JP2015079244A - 樹脂マスク層用洗浄剤組成物及び回路基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一態様において、回路基板の製造に用いる樹脂マスク層用洗浄剤組成物は、該洗浄剤組成物100質量部中、第四級アンモニウム水酸化物(成分A)を0.5質量部以上3.0質量部以下含有し、水溶性アミン(成分B)を3.0質量部以上10.0質量部以下含有し、酸又はそのアンモニウム塩(成分C)を0.3質量部以上2.5質量部以下含有し、水(成分D)を50.0質量部以上95.0質量部以下含有する。
【選択図】なし
Description
工程(1):はんだ付け部が設けられた基板表面に対して樹脂マスク層を形成する工程。
工程(2):前記樹脂マスク層に前記はんだ付け部が露出するように開口部を形成する工程。
工程(3):前記開口部にはんだバンプ形成材料を充填する工程。
工程(4):加熱して前記はんだバンプ形成材料を溶融させて前記はんだ付け部にはんだバンプを固定させる工程。
工程(5):工程(4)で得られた基板を、本開示に係る樹脂マスク層用洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程。
本開示に係る洗浄剤組成物の成分Aである第四級アンモニウム水酸化物としては、一又は複数の実施形態において、カチオンとハイドロキサイドとからなる塩等が例示できる。また、カチオンとしては、一又は複数の実施形態において、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ(n−又はi−)プロピルアンモニウム、テトラ(n−又はi−)ブチルアンモニウム、トリメチルエチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜4)が挙げられ、また、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム及びトリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム等のヒドロキシアルキル基を有するアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜4)が挙げられる。これらの中でも、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、テトラメチルアンモニウムが好ましい。第四級アンモニウム水酸化物として、具体的には、テトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、テトラプロピルアンモニウム水酸化物、テトラブチルアンモニウム水酸化物、トリメチルエチルアンモニウム水酸化物、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム水酸化物、トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム水酸化物等が挙げられる。これらの中でも、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、テトラメチルアンモニウム水酸化物が好ましい。本開示に係る洗浄剤組成物は、一又は複数の実施形態において、一種類又は複数種類の成分Aを含有する。
本開示に係る洗浄剤組成物の成分Bは水溶性アミンである。本開示に係る洗浄剤組成物の成分Bである水溶性アミンとしては、一又は複数の実施形態において、アルキルアミン、アルカノールアミン、ポリアミン、環式アミン等が挙げられ、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、アルカノールアミンが好ましい。アルカノールアミンとしては、一又は複数の実施形態において、モノエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−n−ブチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N−t−ブチルエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン等が例示できる。これらの中でも、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、モノエタノールアミンが好ましい。本開示に係る洗浄剤組成物は、一又は複数の実施形態において、一種類又は複数種類の成分Bを含有する。
上記式(II)で表されるアミン化合物の具体例としては、25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上のアミン化合物が好ましく、モノエタノールアミン(pKa=9.55)、N,N−ジエチルエタノールアミン(pKa=9.87)、N−メチルエタノールアミン(pKa=9.95)、エチルアミノエタノール(pKa=9.9)等のヒドロキシアルキル基を有するアミン、プロパンジアミン(pKa=10.6)等のアミノアルキル基を有するアミンが例示できる。これらの中でも、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、N−メチルエタノールアミン、プロパンジアミンが好ましく、N−メチルエタノールアミンがより好ましい。
本開示に係る洗浄剤組成物における成分Cである酸又はそのアンモニウム塩としては、有機酸及び無機酸又はそのアンモニウム塩が挙げられ、有機酸として蟻酸、酢酸、蓚酸、琥珀酸及びクエン酸、無機酸として炭酸、硫酸、硝酸及びリン酸が挙げられる。酸のアンモニウム塩は、アンモニアの酸塩であってもよい。本開示に係る洗浄剤組成物は、一又は複数の実施形態において、一種類又は複数種類の成分Cを含有する。成分Cは、具体的には、蟻酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、琥珀酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム及びリン酸アンモニウムからなる群から選ばれる1種以以上の化合物が好ましい。
本開示に係る洗浄剤組成物における成分Dである水としては、イオン交換水、超純水等のイオン性物質を抑制したものが挙げられる。洗浄剤組成物における水の含有量は、洗浄剤組成物100質量部中、50.0質量部以上であり、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、好ましくは70.0質量部以上、より好ましくは75.0質量部以上、さらに好ましくは80.0質量部以上であり、また、洗浄剤組成物における水の含有量は、剥離剤組成物100質量部中、95.0質量部以下であり、はんだの腐食を抑制する観点から、好ましくは93.0質量部以下である。
本開示に係る洗浄剤組成物のpHは、一又は複数の実施形態において、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、好ましくは10.0以上、より好ましくは10.5以上であり、はんだの腐食を抑制する観点から、好ましくは14以下、より好ましくは13.5以下、さらに好ましく13.0以下である。pHは、例えば(A)〜(C)成分の含有量で調整することができる。
本開示に係る洗浄剤組成物は、一又は複数の実施形態において、樹脂マスクの溶解性の観点から有機溶媒を含みうる。有機溶媒としては、一又は複数の実施形態において、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジメチルスルホキシドが挙げられる。本開示に係る洗浄剤組成物における有機溶媒は、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、洗浄剤組成物100質量部中、0質量部以上が好ましく、より好ましくは0.4質量部以上、さらに好ましくは0.8質量部以上であり、同様の観点から35.0質量部以下が好ましく、より好ましくは20.0質量部以下、さらに好ましくは10.0質量部以下である。
本開示に係る洗浄剤組成物は、一又は複数の実施形態において、はんだの腐食を抑制する観点から含窒素複素芳香族化合物を含みうる。含窒素複素芳香族化合物としては、一又は複数の実施形態において、1H−ベンゾトリアゾール、1−メチル−1H−ベンゾトリアゾール、1,2,3−トリアゾールが挙げられる。本開示に係る洗浄剤組成物における含窒素複素芳香族化合物は、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、洗浄剤組成物100質量部中、0.01質量部以上が好ましく、より好ましくは0.02質量部以上、さらに好ましくは0.03質量部以上であり、同様の観点から1質量部以下が好ましく、より好ましくは0.8質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以下である。
すなわち、本開示に係る洗浄剤組成物は、一又は複数の実施形態において、洗浄剤組成物100質量部中、下記式(I)で表される第四級アンモニウム水酸化物(成分A)を0.5質量部以上3質量部以下、水溶性アミン(成分B)を3質量部以上10質量部以下、酸又はそのアンモニウム塩(成分C)を0.3質量部以上2.5質量部以下、水(成分D)を50質量部以上95質量部以下を配合してなる、樹脂マスク層用洗浄剤組成物とすることができる。
本開示に係る洗浄剤組成物は、限定されない一又は複数の実施形態において、上述した成分A〜Dを上述した含有量の範囲で配合し、均一に混合することで調製できる。
なお、本開示の洗浄剤組成物は、成分Dの水の量を減らした濃縮物として調製してもよい。洗浄剤組成物の濃縮物は、輸送及び貯蔵の観点から、3倍以上に濃縮することが好ましく、生産及び保存安定性の観点から10倍以下に濃縮することが好ましい。濃縮した洗浄剤組成物は使用時には本発明の範囲の任意の濃度に希釈して使用することができる。
本開示に係る洗浄剤組成物は、一又は複数の実施形態において、はんだバンプが形成される回路基板の製造に使用できる。すなわち、本開示は、一態様において、本開示に係る洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程を含む、回路基板の製造方法に関する。
工程(1):はんだ付け部が設けられた基板表面に対して樹脂マスク層を形成する工程。
工程(2):前記樹脂マスク層に前記はんだ付け部が露出するように開口部を形成する工程。
工程(3):前記開口部にはんだバンプ形成材料を充填する工程。
工程(4):加熱して前記はんだバンプ形成材料を溶融させて前記はんだ付け部にはんだバンプを固定させる工程。
工程(5):工程(4)で得られた基板を、本開示にかかる洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程。
工程(1)は、はんだ付け部が設けられた基板表面に対して樹脂マスク層を形成する工程である。はんだ付け部が設けられた基板は、一又は複数の実施形態において、はんだバンプを形成すべきはんだ付け部が設けられた回路基板が挙げられ、前記はんだ付け部は、一又は複数の実施形態において、電極部である。前記基板は、一又は複数の実施形態において、図1(a)に示す通り、基板1の表面がソルダレジスト膜3に覆われ、電極部2が表面に露出している形態が挙げられ、ソルダレジスト膜3は基板1の表面に強固に固定されている。ソルダレジスト膜3としては、限定されない一又は複数の実施形態において、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系などの樹脂が使用される。また、ソルダレジスト膜3は、工程(2)の前に電極部2を露出させるために開口部が形成されてもよく、或いは、工程(2)と同時又はその後に電極部2を露出させるために開口部が形成されてもよい。
工程(2)は、工程(1)で形成した樹脂マスク層に前記はんだ付け部が露出するように開口部を形成する工程である。開口部の形成は、一又は複数の実施形態において、露光・現像処理により行うことができる。また、工程(2)は、一又は複数の実施形態において、ソルダレジスト膜の開口部を同時又は引き続いて露光・現像処理により形成してもよい。工程(2)により、図1(a)に示す一又は複数の実施形態のように、回路基板1の表面にソルダレジスト膜3及び樹脂マスク層4が形成され、これらソルダレジスト膜3及び樹脂マスク層4に形成された開口部7から電極部2が露出している基板が得られうる。
工程(3)は、工程(2)で形成した開口部にはんだバンプ形成材料を充填する工程である。はんだバンプ形成材料は、一又は複数の実施形態において、はんだペーストであり、例えば、ペースト印刷法で充填されうる。また、はんだバンプ形成材料は、一又は複数の実施形態において、はんだボールであって、例えば、ボール搭載法によって充填されうる。
Sn:残部、Ag:0.3%、Cu:0.5%
Sn:残部、Ag:3.5%、Cu:0.7%
Sn:残部、Ag:3.5%
Sn:残部、Cu:0.7%。
工程(4)は、工程(3)で充填したはんだバンプ形成材料を加熱して溶融させて前記はんだ付け部にはんだバンプを固定させる工程である。加熱温度は、一又は複数の実施形態において、200℃以上、回路基板の耐熱性を考慮して200℃〜260℃が挙げられる。はんだバンプ形成材料の液相線温度は、通常200℃以上であり、加熱温度は、その他の一又は複数の実施形態において、前記はんだバンプ形成材料の液相線温度以上、回路基板の耐熱性を考慮して前記液相線温度以上260℃以下が挙げられる。加熱時間は、はんだバンプ形成材料の組成などに応じて決定され、一又は複数の実施形態において、好ましくは30秒〜10分程度、より好ましくは1分〜5分程度である。回路基板の生産性の観点から、一回の加熱処理でバンプを固定させることが好ましい。工程(4)により、図1(c)に示す一又は複数の実施形態のように、回路基板1の表面にソルダレジスト膜3及び樹脂マスク層4が形成され、また、回路基板1の表面の電極部2上にはんだバンプ6が形成された基板が得られうる。
工程(5)は、工程(4)で得られた基板を、本開示に係る洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程である。洗浄剤組成物で基板を洗浄する方法としては、一又は複数の実施形態において、超音波洗浄法、スプレー法、浸漬揺動法、浸漬法、手拭き法の各種の洗浄手段が挙げられる。回路基板の種類にあわせて、これらの手段を単独で又は適宜組み合わせてもよい。回路基板への影響を抑制する観点及び洗浄性の観点からは、スプレー法、浸漬揺動法又は浸漬法が好ましい。
本開示に係る製造方法は、一又は複数の実施形態において、樹脂マスク層が高い除去率で除去された、はんだバンプが形成された回路基板を得る観点から、下記工程(6)を含むことが好ましい。
工程(6):工程(5)で得られた基板を、ジメチルスルホキシド(DMSO)(成分S)、グリコールエーテル(成分T)、25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物(成分U)、及び水(成分V)を含有する洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程。
工程(6)で使用する洗浄剤組成物は、ジメチルスルホキシド(DMSO)(成分S)、グリコールエーテル(成分T)、25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物(成分U)、及び水(成分V)を含有する。該洗浄剤組成物は、ジメチルスルホキシド(成分S)、グリコールエーテル(成分T)、上記アミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物(成分U)、及び水(成分V)を、例えば25℃で混合することにより調製することができる。また、ジメチルスルホキシド(成分S)、グリコールエーテル(成分T)、及び上記アミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物(成分U)を含有する濃厚液を予め調製しておき、水(成分V)で希釈して工程(6)の洗浄剤組成物として使用してもよい。
成分Sは、ジメチルスルホキシド(DMSO)である。前記洗浄剤組成物におけるジメチルスルホキシドの含有量は、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、洗浄剤組成物100質量部中、好ましくは10.0質量部以上、より好ましくは30.0質量部以上、さらに好ましくは35.0質量部以上、よりさらに好ましくは39.0質量部以上である。また、同様の観点から、洗浄剤組成物100質量部中、好ましくは50.0質量部以下、より好ましくは43.0質量部以下である。
成分Tは、グリコールエーテルである。成分Tは、一又は複数の実施形態において、下記式(III)で表されるグリコールエーテルであることが好ましい。
R8O(AO)nR9 (III)
(式中、R8は炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜15のアリール基、R9は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、AOは炭素数2又は3のアルキレンオキシ基、nは平均付加モル数であって1〜4である。)
成分Uは、25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物である。成分Uは、はんだ腐食抑制の観点から、アミンが好ましく、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、第四級アンモニウム水酸化物が好ましい。成分Uは、一又は複数の実施形態において、下記式(IV)で表されかつ25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン、及び/又は、下記式(V)で表される第四級アンモニウム水酸化物である。pKaは例えば、『化学便覧 基礎編』(日本化学会 編 丸善株式会社)等に記載されている。pKaは好ましくは9.5以上、より好ましくは9.8以上であり、そして、好ましくは12.0以下、より好ましくは11.5以下、更に好ましくは11.0以下である。
(R10)3N (IV)
(式中、R10はそれぞれ同一又は異なる水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、又は、炭素数1〜6のアミノアルキル基であり、3つのR10は同時に水素原子とはならない。)
[(R11)3−N−R12]+OH- (V)
(ただし、式中R11は炭素数1〜3のアルキル基、R12は1〜3のアルキル基、または炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基を示す。)
成分Vは水であり、イオン交換水、超純水等のイオン性物質を抑制したものが好ましい。洗浄剤組成物における成分Vの含有量は、樹脂マスク層の除去性の観点から、洗浄剤組成物100質量部中、好ましくは3.0質量部以上、より好ましくは8.0質量部以上、さらに好ましくは12.0質量部以上であり、そして、洗浄剤組成物100質量部中、好ましくは20.0質量部以下、より好ましくは18.0質量部以下である。
洗浄剤組成物のpHは、一又は複数の実施形態において、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、好ましくは11以上、より好ましくは12以上である。pHは、成分Uのアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物の含有量で調整することができる。
本開示に係る回路基板の製造方法は、一又は複数の実施形態において、さらに、前記工程(5)で得られた基板上に電子部品を乗せ、前記はんだバンプの液相線温度260℃以下の温度に加熱して電子部品のはんだ付け部と基板のはんだ付け部とを接合し、電子部品が接合した基板を得る工程を含む。この実施形態によれば、電子部品が接合された回路基板を製造できる。
本開示は、その他の態様において、樹脂マスク層が形成された回路基板から該樹脂マスク層を除去する方法であって、前記基板を本開示に係る洗浄剤組成物で洗浄することを含む方法に関する。剥離剤組成物及び洗浄剤組成物の具体的な構成、及び、それらを用いた洗浄方法は、上述のとおりとすることができる。
本開示は、さらにその他の態様において、本開示に係る回路基板の製造方法及び/又は本開示に係る樹脂マスク層の除去方法に使用するためのキットであって、本開示に係る洗浄剤組成物の成分A〜Dの少なくとも1成分を配合する前の状態で含むキットに関する。本開示に係る洗浄剤組成物の具体的な構成、及び、それらを用いた洗浄方法は、上述のとおりとすることができる。
<3> 水溶性アミン(成分B)が、下記式(II)で表されるアミンである、<1>又は<2>に記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
<4> 式(II)で表されるアミン化合物が、25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上のアミン化合物が好ましく、より好ましくはモノエタノールアミン(pKa=9.55)、N,N−ジエチルエタノールアミン(pKa=9.87)、N−メチルエタノールアミン(pKa=9.95)、エチルアミノエタノール(pKa=9.9)及びプロパンジアミン(pKa=10.6)から選ばれる1種以上であり、さらに好ましくは、N−メチルエタノールアミン及びプロパンジアミンから選ばれる1種以上、よりさらに好ましくはN−メチルエタノールアミンである、<3>に記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
<5> 第四級アンモニウム水酸化物(成分A)が、好ましくはテトラアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜4)、より好ましくはテトラメチルアンモニウム水酸化物である、<1>から<4>のいずれかに記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
<6> 第四級アンモニウム水酸化物(成分A)の含有量が、洗浄剤組成物100質量部中、好ましくは0.7質量部以上であり、好ましくは2.0質量部以下、より好ましくは1.5質量部以下である、<1>から<5>のいずれかに記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
<7> 水溶性アミン(成分B)の含有量が、洗浄剤組成物100質量部中、好ましくは4.0質量部以上であり、好ましくは8.0質量部以下、より好ましくは7.0質量部以下である、<1>から<6>のいずれかに記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
<8> 酸又はそのアンモニウム塩(成分C)の含有量が、洗浄剤組成物100質量部中、好ましくは0.3質量部以上であり、好ましくは0.6質量部以上、より好ましくは0.8質量部以上、さらに好ましくは0.9質量部以上であり、好ましくは1.5質量部以下である、<1>から<7>のいずれかに記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
<9> 水(成分D)が、洗浄剤組成物100質量部中、好ましくは70.0質量部以上、より好ましくは75.0質量部以上、さらに好ましくは80.0質量部以上であり、好ましくは93.0質量部以下である、<1>から<8>のいずれかに記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
<10> 洗浄剤組成物のpHが、好ましくは10.0以上、より好ましくは10.5以上であり、好ましくは14以下、より好ましくは13.5以下、さらに好ましく13.0以下である、<1>から<9>のいずれかに記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
<11> 樹脂マスク層用洗浄剤組成物であって、洗浄剤組成物100質量部中、下記式(I)で表される第四級アンモニウム水酸化物(成分A)を0.5質量部以上3質量部以下、水溶性アミン(成分B)を3質量部以上10質量部以下、酸又はそのアンモニウム塩(成分C)を0.3質量部以上2.5質量部以下、水(成分D)を50質量部以上95質量部以下を配合してなる、樹脂マスク層用洗浄剤組成物
<12> 下記の工程(1)〜(5)を含む回路基板の製造方法。
工程(1):はんだ付け部が設けられた基板表面に対して樹脂マスク層を形成する工程。
工程(2):前記樹脂マスク層に前記はんだ付け部が露出するように開口部を形成する工程。
工程(3):前記開口部にはんだバンプ形成材料を充填する工程。
工程(4):加熱して前記はんだバンプ形成材料を溶融させて前記はんだ付け部にはんだバンプを固定させる工程。
工程(5):工程(4)で得られた基板を、<1>から<11>のいずれかに記載の洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程。
<13> 前記工程(5)の洗浄を、pH10.0以上、14.0以下で行う、<12>に記載の製造方法。
<14> 前記工程(4)における加熱温度が、200℃以上、260℃以下である、<12>又は<13>に記載の製造方法。
<15> 前記工程(4)における加熱温度が、前記はんだバンプ形成材料の液相線温度以上260℃以下の温度である、<12>から<14>のいずれかに記載の製造方法。
<16> さらに、下記の工程(6)を含む、<12>から<15>のいずれかに記載の製造方法。
工程(6):工程(5)で得られた基板を、ジメチルスルホキシド(DMSO)(成分S)、グリコールエーテル(成分T)、25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物(成分U)、及び水(成分V)を含有する洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程。
<17> 工程(6)の洗浄剤組成物のグリコールエーテル(成分T)が、下記式(III)で表されるグリコールエーテルである、<16>に記載の製造方法。
R8O(AO)nR9 (III)
(式中、R8は炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜15のアリール基、R9は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、AOは炭素数2又は3のアルキレンオキシ基、nは平均付加モル数であって1〜4である。)
<18> 工程(6)の洗浄剤組成物のアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物(成分U)が、下記式(IV)で表されるアミン、及び/又は、下記式(V)で表される第四級アンモニウム水酸化物である、<16>に記載の製造方法。
(R10)3N (IV)
(式中、R10はそれぞれ同一又は異なり水素原子、炭素数1〜6の炭化水素基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、又は、炭素数1〜6のアミノアルキル基であり、3つのR10は同時に水素原子とはならない。)
[(R11)3−N−R12]+OH- (V)
(式中、R11はそれぞれ同一又は異なる炭素数1〜3のアルキル基、R12は1〜3のアルキル基又は炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基である。)
<19> 工程(6)の洗浄剤組成物が、該洗浄剤組成物100質量部に対し、
ジメチルスルホキシド(成分S)を10.0質量部以上50.0質量部以下、
グリコールエーテル(成分T)を30.0質量部以上70.0質量部以下、
アミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物(成分U)を0.5質量部以上20.0質量部以下、及び、
水(成分V)を3.0質量部以上20.0質量部以下含有する、<16>から<18>のいずれかに記載の製造方法。
<20> 前記工程(5)と前記工程(6)との間に、すすぎ処理の工程を含む、<16>から<19>のいずれかに記載の製造方法。
<21> <17>から<20>のいずれかに記載の製造方法に使用するためのキットであって、工程(5)で使用する<1>から<11>のいずれかに記載の洗浄剤組成物と、工程(6)で使用する<16>から<19>に記載の洗浄剤組成物とを含むキット。
<22> <1>から<11>のいずれかに記載の洗浄剤組成物の回路基板の製造における洗浄剤としての使用。
下記の樹脂マスク層用洗浄剤組成物、回路基板を使用し、はんだバンプが形成された回路基板を製造した。
[樹脂マスク層用洗浄剤組成物の調製]
テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(成分A)1質量部、モノエタノールアミン(成分B)5質量部、蟻酸アンモニウム(成分C)1質量部、ジエチレングリコールブチルエーテル(有機溶媒)12質量部、ジメチルスルホオキシド(有機溶媒)4質量部、水(成分D)77質量部(合計100質量部)で配合し、それを均一に混合することにより実施例1の樹脂マスク層用洗浄剤組成物を調製した。pHは、10.9であった。なお、pHは、25℃における洗浄剤組成物のpHであり、pHメータを用いて測定でき、電極を洗浄剤組成物に浸漬した後1分後の数値である(以下同様)。
表1及び表2に示した実施例1の樹脂マスク層用洗浄剤組成物の組成に代えて実施例2〜24、比較例1〜8の樹脂マスク層用洗浄剤組成物を実施例1と同様に調製した。
[回路基板]
はんだバンプの形成に用いた回路基板は、厚さ300μm、サイズ15mm×15mmのガラスエポキシ基板であった。この基板は、直径25μmの銅表面の電極を、50μmのピッチで1チップあたり3600個有していた。基板表面の電極周囲は、電極より高い高さ15μmのソルダレジストで囲まれていた。
実施例1〜24及び比較例1〜8では、下記工程(1)〜工程(5b)に従ってはんだバンプが形成された回路基板を製造した。
工程(1) 回路基板に形成されたソルダレジスト(太陽インキ:AUS410)上にレジストフィルム(デュポン:WB−5030)を貼り、樹脂マスク層を形成した。
工程(2) 露光・現像処理により回路基板の電極上の樹脂マスク層及びソルダレジストに開口部を形成した。
工程(3) 市販のはんだペースト(エコソルダーM705−GRN360−K2−V、千住金属工業製、はんだ金属(Sn−3Ag−0.5Cu)とフラックス(ロジン、添加剤及び溶剤の混合物)の混合物、液相線温度217℃)を塗布した。
工程(4) 250℃のホットプレート上で1分間加熱し、リフローさせて回路基板の電極上にはんだバンプを形成した。該回路基板を1cm角に切断しテストピースとした。
工程(5) 温度60℃に保持された100gの樹脂マスク層用洗浄剤組成物を入れた200mlビーカー内にその1cm角のテストピースを3分間浸漬し洗浄を行いビーカーからテストピースを取り出した。
工程(5a) テストピースを温度60℃に保持されたイオン交換水に5分浸漬してすすぎを行い、テストピースを取り出した。
工程(5b) テストピースを温度85℃で15分間、送風低温乾燥機で乾燥した。
<樹脂マスク除去性評価>
回路基板の製造後のテストピースを光学顕微鏡で観察(倍率:900倍)し、1cm角のテストピースから5視野選択し、光学顕微鏡の面積測定モードで基板上に残存する樹脂マスクの面積を計算し、洗浄率を算出した。除去率の計算方法・測定に用いた光学顕微鏡は下記に示す。実施例1〜24及び比較例1〜8はバンプ周辺以外の箇所で評価した。なお、バンプ周辺以外の箇所は洗浄しにくく差が表れやすい箇所である。
除去率=(5視野の合計面積―洗浄後基板上の樹脂マスク残渣面積)÷5視野の合計面積×100
測定機器:KEYENCE製 デジタルマイクロスコープ VHX−2000
実施例1〜24及び比較例1〜8の樹脂マスク層用洗浄剤組成物中20gに、和光純薬工業製、錫(粒状)1.8gを50℃20分間撹拌しながら浸漬し、洗浄剤組成物中に溶出した錫の濃度を測定した。錫の濃度が高いほどはんだ腐食性が高いことを示す。
錫の濃度測定は以下の方法で行った。
洗浄剤組成物についてICP発光分析装置(パーキンエルマー社製、Optima5300)にてスズの発光強度を測定して、Snエッチング量を定量する。
実施例10及び比較例1の樹脂マスク層用洗浄剤組成物中に、千住金属工業製、はんだ(Sn−3Ag−0.5Cu、直径80um)が装着された基板を50℃20分間浸漬した。洗浄組成物浸漬前後のはんだ表面をFE−SEM(日立ハイテク製、S−4000)で、900倍に拡大し、孔食等の腐食の有無を観察した。観察写真を図2に示した。実施例10に侵漬した場合、はんだ表面の変化が見られなかった。比較例1に侵漬した場合、はんだ表面に孔食が観察された。
[はんだバンプが形成された回路基板の製造]
工程(5)の樹脂マスク層用洗浄剤組成物として、実施例24の樹脂マスク層用洗浄剤組成物(実施例25〜33、比較例9〜15)及び実施例9の樹脂マスク層用洗浄剤組成物(実施例34〜42、比較例16〜22)を用い、下記工程(1)〜工程(6b)に従ってはんだバンプが形成された回路基板を製造した。なお、はんだバンプの形成に用いた回路基板は、上述と同じものを使用した。
工程(1) 回路基板に形成されたソルダレジスト(太陽インキ:AUS410)上にレジストフィルム(デュポン:WB−5030)を貼り、樹脂マスク層を形成した。
工程(2) 露光・現像処理により回路基板の電極上の樹脂マスク層及びソルダレジストに開口部を形成した。
工程(3) 市販のはんだペースト(エコソルダーM705−GRN360−K2−V、千住金属製、ハンダ金属(Sn−3Ag−0.5Cu)とフラックス(ロジン、添加剤及び溶剤の混合物)の混合物、液相線温度217℃)を塗布した。
工程(4) 250℃のホットプレート上で1分間加熱し、リフローさせて回路基板の電極上にはんだバンプを形成した。該回路基板を1cm角に切断しテストピースとした。
工程(5) 温度60℃に保持された100gの樹脂マスク層用洗浄剤組成物を入れた200mlビーカー内にその1cm角のテストピースを1分間浸漬し洗浄を行いビーカーからテストピースを取り出した。
工程(5a) テストピースを温度60℃に保持されたイオン交換水に5分浸漬してすすぎを行い、テストピースを取り出した。
工程(5b) テストピースを温度85℃で15分間、送風低温乾燥機で乾燥した。
工程(6) 温度60℃に保持された100gの洗浄剤組成物を入れた200mlビーカー内にその1cm角のテストピースを1分間浸漬し洗浄を行いビーカーからテストピースを取り出した。
工程(6a) テストピースを温度60℃に保持されたイオン交換水に5分浸漬してすすぎを行い、テストピースを取り出した。
工程(6b) テストピースを温度85℃で15分間、送風低温乾燥機で乾燥した。
ジメチルスルホキシド(成分S)40質量部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(成分T)40質量部、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(成分U)5質量部及び水(成分V)15質量部(合計100質量部)で配合し、それを均一に混合することにより、実施例25の工程(6)の洗浄剤組成物を調製した。また、実施例26〜42及び比較例9〜22の工程(6)の洗浄剤組成物は、表3及び4に記載の組成となるように各成分を所定の質量部で配合した以外は実施例31と同様に調製した。なお、実施例26〜33(表3)と実施例34〜42(表4)とは、それぞれ、同一組成の工程(6)の洗浄剤組成物であり、比較例9〜15(表3)と比較例16〜22(表4)とは、それぞれ、同一組成の工程(6)の洗浄剤組成物である。該洗浄剤組成物のpHを表3及び4に示す。これらの表でpHの欄が「>14」とあるものは、pHが14を超えるものである。
Claims (8)
- 洗浄剤組成物100質量部中、
下記式(I)で表される第四級アンモニウム水酸化物(成分A)を0.5質量部以上3.0質量部以下含有し、
水溶性アミン(成分B)を3.0質量部以上10.0質量部以下含有し、
酸又はそのアンモニウム塩(成分C)を0.3質量部以上2.5質量部以下含有し、
水(成分D)を50.0質量部以上95.0質量部以下含有する、樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
- 酸又はそのアンモニウム塩(成分C)が、蟻酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、琥珀酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム及びリン酸アンモニウムからなる群から選ばれる1種以上である、請求項1記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
- 水溶性アミン(成分B)が、下記式(II)で表されるアミンである、請求項1又は2に記載の樹脂マスク層用洗浄剤組成物。
- 下記の工程(1)〜(5)を含む回路基板の製造方法。
工程(1):はんだ付け部が設けられた基板表面に対して樹脂マスク層を形成する工程。
工程(2):前記樹脂マスク層に前記はんだ付け部が露出するように開口部を形成する工程。
工程(3):前記開口部にはんだバンプ形成材料を充填する工程。
工程(4):加熱して前記はんだバンプ形成材料を溶融させて前記はんだ付け部にはんだバンプを固定させる工程。
工程(5):工程(4)で得られた基板を、請求項1から3のいずれかに記載の洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程。 - 前記工程(5)の洗浄を、pH10.0以上、14.0以下で行う、請求項4に記載の製造方法。
- 前記工程(4)における加熱温度が、200℃以上、260℃以下である、請求項4又は5に記載の製造方法。
- 前記工程(4)における加熱温度が、前記はんだバンプ形成材料の液相線温度以上260℃以下の温度である、請求項4から6のいずれかに記載の製造方法。
- さらに、下記の工程(6)を含む、請求項4から7のいずれかに記載の製造方法。
工程(6):工程(5)で得られた基板を、ジメチルスルホキシド(DMSO)(成分S)、グリコールエーテル(成分T)、25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物(成分U)、及び水(成分V)を含有する洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程。
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