平衡状態にあ
る。また、合金以外のロジン樹脂等の成分の大半がハン
ダペースト１３から揮発消失する。すると、図１（ｅ）
に示すように、液相に変化した合金や僅かに残存するロ
ジン樹脂等の表面張力によって、開口部１２ａに残った
ハンダペースト材料は略球形に寄り集まる。その後、固
相線温度未満に一旦冷却すると、液相に変化していた一
部の合金が、一体化した状態で固相に変化し、当該ハン
ダペースト材料全体が電極部に対して仮固定される。す
なわち、１次加熱によって溶解していないという熱履歴
を有する合金成分を内包した未完成のバンプ１４が電極
部１１上に形成されることとなる。
【００３４】未完成バンプ１４を形成した後、図１
（ｆ）に示すように、樹脂膜１２を基板１０の表面から
除去ないし剥離する。剥離液は、用いた樹脂膜１２を除
去するための適切な溶剤を選択する。このとき、樹脂膜
１２は、合金成分を完全に溶融するための２次加熱工程
を経ていないため、穏やかな条件で容易に除去できる。
【００３５】次に、図１（ｇ）に示す２次加熱工程にお
いて、合金の液相線温度以上に加熱し、その加熱状態を
所定時間維持する。これにより、１次加熱工程で一度融
解した合金成分も、１次加熱工程で融解していない合金
成分も、全て融解する。これを冷却すると、合金成分が
全て融解した完全なバンプ１４’が基板１０の電極部１
１上に形成されることとなる。
【００３６】ハンダペースト１３に含まれる金属成分と
して、融点の異なる２種類以上の金属を採用する場合に
も、図１（ａ）〜（ｇ）に示す一連の工程により、樹脂
膜１２を容易に除去しつつ、良好な金属バンプ１４’を
形成することができる。ここで金属いう金属には、単体
金属および合金が含まれる。そして、融点とは、単体金
属にあっては、通常の意味における融点をいい、合金に
あっては、ある圧力下での液相線温度をいうものとす
る。具体的には、図１（ｅ）に示す１次加熱工程では、
ハンダペースト１３に含まれる複数の金属成分の融点の
うち最も低い融点以上であって、最も高い融点未満に加
熱し、その加熱状態を所定時間維持する。図１（ｇ）に
示す２次加熱工程では、複数の金属成分の融点のうち最
も高い融点以上に加熱し、その加熱状態を所定時間維持
する。その結果、より高温で行われる２次加熱工程の前
に、樹脂膜１２を容易に除去可能とするとともに、２次
加熱工程を経て、全ての金属成分が一旦は完全に融解し
たバンプ１４’が、基板１０の電極部１１上に形成され
る。
【００３７】また、ハンダ形成材料に２種以上の合金を
添加して、ハンダ形成材料に含まれる中で最も低い固相
線温度を示す金属の当該固相線温度以上であって、最も
高い液相線温度を示す金属の当該液相線温度未満の温度
で１次加熱し、最も高い液相線温度以上の温度で２次加
熱することによっても、図１（ａ）〜（ｇ）に示す一連
の工程により、樹脂膜１２を容易に除去しつつ、良好な
金属バンプ１４’を形成することができる。
【００３８】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【００３９】
【実施例１】＜ハンダペーストの調製＞合金としての５
０％Ｓｎ−５０％Ｐｂの組成のハンダ（固相線温度：１
８３℃、液相線温度：２３８℃）を平均粒径２０μｍに
粉末化し、これを体積比１：１でフラックスと混ぜてハ
ンダペーストを調製した。フラックスは、ロジン樹脂と
してのポリペール５０％、溶剤としのジエチレングリコ
ールモノブチルエーテル２０％および２−メチル−２，
４−ペンタンジオール２０％、活性剤としてのセバシン
酸８％、チクソ剤としての硬化ひまし油２％（いずれも
体積百分率）を予め混錬したものを用いた。
【００４０】＜バンプの形成＞電極部が３０万個（電極
径：７０μｍ、ピッチ：１５０μｍ）設けられたウエハ
に、５０μｍ厚のフィルム状のアクリル系感光性樹脂膜
（商品名：ＮＩＴ−２５０、ニチゴー・モートン社製）
を熱圧着（１００℃、圧力３．５ｋｇ／ｍｍ2）した。
次いで、ガラスマスクを用いて、電極部に対応した箇所
を露光し、その後、１．０％炭酸ナトリウム水溶液でエ
ッチング現像することによって、電極部に対応する箇所
に直径１３０μｍの開口部を形成した。次いで、上述の
ハンダペーストを樹脂膜上に塗布し、これをウレタンス
キージを用いて印刷法により開口部に充填した。次い
で、５０％Ｓｎ−５０％Ｐｂハンダの固相線温度よりも
高温である２２０℃で１分間、１次加熱することによっ
て、ハンダを概ね一体化させた。次いでこれを冷却し、
未完全バンプとして電極部に仮固定した。そして、１０
％モノエタノールアミン水溶液中に浸漬し、樹脂膜を取
り除いた。その後、電極部に仮固定されているハンダに
対してフラックス（商品名：Ｒ５００３、アルファメタ
ルズ社製）を塗布し、５０％Ｓｎ−５０％Ｐｂハンダの
液相線温度よりも高温である２７５℃で２分間、２次加
熱することによってハンダを完全に溶融一体化させた。
これを冷却し、完全なバンプを電極部上に形成した。
【００４１】＜結果＞本実施例においては、１次加熱後
の樹脂膜の剥離は良好に行うことができた。また、形成
したバンプの高さは、８０μｍ±３μｍであり、高さの
バラつきの少ない高精度なバンプを形成することができ
た。実施例１について、合金組成、固相線温度、液相線
温度、１次加熱温度、および２次加熱温度を、表１に掲
げる。以下、実施例２〜５についても同様である。
【００４２】
【実施例２】合金としての２０％Ｓｎ−８０％Ｐｂの組
成のハンダ（固相線温度：１８３℃、液相線温度：２７
７℃）を用いて、実施例１と同様に、ハンダペーストを
調製した。そして、このハンダペーストを用いて、実施
例１と同様の方法により、バンプを形成した。ただし、
１次加熱温度は２４０℃とし、２次加熱温度は３２０℃
とした。その結果、１次加熱後の樹脂膜の剥離は良好に
行うことができた。また、形成したバンプの高さは、８
０μｍ±３μｍであり、高さのバラつきの少ない高精度
なバンプを形成することができた。
【００４３】
【実施例３】合金としての１０％Ｓｎ−９０％Ｐｂの組
成のハンダ（固相線温度：２７５℃、液相線温度：３０
０℃）を用いて、実施例１と同様に、ハンダペーストを
調製した。そして、このハンダペーストを用いて、実施
例１と同様の方法により、バンプを形成した。ただし、
１次加熱温度は２８５℃とし、２次加熱温度は３４０℃
とした。その結果、１次加熱後の樹脂膜の剥離は良好に
行うことができた。また、形成したバンプの高さは、８
０μｍ±３μｍであり、高さのバラつきの少ない高精度
なバンプを形成することができた。
【００４４】
【実施例４】合金としての９２％Ｓｎ−８％Ｓｂの組成
のハンダ（固相線温度：２３８℃、液相線温度：２５１
℃）を用いて、実施例１と同様に、ハンダペーストを調
製した。そして、このハンダペーストを用いて、実施例
１と同様の方法により、バンプを形成した。ただし、１
次加熱温度は２４０℃とし、２次加熱温度は２８０℃と
した。その結果、１次加熱後の樹脂膜の剥離は良好に行
うことができた。また、形成したバンプの高さは、８０
μｍ±３μｍであり、高さのバラつきの少ない高精度な
バンプを形成することができた。
【００４５】
【実施例５】合金としての１０％Ｓｎ−８５％Ｐｂ−５
％Ｓｂの組成のハンダ（固相線温度：２３９℃、液相線
温度：２７７℃）を用いて、実施例１と同様に、ハンダ
ペーストを調製した。そして、このハンダペーストを用
いて、実施例１と同様の方法により、バンプを形成し
た。ただし、１次加熱温度は２６０℃とし、２次加熱温
度は３００℃とした。その結果、１次加熱後の樹脂膜の
剥離は良好に行うことができた。また、形成したバンプ
の高さは、８０μｍ±３μｍであり、高さのバラつきの
少ない高精度なバンプを形成することができた。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【実施例６】＜ハンダペーストの調製＞相対的に低い液
相線温度を示す金属Ｉとしての６３％Ｓｎ−３７％Ｐｂ
のハンダ（液相線温度：１８３℃）、及び、相対的に高
い液相線温度を示す金属IIとしての２％Ｓｎ−９８％Ｐ
ｂのハンダ（液相線温度：３２０℃）を、平均粒径２０
μｍに粉末化し、これらを重量比１：９で混合した。こ
の混合ハンダをフラックスと混ぜてハンダペーストを調
製した。フラックスは、ロジン樹脂としてのポリペール
５０％、溶剤としのジエチレングリコールモノブチルエ
ーテル２０％および２−メチル−２，４−ペンタンジオ
ール２０％、活性剤としてのセバシン酸８％、チクソ剤
としての硬化ひまし油２％（いずれも体積百分率）を予
め混錬したものを用いた。
【００４８】＜バンプの形成＞電極部が３０万個（電極
径：７０μｍ、ピッチ：１５０μｍ）設けられたウエハ
に、５０μｍ厚のフィルム状のアクリル系感光性樹脂膜
（商品名：ＮＩＴ２５０、ニチゴー・モートン社製）を
熱圧着（１００℃、圧力３．５ｋｇ／ｍｍ2）した。次
いで、ガラスマスクを用いて、電極部に対応した箇所を
露光し、その後、１．０％炭酸ナトリウム水溶液でエッ
チング現像することによって、電極部に対応する箇所に
直径１３０μｍの開口部を形成した。次いで、上述のハ
ンダペーストをフィルム上に塗布し、これをウレタンス
キージを用いて印刷法により開口部に充填した。次い
で、６３％Ｓｎ−３７％Ｐｂハンダの液相線温度よりも
高温である２１３℃で１分間、１次加熱することによっ
て、ハンダを概ね一体化させた。次いでこれを冷却し、
未完全バンプとして電極部に仮固定した。そして、１０
％モノエタノールアミン水溶液中に浸漬し、樹脂膜を取
り除いた。その後、電極部に仮固定されているハンダに
対してフラックス（商品名：Ｒ５００３、アルファメタ
ルズ社製）を塗布し、２％Ｓｎ−９８％Ｐｂハンダの液
相線温度よりも高温である３５０℃で２分間、２次加熱
することによってハンダを完全に溶融一体化させた。こ
れを冷却し、完全なバンプを電極部上に形成した。
【００４９】＜結果＞本実施例においては、１次加熱後
の樹脂膜の剥離は良好に行うことができた。また、形成
したバンプの高さは、８０μｍ±３μｍであり、高さの
バラつきの少ない高精度なバンプを形成することができ
た。また、最終的に形成されたバンプの組成は、目的と
する組成８％Ｓｎ−９２％Ｐｂに対して±０．２％の範
囲内に制御できた。実施例６について、金属組成、金属
の配合比、１次加熱温度、２次加熱温度、およびバンプ
の最終組成を、表２に掲げる。以下、実施例７〜９につ
いても同様である。
【００５０】
【実施例７】金属Iとしての３５％Ｓｎ−６５％Ｐｂの
ハンダ（液相線温度：２４６℃）、及び、金属IIとして
の２％Ｓｎ−９８％Ｐｂのハンダ（液相線温度：３２０
℃）を、重量比１：９で混合したものを用いて、実施例
１と同様にハンダペーストを調製した。そして、このハ
ンダペーストを用いて、実施例１と同様の方法により、
バンプを形成した。ただし、１次加熱温度は２６５℃と
した。その結果、１次加熱後の樹脂膜の剥離は良好に行
うことができた。また、形成したバンプの高さは、８０
μｍ±３μｍであり、高さのバラつきの少ない高精度な
バンプを形成することができた。また、最終的に形成さ
れたバンプの組成は、目的とする組成５％Ｓｎ−９５％
Ｐｂに対して±０．２％の範囲内に制御できた。
【００５１】
【実施例８】金属Iとしての１００％のＳｎ（融点：２
３２℃）、及び、金属IIとしての１００％のＰｂのハン
ダ（融点：３２７℃）を、重量比１：９で混合したもの
を用いて、実施例１と同様にハンダペーストを調製し
た。そして、このハンダペーストを用いて、実施例１と
同様の方法により、バンプを形成した。ただし、１次加
熱温度は２６２℃とし、２次加熱温度３５７℃とした。
その結果、１次加熱後の樹脂膜の剥離は良好に行うこと
ができた。また、形成したバンプの高さは、８０μｍ±
３μｍであり、高さのバラつきの少ない高精度なバンプ
を形成することができた。また、最終的に形成されたバ
ンプの組成は、目的とする組成１０％Ｓｎ−９０％Ｐｂ
に対して±０．２％の範囲内に制御できた。
【００５２】
【実施例９】金属Iとしての１００％のＳｎ（融点：２
３２℃）、及び、金属IIとしての１００％のＰｂのハン
ダ（融点：３２７℃）を、重量比１：１９で混合したも
のを用いて、実施例１と同様にハンダペーストを調製し
た。そして、このハンダペーストを用いて、実施例１と
同様の方法により、バンプを形成した。ただし、１次加
熱温度は２６２℃とし、２次加熱温度３５７℃とした。
その結果、１次加熱後の樹脂膜の剥離は良好に行うこと
ができた。また、形成したバンプの高さは、８０μｍ±
３μｍであり、高さのバラつきの少ない高精度なバンプ
を形成することができた。また、最終的に形成されたバ
ンプの組成は、目的とする組成５％Ｓｎ−９５％Ｐｂに
対して±０．２％の範囲内に制御できた。
【００５３】
【表２】
【００５４】以上のまとめとして、本発明の構成および
そのバリエーションを以下に付記として列挙する。
【００５５】（付記１） 電極部が設けられた基板表面
に対して樹脂膜を形成する工程と、前記樹脂膜に対し
て、前記電極部が露出するように開口部を形成する工程
と、固相線温度と液相線温度の間に固液共存の温度領域
を有する組成の金属を含むバンプ形成材料を、前記開口
部に充填する工程と、前記固相線温度以上であって、前
記液相線温度未満に加熱する工程と、前記固相線温度未
満に冷却する工程と、前記樹脂膜を除去した後、前記液
相線温度以上に加熱する工程と、を含むことを特徴とす
る、バンプ形成方法。 （付記２） 電極部が設けられた基板表面に対して樹脂
膜を形成する工程と、前記樹脂膜に対して、前記電極部
が露出するように開口部を形成する工程と、融点の異な
る複数の金属を含むバンプ形成材料を、前記開口部に充
填する工程と、前記複数の金属の融点のうち最も低い融
点以上であって、前記複数の金属の融点のうち最も高い
融点未満に加熱する工程と、前記最も低い融点未満に冷
却する工程と、前記樹脂膜を除去した後、前記最も高い
融点以上に加熱する工程と、を含むことを特徴とする、
バンプ形成方法。 （付記３） 電極部が設けられた基板表面に対して樹脂
膜を形成する工程と、前記樹脂膜に対して、前記電極部
が露出するように開口部を形成する工程と、１種類以上
の金属を含むバンプ形成材料を、前記開口部に充填する
工程と、前記金属の一部のみが融解する温度以上であっ
て、前記金属の全てが融解する温度未満に加熱する工程
と、前記金属の全てが凝固する温度未満に冷却する工程
と、前記樹脂膜を除去した後、前記金属の全てが融解す
る温度以上に加熱する工程と、を含むことを特徴とす
る、バンプ形成方法。 （付記４） 前記樹脂膜は感光性樹脂である、付記１か
ら３に記載のバンプ形成方法。 （付記５） 前記バンプ形成材料に含まれる前記金属は
粉末状であり、前記バンプ形成材料は、前記粉末状の金
属と、樹脂および溶剤を含むビヒクル成分とを混ぜ合わ
せてペースト状としたハンダペーストである、付記１か
ら４のいずれか１つに記載のバンプ形成方法。 （付記６） 前記液相線温度以上に加熱することによっ
て、又は、前記ハンダ形成材料に含まれる金属の全てが
液体となるまで加熱することによって前記金属が一体化
した後に、所望の組成の合金が形成されるように、前記
バンプ形成材料に含まれる金属の組成は制御されてい
る、付記１から５のいずれか１つに記載のバンプ形成方
法。
【００５６】
【発明の効果】本発明によると、マスクとして樹脂膜を
用いたバンプ形成方法において、樹脂膜の硬化を抑制
し、樹脂膜を基板表面から容易に除去ないし剥離するこ
とができる。その結果、形成されたバンプを介して良好
な電子部品実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバンプ形成方法の一連の工程を表
す断面図である。
【図２】従来のメタルマスク印刷法の一連の工程を表す
断面図である。
【図３】従来の樹脂膜充填法の一連の工程を表す断面図
である。
【符号の説明】
１０，２０，３０ 基板 １１，２１，３１ 電極部 １２，３２ 樹脂膜 ２２ メタルマスク １２ａ，２２ａ，３２ａ 開口部 １３，２３，３３ ハンダペースト １４’，２４，３４ バンプ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電極部が設けられた基板表面に対して樹
    脂膜を形成する工程と、 前記樹脂膜に対して、前記電極部が露出するように開口
    部を形成する工程と、 固相線温度と液相線温度の間に固液共存の温度領域を有
    する組成の金属を含むバンプ形成材料を、前記開口部に
    充填する工程と、 前記固相線温度以上であって、前記液相線温度未満に加
    熱する工程と、 前記固相線温度未満に冷却する工程と、 前記樹脂膜を除去した後、前記液相線温度以上に加熱す
    る工程と、を含むことを特徴とする、バンプ形成方法。
  2. 【請求項２】 電極部が設けられた基板表面に対して樹
    脂膜を形成する工程と、 前記樹脂膜に対して、前記電極部が露出するように開口
    部を形成する工程と、 融点の異なる複数の金属を含むバンプ形成材料を、前記
    開口部に充填する工程と、 前記複数の金属の融点のうち最も低い融点以上であっ
    て、前記複数の金属の融点のうち最も高い融点未満に加
    熱する工程と、 前記最も低い融点未満に冷却する工程と、 前記樹脂膜を除去した後、前記最も高い融点以上に加熱
    する工程と、を含むことを特徴とする、バンプ形成方
    法。
  3. 【請求項３】 電極部が設けられた基板表面に対して樹
    脂膜を形成する工程と、 前記樹脂膜に対して、前記電極部が露出するように開口
    部を形成する工程と、 １種類以上の金属を含むバンプ形成材料を、前記開口部
    に充填する工程と、 前記金属の一部のみが融解する温度以上であって、前記
    金属の全てが融解する温度未満に加熱する工程と、 前記金属の全てが凝固する温度未満に冷却する工程と、 前記樹脂膜を除去した後、前記金属の全てが融解する温
    度以上に加熱する工程と、を含むことを特徴とする、バ
    ンプ形成方法。
  4. 【請求項４】 前記樹脂膜は感光性樹脂である、請求項
    １から３のいずれか１つに記載のバンプ形成方法。
  5. 【請求項５】 前記バンプ形成材料に含まれる前記金属
    は粉末状であり、前記バンプ形成材料は、前記粉末状の
    金属と、樹脂および溶剤を含むビヒクル成分とを混ぜ合
    わせてペースト状としたハンダペーストである、請求項
    １から４のいずれか１つに記載のバンプ形成方法。
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