JP2011044615A - Mask for conductive ball arrangement, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば半導体と回路基板の接続などに用いられる導電性ボールを、所定のパターンで基板上に配列するための導電性ボール配列用マスク、及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a conductive ball arrangement mask for arranging, for example, conductive balls used for connection of a semiconductor and a circuit board on a substrate in a predetermined pattern, and a method for manufacturing the same.
従来、導電性ボールを基板のパッドなどに搭載する方法として振込みタイプが知られている。これは、図19に示すように、必要数の開口110が形成されたボール配列用マスク100を用いて導電性ボール200を搭載する方法である。図19中、符号300で示したものは基板となるウェハー、符号310は同ウェハー300に形成された電極パッド、符号320は同電極パッド310上に塗布されたフラックスである。また、符号400で示したものはボール配列用マスク100を保持するマスク保持枠である。
Conventionally, a transfer type is known as a method of mounting conductive balls on a pad of a substrate. As shown in FIG. 19, this is a method of mounting
図19(a)に示すように、開口110は、一般に、導電性ボール200よりも若干大きい程度に形成されており、通常であれば、ボール配列用マスク100を転がってきた導電性ボール200は開口110内に落下する(振り込まれる)。
As shown in FIG. 19A, the opening 110 is generally formed to be slightly larger than the
しかし、導電性ボール200の開口110への挿入阻害要因となるバリ(図示せず)などが開口110の端縁111に残存している場合があり、かかるバリの存在によって導電性ボール200が開口へ侵入して行かない場合があった。
However, there are cases where burrs (not shown), which are factors that hinder insertion of the
そこで、振込みタイプに用いるボール配列用マスクとして、前記バリなどを予め除去しつつ、より確実に導電性ボールを開口に挿入できるように、かかる開口の少なくとも一方の開口端縁の全周をレーザー加工してC面又はR面を形成したボール配列用マスクが提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。 Therefore, as a ball array mask used for the transfer type, the entire circumference of at least one opening edge of the opening is laser processed so that the conductive ball can be more reliably inserted into the opening while removing the burrs and the like in advance. Thus, a ball array mask having a C-plane or an R-plane has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
上述したように、導電性ボール200の開口110への入口となる上端部周縁には目がいくものの、開口110の下端部周縁には注意が払われることはかつてなかった。
As described above, although attention is paid to the peripheral edge of the upper end portion that becomes the entrance to the opening 110 of the
すなわち、従来のボール配列用マスク100では、場合によっては導電性ボール200が開口110内で引っ掛かってしまい、円滑にウェハー300に搭載されないことが生じる虞があった。特に、フラックス320が開口110の内壁面に一旦触れてしまうと、図19(b)に示すように上方へ進行して行き、これに触れた導電性ボール200が捕捉されて開口部3内に留まってしまうことがあった。これでは、電極パッド310に正確に搭載されることが全く期待できなくなってしまう。
That is, in the conventional
本発明は、開口内を導電性ボールが円滑に通過できるようにした導電性ボール配列用マスク、及びその製造方法を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a conductive ball array mask that allows a conductive ball to smoothly pass through an opening, and a method for manufacturing the same.
(1)本発明は、導電性ボールを基板の所定位置に搭載するために、前記導電性ボールを挿通可能な複数の開口部が前記基板に応じた所定の配列パターンで配置された導電性ボール配列用マスクであって、前記開口部の下端周縁に椀状の凹部が形成されていることとした。 (1) The present invention provides a conductive ball in which a plurality of openings through which the conductive ball can be inserted are arranged in a predetermined arrangement pattern corresponding to the substrate in order to mount the conductive ball at a predetermined position of the substrate. In the arrangement mask, a saddle-like recess is formed at the lower edge of the opening.
(2)本発明は、上記(1)の導電性ボール配列用マスクにおいて、前記凹部の曲率半径は、前記導電性ボールの曲率半径よりも小さいことを特徴とする。 (2) The present invention is characterized in that, in the conductive ball arrangement mask of (1), the curvature radius of the recess is smaller than the curvature radius of the conductive ball.
(3)本発明は、上記(1)又は(2)の導電性ボール配列用マスクにおいて、前記凹部の端縁部がR状に形成されていることを特徴とする。 (3) The present invention is characterized in that, in the conductive ball array mask of the above (1) or (2), the edge of the recess is formed in an R shape.
(4)本発明は、導電性ボールを基板の所定位置に搭載するために、前記導電性ボールを挿通可能な複数の開口部が前記基板に応じた所定の配列パターンで配置され、しかも、前記開口部の下端周縁には椀状の凹部が形成された導電性ボール配列用マスクの製造方法であって、母型の表面に、前記開口部に対応するレジスト体を有するパターンレジストを設けるパターニング工程と、前記パターンレジストを用いて前記母型上に、所定メッキ液を用いて電着金属を電鋳し、電着層を形成する電鋳工程と、前記レジスト体を残した状態で前記電着金属をエッチングし、前記レジスト体の近傍を椀状に食刻するエッチング工程と、を有することとした。 (4) In the present invention, in order to mount the conductive balls at predetermined positions on the substrate, a plurality of openings through which the conductive balls can be inserted are arranged in a predetermined arrangement pattern corresponding to the substrate, A method of manufacturing a conductive ball array mask in which a bowl-shaped recess is formed in the lower end periphery of an opening, and a patterning step of providing a pattern resist having a resist body corresponding to the opening on the surface of a mother die And an electroforming step of forming an electrodeposition layer by electroforming an electrodeposition metal using a predetermined plating solution on the matrix using the pattern resist, and the electrodeposition in a state where the resist body is left. An etching step of etching the metal and etching the vicinity of the resist body in a bowl shape.
(5)本発明は、上記(4)に記載の配列用マスクの製造方法において、前記メッキ液は、NiとCoと所定の添加剤とを含有することを特徴とする。 (5) The present invention is characterized in that, in the method for manufacturing an array mask according to (4), the plating solution contains Ni, Co, and a predetermined additive.
(6)本発明は、上記(5)に記載の配列用マスクの製造方法において、前記メッキ液は、前記添加剤として、それぞれ配合率1%未満としたSとCとを含有することを特徴とする。 (6) The present invention is the method for manufacturing an alignment mask according to the above (5), wherein the plating solution contains S and C having a compounding ratio of less than 1%, respectively, as the additive. And
本発明によれば、導電性ボール配列用マスクの開口部に振り込まれた導電性ボールの抜けが向上するため、基板の所定位置に、より確実に搭載することができる。 According to the present invention, since the removal of the conductive balls transferred to the openings of the conductive ball array mask is improved, the conductive balls can be more reliably mounted at a predetermined position on the substrate.
(導電性ボール配列用マスクの概要)
図1に所定の配列パターンで複数の電極パッド11が配置されたウェハーからなる基板10を、図2には基板10の電極パッド11に導電性ボール2(図3参照)をそれぞれ搭載させるために用いられる導電性ボール配列用マスク1(以下、単に「配列用マスク1」とする)示している。
(Outline of conductive ball array mask)
In order to mount the conductive ball 2 (see FIG. 3) on the
この配列用マスク1は、基板10の電極パッド11の配列パターンに対応するとともに、半田ボールや銅ボールなどからなる導電性ボール2が挿通可能な開口部3が複数形成されている。なお、以下では導電性ボール2として半田ボールを用いたものとして説明する。
The
また、配列用マスク1は、図3に模式的に示した搭載装置4にセットされて用いられる。搭載装置4は、図示するように、電極パッド11が配列された面を上方に向けた状態で基板10を載置することができ、かつ、この基板10の電極パッド11が配列された面に対面させるとともに、開口部3を電極パッド11に位置合わせしてマスク保持枠5を介してセット可能なテーブル41を備えている。なお、符号42で示すものはテーブル41の支持基台である。
The
また、搭載装置4は、配列用マスク1の左方端(一方端)の上方に供給口44を臨設した導電性ボール供給部45を備えるとともに、配列用マスク1の図における左方端と右方端の間を、配列用マスク1の上面と先端部が接触しつつ横行可能なスキージ46を備えている。
The mounting device 4 includes a conductive
すなわち、導電性ボール供給部45から配列用マスク1の上面に供給された導電性ボール2は、スキージ46の先端部で捕捉されるとともに、配列用マスク1の両端間を移動させられながら開口部3に挿入される。
That is, the
さらに、搭載装置4は、導電性ボール2の除去部47を備えている。これは、開口部3に挿入されない残余の導電性ボール2を配列用マスク1の上面から除去するためのものであり、配列用マスク1の右側端の上方に配設した供給口48を具備し、スキージ46で右方端に移動された残余の導電性ボール2を除去することができるように構成されている。
Further, the mounting device 4 includes a
(導電性ボール配列用マスクの特徴)
以下、本実施形態に係る配列用マスク1について、より具体的に説明する。図4は配列用マスク1の開口部3の断面図、図5は同開口部3の拡大図である。図4中、符号12は基板10の電極パッド11上に塗布された仮固定材であるフラックスである。また、符号6は配列用マスク1の裏面に形成された支柱部であり、本実施形態では、この支柱部6を、複数の開口部3,3の間で適宜間隔に形成するようにしている。すなわち、支柱部6を備えていない、あるいは支柱部6の数が極めて少ないといった場合、導電性ボール2をスキージ46で押しながら開口部3に振り込む際に、配列用マスク1が下方へ撓んで開口部3自体が沈み込み、開口部3の縁部に導電性ボール2を擦りつけたり、開口部3に振り込まれた導電性ボール2が飛び出たりする虞がある。しかし、本実施形態のように、複数の開口部3,3の間に支柱部6を適宜数形成することによって、配列用マスク1の撓みによる開口部3の沈み込みが防止されるため、導電性ボール2を擦りつけたりすることもない。なお、各開口部3間にそれぞれ1つの支柱部6を形成してもよい。また、本実施形態では支柱部6を配列用マスク1と同一素材で一体成形しているが、異なる素材で後付けなどにより形成しても構わない。
(Characteristics of conductive ball array mask)
Hereinafter, the
係る支柱の形成は、例えば、図16に示すように、後述する電着層16の表面にパターンレジスト95を形成後(図16(a))、レジストパターン95内に電着層16と同一又は異なる素材(ニッケル、銅など)でメッキしてメッキ層96を形成、あるいは樹脂を埋め込んで樹脂層96を形成し(図16(b))、母型15やパターンレジスト95を除去する(図16(c))。こうして、金属や樹脂からなる支柱部6を有する配列用マスク1を形成することができる。また、図17に示すように、電着層16の表面にレジストパターニングを行うことで、レジスト97からなる支柱部6を形成することも可能である。なお、本工程は、後に説明する電鋳工程後であればいつでも施すことが可能である。
For example, as shown in FIG. 16, after forming a pattern resist 95 on the surface of the
図4及び図5に示すように、配列用マスク1に形成された本実施形態に係る開口部3は、導電性ボール2の直径の10〜20%だけ長い径を有し、電極パッド11の直上方に位置するように対応している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
本実施形態に係る開口部3は、導電性ボール2を開口部3に誘導し易くするために、当該開口部3の上端周縁30にスロープ状のボール誘導部7が形成されている。そして、より特徴的な構成として、当該開口部3の下端周縁には椀状の凹部8が形成されており、しかも、この凹部8の椀状を形成する曲率が導電性ボール2の曲率と異ならせている。
In the
すなわち、単に裾広がりとなるような断面視略ハ字状のようなテーパ面ではなく、図示するように、マスク基体側に所定の曲率で椀状にえぐれた湾曲面を有する凹部8が開口部3の下端周縁に形成されている。詳しくは後述するが、本実施形態では、この凹部8をエッチングにより形成している。
That is, the
かかる椀状の凹部8を開口部3の下端周縁に形成したことにより、開口部3に振り込まれた導電性ボール2は、落下しつつ当該開口部3を通過していく中で内壁面との接触時間が短くなる。これにより、導電性ボール2が開口部3に引っ掛かる起因と思われる摩擦抵抗又は静電気の影響を受けにくくなる。しかも、凹部8の端縁部においては、導電性ボール2は点接触になるため、基板10側へ落下し易い。したがって、導電性ボール2の球離れが良好となり、電極パッド11への搭載性が向上する。
By forming such a bowl-shaped
また、椀状の凹部8であるため、電極パッド11に塗布されたフラックス12は開口部3の内壁面に触れにくい。したがって、例えば、内壁面に付着したフラックス12により導電性ボール2が捕捉され、落下することなく開口部3内に留まるようなこともないため、電極パッド11との接着不良を生起する虞を未然に防止することができる。
In addition, because of the bowl-shaped
なお、凹部8の形状、例えば椀状に凹んだその凹み具合は、搭載される導電性ボール2が凹部8内に入り込まない程度にするのが好ましい。したがって、凹部8の径は導電性ボール2の径より小さくする必要がある。本実施形態では、導電性ボール2の半径を50μmと仮定すると、マスク配列用マスク1の厚みが50〜70μm程度の場合、凹部8の仮想半径を略15〜25μmの範囲に設定して、凹部8の曲率半径(曲率)を導電性ボール2の曲率半径(曲率)よりも小さく(大きく)している。
In addition, it is preferable that the shape of the
すなわち、開口部3の径はその途中までは、導電性ボール2の直径の10〜20%程度長くするだけにして導電性ボール2が極力開口部3の中心から外れることなく落下するようにする一方、開口部3の下端部には仮想半径を略15〜25μmの凹部8を形成して、球離れを良好にしている(導電性ボール2の通過抵をの低減させている)のである。したがって、導電性ボール2は電極パッド11に確実に搭載され易くなる。
That is, the diameter of the
一方、ボール誘導部7は、高さHよりも水平方向の距離Lが長く設定されている(図5)。したがって、配列用マスク1の上を転動する導電性ボール2がこのなだらかなボール誘導部7に至ると、開口部3へと導かれていき、円滑に落とし込まれることになる。本実施形態では、高さ方向と水平方向との比が、略1:2〜1:20の傾斜を有するスロープ状に形成されており、導電性ボール2の直径が100μmと仮定すると、高さH=1〜5μm、水平方向の距離L=10〜20μmの範囲で寸法を設定している。
On the other hand, the
このように、開口部3の上端周縁30にスロープ状のボール誘導部7が形成されているために、導電性ボール2を傷つける虞がなく、導電性ボール2へのダメージを可及的に軽減させることができ、なおかつ円滑に開口部3の中に落とし込むことができる。
As described above, since the slope-shaped
また、図4や図5に示すように、ボール誘導部7における開口部3に臨む端部の高さ寸法は、導電性ボール2の直径よりも大きくしている。すなわち、導電性ボール2が開口部3から基板10上に落下して電極パッド11に搭載されたときに、導電性ボール2が開口部3の上端周縁30から上方へ突出しないようにしている。このようにすることで、導電性ボール2が収容されている開口部3に他の導電性ボール2が入り込むことはなく、また、スキージ46で水平方向に押された導電性ボール2は、既に開口部3内に存在する導電性ボール2の上部を円滑に通過していくことになるため、いずれの導電性ボール2についても損傷を受ける虞がなくなる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the height of the end of the
以下、本実施形態に係る配列用マスク1の製造方法について、図6〜図11及び図13を参照しながら説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing the
(パターニング工程)
まず、母型15を用意し、図示しないが、この母型15の表面に、フォトレジスト層を形成し、周知の方法で露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解若しくは膨潤除去することにより、開口部3に対応するレジスト体91を有するパターンレジストを設ける(図6参照)。前記フォトレジスト層は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを適宜枚数ラミネートして形成するとよい。
(Patterning process)
First, a mother die 15 is prepared. Although not shown, a photoresist layer is formed on the surface of the mother die 15 and exposed, developed, and dried by well-known methods to dissolve unexposed portions. By removing the swelling, a pattern resist having a resist
(電鋳工程)
次いで、前記パターンレジストが設けられた母型15を、所定の条件に建浴した電鋳槽(図示せず)に入れ、先のレジスト体91の高さと同じ程度かそれ以上に、当該レジスト体91で覆われていない表面に電着金属を電鋳して電着層16を形成する。なお、電鋳後は、電着層16やレジスト体91の表面に機械的研磨を施すことが好ましい。
(Electroforming process)
Next, the mother die 15 provided with the pattern resist is put into an electroforming tank (not shown) that has been bathed under a predetermined condition, and the resist body has a height equal to or higher than the height of the previous resist
この電鋳工程で用いるメッキ液は、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)を主成分とするとともに、第1添加剤としてのS(イオウ)と、第2添加剤としてのC(炭素)とを、それぞれ1%未満程度含有している。したがって、電着層16を形成する電着金属はNi−Co合金となっている。また、母型15の材料としては電着層16よりも選択的に電解研磨されやすいSUSを用いている。これは、後述するように、ボール誘導部7を形成するには、母型15の材料として、電着層16よりも選択的に電解研磨される材料とすることが重要だからである。
The plating solution used in this electroforming process has Ni (nickel) and Co (cobalt) as main components, and S (sulfur) as a first additive and C (carbon) as a second additive. , Each containing less than about 1%. Therefore, the electrodeposition metal forming the
(支柱形成用マスキング工程)
そして、レジスト体91及び電着層16が形成された母型15の表面にフォトレジスト層を形成し、周知の方法で露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を除去することにより、図6に示すように、レジスト体91を除く位置(電着層16上)に適宜間隔で支柱形成用レジスト体92が形成されたパターンレジストを設けて支柱形成用のマスキングとする。この場合のフォトレジスト層についても、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを適宜数枚ラミネートして形成するとよい。
(Masking process for strut formation)
Then, a photoresist layer is formed on the surface of the
(エッチング工程)
次いで、図6に示すように、支柱形成用レジスト体92が形成された状態のまま、支柱形成のためにハーフエッチングを行う。この場合のエッチングは、所定のエッチング液を収容したエッチング槽内で浸食させるディップ式でよく、エッチング液としても一般的な塩化第二鉄水溶液を使用することができる。
(Etching process)
Next, as shown in FIG. 6, half-etching is performed to form the pillars while the pillar-forming resist
このエッチング工程によれば、図7に示すように、Ni−Co合金である電着層16はレジスト体91の近傍が優先的にエッチングされる。これは、レジスト体91近傍の電着層16が高電流密度部分であること、また、電着層16を、前述したように、Ni、Coを主成分とし、1%未満程度のSとCとを添加剤として含有するメッキ液を使用して形成したことに起因すると考えられ、図示するように、レジスト体91の近傍とそれ以外の部分ではエッチング深さの比が略2:1となり、レジスト体近傍の深掘りされた部分には椀状の凹部8が形成されることになる。
According to this etching process, as shown in FIG. 7, the
ここで、電着層16から母型15を溶解・剥離などにより除去すれば、図8に示すように、開口部3の下端周縁椀状の凹部8が形成された配列用マスク1を得ることができる。この場合の配列用マスク1は、開口部3の上端周縁にボール誘導部7は形成されていないが、開口部3内を導電性ボール2が円滑に通過できるようにして、電極パッド11への搭載性を向上させる目的は十分に達成することができる。すなわち、かかる凹部8が開口部3の下端周縁に形成された配列用マスク1を用いた場合、前述したように、導電性ボール2の開口部3からの抜け性が大きく改善される。
Here, if the
ところで、本実施形態では、電鋳工程とエッチング工程との間に支柱形成用マスキング工程を実行したが、支柱部6を電着層16とは異なる素材で後付けすることもできるため、この支柱形成用マスキング工程は特に必須ではなく省略しても構わない。
By the way, in this embodiment, although the support | pillar formation masking process was performed between the electroforming process and the etching process, since the support |
開口部3の上端周縁にボール誘導部7を形成する配列用マスク1を得るためには、この後、以下の工程を実行していくことになる。
In order to obtain the
(レジスト除去工程)
すなわち、図7で示したエッチング工程の後、レジスト体91及び支柱形成用レジスト体92を除去し、開口部3(母型15)を露呈させる(図9参照)。
(Resist removal process)
That is, after the etching step shown in FIG. 7, the resist
(電解研磨工程)
そして、図9に示すように、SUSからなる母型15上に成膜された状態の電着層16を、開口部3から母型15が露呈した状態で電解研磨する。
(Electropolishing process)
Then, as shown in FIG. 9, the
電解研磨は、周知の通り、被研磨体(本実施形態では母型15と電着層16からなる)を陽極として、リン酸などの一般的に用いられる電解液中で電解し、陽極面すなわち、被研磨体表面を平滑化させる方法である。
As is well known, the electropolishing is carried out by electrolyzing in a commonly used electrolytic solution such as phosphoric acid using the object to be polished (in this embodiment, composed of the
ここで、特に、電流は、バリのような極小突起や、本実施形態における母型15と電着層16との界面に形成される極小間隙などに強く作用するため、図10に示すように、開口部3内においては、母型15と電着層16との界面部分が溶解され、開口部3の母型側周縁にスロープを有するボール誘導部7が形成される(図5参照)。
Here, in particular, the current strongly acts on the minimal protrusions such as burrs, the minimal gap formed at the interface between the
しかも、本実施形態のように、母型15の材料をSUSとし、電着層16の電着金属をNi−Co合金としているため、母型15と電着層16の組成の違いによる電解腐食特性により、母型15の方が電着層16よりも選択的に電解研磨され、より容易にスロープ状のボール誘導部7を形成することができる。さらに、電解研磨工程において、電解研磨の時間及び/又は電流(電圧)の管理を行うことで、理想的なスロープ形状を容易に形成することが可能である。
In addition, as in the present embodiment, the material of the
最後に、電着層16から母型15を剥離や溶解により除去して、図11に示すように、開口部3の上端周縁にスロープ状のボール誘導部7が、また開口部3の下端周縁には椀状の凹部8が形成された配列用マスク1を得る。
Finally, the
かかる配列用マスク1において、電解研磨によって形成されたボール誘導部7は、表面粗さRa(平均粗さ)が改善されて平滑化されており、しかも、上述したように微細なバリ取りなどにも優れた効果を奏するため、前述したように、搭載装置4を用いて導電性ボール2を開口部3に振り込む際に、導電性ボール2が開口部3の上端周縁30に衝突して傷ついたりするおそれがなく、円滑に開口部3内に入り込み、しかも、開口部3の下端周縁には椀状の凹部8がされているため、ボール離れが向上して、導電性ボール2は開口部3から円滑に抜け落ち、図12に示すように、基板10の電極パッド11上に整然と搭載させることができる。
In this
その後、搭載装置4から配列用マスク1を取り外し、電極パッド11に搭載された導電性ボール2をリフローすれば、基板10の電極パッド11に精度良く導電性ボール2を溶着させることができる。
Thereafter, if the
各開口部3の下端周縁に椀状の凹部8がそれぞれ形成され、基板10の電極パッド11に精度良く導電性ボール2を取り付けることのできる配列用マスク1を、上述してきたように、一般的な塩化第二鉄水溶液をエッチング液として使用するエッチング工程を有する製造方法で得るようにしたため、生産性が向上してコストの面でも極めて有利となる。
As described above, the
以上説明してきたように、本実施形態に係る配列用マスクの製造方法によれば、電着層16に開口部3を形成し、開口部3に対応するレジスト体91を除去する前にエッチングすることにより、レジスト体91の近傍が優先的にエッチングされ(レジスト体91の近傍とそれ以外の部分とおエッチング深さの比=略2:1)、電着層16(マスク基体)側に椀状にえぐれた湾曲面を有する凹部8が開口部3の下端周縁に形成されることになる。
As described above, according to the method for manufacturing an alignment mask according to the present embodiment, the
ところで、配列用マスク1の開口部3の下端周縁に形成された椀状の凹部8の上下端縁部81,81は、図18に示すように、R状に形成されている。
By the way, as shown in FIG. 18, the upper and
すなわち図9及び図10に示すように、電解研磨工程を実行すると、開口部3の母型側周縁にスロープを有するボール誘導部7が形成されるが、このとき、凹部8についてみれば、上下端縁部81,81についても電解研磨の影響が及び、ミクロ的にR状に形成されるものと考えられる。
That is, as shown in FIGS. 9 and 10, when the electrolytic polishing process is performed, a
こうして、本実施形態のように配列用マスク1を製造した場合、開口部3の下端周縁に形成される凹部8の端縁部81は、エッジとなるのではなく曲面となるため、導電性ボール2と接触しても、当該導電性ボール2を傷つけたりするおそれがない。
Thus, when the
なお、本実施形態では、凹部の上下端縁部81,81がそれぞれR状になっていることとしたが、少なくともいずれか一方がR状となっていれば、導電性ボール2を傷つける虞は大幅に減少する。そして、その場合、上端縁部81がR状であることが望ましい。
In the present embodiment, the upper and
(他の実施形態)
ここで、開口部3の下端周縁に椀状の凹部8が形成された配列用マスクを得るための他の実施形態に係る製造方法について、図14を参照しながら説明する。
(Other embodiments)
Here, a manufacturing method according to another embodiment for obtaining an array mask in which a bowl-shaped
先の製造方法が、レジスト体91近傍とその他の領域とにおけるエッチングスピードの差のみを利用して、レジスト体91の近傍を優先的に深くエッチングして凹部8を形成したが、ここでは、電着層16を2層構造として、選択的エッチングを取り入れることによって凹部8を形成するようにしている。
In the previous manufacturing method, only the difference in etching speed between the vicinity of the resist
すなわち、図14(a)に示すように、先ず、やはりSUSなどを材料とする母型150を用意し、この母型150の表面に、フォトレジスト層を形成し、周知の方法で露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、開口部3に対応するレジスト体160を有するパターンレジストを設ける。この場合もフォトレジスト層は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを適宜枚数ラミネートして形成するとよい。
That is, as shown in FIG. 14A, first, a
次いで、図14(b)に示すように、前記パターンレジストが設けられた母型150を、所定の条件に建浴した電鋳槽(図示せず)に入れ、先のレジスト体160の半分の高さ程度に堆積されるように、当該レジスト体160で覆われていない表面にCuを電鋳して第1電着層170を形成し、次いで、今度はNiを電着金属として、レジスト体160と同高さになるまで堆積するように電鋳を行い、第1電着層170の上に第2電着層180を形成する。
Next, as shown in FIG. 14B, the mother die 150 provided with the pattern resist is put in an electroforming tank (not shown) built on a predetermined condition, and half of the previous resist
なお、ここで、Cuからなる第1電着層170とNiからなる第2電着層180とは上下逆であっても構わない。つまり、Niを電着金属とした電鋳を先に行い、その後にCuを電着金属とした電鋳を行ってもよい。
Here, the
次に、図14(c)に示すように、第2のパターンレジストを設ける。すなわち、第2電着層180又は第1電着層170の上に、フォトレジスト層を形成し、周知の方法で露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、レジスト体190を有するパターンレジストを設ける。なお、この第2のパターンレジストを設ける工程は必須ではなく、実行することが好ましいものの、省略しても構わない。
Next, as shown in FIG. 14C, a second pattern resist is provided. That is, a photoresist layer is formed on the second
次いで、図14(d)に示すように、エッチング工程を実行するのであるが、ここでは最上層となる第2電着層180のみをエッチングするに相応しいエッチング液を使用する。したがって、レジスト体190の近傍のエッチングが進行して第1電着層170でストップしたときには、レジスト体190の近傍よりも、レジスト体190から離隔している領域についてはエッチング速度が遅いため、図示するように、レジスト体190の上端近傍に椀状の凹部8が形成される。
Next, as shown in FIG. 14D, an etching process is performed. Here, an etching solution suitable for etching only the
最後に、図14(e)に示すように、レジスト体190を溶解除去するとともに、2層の電着層(第1電着層170と第2電着層180)を母型150から剥離すれば、開口部3の下端周縁に椀状の凹部8が形成された配列用マスク1が得られることになる。
Finally, as shown in FIG. 14E, the resist
なお、例えば、第1電着層170と第2電着層180との間にAu層などのバリア層を介在させた場合は、第1電着層170と第2電着層180の材質はCuやNiなどに限らず、適宜の材料を選択することができる。
For example, when a barrier layer such as an Au layer is interposed between the
また、配列用マスクの製造方法の変形例として、図15に示す手順について説明する。これは、単一の材料からなる単一電着層140を形成し、所定のレジストパターンを行ってからエッチングすることで、開口部3の下端周縁に2段の椀状凹部8’を形成するようにしたものである。
Further, a procedure shown in FIG. 15 will be described as a modification of the method for manufacturing the array mask. This is because a
すなわち、図15(a)に示すように、やはりSUSなどを材料とする母型150を用意し、この母型150の表面に、フォトレジスト層を形成し、周知の方法で露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、開口部3に対応するレジスト体160を有するパターンレジストを設ける。この場合もフォトレジスト層は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを適宜枚数ラミネートして形成するとよい。
That is, as shown in FIG. 15A, a
次いで、前記パターンレジストが設けられた母型150を、所定の条件に建浴した電鋳槽(図示せず)に入れ、先のレジスト体160と同高さになるまで、例えばNiを電着金属として堆積させ、単一電着層140を形成する。なお、このとき使用したメッキ液には添加剤を含有させていない。
Next, the
そして、この単一電着層140の上にフォトレジスト層を形成し、これも周知の方法で露光、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、レジスト体190を有するパターンレジストを設けるのである。
Then, a photoresist layer is formed on the
次いで、図15(b)に示すように、一般的な塩化第二鉄水溶液を用いたエッチングを行うと、図示するように、レジスト体160とレジスト体190との間には、2段の椀状凹部8’が形成される。
Next, as shown in FIG. 15B, when etching using a general ferric chloride aqueous solution is performed, as shown in the figure, there is a two-stage gap between the resist
このような2段の椀状凹部8’が形成されるメカニズムとしては解明されていないものの、レジスト体160とレジスト体190との距離、あるいはメッキ液の添加剤の有無あるいは配合比などが影響するものと考えられる。
Although the mechanism for forming such a two-stage saddle-shaped recess 8 'has not been elucidated, the distance between the resist
本実施形態によれば、以下のような導電性ボール配列用マスク、及びその製造方法が実現される。 According to this embodiment, the following conductive ball array mask and its manufacturing method are realized.
(1)導電性ボール2を基板10の所定位置に搭載するために、導電性ボール2を挿通可能な複数の開口部3が基板10に応じた所定の配列パターンで配置された導電性ボール配列用マスク1であって、開口部3の下端周縁に椀状の凹部8が形成されている導電性ボール配列用マスク1。かかる配列用マスク1を使用することにより、開口部3に振り込まれた導電性ボール2を、基板10の所定位置に確実に搭載することが可能となる。
(1) A conductive ball array in which a plurality of
(2)凹部8の曲率半径が導電性ボール2の曲率半径よりも小さい導電性ボール配列用マスク1。かかる導電性ボール配列用マスク1であれば、搭載される導電性ボール2が凹部8内に入り込む虞がなく、円滑に基板10に搭載される。
(2) The conductive
(3)凹部8の端縁部81がR状に形成されている導電性ボール配列用マスク1。かかる導電性ボール配列用マスク1であれば、導電性ボール2を傷付ける虞がなくなる。
(3) The conductive
(4)導電性ボール2を基板10の所定位置に搭載するために、導電性ボール2を挿通可能な複数の開口部3が基板10に応じた所定の配列パターンで配置され、しかも、開口部3の下端周縁には椀状の凹部8が形成された導電性ボール配列用マスク1の製造方法であって、母型15の表面に、開口部3に対応するレジスト体91を有するパターンレジストを設けるパターニング工程と、前記パターンレジストを用いて母型15上に、所定メッキ液を用いて電着金属を電鋳し、電着層16を形成する電鋳工程と、レジスト体91を残した状態で前記電着金属をエッチングし、前記レジスト体91の近傍を椀状に食刻するエッチング工程と、を有する配列用マスクの製造方法。かかる製造方法によれば、開口部3に振り込まれた導電性ボール2を、基板10の所定位置により確実に搭載することのできる配列用マスク1を、極めて低コストで提供することが可能となる。また、エッチングにより凹部8が形成されるため、複数の凹部8を一様に形成することができ、しかも安価で実現できる
(5)前記メッキ液は、NiとCoと所定の添加剤とを含有する配列用マスクの製造方法。かかる製造方法によれば、所定形状の椀状の凹部8を容易に形成することが可能となる。
(4) In order to mount the
(6)前記メッキ液は、前記添加剤として、それぞれ配合率1%未満としたSとCとを含有する配列用マスクの製造方法。かかる製造方法によれば、所望する形状の椀状の凹部8を容易に形成することが可能となる。
(6) The said plating solution is a manufacturing method of the mask for arrangement | sequences which contains S and C which were less than 1% of the compounding ratio, respectively as said additive. According to this manufacturing method, it is possible to easily form the bowl-shaped
(7)前記エッチング工程の前に、前記電着金属及びレジスト体91の上面に、支柱形成用レジスト体92を有するエッチング用マスキングレジストを設ける支柱形成用マスキング工程を有する配列用マスクの製造方法。かかる製造方法によれば、複数の開口部3,3の間に支柱部6を適宜数容易に形成することができ、配列用マスク1の撓みによる開口部3の沈み込みが防止されるため、導電性ボール2を擦りつけたりしてダメージを与えることを防止できる。
(7) A method for manufacturing an array mask, comprising a column forming masking step in which an etching masking resist having a column forming resist
ところで、上述してきた実施形態において、各開口部3は、配列用マスク1を搭載装置4に搭載した際に、基板10に向かって下窄まりのテーパー状に形成することもでき、その場合、導電性ボール2を所定位置により精度良く搭載することが可能となる。
By the way, in the embodiment described above, each
また、本実施形態において、開口部3の上端周縁部に形成されるボール誘導部7のスロープ形状を規定するには、電解研磨工程の時間の長短や電流の強弱をそれぞれ制御したり、あるいは両者を同時に制御したりするなど、電解研磨工程の時間及び/又は電流の管理で行うことができる。すなわち、ボール誘導部7のスロープ形状を、例えば高さ方向と水平方向との比を略1:2〜1:20の間でどのような値に設定するか、あるいは、開口部3側へ向かって一様な傾斜とするか、あるいは傾斜面(スロープ面)の中で段部が形成されるようにするか、などを電流値や研磨時間で管理することができる。
Further, in this embodiment, in order to define the slope shape of the
上述してきた実施形態を通して本発明を説明してきたが、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではない。請求の範囲から逸脱することのない限り、適宜設計変更することが可能である。 Although the present invention has been described through the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The design can be changed as appropriate without departing from the scope of the claims.
1 導電性ボール配列用マスク
2 導電性ボール
3 開口部
8 凹部
10 基板
11 電極パッド
15,150 母型
16 電着層
91 レジスト体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記開口部の下端周縁に椀状の凹部が形成されていることを特徴とする導電性ボール配列用マスク。 In order to mount the conductive ball at a predetermined position of the substrate, a plurality of openings through which the conductive ball can be inserted is a conductive ball arrangement mask arranged in a predetermined arrangement pattern corresponding to the substrate,
A conductive ball arraying mask, wherein a bowl-shaped recess is formed at a lower edge of the opening.
母型の表面に、前記開口部に対応するレジスト体を有するパターンレジストを設けるパターニング工程と、
前記パターンレジストを用いて前記母型上に、所定メッキ液を用いて電着金属を電鋳し、電着層を形成する電鋳工程と、
前記レジスト体を残した状態で前記電着金属をエッチングし、前記レジスト体の近傍を椀状に食刻するエッチング工程と、
を有することを特徴とする配列用マスクの製造方法。 In order to mount the conductive balls at predetermined positions on the substrate, a plurality of openings through which the conductive balls can be inserted are arranged in a predetermined arrangement pattern corresponding to the substrate, A method for manufacturing a conductive ball array mask in which a bowl-shaped recess is formed,
A patterning step of providing a pattern resist having a resist body corresponding to the opening on the surface of the matrix;
An electroforming step of forming an electrodeposition layer by electroforming an electrodeposition metal using a predetermined plating solution on the matrix using the pattern resist;
Etching the electrodeposited metal while leaving the resist body, and etching the vicinity of the resist body in a bowl shape;
The manufacturing method of the mask for arrangement | sequence characterized by having.
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