JP2007214317A

JP2007214317A - ボール搭載マスクおよびその製造方法並びにそれを用いた半田バンプの形成方法

Info

Publication number: JP2007214317A
Application number: JP2006032082A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kuwabara; 治桑原
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2007-08-23

Abstract

【課題】製造工程数が少ない上、開口不良が発生しないようにすることができる半田ボール搭載マスクを提供する。
【解決手段】マスク用シート２の上面および下面に第１の切削溝３および第２の切削溝４をダイヤモンドブレードを用いて互いに直交するように形成し、第１の切削溝３と第２の切削溝４との交差部がボール搭載用の開口部５となるようにすると、フォトリソグラフィ法により製造する場合と比較して、製造工程数を少なくすることができ、また開口不良が発生しないようにすることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばウエハ状態の半導体基板上に半田ボールを搭載する際に用いられるボール搭載マスクおよびその製造方法並びにそれを用いた半田バンプの形成方法に関する。

例えば、ＢＧＡ(ball grid array)と呼ばれる半導体装置では、半導体基板上の複数の半田バンプ形成領域上に半田バンプを形成している。従来のこのような半田バンプの形成方法には、ウエハ状態の半導体基板上の複数の半田バンプ形成領域に対応する部分に開口部を有する半田ボール搭載マスクをウエハ状態の半導体基板上に配置し、半田ボール搭載マスク上の所定の箇所に多数の半田ボールを供給し、半田ボール搭載マスク上においてスキージを移動させることにより、半田ボール搭載マスクの各開口部内における半導体基板上の各半田バンプ形成領域上に半田ボールを１個ずつ搭載し、リフローにより、半導体基板上の各半田バンプ形成領域上に半田バンプを形成するようにした方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２６７７３１号公報

ところで、上記のような半田ボール搭載マスクを製造する場合には、半田ボールの直径が例えば０．２ｍｍであると、開口部の直径がそれよりもやや大きくて例えば０．２５ｍｍとかなり小さいので、微細加工が可能なフォトリソグラフィ法により形成している。しかしながら、フォトリソグラフィ法により製造された半田ボール搭載マスクでは、製造工程数が多い上、露光、現像工程における塵埃や材料等に起因する開口不良が発生すると、半田ボール搭載不良が発生するため、半田ボール搭載工程後に修正工程が必要になるという問題があった。

そこで、この発明は、製造工程数が少ない上、開口不良が発生しないようにすることができるボール搭載マスクおよびその製造方法並びにそれを用いた半田バンプの形成方法を提供することを目的とする。

この発明のボール搭載マスクは、上記目的を達成するため、マスク用シートと、前記マスク用シートの一面に互いに平行して形成された複数の第１の切削溝と、前記マスク用シートの他面に互いに平行して且つ前記第１の切削溝に直交するように形成された複数の第２の切削溝とを具備し、前記第１の切削溝と前記第２の切削溝との交差部がボール搭載用の開口部となっていることを特徴とするものである。

この発明によれば、マスク用シートの一面および他面に第１の切削溝および第２の切削溝をブレードを用いて互いに直交するように形成し、第１の切削溝と第２の切削溝との交差部がボール搭載用の開口部となるようにすればよいので、フォトリソグラフィ法により製造する場合と比較して、製造工程数を少なくすることができ、また開口不良が発生しないようにすることができる。

図１はこの発明の一実施形態としての半田ボール搭載マスクの平面図を示し、図２は図１のII−II線に沿う断面図を示す。この半田ボール搭載マスクはリング状の支持部材１を備えている。支持部材１は、ステンレス鋼等によって形成されたリング状で薄板状のものであるが、半導体技術分野のダイシング工程で一般的に用いられているダイシングフレームであってもよい。

支持部材１の上面には円形状のマスク用シート２の下面外周部が接着（支持）されている。マスク用シート２は、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリイミド等の樹脂によって形成されている。なお、マスク用シート２は、ダイヤモンドブレードで切削可能な金属やセラミックによって形成してもよい。

マスク用シート２の上面には、先端矩形状のダイヤモンドブレードを用いた切削加工により、複数の第１の切削溝３が互いに平行して形成されている。マスク用シート２の下面には、同じく先端矩形状のダイヤモンドブレードを用いた切削加工により、複数の第２の切削溝４が互いに平行して且つ第１の切削溝３に直交するように形成されている。この場合、第１、第２の切削溝３、４の深さは、マスク用シート２の厚さの半分超で同厚さ未満となっている。これにより、第１の切削溝３と第２の切削溝４との交差部には平面正方形状のボール搭載用の開口部５が形成されている。

ここで、この半田ボール搭載マスクは、図示していないが、例えばウエハ状態の半導体基板上にマトリクス状に配置された複数の半田ボール搭載領域上に半田ボールを搭載する際に用いられる。このため、第１、第２の切削溝３、４は、ウエハ状態の半導体基板の平面形状に対応して、マスク用シート２の中央部の円形状の領域に形成されている。

次に、この半田ボール搭載マスクの一部の寸法の一例について説明する。この半田ボール搭載マスクを用いて搭載する半田ボールの直径が０．２ｍｍであると、第１、第２の切削溝３、４の幅は０．２５ｍｍであり、第１、第２の切削溝３、４間の間隔は０．５ｍｍである。例えばダイシングフレームからなる支持部材１の厚さは１．２ｍｍであり、例えばポリエチレンテレフタレートからなるマスク用シート２の厚さは０．１５ｍｍである。なお、図２では、図示の都合上、各部の寸法比は一致していない（後述する図３では各部の寸法比は一致している）。

以上のように、この半田ボール搭載マスクでは、マスク用シート２の上面および下面に第１の切削溝３および第２の切削溝４をダイヤモンドブレードを用いて互いに直交するように形成し、第１の切削溝３と第２の切削溝４との交差部がボール搭載用の開口部５となるようにすればよいので、フォトリソグラフィ法により製造する場合と比較して、製造工程数を少なくすることができ、また開口不良が発生しないようにすることができる。

また、このような半田ボール搭載マスクでは、ダイヤモンドブレードとして先端部の幅が異なるものを用いると、半田ボールの直径に応じて第１、第２の切削溝３、４の幅を容易に且つ確実に変更することができる。また、ダイヤモンドブレードとしては、先端がほぼＶ字形状のものを用いるようにしてもよい。

次に、図３はこの半田ボール搭載マスクを用いてウエハ状態の半導体基板上の複数の半田バンプ形成領域（柱状電極６）上に半田ボール７を搭載する場合を説明するために示す断面図である。この場合、各部の寸法比は一致している。また、柱状電極６の直径は半田ボール７の直径よりもある程度小さくなっている。そして、柱状電極６の周囲には封止膜８がその上面が柱状電極６の上面と面一となるように設けられている。柱状電極６の上面にはフラックス９が設けられている。

そして、マスク用シート２が封止膜８の上面に配置された状態において、マスク用シート２上に供給された半田ボール７は開口部５内のフラックス９の上面に１個ずつ配置されて付着される。この場合、上面側の第１の切削溝３は、半田ボール７を開口部５内に導くためのガイド溝としての機能を有する。下面側の第２の切削溝４は、その幅が半田ボール７の直径よりもある程度大きいので、直径が半田ボール７の直径よりもある程度小さい柱状電極６の上面に塗布されたフラックス９がマスク用シート２に付着するのを防止する機能を有する。この後、半田ボール７をリフローすることで、柱状電極６上に半田バンプを形成する。

この発明の一実施形態としての半田ボール搭載マスクの平面図。図１のII−II線に沿う断面図。この半田ボール搭載マスクを用いてウエハ状態の半導体基板上の複数の半田バンプ形成領域（柱状電極）上に半田ボールを搭載する場合を説明するために示す断面図。

符号の説明

１支持部材
２マスク用シート
３第１の切削溝
４第２の切削溝
５開口部
６柱状電極
７半田ボール
８封止膜
９フラックス

Claims

マスク用シートと、前記マスク用シートの一面に互いに平行して形成された複数の第１の切削溝と、前記マスク用シートの他面に互いに平行して且つ前記第１の切削溝に直交するように形成された複数の第２の切削溝とを具備し、前記第１の切削溝と前記第２の切削溝との交差部がボール搭載用の開口部となっていることを特徴とするボール搭載マスク。
請求項１に記載の発明において、前記開口部は平面正方形状であることを特徴とするボール搭載マスク。
請求項１に記載の発明において、前記マスク用シートは樹脂、金属、セラミックのいずれかによって形成されていることを特徴とするボール搭載マスク。
請求項１に記載の発明において、前記マスク用シートは円形状であってリング状の支持部材に支持されていることを特徴とするボール搭載マスク。
請求項４に記載の発明において、前記支持部材はダイシングフレームであることを特徴とするボール搭載マスク。
マスク用シートの一面に複数の第１の切削溝を互いに平行して形成し、
前記マスク用シートの他面に複数の第２の切削溝を前記第１の切削溝に直交するように互いに平行して形成し、
前記第１の切削溝と前記第２の切削溝との交差部をボール搭載用の開口部とすることを特徴とするボール搭載マスクの製造方法。
請求項６に記載の発明において、前記開口部は平面正方形状に形成されることを特徴とするボール搭載マスクの製造方法。
請求項６に記載の発明において、前記マスク用シートは樹脂、金属、セラミックのいずれかによって形成されることを特徴とするボール搭載マスクの製造方法。
請求項６に記載の発明において、前記マスク用シートは円形状であってリング状の支持部材に支持されていることを特徴とするボール搭載マスクの製造方法。
請求項９に記載の発明において、前記支持部材としてダイシングフレームを用いることを特徴とするボール搭載マスクの製造方法。
マスク用シートと、前記マスク用シートの一面に互いに平行して形成された複数の第１の切削溝と、前記マスク用シートの他面に互いに平行して且つ前記第１の切削溝に直交するように形成された複数の第２の切削溝とを具備し、前記第１の切削溝と前記第２の切削溝との交差部がボール搭載用の開口部となっているボール搭載マスクを用いて、
基板上の半田バンプ形成領域上に半田ボールを搭載する工程と、
前記半田ボールをリフローすることで、前記基板上の半田バンプ形成領域上に半田バンプを形成する工程と、
を含むことを特徴とする半田バンプの形成方法。