JP2016018852A - Mask for arrangement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば半田バンプを形成するのに用いられる、配列用マスクに関する。 The present invention relates to an array mask used to form solder bumps, for example.
半田バンプの形成方法としては、ウエハ・フレキシブル基板・リジッド基板などのワーク上の電極にフラックスを塗布する印刷工程と、フラックス上に半田ボールを配列する配列工程と、半田ボールを加熱・溶解する加熱工程を経てバンプを形成している。そして、前述の配列工程において、ワーク上に半田ボールを配列する方式としては、マスクを用いた振込方式がある。振込方式では、ワークの電極の配列パターンに対応して半田ボールが挿通可能な位置決め用の通孔を有する配列用マスク（以下、適宜に単に「マスク」と称す）を用いて、半田ボールをワークの電極上に搭載させている。具体的には、通孔と電極とが一致するようにワークに対しマスクを位置合わせしたうえで、マスクの上に供給された半田ボールをスキージやブラシ等で掃引して、各通孔に一つずつ半田ボールを投入する。そして、フラックスに半田ボールを固着させることにより、ワーク上の所定位置に半田ボールを仮止め的に搭載させている。 The solder bump formation method includes a printing process in which a flux is applied to electrodes on a workpiece such as a wafer, a flexible substrate, and a rigid substrate, an arrangement process in which solder balls are arranged on the flux, and heating in which the solder balls are heated and melted. Bumps are formed through the process. And in the above-mentioned arrangement | positioning process, there exists a transfer system using a mask as a system which arranges a solder ball on a workpiece | work. In the transfer method, a solder ball is placed on a work piece using an arrangement mask (hereinafter, simply referred to as “mask” as appropriate) having a positioning through hole through which a solder ball can be inserted corresponding to the arrangement pattern of the work electrode. It is mounted on the electrode. Specifically, after aligning the mask with respect to the workpiece so that the through hole and the electrode coincide with each other, the solder balls supplied on the mask are swept with a squeegee or a brush so that each through hole is aligned. Solder balls one by one. Then, by fixing the solder balls to the flux, the solder balls are temporarily mounted at predetermined positions on the workpiece.
係るマスクとしては特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に記載のマスクは、通孔を有するマスク本体の下面に多数本の支持用の突起部を設けており、突起部の突出寸法は同一寸法に設定されている。これにより、ワーク上にマスクを設置した際に、全ての支持用の突起部の下端がワークの上面に当接され、通孔を有するマスク本体とワークとの対向間隙が確保されるようになっている。 As such a mask, there is one disclosed in Patent Document 1. The mask described in Patent Document 1 has a large number of supporting protrusions on the lower surface of a mask body having a through hole, and the protrusion dimensions of the protrusions are set to the same dimension. As a result, when the mask is set on the workpiece, the lower ends of all the supporting projections are brought into contact with the upper surface of the workpiece, and a facing gap between the mask body having a through hole and the workpiece is secured. ing.
しかし、近年では電子機器の小型化に伴い、ワークにおける電極間隔の狭小化が進んできている。このような要求に対応するため、突起部の幅寸法を小さくすることが考えられるが、単に突起部の幅寸法を小さくすれば、突起部の根元の強度が不十分であるため、根元への応力集中により破損しやすいものとなってしまう。本発明の目的は、電極のピッチ間隔の狭小化にも対応できるように、突起部の配置位置、特に突起部の先端部の形成位置を工夫した配列用マスクを提供することにある。 However, in recent years, with the miniaturization of electronic devices, the distance between electrodes in a work has been narrowed. In order to meet such demands, it is conceivable to reduce the width of the protrusion. However, if the width of the protrusion is simply reduced, the strength of the root of the protrusion is insufficient. It becomes easy to break due to stress concentration. An object of the present invention is to provide an arrangement mask in which the arrangement position of the protrusions, particularly the formation position of the tip part of the protrusions, is devised so as to cope with the narrowing of the pitch interval of the electrodes.
本発明は、所定の配列パターンに対応した通孔１２内に半田ボール２を振り込むことで、ワーク３上の所定位置に半田ボール２を搭載する配列用マスクであって、通孔１２からなるパターン領域が多数形成されたマスク本体１０と、マスク本体１０のワーク３との対向面側に設けられた突起部１５とを備え、突起部１５は、少なくとも前記各パターン領域間に形成されていることを特徴とする。この突起部１５は、パターン領域を囲むように形成されており、桟１５ａや支柱１５ｃとして設けられている。 The present invention is an array mask in which the solder balls 2 are mounted at predetermined positions on the work 3 by swinging the solder balls 2 into the through holes 12 corresponding to the predetermined array pattern. A mask body 10 in which a large number of regions are formed and a projection 15 provided on the surface of the mask body 10 facing the workpiece 3 are provided, and the projection 15 is formed at least between the pattern regions. It is characterized by. The projection 15 is formed so as to surround the pattern region, and is provided as a crosspiece 15a or a support column 15c.
また、パターン領域から突起部１５の根元までの寸法Ｌ４が０．０１ｍｍ以上に設定されている。さらに、突起部１５の根元寸法は、突起部１５の先端寸法の１．０〜１．５倍に設定されている。 Further, the dimension L4 from the pattern region to the base of the protrusion 15 is set to 0.01 mm or more. Further, the root dimension of the protrusion 15 is set to 1.0 to 1.5 times the tip dimension of the protrusion 15.
本発明の配列用マスクによれば、突起部はパターン領域の外周である各パターン領域間に形成されているので、半田ボールの配列作業時において、マスク（マスク本体）とワークとの対向間隙を確保でき、マスク本体下面や通孔内にフラックスが付着することを防止できる。また、パターン領域から突起部の根元までの寸法を０．０１ｍｍ以上に設定することにより、フラックスの付着を可及的に防ぐことができる。 According to the arrangement mask of the present invention, since the protrusions are formed between the pattern areas, which are the outer periphery of the pattern area, the opposing gap between the mask (mask body) and the workpiece is provided during the solder ball arrangement operation. It can be ensured, and it is possible to prevent the flux from adhering to the lower surface of the mask main body or the through hole. Further, by setting the dimension from the pattern region to the base of the protrusion to 0.01 mm or more, adhesion of the flux can be prevented as much as possible.
（第１実施形態）
図１乃至図３に、本発明の第１実施形態に係る半田ボールの配列用マスクを示す。この配列用マスク（以下、単にマスクと記す）１は、半田バンプ形成における半田ボール２の配列工程において使用に供されるものである。図２において、符号３は、マスク１による半田ボール２の搭載対象となるワークを示す。このワーク３は、例えば、ガラスエポキシ基板のベース４に複数個の半導体チップ５を搭載し、ワイヤボンドで配線した後トランスファモールド封止してなるものであり、半導体チップ５を囲むように、ワーク３の上面には、入出力端子である電極６が所定のパターンで形成されている。なお、ワーク３は、バンプの形成後に個片に切断され、個々のＬＳＩチップとされる。
(First embodiment)
1 to 3 show a solder ball arrangement mask according to the first embodiment of the present invention. This arrangement mask (hereinafter simply referred to as a mask) 1 is used in the arrangement process of the solder balls 2 in the formation of solder bumps. In FIG. 2, reference numeral 3 indicates a work to be mounted with the solder ball 2 by the mask 1. For example, the work 3 is formed by mounting a plurality of semiconductor chips 5 on a base 4 of a glass epoxy substrate, wiring by wire bonding, and sealing with a transfer mold. 3 is formed with an electrode 6 as an input / output terminal in a predetermined pattern. The work 3 is cut into individual pieces after the bumps are formed to form individual LSI chips.
図１に示すように、マスク１は、ニッケルやニッケルコバルト等のニッケル合金、銅やその他の金属を素材として形成されたマスク本体１０から成り、このマスク本体１０にはこれを囲むように枠体１１を装着することができる。マスク本体１０の盤面中央部には、各半導体チップ５に対応して、半田ボール２を投入するための多数独立の通孔１２からなるパターン領域が多数形成されている。図２に示すように、通孔１２は、ワーク３上における各半導体チップ５の電極６の配列位置に対応した配列パターンに対応している。半田ボール２は、５０μｍ以下の半径寸法を有するものであり、これに合わせて各通孔１２は、当該ボール２の半径寸法よりも僅かに大きな内径寸法を有する平面視で円形状に形成されている。 As shown in FIG. 1, the mask 1 is composed of a mask main body 10 made of a nickel alloy such as nickel or nickel cobalt, copper or other metal as a raw material, and the mask main body 10 surrounds the frame body. 11 can be mounted. In the center of the board surface of the mask main body 10, a large number of pattern regions each including a large number of independent through holes 12 for inserting the solder balls 2 are formed corresponding to the respective semiconductor chips 5. As shown in FIG. 2, the through holes 12 correspond to an arrangement pattern corresponding to the arrangement positions of the electrodes 6 of the respective semiconductor chips 5 on the workpiece 3. The solder ball 2 has a radial dimension of 50 μm or less, and in accordance with this, each through hole 12 is formed in a circular shape in plan view having an inner diameter dimension slightly larger than the radial dimension of the ball 2. Yes.
枠体１１は、アルミ、４２アロイ、インバー材、ＳＵＳ４３０等の材質からなる平板体であり、その盤面中央に、マスク本体１０に対応する一つの四角形状の開口を備えており、本実施形態では、一枚のマスク本体１０を一枚の枠体１１で保持している。枠体１１は、マスク本体１０よりも肉厚の成形品であり、マスク本体１０の外周縁と不離一体的に接合される。ここでは枠体１１の厚み寸法は、例えば０．０５〜１．０ｍｍ程度とし、本実施形態においては０．５ｍｍに設定した。また、マスク本体１０の厚みは、好ましくは１０μｍ以上とし、本実施形態では２００μｍに設定した。 The frame 11 is a flat plate made of a material such as aluminum, 42 alloy, Invar, SUS430, etc., and has a single rectangular opening corresponding to the mask body 10 at the center of the board surface. A single mask body 10 is held by a single frame 11. The frame 11 is a molded product that is thicker than the mask body 10, and is integrally and integrally joined to the outer peripheral edge of the mask body 10. Here, the thickness dimension of the frame 11 is set to, for example, about 0.05 to 1.0 mm, and is set to 0.5 mm in the present embodiment. The thickness of the mask body 10 is preferably 10 μm or more, and is set to 200 μm in this embodiment.
マスク本体１０（マスク１）の下面側、すなわちワーク３との対向面側には、下方向に突出状の突起部１５を設けることができる。詳しくは、図２及び図３に示すように、パターン領域間（パターン領域の外周）にこのパターン領域を囲むように突起部１５（桟１５ａ）を設けることができる。この突起部１５（桟１５ａ）は、図３のように連続的に設けたものでなくても良く、断片的に設けても良い。また、図４に示すように、パターン領域内の通孔１２が形成されていない位置に突起部１５（支柱１５ｂ）を設けることができる。係る突起部１５を設けていれば、配列作業時において、ワーク３の上面に当接してマスク本体１０とワーク３との対向間隙を確保できる。各々の突起部１５（桟１５ａ、支柱１５ｂ）においては、図２および図４に示すように、マスク本体１０の下面から先窄まるように形成されていることが好ましく、円錐台状を呈している。 On the lower surface side of the mask main body 10 (mask 1), that is, the surface facing the workpiece 3, a protruding portion 15 that protrudes downward can be provided. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, a protrusion 15 (crosspiece 15 a) can be provided between the pattern areas (outer periphery of the pattern areas) so as to surround the pattern areas. This protrusion 15 (crosspiece 15a) may not be provided continuously as shown in FIG. 3, but may be provided in pieces. Moreover, as shown in FIG. 4, the protrusion part 15 (support | pillar 15b) can be provided in the position in which the through-hole 12 in the pattern area | region is not formed. If the projecting portion 15 is provided, it is possible to secure a facing gap between the mask main body 10 and the workpiece 3 by contacting the upper surface of the workpiece 3 during the arraying operation. As shown in FIGS. 2 and 4, each protrusion 15 (crosspiece 15 a and support column 15 b) is preferably formed so as to be tapered from the lower surface of the mask body 10, and has a truncated cone shape. Yes.
本マスク１においては、突起部１５の高さとマスク本体１０の厚みとの比が２対１以上とするのが好ましく、上記マスク本体１０の厚さが１０〜３００μｍの範囲内においてこれを満足することがより好ましい。また、突起部１５は、アスペクト比（突起部１５における高さと先端寸法との比）が大きいものが好ましく、本実施形態ではアスペクト比３としている。また、突起部１５の根元寸法Ｌ２は、突起部１５の先端寸法Ｌ１の１．０〜１．５倍とするのが好ましく、本実施形態では１．２倍に設定している。さらに、突起部１５の先端寸法Ｌ１と根元寸法Ｌ２と通孔１２間の幅寸法Ｌ３との比が１対１．２対１．４以上であることが好ましい。さらに、パターン領域から突起部１５（桟１５ａ、支柱１５ｃ（後述）、凸部１５ｄ（後述））の根元までの寸法Ｌ４は、０．０１ｍｍ以上に設定することが好ましく、本実施形態では０．０２ｍｍとしている。係る条件により、フラックスの付着を可及的に防ぐことができる。この時、上述した突起部１５の先端寸法Ｌ１と根元寸法Ｌ２との比の関係及びパターン領域から突起部１５の根元までの寸法Ｌ４の関係を満足することにより、突起部１５の破損防止及びフラックスの付着防止を両立させることができる。さらには、パターン領域から突起部１５（桟１５ａ、支柱１５ｃ（後述）、凸部１５ｄ（後述））の先端中心までの寸法をＬ５とした時、Ｌ１とＬ２とＬ５との比が１対３対２．５以上とすることにより、上記両立効果を最大限に活かすことができる。 In the present mask 1, the ratio of the height of the protrusion 15 to the thickness of the mask body 10 is preferably 2 to 1 or more, and this is satisfied when the thickness of the mask body 10 is in the range of 10 to 300 μm. It is more preferable. The protrusion 15 preferably has a large aspect ratio (ratio between the height of the protrusion 15 and the tip dimension), and the aspect ratio is 3 in this embodiment. The root dimension L2 of the protrusion 15 is preferably 1.0 to 1.5 times the tip dimension L1 of the protrusion 15, and is set to 1.2 times in this embodiment. Furthermore, the ratio of the tip dimension L1, the root dimension L2, and the width dimension L3 between the through holes 12 of the protrusion 15 is preferably 1: 1 to 1.2 to 1.4 or more. Furthermore, the dimension L4 from the pattern area to the base of the projection 15 (crosspiece 15a, support column 15c (described later), convex portion 15d (described later)) is preferably set to 0.01 mm or more. 02 mm. Under such conditions, adhesion of flux can be prevented as much as possible. At this time, by satisfying the relationship of the ratio between the tip dimension L1 and the root dimension L2 of the projection 15 and the dimension L4 from the pattern region to the root of the projection 15, the damage prevention of the projection 15 and the flux are achieved. It is possible to achieve both prevention of adhesion. Furthermore, when the dimension from the pattern region to the center of the tip of the protrusion 15 (crosspiece 15a, support column 15c (described later), convex portion 15d (described later)) is L5, the ratio of L1, L2, and L5 is 1: 3. By setting it to 2.5 or more, the above-mentioned compatibility effect can be utilized to the maximum.
なお、図２、図３、図４に示すように、隣り合うパターン領域間にはパターン領域を囲むようにして突起部１５（桟１５ａ）を設けて、マスク１をワーク３に載置した時に当接するようにしているが、これに限らず、図５に示すように、パターン領域を囲むように突起部１５（支柱１５ｃ）を設けた形態としても良く、図６に示すように、隣り合うパターン領域間全体に突起部１５と同じ高さの凸部１５ｄを設けた形態としても良い。また、図７に示すように、隣り合うパターン領域間に突起部（桟１５ａ、支柱１５ｃ、凸部１５ｄ）を設けない平面状態としても良く、これによれば、ワーク３の表面がうねっている場合であっても、マスク１をワーク３に対して追随性良く載置することが可能である。 As shown in FIGS. 2, 3, and 4, protrusions 15 (crosspieces 15 a) are provided between adjacent pattern areas so as to surround the pattern areas, and abut when the mask 1 is placed on the work 3. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 5, it is possible to employ a form in which the protrusions 15 (supports 15 c) are provided so as to surround the pattern region. It is good also as a form which provided the convex part 15d of the same height as the projection part 15 in the whole space. Moreover, as shown in FIG. 7, it is good also as a planar state which does not provide a projection part (crosspiece 15a, support | pillar 15c, convex part 15d) between adjacent pattern area | regions, According to this, the surface of the workpiece | work 3 is wavy. Even in this case, the mask 1 can be placed on the workpiece 3 with good followability.
なお、各図面は、実際のマスク１の様子を示したものではなく、それを模式的に示している。また、各図面における通孔１２の開口寸法やマスク本体１０等の厚み寸法等は、図面作成の便宜上、そのような寸法に示したものである。また、図３、図５、図６、図７において、符号１５で図示しているのは、突起部１５の下端面（先端面）であり、突起部１５の根元は図示していない。 Each drawing does not show the actual state of the mask 1 but schematically shows it. In addition, the opening dimension of the through-hole 12 and the thickness dimension of the mask body 10 and the like in each drawing are shown in such dimensions for the convenience of drawing. 3, 5, 6, and 7, reference numeral 15 indicates the lower end surface (tip surface) of the protrusion 15, and the root of the protrusion 15 is not illustrated.
係るマスク１を用いた半田ボール２の配列作業は、以下のような手順で行われる。なお、この配列作業は、専用の配列装置（特許文献１の図１、図５等を参照）によって行われる。まず、ワーク３の電極６上にフラックス１７（図２参照）を印刷塗布する。次に、通孔１２と電極６が一致するように、ワーク３上にマスク１を位置合わせしたうえで、マスク１を固定する。かかる位置合わせ作業は、実際には枠体１１とワーク３との外周縁を位置合わせすることで行われる。位置合わせ作業が終了すると、該かかる固定状態において、突起部１５の下端面がワーク３の表面に当接することで、マスク本体１０は、図２及び図４に示すようなワーク３との対向間隙が確保された離間姿勢に姿勢保持される。この時、ワーク３の下方に磁石を配置して、この磁石の磁力作用によって、マスク１をワーク３側に吸着させることもできる。 The operation of arranging the solder balls 2 using the mask 1 is performed in the following procedure. This arrangement work is performed by a dedicated arrangement apparatus (see FIGS. 1 and 5 of Patent Document 1). First, a flux 17 (see FIG. 2) is printed on the electrode 6 of the work 3. Next, after aligning the mask 1 on the work 3 so that the through hole 12 and the electrode 6 coincide with each other, the mask 1 is fixed. Such an alignment operation is actually performed by aligning the outer peripheral edges of the frame 11 and the workpiece 3. When the alignment operation is completed, the mask main body 10 is opposed to the workpiece 3 as shown in FIGS. 2 and 4 by the lower end surface of the projection 15 abutting against the surface of the workpiece 3 in the fixed state. Is maintained in a separated posture in which is secured. At this time, a magnet can be arranged below the workpiece 3 and the mask 1 can be attracted to the workpiece 3 side by the magnetic action of the magnet.
次に、マスク１上に多数個の半田ボール２を供給し、スキージブラシを用いてマスク１上で半田ボール２を分散させて、通孔１２内に一つずつ半田ボール２を投入する。これにて、半田ボール２はフラックス１７に仮止め状に粘着保持される。かかるスキージブラシを用いた半田ボール２の投入作業において、スキージブラシ圧がマスク１に大きくかかったとしても突起部１５によってマスク１が撓むことを防止でき、投入作業を作業効率良くスムーズに進めることができる。 Next, a large number of solder balls 2 are supplied onto the mask 1, the solder balls 2 are dispersed on the mask 1 using a squeegee brush, and the solder balls 2 are put into the through holes 12 one by one. As a result, the solder ball 2 is adhered and held to the flux 17 in a temporarily fixed shape. In the charging operation of the solder ball 2 using such a squeegee brush, even if the squeegee brush pressure is applied to the mask 1, the mask 1 can be prevented from being bent by the projections 15, and the charging operation can be performed smoothly and efficiently. Can do.
以上のように本実施形態に係るマスク１によれば、マスク本体１０とワーク３との対向間隙を形成する突起部１５を備えているので、突起部１５によってワーク３との対向間隙を確実に確保でき、通孔１２内への半田ボール２の投入作業を効率的に漏れなく進めることが可能となる。 As described above, according to the mask 1 according to the present embodiment, the protrusion 15 that forms the facing gap between the mask main body 10 and the workpiece 3 is provided. This makes it possible to efficiently carry out the operation of putting the solder ball 2 into the through hole 12 without leakage.
マスク本体１０の外周縁に補強用の枠体１１を設けることができ、マスク本体１０をそれ自体に内方に収縮する方向の応力が作用するようなテンションを加えた状態で形成すれば、周囲温度の変化に伴うマスク本体１０の膨張分を、当該収縮方向へのテンションで吸収できる。これにて、ワーク３に対するマスク本体１０の位置ズレの発生を防ぐことができる。また、マスク本体１０の全体に均一なテンションを与えることができるので、ワーク３に対して半田ボール２を位置精度良く搭載させることができる。 A reinforcing frame 11 can be provided on the outer peripheral edge of the mask main body 10, and if the mask main body 10 is formed with a tension applied to the mask main body 10 in such a direction that it contracts inwardly, The expansion of the mask main body 10 accompanying the change in temperature can be absorbed by the tension in the contraction direction. Thereby, it is possible to prevent the positional deviation of the mask main body 10 with respect to the workpiece 3. In addition, since uniform tension can be applied to the entire mask body 10, the solder balls 2 can be mounted on the workpiece 3 with high positional accuracy.
次に、係る構成の配列用マスク１の製造方法を図８及び図９に示す。まず、例えば、導電性を有するステンレス製や真ちゅう鋼製の母型３０の表面にフォトレジスト層３１を形成する。このフォトレジスト層３１は、ネガタイプの感光性ドライフォトレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。ついで、図８（ａ）に示すごとく、フォトレジスト層３１の上に、突起部１５に対応する透光孔３２ａを有するパターンフィルム（ガラスマスク）３２を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、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、図８（ｂ）に示すように、先窄まり状の突起部１５に対応するレジスト体３４ａを有する一次パターンレジスト３４を母型３０上に形成した。この時、紫外線が透過しにくいフォトレジストを用いたり、露光量を弱めたりして、レジスト体３４ａにテーパを付けることが好ましい。続いて、上記母型３０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図８（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体３４ａの高さの範囲内で、母型３０のレジスト体３４ａで覆われていない表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、一次電鋳層３５を形成した。ここでは、母型３０の略全面にわたって、一次電鋳層３５を形成した（第一の電鋳工程）。次に、図８（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト３４を除去する。ここで、一次電鋳層３５の表面に研磨処理を施しておくと良い。 Next, a method of manufacturing the array mask 1 having such a configuration is shown in FIGS. First, for example, a photoresist layer 31 is formed on the surface of a matrix 30 made of stainless steel or brass having conductivity. The photoresist layer 31 was formed by laminating one or several negative photosensitive dry photoresists to a predetermined height and then thermocompression bonding. Next, as shown in FIG. 8A, a pattern film (glass mask) 32 having a light transmitting hole 32 a corresponding to the protrusion 15 is brought into close contact with the photoresist layer 31, and then an ultraviolet lamp 33 is used for ultraviolet rays. Exposure is performed by irradiating light, development and drying are performed, and the unexposed portions are dissolved and removed, thereby corresponding to the tapered protrusions 15 as shown in FIG. 8B. A primary pattern resist 34 having a resist body 34 a was formed on the mother die 30. At this time, it is preferable to taper the resist body 34a by using a photoresist that hardly transmits ultraviolet rays or by reducing the exposure amount. Subsequently, the mother die 30 is placed in an electroforming tank bathed under a predetermined condition, and as shown in FIG. 8C, the resist member 34a of the mother die 30 is within the height range of the previous resist member 34a. A primary electroformed layer 35 was formed by electroforming an electrodeposited metal such as nickel or copper on the surface not covered with. Here, the primary electroformed layer 35 was formed over substantially the entire surface of the mother die 30 (first electroforming process). Next, as shown in FIG. 8D, the primary pattern resist 34 is removed. Here, it is preferable to polish the surface of the primary electroformed layer 35.
次いで、図９（ａ）に示すごとく、一次電鋳層３５および母型３０の表面の全体に、フォトレジスト層３６を形成したうえで、当該フォトレジスト層３６の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔３７ａを有するパターンフィルム（ガラスマスク）３７を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、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、図９（ｂ）に示すように、マスク本体１０に対応するレジスト体３８ａを有する二次パターンレジスト３８を一次電鋳層３５の表面に形成した。続いて、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図９（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体３８ａの高さの範囲内で、母型３０及びのレジスト体３８ａで覆われていない一次電鋳層３５の表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層３９を形成した（第二の電鋳工程）。次に、二次パターンレジスト３８を溶解除去したうえで、母型３０及び一次電鋳層３５から二次電鋳層３９を剥離することにより、図９（ｄ）および図２に示すようなマスク１を得た。 Next, as shown in FIG. 9A, a photoresist layer 36 is formed on the entire surface of the primary electroformed layer 35 and the mother die 30, and then the through hole 12 is formed on the surface of the photoresist layer 36. After closely attaching a pattern film (glass mask) 37 having a corresponding light transmitting hole 37a, exposure is performed by irradiating with ultraviolet light with an ultraviolet lamp 33, and development and drying are performed, and an unexposed portion is exposed. By removing by dissolution, a secondary pattern resist 38 having a resist body 38 a corresponding to the mask body 10 was formed on the surface of the primary electroformed layer 35 as shown in FIG. 9B. Subsequently, it is placed in an electroforming tank bathed under a predetermined condition, and is covered with the matrix 30 and the resist body 38a within the height range of the previous resist body 38a as shown in FIG. 9C. A secondary electroformed layer 39 was formed by electroforming an electrodeposited metal such as nickel or copper on the surface of the primary electroformed layer 35 that was not present (second electroforming step). Next, the secondary pattern resist 38 is dissolved and removed, and then the secondary electroformed layer 39 is peeled off from the mother die 30 and the primary electroformed layer 35, whereby a mask as shown in FIG. 9 (d) and FIG. 1 was obtained.
また、図４に示す配列用マスク１の製造方法を図１０及び図１１を用いて説明する。まず、図１０（ａ）に示すごとく、導電性を有する例えばステンレス製や真ちゅう鋼製の母型３０の表面にフォトレジスト層３１を形成する。このフォトレジスト層３１は、ネガタイプの感光性ドライフォトレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。ついで、フォトレジスト層３１の上に、突起部１５に対応する透光孔３２ａを有するパターンフィルム３２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、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、図１０（ｂ）に示すように、先窄まり状の突起部１５に対応するレジスト体３４ａを有する一次パターンレジスト３４を母型３０上に形成した。この時、紫外線が透過しにくいフォトレジストを用いたり、露光量を弱めたりして、レジスト体３４ａにテーパが付いたものが好ましい。 A method for manufacturing the array mask 1 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 10A, a photoresist layer 31 is formed on the surface of a mother mold 30 made of, for example, stainless steel or brass. The photoresist layer 31 was formed by laminating one or several negative photosensitive dry photoresists to a predetermined height and then thermocompression bonding. Next, after the pattern film 32 (glass mask) having the light transmitting holes 32a corresponding to the protrusions 15 is brought into close contact with the photoresist layer 31, exposure is performed by irradiating ultraviolet light with the ultraviolet lamp 33, As shown in FIG. 10B, the primary pattern resist 34 having the resist body 34a corresponding to the tapered protrusions 15 is obtained by dissolving and removing unexposed portions by performing development and drying processes. Was formed on the matrix 30. At this time, it is preferable that the resist body 34a has a taper by using a photoresist that does not easily transmit ultraviolet rays or by reducing the exposure amount.
続いて、上記母型３０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１０（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体３４ａの高さの範囲内で、母型３０のレジスト体３４ａで覆われていない表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、一次電鋳層３５を形成した。ここでは、母型３０の略全面にわたって、一次電鋳層３５を形成した（第一の電鋳工程）。次に、図１０（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト３４を除去する。ここで、一次電鋳層３５の表面に研磨処理を施しておくと良い。 Subsequently, the mother die 30 is put in an electroforming tank bathed under a predetermined condition, and as shown in FIG. 10C, the resist member 34a of the mother die 30 is within the range of the height of the previous resist member 34a. A primary electroformed layer 35 was formed by electroforming an electrodeposited metal such as nickel or copper on the surface not covered with. Here, the primary electroformed layer 35 was formed over substantially the entire surface of the mother die 30 (first electroforming process). Next, as shown in FIG. 10D, the primary pattern resist 34 is removed. Here, it is preferable to polish the surface of the primary electroformed layer 35.
次いで、図１１（ａ）に示すごとく、一次電鋳層３５および母型３０の表面の全体に、フォトレジスト層３６を形成したうえで、当該フォトレジスト層３６の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔３７ａを有するパターンフィルム３７を密着させたのち、紫外光ランプ３３で紫外線光を照射して露光を行い、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、図１１（ｂ）に示すように、マスク本体１０に対応するレジスト体３８ａを有する二次パターンレジスト３８を一次電鋳層３５の表面に形成した。 Next, as shown in FIG. 11A, a photoresist layer 36 is formed on the entire surface of the primary electroformed layer 35 and the mother die 30, and then the through hole 12 is formed on the surface of the photoresist layer 36. After closely contacting the pattern film 37 having the corresponding light transmitting hole 37a, exposure is performed by irradiating ultraviolet light with the ultraviolet lamp 33, and development and drying are performed to dissolve and remove unexposed portions. Thus, as shown in FIG. 11B, a secondary pattern resist 38 having a resist body 38 a corresponding to the mask body 10 was formed on the surface of the primary electroformed layer 35.
続いて、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１１（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体３８ａの高さの範囲内で、母型３０及びのレジスト体３８ａで覆われていない一次電鋳層３５の表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層３９を形成した（第二の電鋳工程）。最後に、二次パターンレジスト３８を溶解除去したうえで、母型３０及び一次電鋳層３５から二次電鋳層３９を剥離することにより、図１１（ｄ）および図４に示すようなマスク１を得た。 Subsequently, it is placed in an electroforming tank bathed under a predetermined condition, and is covered with the matrix 30 and the resist body 38a within the height range of the previous resist body 38a as shown in FIG. 11 (c). A secondary electroformed layer 39 was formed by electroforming an electrodeposited metal such as nickel or copper on the surface of the primary electroformed layer 35 that was not present (second electroforming step). Finally, the secondary pattern resist 38 is dissolved and removed, and then the secondary electroformed layer 39 is peeled off from the mother die 30 and the primary electroformed layer 35, whereby a mask as shown in FIG. 11 (d) and FIG. 1 was obtained.
こうして得られたマスク１に枠体１１を装着すれば、図１に示すような配列用マスク１が得られる。マスク１（二次電鋳層３９）は、それ自体に内方に収縮する方向の応力が作用するようなテンションを加えた状態で、枠体１１に保持することが可能である。かかる応力の付与は、例えば、枠体１１とマスク１との熱膨張係数の差を利用して、高温環境下でマスク１の外周縁に枠体１１の装着作業を行い、常温時ではマスク１を内方側に収縮させることで実現できる。 If the frame body 11 is attached to the mask 1 thus obtained, an array mask 1 as shown in FIG. 1 is obtained. The mask 1 (secondary electroformed layer 39) can be held on the frame 11 in a state where a tension is applied to the mask 1 so that stress in the direction of inward contraction acts on the mask 1 itself. The stress is applied by, for example, using the difference in thermal expansion coefficient between the frame 11 and the mask 1 to perform the mounting work of the frame 11 on the outer peripheral edge of the mask 1 in a high temperature environment. This can be realized by contracting the inward side.
以上のようなマスク１の製造方法によれば、電鋳法を用いて高精度に配列用マスクを作製することができるので、半田ボール２を位置精度良くワーク３上に搭載させることができる。また、突起部１５を有するマスク１を一回の電鋳（第二の電鋳工程）により、マスク本体１０と突起部１５とを不離一体に形成するようにすれば、マスク本体１０と突起部１５とを別体で形成したものに比べて、該突起部１５の破損などの不都合が生じるおそれが少なく、信頼性に優れたマスク１を高精度に得ることができる点でも優れている。また、突起部１５をマスク本体１０の下面に近づくにつれて大きくなるよう先窄まり状に形成すれば、突起部１５の特に根元に応力が集中することが回避されるため、突起部１５の強度をしっかりと補強できつつ、突起部１５をフラックス１７が塗布された電極６から離間した状態で電極６間に当接できるので、電極６に塗布されたフラックス１７がマスク本体１０に付着することによる半田ボール２の搭載不良を防止することができる。この時、突起部１５の先端部１５’の寸法と根元部１５”の寸法との比を１対３以上とすること、突起部１５のアスペクト比を３以上とすることでより効果的となる。係る所望の寸法及びアスペクト比を有する突起部１５の作製は、レジストパターンを調整することによって容易に得られる。 According to the manufacturing method of the mask 1 as described above, since the alignment mask can be manufactured with high accuracy using the electroforming method, the solder balls 2 can be mounted on the work 3 with high positional accuracy. In addition, if the mask body 10 and the protrusion 15 are formed integrally with each other by a single electroforming (second electroforming process) of the mask 1 having the protrusion 15, the mask body 10 and the protrusion Compared to the case where the protrusion 15 is formed separately, there is less possibility of inconvenience such as breakage of the protrusion 15 and the mask 1 having excellent reliability can be obtained with high accuracy. Further, if the protrusion 15 is formed in a tapered shape so as to increase as it approaches the lower surface of the mask main body 10, it is possible to avoid stress concentration on the root of the protrusion 15. Since the protrusion 15 can be brought into contact with the electrodes 6 in a state of being separated from the electrode 6 to which the flux 17 is applied while being able to reinforce firmly, solder caused by adhesion of the flux 17 applied to the electrode 6 to the mask body 10 Mounting failure of the ball 2 can be prevented. At this time, it is more effective to set the ratio of the dimension of the tip 15 ′ of the protrusion 15 to the dimension of the root 15 ″ to 1: 3 or more and the aspect ratio of the protrusion 15 to 3 or more. The projection 15 having the desired dimensions and aspect ratio can be easily obtained by adjusting the resist pattern.
なお、係る構成のマスク１において、通孔１２及び突起部１５の形状はストレート状としてもテーパ状としても良い。ここで、通孔１２や突起部１５をテーパ状とする場合について具体的に説明すると、通孔１２においては、マスク本体１０のワーク３との対向面側に向かって先窄まり状のテーパを設けることで、半田ボール２を通孔１２内に誘い込みやすくなり、マスク本体１０のワーク３との対向面側に向かって先拡がり状のテーパを設けることで、マスク本体１０のワーク３との対向面側における通孔１２周縁にフラックスが付着されることを防止できる。また、突起部１５においては、マスク本体１０のワーク３との対向面側に向かって先窄まり状のテーパを設けることで、ワーク３上へのマスクの載置をしっかりとすることができ、マスク本体１０のワーク３との対向面側に向かって先拡がり状のテーパを設けることで、ワーク３の電極６が狭ピッチに配列された場合であっても、突起部１５の強度を確保しつつ、ワーク３上への突起部１５の当接をしっかりと対応することができる。かかる形状は、フォトレジスト層３１・３６の感光度や露光条件を変更することによって容易に得られる。 In the mask 1 having such a configuration, the shapes of the through holes 12 and the protrusions 15 may be straight or tapered. Here, the case where the through holes 12 and the protrusions 15 are tapered will be described in detail. In the through holes 12, the tapered shape of the mask body 10 toward the surface facing the workpiece 3 is tapered. By providing, it becomes easy to attract the solder ball 2 into the through-hole 12, and by providing a tapered taper toward the surface of the mask body 10 facing the work 3, the mask body 10 faces the work 3. It is possible to prevent the flux from adhering to the periphery of the through hole 12 on the surface side. In addition, in the protrusion 15, the mask can be placed on the work 3 firmly by providing a tapered taper toward the surface of the mask body 10 facing the work 3. By providing a taper that expands toward the surface facing the workpiece 3 of the mask body 10, the strength of the protrusion 15 is ensured even when the electrodes 6 of the workpiece 3 are arranged at a narrow pitch. However, the contact of the projection 15 on the workpiece 3 can be dealt with firmly. Such a shape can be easily obtained by changing the photosensitivity and exposure conditions of the photoresist layers 31 and 36.
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る配列用マスクについて説明する。本実施形態では、図１２及び図１３に示すように、突起部１５の根元寸法（径、幅）がマスクの下面に近づくにつれて大きくなる末拡がり形状となっており、突起部１５の側面が円弧状となっている。これ以外の点は第１実施形態と基本的には同じなので、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、図１２と図１３とは、パターン領域内における突起部１５（支柱１５ｂ）の有無の点で相違する。
(Second Embodiment)
Next, an array mask according to the second embodiment will be described. In this embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, the base dimension (diameter, width) of the protrusion 15 increases as it approaches the lower surface of the mask, and the side surface of the protrusion 15 is circular. It is arcuate. Since the other points are basically the same as those in the first embodiment, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Note that FIG. 12 and FIG. 13 differ from each other in the presence or absence of the protrusion 15 (the support column 15b) in the pattern region.
図１４および図１５に、本発明の第２実施形態に係る半田ボールの配列用マスクの製造方法を示す。ここでは、突起部１５（支柱１５ｂ）がある形態で説明する。まず、図１４（ａ）に示すごとく、導電性を有する例えばステンレス製や真ちゅう鋼製の母型４０の表面にフォトレジスト層４１を形成する。このフォトレジスト層４１は、ネガタイプの感光性ドライフォトレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。ついで、フォトレジスト層４１の上に、通孔１２に対応する透光孔４２ａを有するパターンフィルム４２（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプ４３で紫外線光を照射して露光を行い、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、図１４（ｂ）に示すように、通孔１２に対応するレジスト体４４ａを有する一次パターンレジスト４４を母型４０上に形成した。 14 and 15 show a method for manufacturing a solder ball arrangement mask according to a second embodiment of the present invention. Here, a description will be given in a form in which there is a protrusion 15 (support 15b). First, as shown in FIG. 14A, a photoresist layer 41 is formed on the surface of a matrix 40 made of, for example, stainless steel or brass having conductivity. This photoresist layer 41 was formed by laminating one or several negative photosensitive dry photoresists according to a predetermined height and then thermocompression bonding. Next, after the pattern film 42 (glass mask) having the light transmitting holes 42a corresponding to the through holes 12 is brought into close contact with the photoresist layer 41, exposure is performed by irradiating ultraviolet light with the ultraviolet light lamp 43, The primary pattern resist 44 having the resist body 44a corresponding to the through-hole 12 is formed on the matrix 40 as shown in FIG. Formed.
続いて、上記母型４０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、先のレジスト体４４ａの高さの範囲内で、母型４０のレジスト体４４ａで覆われていない表面にニッケル等の電着金属を電鋳して、マスク１に対応する一次電鋳層４５を母型４０の略全面にわたって、一次電鋳層３５を形成し、一次電鋳層４５の表面に研磨処理を施したのち、図１４（ｃ）に示すように、レジスト体４４ａを溶解除去した。ここまでの工程は、第１実施形態とほぼ同じである。 Subsequently, the mother die 40 is put in an electroforming bath that is bathed under a predetermined condition, and nickel or the like is formed on the surface not covered with the resist member 44a of the mother die 40 within the height range of the previous resist member 44a. Then, a primary electroformed layer 45 corresponding to the mask 1 is formed on the entire surface of the mother die 40, and the surface of the primary electroformed layer 45 is polished. After that, as shown in FIG. 14C, the resist body 44a was dissolved and removed. The steps so far are substantially the same as those in the first embodiment.
次いで、図１４（ｄ）に示すように、母型４０及び一次電鋳層４５の表面にニッケルや銅などといった導電層５０をめっきによって形成する。この時、一次電着層４５の角部上における導電層５０は、円弧状に形成される。かくして、側面が円弧状の突起部に対応するパターンが得られる。なお、円弧状部分の曲率は、導電層５０の厚みを調整することによって所望のアールが得られる。また、導電層５０を形成する工程は、一次電鋳層４５上に後述する二次パターンレジスト４８を形成した後に行っても良い。なおここで、導電層５０を形成することによって、この導電層５０が剥離層として機能するので、第１実施形態のように母型４０上に二次電鋳層４９を直接形成するのに比べ、母型４０から二次電鋳層４９の剥離が容易となる。マスク１は、二次電鋳層４９と導電層５０とが一体的に積層してなるものでも良いが、導電層５０は除去する方が好ましいので、二次電鋳層４９の剥離を容易にするため、母型４０上にストライクめっきといった密着処理を施すことにより、導電層５０が母型４０に密着されるため、二次電鋳層４９の剥離がより容易となる。また、母型４０表面だけでなく、一次電鋳層４５表面も密着処理を施すことで、導電層５０が一次電鋳層４５表面にも密着されることになるため、二次電鋳層４９の剥離がより一層容易となる。 Next, as shown in FIG. 14D, a conductive layer 50 such as nickel or copper is formed on the surfaces of the mother die 40 and the primary electroformed layer 45 by plating. At this time, the conductive layer 50 on the corner of the primary electrodeposition layer 45 is formed in an arc shape. Thus, a pattern corresponding to a protrusion having an arcuate side surface is obtained. Note that the curvature of the arc-shaped portion can be obtained by adjusting the thickness of the conductive layer 50. Further, the step of forming the conductive layer 50 may be performed after a secondary pattern resist 48 described later is formed on the primary electroformed layer 45. Here, since the conductive layer 50 functions as a peeling layer by forming the conductive layer 50, it is compared with the case where the secondary electroformed layer 49 is directly formed on the mother die 40 as in the first embodiment. Further, the secondary electroformed layer 49 can be easily peeled off from the mother die 40. The mask 1 may be formed by integrally laminating the secondary electroformed layer 49 and the conductive layer 50. However, since it is preferable to remove the conductive layer 50, the secondary electroformed layer 49 can be easily peeled off. For this reason, the conductive layer 50 is brought into close contact with the mother die 40 by performing an adhesion treatment such as strike plating on the mother die 40, so that the secondary electroformed layer 49 can be more easily peeled off. In addition, since the conductive layer 50 is also brought into close contact with the surface of the primary electroformed layer 45 by performing not only the surface of the mother die 40 but also the surface of the primary electroformed layer 45, the secondary electroformed layer 49. Is more easily peeled off.
次に、図１５（ａ）に示すように、導電層５０の表面上に、フォトレジスト層４６を形成したうえで、当該フォトレジスト層４６の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔４７ａを有するパターンフィルム４７を密着させたのち、紫外光ランプ４３で紫外線光を照射して露光を行い、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、図１５（ｂ）に示すように、レジスト体４８ａを有する二次パターンレジスト４８を導電層５０の表面に形成した。次いで、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１５（ｃ）に示すように、先のレジスト体４８ａの高さの範囲内で、レジスト体４８ａで覆われていない導電層５０の表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層４９を形成した（第二の電鋳工程）。最後に、二次パターンレジスト４８を除去するとともに、母型４０、一次電鋳層４５、及び導電層５０から二次電鋳層４９を剥離することにより、図１５（ｄ）および図１３に示すようなマスク１が得られる。 Next, as shown in FIG. 15A, a photoresist layer 46 is formed on the surface of the conductive layer 50, and a light transmitting hole corresponding to the through hole 12 is formed on the surface of the photoresist layer 46. After the pattern film 47 having 47a is adhered, exposure is performed by irradiating ultraviolet light with an ultraviolet lamp 43, development and drying are performed, and unexposed portions are dissolved and removed. As shown in b), a secondary pattern resist 48 having a resist body 48 a was formed on the surface of the conductive layer 50. Next, it is placed in an electroforming tank bathed under a predetermined condition, and as shown in FIG. 15C, the conductive layer 50 not covered with the resist body 48a is within the height range of the previous resist body 48a. Electrodeposited metal such as nickel or copper was electroformed on the surface to form a secondary electroformed layer 49 (second electroforming process). Finally, the secondary pattern resist 48 is removed, and the secondary electroformed layer 49 is peeled off from the mother die 40, the primary electroformed layer 45, and the conductive layer 50, as shown in FIG. 15D and FIG. Such a mask 1 is obtained.
また、別の製造方法を図１６に示す。ここでは、突起部１５（支柱１５ｂ）がない形態で説明する。まず、母型６０の表面にフォトレジスト層を形成し、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、図１６（ａ）に示すように、レジスト体６１ａを有する一次パターンレジスト６１を母型上に形成する。ついで、上記母型６０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、先のレジスト体６１ａの高さと同じ程度もしくは先のレジスト体６１ａの高さを超えるまで、母型６０のレジスト体６１ａで覆われていない表面に電着金属（Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｏなど）を電鋳して、一次電着層６２を形成する。ここでは、図１６（ｂ）に示すように、レジスト体６２ａの高さを超えるまで、一次電着層６２を形成させている。ついで、図１６（ｃ）に示すように、一次電着層６２の表面上に、フォトレジスト層６３を形成する。ついで、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、図１６（ｄ）に示すように、レジスト体６４ａを有する二次パターンレジスト６４を一次電着層６２上に形成する。ついで、図１６（ｅ）に示すように、二次パターンレジスト６４で覆われていない一次電着層６２を一次パターンレジスト６１の高さまでエッチングする。ついで、一次パターンレジスト６１及び二次パターンレジスト６４を溶解除去するとともに、母型６０から一次電着層６２を剥離することにより、図１６（ｆ）および図１２に示すようなマスク１が得られる。 Another manufacturing method is shown in FIG. Here, a description will be given in a form without the protrusion 15 (the support column 15b). First, a photoresist layer is formed on the surface of the mother die 60, and exposure, development, and drying are performed, and unexposed portions are dissolved and removed. As shown in FIG. A primary pattern resist 61 having the following is formed on the matrix. Next, the mother die 60 is placed in an electroforming tank bathed under a predetermined condition, and the resist body 61a of the mother die 60 is equal to the height of the previous resist body 61a or exceeds the height of the previous resist body 61a. Electrodeposited metal (Cu, Ni, Ni—Co, etc.) is electroformed on the surface not covered with, thereby forming the primary electrodeposition layer 62. Here, as shown in FIG. 16B, the primary electrodeposition layer 62 is formed until the height of the resist body 62a is exceeded. Next, as shown in FIG. 16C, a photoresist layer 63 is formed on the surface of the primary electrodeposition layer 62. Next, exposure, development, and drying are performed to dissolve and remove unexposed portions, thereby forming a secondary pattern resist 64 having a resist body 64a as a primary electrodeposition layer 62 as shown in FIG. Form on top. Next, as shown in FIG. 16E, the primary electrodeposition layer 62 not covered with the secondary pattern resist 64 is etched to the height of the primary pattern resist 61. Next, the primary pattern resist 61 and the secondary pattern resist 64 are dissolved and removed, and the primary electrodeposition layer 62 is peeled off from the matrix 60, whereby the mask 1 as shown in FIG. 16 (f) and FIG. 12 is obtained. .
このように、本実施形態のマスクは、突起部１５の根元寸法（径、幅）がマスクの下面に近づくにつれて大きくなる末拡がり形状（突起部１５の根元部１５”から先端部１５’に向かうにつれて窄まっていく先窄まり形状）であって、側面が円弧状の突起部１５を容易に形成することができる。これにより、突起部１５の特に根元部１５”に応力が集中することにより生じる破損を防止できる。これに加えて、マスク１をワーク３に載置した際に、仮に突起部１５にフラックス１７が付着したとしても、突起部１５の側面が円弧となっていることにより、フラックス１７の通孔１２への回り込みを防止できるので、通孔１２にフラックス１７が付着することによる半田ボール２の搭載不良を招くおそれをなくすことができる。なお、突起部１５の根元部１５”の終端位置については、マスク本体１０の下面の通孔１２付近に位置していることが好ましい。本実施形態では、図１３に示すように、マスク本体下面１０ａと通孔内面１２ａとの交点に位置しているが、これに限らず、突起部１５の根元部１５”の終端位置は、マスク本体下面１０ａ上の通孔１２から間隙をとった位置であっても良い。また、突起部１５の側面は、凸状円弧でも凹状円弧でもどちらでも良く、凸状円弧とすれば、強度の良いものになり、凹状円弧とすれば、突起部１５側面のどの位置においても、フラックス１７が付着された電極６に近づく部分がない、つまり、フラックス１７が付着された電極６から一定距離を保った状態となって良い。また、突起部１５の側面や根元部１５”だけでなく、先端部１５’（突起部１５の先端面と側面との交点）にも所望のアールを設けてあっても良い。これは、導電層５０の厚みを調整することで実現でき、これにより、突起部１５のワーク３への接触面積をより小さくすることができ、突起部１５にフラックス１７が付着するおそれが可及的に減少する。このように、突起部１５の先端部１５’及び／又は根元部１５”にアールを設けることで、上記効果が得られる。ここで、特に突起部１５の根元部１５”において、直線に限りなく近い程に曲率が小さい円弧で形成されているものももちろん含まれる。また、突起部１５は、ストレート状と先窄まり状とを組み合わせた形状であっても良い。 As described above, the mask according to the present embodiment has a divergent shape (from the root portion 15 ″ of the protrusion 15 toward the tip portion 15 ′) as the root dimension (diameter, width) of the protrusion 15 increases toward the lower surface of the mask. It is possible to easily form the protruding portion 15 whose side surface is arcuate. The stress concentrates on the root portion 15 ″ of the protruding portion 15 in particular. Damage that occurs can be prevented. In addition to this, even when the flux 17 adheres to the projection 15 when the mask 1 is placed on the workpiece 3, the side surface of the projection 15 has an arc, so that the through-hole 12 of the flux 17 is provided. Since the flux 17 adheres to the through hole 12, it is possible to eliminate the possibility of causing a mounting failure of the solder ball 2. Note that the end position of the root portion 15 ″ of the protrusion 15 is preferably located in the vicinity of the through-hole 12 on the lower surface of the mask main body 10. In this embodiment, as shown in FIG. 10a and the inner surface 12a of the through-hole 12a are not limited to this, but the end position of the base portion 15 ″ of the projection 15 is a position that takes a gap from the through-hole 12 on the lower surface 10a of the mask body. There may be. Further, the side surface of the protrusion 15 may be either a convex arc or a concave arc, and if it is a convex arc, the strength is good, and if it is a concave arc, at any position on the side of the protrusion 15, There may be no portion approaching the electrode 6 to which the flux 17 is attached, that is, a state where a certain distance is maintained from the electrode 6 to which the flux 17 is attached. Further, a desired radius may be provided not only on the side surface and the root portion 15 ″ of the protruding portion 15 but also on the tip portion 15 ′ (intersection of the tip surface and the side surface of the protruding portion 15). This can be realized by adjusting the thickness of the layer 50, whereby the contact area of the protrusion 15 with the work 3 can be further reduced, and the possibility that the flux 17 adheres to the protrusion 15 is reduced as much as possible. In this way, the above-described effect can be obtained by providing a radius at the tip 15 ′ and / or the root 15 ″ of the protrusion 15. Here, in particular, the root portion 15 ″ of the protrusion 15 includes, of course, one formed by an arc having a curvature that is as close to a straight line as possible. The protrusion 15 has a straight shape and a tapered shape. The shape may be a combination of
上記実施形態においては、マスク本体１０と突起部１５が一体となったマスク１としているが、突起部１５が別部材で一体的に形成されたものでも良い。これは、上記マスクにおいて、例えば、突起部１５を銅やアルミ等といった非磁性体で形成すれば、上述したように磁石の磁力吸引力によってワーク３にマスク１を固定する場合に、マスク１に対して磁力が均一に働くことになるので、マスク１が不用意に撓むおそれがなく、電極６に対する通孔１２の位置合わせ精度を向上することができる。係るマスク１は、例えば、第二の電鋳工程（図１５（ｂ）参照）において、突起部１５のパターンに対応する一次電鋳層４５の高さと同等にまでは、非磁性体金属をめっき等によって形成し、その後他は鉄、ニッケル、ニッケル−コバルト等といった磁性体の金属を電鋳等によって形成することで製造することができる。 In the above-described embodiment, the mask 1 is formed by integrating the mask main body 10 and the protrusion 15, but the protrusion 15 may be formed integrally with another member. In the mask, for example, if the protrusion 15 is formed of a nonmagnetic material such as copper or aluminum, the mask 1 is fixed to the mask 1 when the mask 1 is fixed to the work 3 by the magnetic attractive force of the magnet as described above. On the other hand, since the magnetic force acts uniformly, there is no fear that the mask 1 will be bent inadvertently, and the alignment accuracy of the through hole 12 with respect to the electrode 6 can be improved. For example, in the second electroforming process (see FIG. 15B), the mask 1 is plated with a nonmagnetic metal up to the height of the primary electroformed layer 45 corresponding to the pattern of the protrusions 15. It can be manufactured by forming a magnetic metal such as iron, nickel, nickel-cobalt, etc. by electroforming or the like.
また、突起部１５を非磁性体で形成するものにおいて、金属に限らず樹脂やレジストによって形成したものでも良い。係るマスク１の製造方法は、図１４及び図１５において、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示す工程までは同じであり、次いで、導電層５０の表面上に、フォトレジスト層を形成したうえで、当該フォトレジスト層の表面に、前記突起部１５に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、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、若しくは、液状の樹脂を前記突起部１５に対応する部分に埋め込んで硬化させることにより、図１７（ａ）に示すように、レジスト体７１ａを有する二次パターンレジスト７１を導電層５０の表面に形成した。続いて、導電層５０及び二次パターンレジスト７１の表面上に、フォトレジスト層を形成したうえで、当該フォトレジスト層の表面に、前記通孔１２に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、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、図１７（ｂ）に示すように、レジスト体７２ａを有する三次パターンレジスト７２を導電層５０の表面に形成した。なお、二次パターンレジスト７１は、先に三次パターンレジスト７２を形成した後に形成しても良いし、二次パターンレジスト７１及び三次パターンレジスト７２は同時に形成しても良い。 Further, in the case where the protrusion 15 is formed of a non-magnetic material, it is not limited to metal but may be formed of resin or resist. The manufacturing method of the mask 1 is the same as that shown in FIGS. 14A to 14D in FIGS. 14 and 15, and then a photoresist layer is formed on the surface of the conductive layer 50. In addition, after a pattern film having a light transmitting hole corresponding to the protrusion 15 is brought into close contact with the surface of the photoresist layer, exposure is performed by irradiating ultraviolet light with an ultraviolet lamp, and development and drying are performed. As shown in FIG. 17 (a), each process is performed to dissolve and remove the unexposed portion, or by embedding and curing a liquid resin in the portion corresponding to the protruding portion 15. A secondary pattern resist 71 having 71 a was formed on the surface of the conductive layer 50. Subsequently, after forming a photoresist layer on the surfaces of the conductive layer 50 and the secondary pattern resist 71, a pattern film having a light transmitting hole corresponding to the through hole 12 is adhered to the surface of the photoresist layer. After that, exposure is performed by irradiating with ultraviolet light with an ultraviolet lamp, development and drying are performed, and unexposed portions are dissolved and removed, as shown in FIG. A tertiary pattern resist 72 having 72 a was formed on the surface of the conductive layer 50. The secondary pattern resist 71 may be formed after the tertiary pattern resist 72 is formed first, or the secondary pattern resist 71 and the tertiary pattern resist 72 may be formed simultaneously.
その後は、好ましくは三次パターンレジスト７２で覆われていない導電層５０及び二次パターンレジスト７１の表面に密着処理を施すとともに、少なくとも二次パターンレジスト７１の表面に蒸着やスパッタなどにより導電層（不図示）を付与してから、所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１７（ｃ）に示すように、先のレジスト体７２ａの高さの範囲内で、レジスト体７２ａで覆われていない導電層５０及びレジスト体７１ａの表面にニッケルや銅等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層７９を形成した。最後に、三次パターンレジスト７２を除去するとともに、母型４０、一次電鋳層４５、及び導電層５０から二次パターンレジスト７１及び二次電鋳層７３を剥離することにより、図１７（ｄ）に示すようなマスク１を得ることができる。もちろん、蒸着やスパッタなどのみによってマスク１を形成することもできる。 After that, preferably, the surface of the conductive layer 50 and the secondary pattern resist 71 that are not covered with the tertiary pattern resist 72 is subjected to an adhesion treatment, and at least the surface of the secondary pattern resist 71 is subjected to a conductive layer (non-conductive layer) by vapor deposition or sputtering. (Shown in FIG. 17C), and is covered with the resist body 72a within the range of the height of the previous resist body 72a, as shown in FIG. A secondary electroformed layer 79 was formed by electroforming an electrodeposited metal such as nickel or copper on the surfaces of the conductive layer 50 and the resist body 71a not formed. Finally, the tertiary pattern resist 72 is removed, and the secondary pattern resist 71 and the secondary electroformed layer 73 are peeled off from the mother die 40, the primary electroformed layer 45, and the conductive layer 50, whereby FIG. A mask 1 as shown in FIG. Of course, the mask 1 can also be formed only by vapor deposition or sputtering.
このように、突起部１５を非磁性体である樹脂で形成すれば、当該樹脂の弾力性に由来するクッション作用が発揮され、突起部１５がワーク３に当接した際に、ワーク３が損傷するおそれが少なくなる。この効果を顕著に奏するために、マスク１においては、突起部１５だけでなく、ワーク３と当接する部分の全てを樹脂で形成するのが好ましい。これによって、マスク１を磁力によって吸着する場合に、マスク１に対して磁力が均一に働くことにもなるので、マスク１が不用意に撓むおそれがなく、電極６に対する通孔１２の位置合わせ精度を向上させることもできる。 Thus, if the projection 15 is formed of a resin that is a non-magnetic material, a cushioning action derived from the elasticity of the resin is exhibited, and the workpiece 3 is damaged when the projection 15 contacts the workpiece 3. The risk of doing so is reduced. In order to achieve this effect remarkably, in the mask 1, it is preferable to form not only the protrusions 15 but also all of the portions that come into contact with the work 3 with resin. As a result, when the mask 1 is attracted by a magnetic force, the magnetic force acts evenly on the mask 1, so that the mask 1 is not inadvertently bent and the alignment of the through holes 12 with respect to the electrode 6 is achieved. The accuracy can also be improved.
上記製造方法にて得られたマスク１に枠体１１を設ける場合、接着レジストであるソルダーレジストの粘着性を利用して、枠体１１を接合することができる。よって、別途接着剤等により枠体１１を貼り付ける形態に比べて、マスクの生産工程が少なくて済み、マスクの製造コストの削減化に貢献できる。また、この製造方法では、ソルダーレジストを変質させて突起部１５としているため、非磁性体の突起部１５を有するマスクを生産効率良く形成できる点でも優れている。 When the frame body 11 is provided on the mask 1 obtained by the above manufacturing method, the frame body 11 can be joined using the adhesiveness of the solder resist that is an adhesive resist. Therefore, the mask production process can be reduced as compared with the case where the frame body 11 is separately attached with an adhesive or the like, which can contribute to the reduction of the manufacturing cost of the mask. Further, in this manufacturing method, since the solder resist is altered to form the protrusions 15, it is excellent in that a mask having the nonmagnetic protrusions 15 can be formed with high production efficiency.
本発明における突起部１５は、パターンレジスト（一次パターンレジスト３４、一次パターンレジスト４４）によって所望の形状を、また導電層５０によって任意のアールを設けることが可能である。なお、上記実施形態において、突起部１５（支柱１５ｂ）と通孔１２の配置は、突起部１５（支柱１５ｂ）が一つの通孔１２を囲むように配置しても良いし、一つの突起部１５が通孔１２に囲まれるように配置しても良く、例えば、図１８（ａ）〜図１８（ｄ）に示すような配置が考えられる。また、突起部１５の下端面の形状は円に限らず、ひし形・六角形などといった多角形や楕円でも良い。さらに、これら形状においては、図１９に示すように、細長形状及び／又は角が丸みを帯びたものが好ましい。このように、これら形状の長手方向・長径方向を一定方向に合わせることで、例えば、マスク１の裏面を洗浄する際に、洗浄手段（布やスポンジなど）が突起部１５に引っかかることによる洗浄手段や突起部１５が破損するおそれを可及的になくすことができるとともに、スムーズに洗浄することが可能となる。よって、突起部１５全ての長手方向・長径方向を一方向に合わせることが望ましい。なお、細長形状とするのはあくまでも突起部１５の下端面（先端面）においてであり、突起部１５の根元部１５ｂの面においては強度等の点で必ずしも細長形状とする必要はない。 The protrusion 15 in the present invention can be provided with a desired shape by a pattern resist (primary pattern resist 34, primary pattern resist 44) and an arbitrary radius by a conductive layer 50. In the above embodiment, the protrusions 15 (supports 15b) and the through holes 12 may be arranged so that the protrusions 15 (supports 15b) surround one through hole 12, or one protrusion. 15 may be arranged so as to be surrounded by the through-hole 12, for example, the arrangements shown in FIGS. 18 (a) to 18 (d) are conceivable. The shape of the lower end surface of the protrusion 15 is not limited to a circle, but may be a polygon such as a rhombus or a hexagon, or an ellipse. Further, in these shapes, as shown in FIG. 19, an elongated shape and / or a rounded corner is preferable. In this way, by adjusting the longitudinal direction and the major axis direction of these shapes to a certain direction, for example, when the back surface of the mask 1 is cleaned, the cleaning unit (cloth, sponge, etc.) is caught by the protrusion 15. In addition, it is possible to eliminate as much as possible the risk of breakage of the projections 15 and smooth cleaning. Therefore, it is desirable to match the longitudinal direction and the major axis direction of all the protrusions 15 in one direction. The elongated shape is only on the lower end surface (tip surface) of the protruding portion 15, and the surface of the root portion 15 b of the protruding portion 15 does not necessarily have an elongated shape in terms of strength and the like.
１ マスク
２ 半田ボール
３ ワーク
６ 電極
１０ マスク本体
１２ 通孔
１５ 突起部
１５ａ 桟
１５ｂ 支柱
１５ｃ 支柱
１５ｄ 凸部
１５’ 先端部
１５” 根元部
３０、４０、６０ 母型
３１、４１ フォトレジスト層
３４、４４、６１ 一次パターンレジスト
３４ａ、４４ａ、６１ａ レジスト体
３５、４５、６２ 一次電鋳層
３６、４６、６３ フォトレジスト層
３８、４８、６４、７１ 二次パターンレジスト
３８ａ、４８ａ、６４ａ、７１ａ レジスト体
３９、４９、７３ 二次電鋳層
５０ 導電層
７２ 三次パターンレジスト
７２ａ レジスト体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mask 2 Solder ball 3 Work 6 Electrode 10 Mask main body 12 Through-hole 15 Protrusion part 15a Crosspiece 15b Post 15c Post 15d Convex part 15 'Tip part 15 "Root part 30, 40, 60 Master mold 31, 41 Photoresist layer 34, 44, 61 Primary pattern resist 34a, 44a, 61a Resist body 35, 45, 62 Primary electroformed layer 36, 46, 63 Photoresist layer 38, 48, 64, 71 Secondary pattern resist 38a, 48a, 64a, 71a Resist body 39, 49, 73 Secondary electroformed layer 50 Conductive layer 72 Tertiary pattern resist 72a Resist body
Claims (6)
前記通孔（１２）からなるパターン領域が多数形成されたマスク本体（１０）と、前記マスク本体（１０）の前記ワーク（３）との対向面側に設けられた突起部（１５）とを備え、
前記突起部（１５）は、少なくとも前記パターン領域間に形成されていることを特徴とする配列用マスク。 An array mask for mounting the solder balls (2) at predetermined positions on the workpiece (3) by swinging the solder balls (2) into the through holes (12) corresponding to the predetermined array pattern,
A mask main body (10) in which a large number of pattern regions including the through holes (12) are formed, and a protrusion (15) provided on the surface of the mask main body (10) facing the workpiece (3). Prepared,
The projection mask (15) is formed at least between the pattern regions, and the mask for alignment is characterized by the above.
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