JP2007073617A - 電極構造体、実装用基板及び突起電極並びにこれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 突起電極製造時におけるはんだブリッジの発生を抑制する。
【解決手段】 電極構造体１０Ａは、基板２０上に少なくとも一列に複数が配設され、はんだが濡れない側面１１Ａ及びはんだが濡れる上面１２Ａを備える。基板２０は合成樹脂から成り、電極構造体１０Ａの側面１１Ａを除く部分は基板２０上に形成された銅箔１２ａから成り、電極構造体１０Ａの側面１１Ａは銅箔１２の酸化膜１１ａから成る。つまり、電極構造体１０Ａ及び基板２０はプリント配線板である。側面１１Ａは基板２０に対してほぼ垂直である。このような形状は、例えば基板２０上でフォトレジストをパターニングし、その凹部にめっきを施す、アディティブ法によって得られる。電極構造体１０Ａによれば、側面１１Ａにはんだが濡れないことにより、隣接する電極構造体１０Ａとの間ではんだブリッジが成長しにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばプリント配線板、インターポーザ基板、半導体基板、セラミックス基板等の上に突起状のはんだバンプを形成してＢＧＡ（ball grid array）やバンプ付ダイ（bumped die）を製造する際に好適な、電極構造体等に関する。本明細書では、プリント配線板、インターポーザ基板、半導体基板、セラミックス基板等を、単に「基板」という。また、はんだバンプのように表面にはんだ層を有するものを「突起電極」といい、この場合のパッド電極のようにはんだ層が設けられるコアを「電極構造体」という。

図６は従来の電極構造体、実装用基板及び突起電極を示し、図６［１］は平面図、図６［２］は図６［１］におけるVI−VI線縦断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

電極構造体８０は、平面形状が短辺及び長辺を有する長方形状を呈し、基板８５の周辺部上に短辺方向に複数が配設される。基板８５は合成樹脂から成り、電極構造体８０は銅箔から成る。すなわち、実装用基板９５は、基板８５及び電極構造体８０から成るプリント配線板であり、突起電極９０の形成後にフリップチップ等が実装される。基板８５上には銅箔から成る配線８６が形成され、ソルダレジスト８７，８８で配線８６を部分的に覆うことにより電極構造体８０が形成されている。突起電極９０は、電極構造体８０と、電極構造体８０上に設けられたはんだ層９１と、から成る。

例えば金スタッドバンプを有するフリップチップ（図示せず）を用意する。そして、その金スタッドバンプを突起電極９０に接触させ、この状態で加熱する。すると、はんだ層９１が溶融することにより、突起電極９０と金スタッドバンプとが電気的かつ機械的に接続（はんだ付）される。この種の従来技術は、例えば特許文献１に開示されている。

また、従来の一般的な突起電極９０の形成方法は、スクリーン印刷法やディスペンス法などを用いて基板８５の電極構造体８０上にはんだペースト（図示せず）を塗布し、このはんだペーストを加熱してリフローすることによりはんだ層９１を形成する、というものであった。

特開平５−２２６８２５号公報

しかしながら、従来の電極構造体、実装用基板及び突起電極には、次のような問題があった。

突起電極９０の正確な断面構造は、図６［２］に示すように、電極構造体８０の上面８２だけでなく側面８１にもはんだ層９１が広がっている。したがって、突起電極９０の幅Ｗ２は側面８１のはんだ層９１の分だけ電極構造体８０の幅よりも大きくなるので、隣接する電極構造体８０間ではんだブリッジが発生しやすくなる。

スタッドバンプ等は電極構造体８０の上面８２に接続されるので、はんだ層９１の高さＨ２が一定以上必要となる。はんだ層９１の高さＨ２を高くしようとすると、必然的に突起電極９０の幅Ｗ２が大きくなってしまうので、ますます電極構造体８０間ではんだブリッジが発生しやすくなる。

また、電極構造体８０の側面８１のはんだ層９１は、スタッドバンプ等との接続（以下「はんだ付」という。）にはほとんど寄与しない。そのため、はんだ付に必要なはんだ量を確保するためには、電極構造体８０の長さＬ１を伸ばす必要があった。幅Ｗ２及び高さＨ２は、はんだブリッジが発生しやすくなるので、これ以上大きくできないからである。その結果、電極構造体８０の占有面積が大きくなって、基板２０の面積の縮小化及び有効利用の妨げとなっていた。

そこで、本発明の目的は、はんだブリッジの発生を抑制するとともに、電極構造体の占有面積を縮小し得る、電極構造体等を提供することにある。

本発明者は、電極構造体間ではんだブリッジが発生する現象について研究を重ねた結果、電極構造体の側面にはんだが濡れることにより、突起電極の幅が電極構造体の幅よりも大きくなることを突き止めた。本発明はこの知見に基づきなされたものである。

すなわち、本発明に係る電極構造体は、平面形状が短辺及び長辺を有する長方形状を呈し、基板上に短辺方向に複数配設される電極本体を備えている。そして、この電極本体がはんだの濡れる上面とはんだの濡れない側面とを有する、ことを特徴とする。（請求項１）。

これにより、側面にははんだ層を形成せずに、上面にのみはんだ層を形成することが可能となる。その結果、電極構造体の側面にはんだが濡れないことにより、配設された列内における電極構造体間ではんだブリッジが成長しにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。この効果は、特にペリフェラル型の電極構造体に顕著になる。なぜなら、近年の微細化の要求に応えるため、短辺方向の電極構造体が極めて高密度になっているので、はんだブリッジが発生しやすいからである。

また、従来の電極構造体では、電極構造体の上面のはんだ層を高くしてはんだ量を増やそうとすると、突起電極の幅が大きくなってはんだブリッジが発生しやすくなるため、電極構造体の長辺を伸ばすことにより必要なはんだ量を得ていた。これに対して、本発明に係る電極構造体では、突起電極の幅を大きくすることなく、電極構造体の上面のはんだ層を高くしてはんだ量を増やすことができる。したがって、電極構造体の長辺を従来よりも短縮できるので、基板の面積の縮小化及び有効利用が図れる。

また、電極構造体の側面が酸化膜から成る、としてもよい（請求項２）。例えば、基板は合成樹脂から成り、電極構造体の側面を除く部分が基板上に形成された銅箔から成り、電極構造体の側面が銅箔の酸化膜から成る、としてもよい。プリント配線板は、広く普及していることから容易に入手できる。しかも、銅の酸化膜は、極めて容易に形成できるとともに、極めてはんだ濡れ性が悪い。したがって、フラックスの種類などに関係なく、より確実に電極構造体の側面にははんだ層を形成せずに、電極構造体の上面にのみはんだ層を形成することが可能となる。

本発明に係る電極構造体の製造方法は、本発明に係る電極構造体を製造する方法であって、上面となる領域及び側面となる領域に酸化膜を形成する工程と、上面となる領域のみから酸化膜を除去する工程と、を含むことを特徴とする（請求項３）。上面及び側面となる領域に酸化膜を形成すると、上面及び側面の両方ではんだが濡れなくなってしまう。そこで、上面となる領域のみから酸化膜を除去することにより、はんだが濡れる上面とはんだが濡れない側面とを得る。

本発明に係る実装用基板は、基板と、基板の周辺部に設けられた本発明に係る電極構造体と、を備えたことを特徴とする（請求項４）。これは、ペリフェラル型の実装用基板であり、前述した理由によって本発明の効果が特に顕著になる。

本発明に係る実装用基板の製造方法は、本発明に係る実装用基板を製造する方法であって、基板上に銅箔から成る配線パターンを形成する第一工程と、配線パターンを黒化処理する第二工程と、黒化処理された配線パターンを部分的にソルダレジスト膜で覆う第三工程と、ソルダレジスト膜で覆われなかった配線パターンに対して異方性エッチングを施すことにより、黒化処理によって形成された酸化膜を上面となる領域から除去する第四工程と、を含む（請求項５）。第二工程の黒化処理は、銅上に亜酸化銅の皮膜を成長させる処理であり、配線パターンとソルダレジスト膜との密着性を高める。第四工程において、ソルダレジスト膜はエッチング用レジスト膜としても機能する。第一工程から第三工程までは既存の工程であるので、第四工程を追加するだけという簡単な方法で、本発明に係る実装用基板を製造できる。

本発明に係る突起電極は、本発明に係る電極構造体と、その上面にのみ設けられたはんだ層と、を備えたものである（請求項６）。本発明に係る電極構造体の作用及び効果によって、突起電極間のはんだブリッジの発生が抑えられる。

本発明に係る突起電極の製造方法は、本発明に係る電極構造体を、多数のはんだ粒子とフラックス作用を有する液体との混合物から成るはんだ材料の中に浸漬する浸漬工程と、はんだ粒子の融点以上にはんだ材料及び電極構造体を加熱することにより、電極構造体の上面にのみはんだ層を形成するリフロー工程と、を含む（請求項７）。電極構造体が浸漬されたはんだ材料を加熱すると、多数のはんだ粒子は、溶融して互いに合一し、電極構造体の上面に濡れる。これを繰り返すことにより、電極構造体の上面にはんだ層が成長する。このとき、はんだ粒子は電極構造体の側面に濡れることはないので、はんだブリッジの発生が抑えられる。

本発明に係る電極構造体によれば、はんだが濡れる上面とはんだが濡れない側面とを有することにより、側面にははんだ層を形成せずに、上面にのみはんだ層を形成できるので、側面のはんだ濡れに起因するはんだブリッジの発生を抑制できる。しかも、突起電極の幅を伸ばすことなく、電極構造体の上面のはんだ層を高くしてはんだ量を増やすことができることにより、電極構造体の長辺を従来よりも短縮できるので、電極構造体の占有面積を縮小できる（請求項１）。

また、電極構造体の側面を酸化膜とした場合は、酸化膜は極めて容易に形成できるとともに極めてはんだ濡れ性が悪いので、本発明に係る電極構造体を容易かつ確実に得ることができる（請求項２）。

本発明に係る電極構造体の製造方法によれば、上面及び側面となる領域に酸化膜を形成し、上面となる領域のみから酸化膜を除去することにより、本発明に係る電極構造体を容易かつ確実に得ることができる（請求項３）。

本発明に係る実装用基板によれば、基板の周辺部に本発明に係る電極構造体を設けてペリフェラル型の実装用基板とすることにより、前述した理由によって本発明の効果がとりわけ顕著になる（請求項４）。

本発明に係る実装用基板の製造方法によれば、既存の工程に、ソルダレジスト膜で覆われなかった配線パターンに対して異方性エッチングを施す工程を追加するだけで、本発明に係る実装用基板を容易に製造できる（請求項５）。

本発明に係る突起電極によれば、本発明に係る電極構造体を用いたことにより、突起電極製造時における突起電極間でのはんだブリッジの発生を抑制できる（請求項６）。

本発明に係る突起電極の製造方法によれば、多数のはんだ粒子とフラックス作用を有する液体との混合物から成るはんだ材料を用いた場合でも、本発明に係る電極構造体を用いたことによりはんだ粒子が電極構造体の側面に濡れにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる（請求項７）。

図１［１］は、本発明に係る電極構造体の第一実施形態を示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態の電極構造体１０Ａは、平面形状が短辺及び長辺を有する長方形状を呈し、基板２０上に短辺方向に複数配設され、はんだが濡れない側面１１Ａ及びはんだが濡れる上面１２Ａを備える。基板２０は合成樹脂から成り、電極構造体１０Ａの側面１１Ａを除く部分は基板２０上に形成された銅箔（電極本体）１２ａから成り、電極構造体１０Ａの側面１１Ａは銅箔１２ａの酸化膜１１ａから成る。つまり、電極構造体１０Ａ及び基板２０はプリント配線板である。側面１１Ａは基板２０に対してほぼ垂直である。このような形状は、例えば基板２０上でフォトレジストをパターニングし、その凹部にめっきを施す、アディティブ法によって得られる。

電極構造体１０Ａによれば、側面１１Ａにはんだが濡れないことにより、隣接する電極構造体１０Ａとの間ではんだブリッジが成長しにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。しかも、上面１２Ａのはんだ層を高くしてはんだ量を増やすことができることにより、電極構造体１０Ａの長辺を従来よりも短縮できる。

図１［２］は、本発明に係る電極構造体の第二実施形態を示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１［１］と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

本実施形態の電極構造体１０Ｂは、平面形状が短辺及び長辺を有する長方形状を呈し、基板２０上に短辺方向に複数配設され、はんだが濡れない側面１１Ｂ及びはんだが濡れる上面１２Ｂを備える。電極構造体１０Ｂの側面１１Ｂを除く部分は基板２０上に形成された銅箔（電極本体）１２ｂから成り、電極構造体１０Ｂの側面１１Ｂは銅箔１２ｂの酸化膜１１ｂから成る。側面１１Ｂと上面１２Ｂとの境界の角は、丸みを帯びた曲面１３となっている。曲面１３は、故意に形成されたものでも自然に形成されたものでもよいし、平面であってもよいし、側面１１Ｂ及び上面１２Ｂの一方又は両方に含まれてもよい。

電極構造体１０Ｂによれば、側面１１Ｂにはんだが濡れないことにより、隣接する電極構造体１０Ｂとの間ではんだブリッジが成長しにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。しかも、上面１２Ｂのはんだ層を高くしてはんだ量を増やすことができることにより、電極構造体１０Ｂの長辺を従来よりも短縮できる。

図１［３］は、本発明に係る電極構造体の第三実施形態を示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１［１］と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

本実施形態の電極構造体１０Ｃは、平面形状が短辺及び長辺を有する長方形状を呈し、基板２０上に短辺方向に複数配設され、はんだが濡れない側面１１Ｃ及びはんだが濡れる上面１２Ｃを備える。電極構造体１０Ｃの側面１１Ｃを除く部分は基板２０上に形成された銅箔（電極本体）１２ｃから成り、電極構造体１０Ｃの側面１１Ｃは銅箔１２ｃの酸化膜１１ｃから成る。側面１１Ｃは基板２０に対して斜めになっていて、電極構造体１０Ｃの断面が台形状になっている。このような形状は、例えば基板２０の全面に銅箔を貼り付け、その上でフォトレジストをパターニングし、その凹部をエッチングする、サブトラクティブ法によって得られる。

電極構造体１０Ｃによれば、側面１１Ｃにはんだが濡れないことにより、隣接する電極構造体１０Ｃとの間ではんだブリッジが成長しにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。しかも、上面１２Ｃのはんだ層を高くしてはんだ量を増やすことができることにより、電極構造体１０Ｃの長辺を従来よりも短縮できる。

なお、上記各実施形態において、基板２０は、エポキシ樹脂などの合成樹脂に限らず、セラミックス、絶縁皮膜付き金属、酸化膜付きシリコンなどでもよい。また、銅箔１２ａ，１２ｂ，１２ｃの代わりに、ニッケル等を用いてもよい。酸化膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃの代わりに例えばポリイミドなどの有機膜を用いてもよい。酸化膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、後述する黒化処理によって形成してもよいし、酸素中又は空気中での加熱によって形成してもよい。

図２は本発明に係る実装用基板及び突起電極の第一実施形態を示し、図２［１］は平面図、図２［２］は図２［１］におけるII−II線縦断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

電極構造体１０Ａは、基板２０の周辺部上に一列に複数が配設され、はんだが濡れない側面１１Ａ及びはんだが濡れる上面１２Ａを備える。また、電極構造体１０は、平面形状が幅Ｗ１の短辺及び長さＬ１の長辺を有する長方形状を呈し、基板２０上に短辺方向に複数が配設される。基板２０は合成樹脂から成り、電極構造体１０Ａの側面１１Ａを除く部分は基板２０上に形成された銅箔から成り、電極構造体１０Ａの側面１１Ａは銅箔の酸化膜から成る。

実装用基板４０は、基板２０及び電極構造体１０Ａを有するペリフェラル型のプリント配線板であり、突起電極５０の形成後に、フリップチップ等が実装される。また、基板２０上には銅箔から成る配線２１が形成され、ソルダレジスト２２，２３で配線２１を部分的に覆うことによって電極構造体１０Ａが形成されている。突起電極５０は、電極構造体１０Ａ及びはんだ層５１から成る。はんだ層５１は、電極構造体１０Ａの上面１２Ａにのみ設けられている。

電極構造体１０Ａによれば、電極構造体１０Ａの側面１１Ａにはんだが濡れないことにより、隣接する電極構造体１０Ａとの間ではんだブリッジが成長しにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。実装用基板４０は及び突起電極５０も、電極構造体１０Ａを有することにより、同様の効果を奏する。

突起電極５０の正確な断面構造は、図２［２］に示すように、電極構造体１０Ａの上面１２Ａのみにはんだ層９１が広がっている。そのため、突起電極５０の幅Ｗ１は、電極構造体１０の幅と同じであることにより、図６に示す従来の突起電極９０の幅Ｗ２よりも小さくなる。したがって、突起電極５０の高さＨ１を、図６に示す従来の突起電極９０の高さＨ２と同じにしても、隣接する突起電極５０間で、従来よりもはんだブリッジの発生を抑えられる。

また、本実施形態は、ペリフェラル型であるので、この効果が特に顕著になる。なぜなら、近年の微細化の要求に応えるため、短辺方向の電極構造体１０Ａが極めて高密度になっているので、はんだブリッジが発生しやすいからである。

更に、図６に示す従来の電極構造体８０では、電極構造体８０の上面のはんだ層の高さＨ２を大きくしてはんだ量を増やそうとすると、突起電極９０の幅Ｗ２が大きくなってはんだブリッジが発生しやすくなるため、電極構造体８０の長さＬ２を大きくすることにより必要なはんだ量を得ていた。これに対して、本実施形態の電極構造体１０Ａでは、突起電極５０の幅Ｗ１を大きくすることなく、上面１２Ａのはんだ層５１の高さＨ１を大きくしてはんだ量を増やすことができる。したがって、電極構造体１０Ａの長さＬ１を従来よりも縮小できるので、基板２０の面積の縮小化及び有効利用が図れる。

ここで、具体的な数値範囲の一例を述べると、幅Ｗ１は２５〜６５μｍ、長さＬ１は１１０〜１５０μｍ、電極構造体１０のピッチは６０〜１２０μｍ、電極構造体１０の厚さは８〜１６μｍ、ソルダレジスト２２，２３の厚さは２０〜３０μｍである。

図３は図２の電極構造体及び実装用基板の製造方法を示す断面図であり、図３［１］〜図３［５］の順に工程が進行する。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図２と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

まず、基板２０上に、銅箔１２ａから成る配線パターン２１を形成する（図３［１］）。その形成方法は、アディティブ法でもサブトラクティブ法でも何でもよい。

続いて、配線パターン２１を黒化処理する（図３［２］）。黒化処理とは、銅箔１２ａ上に亜酸化銅の酸化膜１１ａを成長させる処理である。具体的には、市販の黒化処理液中に基板２０及び配線パターン２１を浸すことによって行われる。黒化処理の目的は、配線パターン２１と後工程で用いられるソルダレジスト２２との密着性を高めることにある。

続いて、黒化処理された配線パターン２１を部分的にソルダレジスト膜２２で覆う（図３［３］）。この工程によって、電極構造体１０Ａの平面形状が決まる。

続いて、ソルダレジスト膜２２で覆われなかった配線パターン２１に対して、異方性エッチングを施す（図３［４］）。このとき、ソルダレジスト膜２２はエッチング用レジスト膜としても機能する。これにより、上面１２Ａとなる領域のみから、酸化膜１１ａが除去される。このとき用いる異方性エッチングは、例えばアルゴンイオン４１を上方向から酸化膜１１ａに衝突させることによって酸化膜１１ａを除去するプラズマ洗浄である。

以上の工程によって、はんだが濡れない側面１１Ａ及びはんだが濡れる上面１２Ａを有する電極構造体１０Ａが得られる（図３［５］）。また、図３［１］から図３［３］までは既存の工程である。したがって、本実施形態によれば、図３［４］に示す工程を追加するだけで、電極構造体１０Ａ及び実装用基板４０を容易に製造できる。

図４は図２の突起電極の製造方法を示す断面図であり、図４［１］〜図４［３］の順に工程が進行する。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図３と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。なお、図３における酸化膜１１ａは、実際には極めて薄いので、図４では省略する。

図４［１］は基板２０上にはんだ材料Ｓを塗布した状態であり、図４［２］は基板２０及びはんだ材料Ｓを加熱中の状態であり、図４［３］はその加熱が終了した状態である。

まず、本実施形態で使用するはんだ材料Ｓについて説明する。はんだ材料Ｓは、多数のはんだ粒子Ｓ１ａと脂肪酸エステルからなる液体Ｓ２との混合物からなり、電極構造体１０Ａにはんだ層５１ｂ，５１ｃを形成して突起電極５０ｂ，５０ｃを製造するために用いられる。そして、液体Ｓ２は、常温の状態で基板２０に滴下すると自重で広がって均一な厚みになる粘度と、はんだ粒子Ｓ１ａの融点以上に加熱された状態ではんだ粒子Ｓ１ａによるはんだ濡れを電極構造体１０Ａの上面１２Ａにのみ引き起こすフラックス作用とを有する。はんだ粒子Ｓ１ａは、液体Ｓ２とともに基板２０に滴下した際に液体Ｓ２とともに広がって均一に分散する、混合比及び粒径を有する。

また、はんだ粒子Ｓ１ａは表面に自然酸化膜（図示せず）のみを有する。液体Ｓ２は、脂肪酸エステルであるので、有機酸の一種である遊離脂肪酸を元々含んでいる。遊離脂肪酸は、はんだ粒子Ｓ１の融点以上に加熱された状態で、はんだ粒子Ｓ１ａ同士の合一をある程度抑制しつつ、はんだ粒子Ｓ１ａと電極構造体１０Ａとのはんだ付けを促進するとともに、電極構造体１０Ａに形成されたはんだ層５１ｂとはんだ粒子Ｓ１ｂとの合一を促進する作用を有する。

液体Ｓ２に含まれる有機酸は、必要に応じて添加してもよい。つまり、はんだ粒子Ｓ１ａの酸化度合いや分量に応じて、液体Ｓ２の有機酸含有量を調整する。例えば、多量の突起電極５０ｃを形成する場合は、はんだ粒子Ｓ１ａも多量になるので、全てのはんだ粒子Ｓ１ａの酸化膜を還元するのに十分な有機酸を含有する必要がある。

はんだ粒子Ｓ１ａは液体Ｓ２中に均一に分散している必要があるので、はんだ材料Ｓは使用直前に撹拌しておくことが望ましい。はんだ粒子Ｓ１ａの材質は、鉛フリーはんだ又は錫鉛系はんだ等を使用する。また、隣接する電極構造体１０Ａ同士の周端間の最短距離よりも、はんだ粒子Ｓ１ａの直径を小さくするとよい。この場合、隣接する二つの電極構造体１０Ａ上のはんだ層５１ｂにそれぞれ到達したはんだ粒子Ｓ１ｂ同士は、接触しないため合一してはんだブリッジを形成することがない。

はんだ材料Ｓは、電極構造体１０Ａを有する基板２０上に、常温において自然落下により滴下させる。これだけで、基板２０上に均一な厚みのはんだ材料Ｓを塗布できる。つまり、スクリーン印刷を用いることなく、均一な膜厚のはんだ材料Ｓの塗布膜を基板２０上に形成することができる。塗布の均一性は突起電極５０ｃの品質のばらつきに影響を及ぼすため、できる限り均一に塗布する。その後、基板２０全体を均一に加熱することにより、突起電極５０ｃの形成が可能となる。加熱は短時間ではんだ融点以上まで昇温する。短時間で昇温することにより、プロセス中での有機酸活性力の低下を抑えることができる。

はんだ粒子Ｓ１ａの組成としては、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ（融点２１８℃）、Ｓｎ−Ａｇ（融点２２１℃）、Ｓｎ−Ｃｕ（融点２２７℃）、Ｓｎ−Ｐｂ（融点１８３℃）、Ｓｎ−Ｂｉ（融点１３８℃）等を使用する。図示しない加熱手段は、例えばブロワと電熱ヒータとからなり、熱風を当てて基板２０側（下側）からはんだ材料Ｓを加熱する。

図５は、図４の製造方法の前工程を示す断面図である。つまり、図５は浸漬工程を示し、図４はリフロー工程を示す。したがって、図５［１］〜図５［３］→図４［１］〜図４［３］の順に工程が進行する。以下、図４及び図５に基づき説明する。ただし、図５において図４と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

図５では、基板２０上の電極構造体１０Ａの図示を略している。まず、図５［１］に示すように、受け容器３０に基板２０を入れる。そして、注ぎ容器３１中で必要に応じはんだ材料Ｓを撹拌した後、注ぎ口３２からはんだ材料Ｓを基板２０上に滴下させる。すると、はんだ材料Ｓが自重で広がって均一な厚みになる。このときは、常温でよく、しかも、はんだ材料Ｓの自然落下を利用できる。なお、印刷機や吐出機を用いてはんだ材料Ｓを基板２０上に塗布してもよい。

なお、受け容器３０は、リフロー工程で基板２０とともに加熱するので、耐熱性があって熱伝導が良く、かつはんだ粒子Ｓ１によるはんだ濡れが生じない金属例えばアルミニウムからなる。また、受け容器３０は、平板状の基板２０を載置する平らな底面３３と、はんだ材料Ｓの横溢を防止する周壁３４とを有する。この場合は、受け容器３０の底面３３上に基板２０が密接するので、熱伝導が向上する。なお、図４では受け容器３０の図示を略している。

また、浸漬工程の途中又は後に、基板２０を水平に回転させることによって、基板２０上のはんだ材料Ｓを均一な厚みにしてもよい。基板２０を水平に回転させるには、市販のスピンコート装置を用いればよい。

浸漬工程の終了は、受け容器３０内の基板２０の無い箇所におけるはんだ材料Ｓの液面を、基板２０の表面よりも下にするか上にするか、によって二通りに分かれる。図５［２］は、当該液面を基板２０の表面の下にする場合である。この場合、基板２０上のはんだ材料Ｓの厚みｔ１は、はんだ材料Ｓの主に表面張力及び粘性によって決まる値である。一方、図５［３］は、当該液面を基板２０の表面の上にする場合である。この場合、基板２０上のはんだ材料Ｓの厚みｔ２は、滴下するはんだ材料Ｓの量に応じた所望の値に設定できる。

以上の浸漬工程によって、図４［１］に示すように、複数の電極構造体１０Ａが離間して設けられた基板２０上に、はんだ材料Ｓがベタ塗りによって載置されたことになる。このとき、複数の電極構造体１０Ａを含む面に、全体的にはんだ材料Ｓが載置される。はんだ材料Ｓは、ちょうどインクのような状態である。

続いて、リフロー工程で、基板２０及びはんだ材料Ｓの加熱が始まると、液体Ｓ２の粘性が低下する。すると、はんだ粒子Ｓ１ａは、液体Ｓ２よりも比重が大きいので、沈降して電極構造体１０Ａ上に積み重なり、その一方で液体Ｓ２の対流に伴って舞い上がる。

続いて、基板２０及びはんだ材料Ｓの温度は、上昇してはんだ粒子Ｓ１ａの融点以上になる。すると、図４［２］に示すように、はんだ粒子Ｓ１ａの合一が進んでより大きなはんだ粒子Ｓ１ｂになるとともに、はんだ粒子Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが電極構造体１０Ａの上面１２Ａにのみ濡れて、はんだ層５１ｂが形成される。このとき、電極構造体１０Ａの側面１１Ａは、はんだ濡れ性が悪いため、はんだ粒子Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが濡れない。したがって、隣接する電極構造体１０Ａ間で、側面１１Ａ同士を接続するはんだブリッジが発生しない。

また、このとき、液体Ｓ２に含まれる有機酸の作用によって、次のような状態が引き起こされる。まず、はんだ粒子Ｓ１ａ同士は必要以上の合一が抑えられる。なお、はんだ粒子Ｓ１ａ同士は合一しても一定の大きさ以下であれば問題ない。一方、はんだ粒子Ｓ１ａは、電極構造体１０Ａの上面１２Ａ上に広がって界面に合金層（図示せず）を形成する。その結果、電極構造体１０Ａ上にはんだ層５１ｂが形成され、はんだ層５１ｂに更にはんだ粒子Ｓ１ｂが合一する。その結果、はんだ層５１ｂは成長して、図４［３］に示すようなはんだ層５１ｃを有する突起電極５０ｃとなる。

なお、図４［３］において、突起電極５０ｃの形成に使用されなかったはんだ粒子Ｓ１ｃは、残った液体Ｓ２とともに後工程で洗い落とされる。

以上のとおり、本実施形態の電極構造体１０Ａによれば、上面１２Ａが側面１１Ａよりも良好なはんだ濡れ性を有することにより、上面１２Ａに比べて側面１１Ａでははんだが濡れにくくなるので、側面１１Ａのはんだ濡れに起因するはんだブリッジの発生を抑制できる。また、本実施形態の突起電極５０ｃによれば、電極構造体１０Ａを用いたことにより、突起電極５０ｃ製造時における突起電極５０ｃ間でのはんだブリッジの発生を抑制できる。更に、本実施形態の突起電極５０ｃの製造方法によれば、多数のはんだ粒子Ｓ１ａとフラックス作用を有する液体Ｓ２との混合物から成るはんだ材料Ｓを用いた場合でも、電極構造体１０Ａを用いたことによりはんだ粒子Ｓ１ａが電極構造体１０Ａの側面１１Ａに濡れにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。

本発明に係る電極構造体の実施形態を示す断面図であり、図１［１］は第一実施形態、図１［２］は第二実施形態、図１［３］は第三実施形態である。 本発明に係る実装用基板及び突起電極の第一実施形態を示し、図２［１］は平面図、図２［２］は図２［１］におけるII−II線縦断面図である。 図２の電極構造体及び実装用基板の製造方法を示す断面図であり、図３［１］〜図３［５］の順に工程が進行する。 図２の突起電極の製造方法（リフロー工程）を示す断面図であり、図４［１］〜図４［３］の順に工程が進行する。 図２の突起電極の製造方法（浸漬工程）を示す断面図であり、図５［１］〜図５［３］の順に工程が進行する。 従来の電極構造体、実装用基板及び突起電極を示し、図６［１］は平面図、図６［２］は図６［１］におけるVI−VI線縦断面図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 電極構造体
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 酸化膜
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 電極構造体の側面
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 銅箔（電極本体）
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 電極構造体の上面
５０，５０ｂ，５０ｃ 突起電極
５１，５１ｂ，５１ｃ はんだ層
２０ 基板
４０ 実装用基板
Ｓ はんだ材料
Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ はんだ粒子
Ｓ２ 液体

Claims (7)

1. 平面形状が短辺及び長辺を有する長方形状を呈し、基板上に前記短辺方向に複数配設される電極本体を備え、
   この電極本体がはんだの濡れる上面とはんだの濡れない側面とを有する、
   ことを特徴とする電極構造体。
2. 前記側面が酸化膜から成る、
   ことを特徴とする請求項１記載の電極構造体。
3. 請求項１又は２記載の電極構造体を製造する方法であって、
   前記上面となる領域及び前記側面となる領域に酸化膜を形成する工程と、前記上面となる領域のみから前記酸化膜を除去する工程と、
   を含むことを特徴とする電極構造体の製造方法。
   
4. 前記基板と、この基板の周辺部に設けられた請求項１又は２記載の電極構造体と、
   を備えたことを特徴とする実装用基板。
5. 請求項４記載の実装用基板を製造する方法であって、
   前記基板上に銅箔から成る配線パターンを形成する工程と、
   前記配線パターンを黒化処理する工程と、
   黒化処理された前記配線パターンを部分的にソルダレジスト膜で覆う工程と、
   前記ソルダレジスト膜で覆われなかった前記配線パターンに対して異方性エッチングを施すことにより、前記黒化処理によって形成された酸化膜を前記上面となる領域から除去する工程と、
   を含むことを特徴とする実装用基板の製造方法。
   
6. 請求項１又は２記載の電極構造体と、前記上面にのみ設けられたはんだ層と、
   を備えたことを特徴とする突起電極。
7. 請求項１又は２記載の電極構造体を、多数のはんだ粒子とフラックス作用を有する液体との混合物から成るはんだ材料の中に浸漬する工程と、
   前記はんだ粒子の融点以上に前記はんだ材料及び前記電極構造体を加熱することにより、前記電極構造体の前記上面にのみはんだ層を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする突起電極の製造方法。

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