JP2018041984A - Array mask and manufacturing method thereof - 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、配列用マスク及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an array mask used for forming, for example, solder bumps and a method for manufacturing the same.
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.
しかしながら、近年では電子機器の小型化に伴い、バンプの微小化が進んできている。つまり、バンプの微小化に伴って、マスクにおける通孔間隔寸法やパターン領域間隔寸法が狭くなり、通孔間やパターン領域間(パターン領域外周)に配される突起部自身の外形寸法も小さくなる傾向にあるため、マスクとワークとの対向間隔が狭まり、ワークの電極上に配されたフラックスがマスクに付着しやすくなる。特に、マスク本体の下面や通孔内面にフラックスが付着してしまうと、半田ボールの搭載不良が生じやすくなってしまう。本発明の目的は、バンプの微小化に伴って、突起部自身の外形寸法を小さくした場合でも、半田ボールを不良なく搭載できる配列用マスク及びその製造方法を提供することにある。 However, in recent years, bumps have been miniaturized along with miniaturization of electronic devices. That is, with the miniaturization of the bumps, the through hole dimension and the pattern area interval dimension in the mask become narrower, and the external dimensions of the projections arranged between the through holes and between the pattern areas (outer periphery of the pattern area) also become smaller. Because of this tendency, the facing distance between the mask and the workpiece is narrowed, and the flux arranged on the workpiece electrode is likely to adhere to the mask. In particular, if the flux adheres to the lower surface of the mask main body or the inner surface of the through-hole, poor solder ball mounting is likely to occur. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an array mask that can mount solder balls without defects even when the external dimensions of the projections themselves are reduced with the miniaturization of bumps, and a method for manufacturing the same.
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、少なくともマスク本体10下面に、コーティング層50が形成されていることを特徴とする。また、マスク本体10と突起部15とは別体で形成されている。また、コーティング層50は、マスク本体10下面及び突起部15表面を覆うように形成されている。このコーティング層50は、1μm以下の厚さで形成すると良い。 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 protrusion 15 provided on the surface of the mask body 10 facing the workpiece 3, and a coating layer 50 is formed on at least the lower surface of the mask body 10. Features. Further, the mask body 10 and the protrusion 15 are formed separately. The coating layer 50 is formed so as to cover the lower surface of the mask main body 10 and the surface of the protrusion 15. The coating layer 50 is preferably formed with a thickness of 1 μm or less.
また本発明は、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、少なくともマスク本体10下面に、コーティング層50が形成された配列用マスクの製造方法である。まず、母型40上に、レジスト体41aを有する一次パターンレジスト41を形成する。次に、レジスト体41aを用いて、母型40上に、一次電着層42を形成する。次に、一次電着層42上に、レジスト体44aを有する二次パターンレジスト44を形成する。次に、一次電着層42表面に、コーティング層50を形成する。このコーティング層50は、一次電着層42の二次パターンレジスト44を有する側の表面及び二次パターンレジスト44の表面に形成すると良い。 The present invention also includes a mask main body 10 in which a large number of pattern regions each 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, at least on the lower surface of the mask main body 10. This is a method for manufacturing an alignment mask in which the coating layer 50 is formed. First, a primary pattern resist 41 having a resist body 41 a is formed on the mother die 40. Next, the primary electrodeposition layer 42 is formed on the mother die 40 using the resist body 41a. Next, a secondary pattern resist 44 having a resist body 44 a is formed on the primary electrodeposition layer 42. Next, the coating layer 50 is formed on the surface of the primary electrodeposition layer 42. The coating layer 50 is preferably formed on the surface of the primary electrodeposition layer 42 on the side having the secondary pattern resist 44 and the surface of the secondary pattern resist 44.
本発明の配列用マスクによれば、マスク本体下面に、コーティング層が形成されているので、マスク本体下面にフラックスが付着したままの状態を防ぐことができる。また、マスク本体下面及び突起部表面を覆うようにコーティング層を形成することで、コーティング層が突起部の保護層としての機能を果たすことになり、突起部の脱落、変形、破損を防ぐことができる。 According to the arrangement mask of the present invention, since the coating layer is formed on the lower surface of the mask body, it is possible to prevent the state in which the flux remains attached to the lower surface of the mask body. In addition, by forming a coating layer so as to cover the lower surface of the mask body and the surface of the protrusion, the coating layer functions as a protective layer for the protrusion, and prevents the protrusion from dropping, deforming, or damaging. it can.
(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のような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。また、隣り合うパターン領域間(パターン領域の外周)にパターン領域を囲むようにして設ける突起部15の形状としては、桟15aに限らず、図5に示すように、支柱15cであっても良い。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の下面から突起部15の先端に向かって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. Further, the shape of the protrusion 15 provided so as to surround the pattern region between adjacent pattern regions (outer periphery of the pattern region) is not limited to the crosspiece 15a, but may be a support column 15c as shown in FIG. 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 column 15 b) is formed so as to be tapered from the lower surface of the mask body 10 toward the tip of the protrusion 15. Preferably, it has a truncated cone shape.
突起部15の形状としては、この他に図6に示すように、突起部15の根元寸法がマスク本体10の下面に向かうにつれて大きくなる末拡がり形状(突起部15の根元から先端に向かうにつれて窄まっていく先窄まり形状)であって、側面が円弧状に形成されたものであっても良い。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とともに、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く、マスク本体下面10aと通孔内面12aとの交点に位置する形態、マスク本体下面10a上の通孔12から間隙をとったところに位置する形態が考えられる。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。さらに、突起部15の先端部15’及び/又は根元部15”を円弧状に形成しても良く、これにより、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。 In addition to this, as shown in FIG. 6, the shape of the protrusion 15 is a divergent shape in which the root dimension of the protrusion 15 increases toward the lower surface of the mask body 10 (squeezed from the root of the protrusion 15 toward the tip). It may be a constricted shape), and the side surface may be formed in an arc shape. This can prevent damage caused by concentration of stress on the projection 15, particularly the root portion 15 ″, and even if the flux 17 adheres to the projection 15 when the mask 1 is placed on the workpiece 3. Since the side surface of the protrusion 15 is an arc, the flux 17 can be prevented from wrapping around the through hole 12, which may cause a mounting failure of the solder ball 2 due to the flux 17 adhering to the through hole 12. It should be noted that the end position of the base 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, and the mask main body lower surface 10a, the through hole inner surface 12a, and the like. A form located at the intersection of the two and a form located at a position where a gap is formed from the through hole 12 on the lower surface 10a of the mask main body are conceivable. Further, the side surface of the projection 15 may be either a convex arc or a concave arc, and if it is a convex arc, the strength will be good, and if it is a concave arc, the flux 17 will be at any position on the side of the projection 15. There may be no portion approaching the attached electrode 6, that is, a state where a certain distance is maintained from the electrode 6 to which the flux 17 is attached. Furthermore, the tip portion 15 ′ and / or the root portion 15 ″ of the protrusion 15 may be formed in an arc shape, thereby reducing the possibility that the flux 17 adheres to the protrusion 15 as much as possible.
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)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)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, it is preferable to set the dimension L4 from the pattern region to the base of the protrusion 15 (the crosspiece 15a and the support column 15c) to 0.01 mm or more, and in this embodiment, 0.02 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 area to the center of the tip of the protrusion 15 (the crosspiece 15a, the support column 15c) is L5, the ratio of L1, L2, and L5 is 1: 3 to 2.5 or more, The above-mentioned compatibility effect can be utilized to the maximum.
ここでは、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、マスク本体10と突起部15と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1において、マスク本体10を磁性体で形成し、突起部15を非磁性体で形成すれば、磁石の磁力吸引によってワーク3にマスク1を固定する場合に、マスク1に対して磁力を均一に働かせることができるので、マスク1が不用意に撓むおそれがなく、ワークに良好に密着させることができ、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。また、マスク1を取り外す際には、ワーク3と突起部15が直接磁力結合しないので、版離れを良好にすることができる。係るマスク1は、例えば、マスク本体10を磁性体金属(ニッケル、鉄等)によって形成し、突起部15を非磁性体金属(銅、アルミなど)によって形成することで得られる。 Here, the mask 1 is formed by integrating the mask body 10 and the protrusion 15, but the mask body 10 and the protrusion 15 may be integrally formed by separate members. In the mask 1, if the mask body 10 is formed of a magnetic material and the protrusion 15 is formed of a non-magnetic material, the mask 1 is fixed to the work 1 when the mask 1 is fixed to the work 3 by magnetic attraction of a magnet. Since the magnetic force can be applied uniformly, the mask 1 is not inadvertently bent and can be satisfactorily adhered to the work, and the alignment accuracy of the through hole 12 with respect to the electrode 6 can be improved. Further, when the mask 1 is removed, the workpiece 3 and the protrusion 15 are not directly magnetically coupled, so that the plate separation can be improved. Such a mask 1 can be obtained, for example, by forming the mask body 10 from a magnetic metal (nickel, iron, etc.) and forming the protrusion 15 from a nonmagnetic metal (copper, aluminum, etc.).
また、突起部15を非磁性体で形成するものにおいては、上記金属に限らず、樹脂やレジストによって形成したものでも良い。これにより、上記効果に加え、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。なお、係る効果を顕著に奏するためには、マスク1において、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ことが好ましい。また、突起部15を樹脂で形成する場合、電鋳法でマスク本体10を形成する時に使用するレジストと同じものを使用すれば、生産効率良く形成できる。 Moreover, what forms the projection part 15 with a nonmagnetic material is not limited to the above metal, but may be formed of resin or resist. Thereby, in addition to the above effects, a cushioning action derived from the elasticity of the resin is exhibited, and the possibility that the work 3 is damaged when the protrusion 15 contacts the work 3 is reduced. In addition, in order to show such an effect remarkably, it is preferable to form not only the projection part 15 but all the parts contact | abutted with the workpiece | work 3 in the mask 1 with resin. Moreover, when forming the projection part 15 with resin, if the same resist as that used when forming the mask body 10 by electroforming is used, it can be formed with high production efficiency.
また、本マスク1においては、図2、図4、図6に示すように、マスク本体10下面や通孔12内面にコーティング層50を設けている。コーティング層50としては、撥水性を有するものが好ましく、その材質としては、フッ素樹脂、シリコン樹脂、乳剤、レジスト(液状)などがある。係るコーティング層50を設けることにより、マスク本体10下面や通孔12内面にフラックスが付着してもフラックスを弾くことができ、マスク本体10下面や通孔12内面にフラックスが付着したままの状態を防止できる。なお、該コーティング層50は、マスク本体10上面に形成しても良いし、パターン領域間であって、突起部15(桟15a、支柱15c)間におけるマスク本体10下面においては形成しなくて良い。要は、フラックスが付着すると半田ボールの搭載不良が生じやすい部分に形成するのが望ましく、マスク1をワーク上に載置した際に、電極6上に塗布されたフラックス17と対面するマスク本体10及び突起部15の表面に形成することが望ましい。 Moreover, in this mask 1, as shown in FIG.2, FIG.4, FIG.6, the coating layer 50 is provided in the mask main body 10 lower surface and the through-hole 12 inner surface. The coating layer 50 preferably has water repellency, and examples of the material include a fluororesin, a silicon resin, an emulsion, and a resist (liquid). By providing the coating layer 50, the flux can be repelled even if the flux adheres to the lower surface of the mask body 10 and the inner surface of the through hole 12, and the flux remains attached to the lower surface of the mask body 10 and the inner surface of the through hole 12. Can be prevented. The coating layer 50 may be formed on the upper surface of the mask body 10 or may not be formed on the lower surface of the mask body 10 between the pattern regions and between the protrusions 15 (the crosspieces 15a and the support columns 15c). . In short, it is desirable to form the solder ball on the part where defective mounting of the solder ball is likely to occur when the flux adheres, and when the mask 1 is placed on the work, the mask body 10 facing the flux 17 applied on the electrode 6. And it is desirable to form on the surface of the protrusion 15.
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。また、図3、図5においては、コーティング層50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 and 5, what is indicated by reference numeral 15 is the lower end surface (tip surface) of the protrusion 15, and the root of the protrusion 15 is not shown. 3 and 5, the coating layer 50 is not shown.
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、図4、図6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 body 10 is in contact with the workpiece 3 as shown in FIGS. 2, 4, and 6 by the lower end surface of the projection 15 abutting against the surface of the workpiece 3 in the fixed state. The posture is maintained in a separated posture with a facing gap 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、電極6上に半田ボール2がフラックス17によって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. Thus, the solder ball 2 is adhered and held on the electrode 6 in a temporarily fixed shape by the flux 17. 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. Therefore, it is 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7及び図8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7(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7(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7(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7(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. 7A, 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. As shown in FIG. 7B, exposure is performed by irradiating light, development and drying are performed, and unexposed portions are dissolved and removed, thereby corresponding to the tapered protrusions 15. 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. 7C, 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. 7D, 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8(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8(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8(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、母型30及び一次電鋳層35から二次電鋳層39を剥離する。最後に、マスク本体10下面に対応する二次電鋳層39の母型面側及び通孔12内面に対応する二次電鋳層39の二次パターンレジスト38との対向面にコーティング層50を形成することで、図8(e)および図2に示すようなマスク1を得た。 Next, as shown in FIG. 8A, 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 38a corresponding to the mask body 10 was formed on the surface of the primary electroformed layer 35, as shown in FIG. 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. 8 (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). Next, the secondary pattern resist 38 is dissolved and removed, and the secondary electroformed layer 39 is peeled off from the mother die 30 and the primary electroformed layer 35. Finally, the coating layer 50 is formed on the surface of the secondary electroformed layer 39 corresponding to the lower surface of the mask main body 10 and the surface facing the secondary pattern resist 38 of the secondary electroformed layer 39 corresponding to the inner surface of the through hole 12. By forming, a mask 1 as shown in FIG. 8E and FIG. 2 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35の形状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 protrusion 15 having the desired dimensions and aspect ratio can be easily obtained by adjusting the shape of the resist pattern 35.
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9に示すように、コーティング層50がマスク本体10下面だけでなく、突起部15の表面にも形成されている。
(Second Embodiment)
Next, an array mask according to the second embodiment will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the coating layer 50 is formed not only on the lower surface of the mask body 10 but also on the surface of the protrusion 15.
本実施形態の配列用マスクによれば、突起部15表面にもコーティング層50が形成されているので、突起部15に対してもフラックスの付着を防止できる。また、マスク本体10下面、通孔12内面、及び突起部15表面にコーティング層50を形成することで、仮に、通孔12内面にフラックスが付着したとしても、フラックスを弾き、マスク本体10下面及び突起部15表面を介してワーク上に流すことができる。また、フラックス17の通孔12への回り込みをより確実に防止できる。 According to the arrangement mask of the present embodiment, since the coating layer 50 is also formed on the surface of the protrusion 15, it is possible to prevent the flux from adhering to the protrusion 15. Further, by forming the coating layer 50 on the lower surface of the mask body 10, the inner surface of the through hole 12, and the surface of the protrusion 15, even if the flux adheres to the inner surface of the through hole 12, It can flow on the workpiece through the surface of the protrusion 15. Further, it is possible to more reliably prevent the flux 17 from entering the through hole 12.
さらに、マスク本体10下面及び突起部15表面の全面を覆うようにコーティング層50を形成することで、例えば、マスク本体10と突起部15とを別部材で形成した場合、両者間の接合強度が弱く(これは、バンプの微細化に伴って通孔間隔寸法やパターン領域間隔寸法が狭くなり、通孔間やパターン領域間(パターン領域外周)に配される突起部15自身の外形寸法も小さくなる傾向にあるため、突起部15とマスク本体10との接合面積が小さくなることに起因する)、マスク1使用時に突起部15が不用意に脱落、変形、破損するおそれがあるが、係る構成により、コーティング層50が突起部15の保護層として機能することになるので、突起部15の脱落、変形、破損の防止にも寄与できる。なお、突起部15の脱落、変形、破損を防ぐことに特化したい場合は、マスク本体10の下面及び突起部15の表面に、スパッタや無電解めっきによって金属層(Ni、Cuなど)を形成することにより、コーティング層50を設けると良い。 Further, by forming the coating layer 50 so as to cover the entire lower surface of the mask main body 10 and the surface of the protrusion 15, for example, when the mask main body 10 and the protrusion 15 are formed as separate members, the bonding strength between them is increased. It is weak (this is because the through hole spacing and the pattern area spacing are narrowed as the bumps are miniaturized, and the external dimensions of the projections 15 arranged between the through holes and between the pattern areas (outside of the pattern area) are also small. This is due to the fact that the joint area between the protrusion 15 and the mask body 10 is reduced), and the protrusion 15 may be inadvertently dropped, deformed, or damaged when the mask 1 is used. As a result, the coating layer 50 functions as a protective layer for the protrusion 15, which can contribute to prevention of the drop, deformation, and breakage of the protrusion 15. In order to specialize in preventing the protrusion 15 from dropping, deforming, or damaging, a metal layer (Ni, Cu, etc.) is formed on the lower surface of the mask body 10 and the surface of the protrusion 15 by sputtering or electroless plating. Thus, the coating layer 50 is preferably provided.
図10及び図11に、本実施形態の配列用マスクの製造方法を示す。まず、図10(a)に示すごとく、母型40を用意する。母型40は導電性を有するものであれば何でも良く、本実施形態ではステンレスを用いた。次いで、母型40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、図10(b)に示すごとく、レジスト体41aを有する一次パターンレジスト41を母型40上に形成した。上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、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして形成した。次いで、上記母型40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41aの高さと同じ程度に、母型40のレジスト体41aで覆われていない表面に電着金属を電鋳して、一次電着層42を形成した。本実施形態では、Ni−Co電鋳により一次電着層42を形成した。なお、一次電着層42を形成した後に一次電着層42表面に対して、ベルト研摩などといった機械的研摩および/または電解研磨するのが好ましい。次いで、図10(d)に示すごとく、レジスト体41a(レジストパターン41)を溶解除去した。 10 and 11 show a method of manufacturing the array mask according to this embodiment. First, as shown in FIG. 10A, a mother die 40 is prepared. The mother die 40 may be anything as long as it has conductivity, and stainless steel is used in this embodiment. Next, a photoresist layer is formed on the surface of the mother die 40, and exposure, development, and drying are performed by well-known methods to dissolve and remove unexposed portions, as shown in FIG. A primary pattern resist 41 having a resist body 41 a was formed on the mother die 40. The photoresist layer was formed by laminating one or several negative photosensitive dry film resists to a predetermined height. Next, the mother die 40 is put in an electroforming tank bathed under a predetermined condition, and is covered with the resist body 41a of the mother die 40 as much as the height of the previous resist body 41a as shown in FIG. 10 (c). A primary electrodeposition layer 42 was formed by electroforming an electrodeposited metal on an unfinished surface. In the present embodiment, the primary electrodeposition layer 42 is formed by Ni-Co electroforming. In addition, after forming the primary electrodeposition layer 42, it is preferable that the surface of the primary electrodeposition layer 42 is subjected to mechanical polishing and / or electrolytic polishing such as belt polishing. Next, as shown in FIG. 10D, the resist body 41a (resist pattern 41) was dissolved and removed.
次いで、図11(a)に示すごとく、一次電着層42の表面上に、ソルダーレジスト層43を形成した。このソルダーレジスト層43は、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして形成した。次いで、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11(b)に示すごとく、レジスト体44aを有する二次パターンレジスト44を一次電着層42上に一体的に形成した。なお、二次パターンレジスト44を形成した後にベーキングなどといった脱落防止処理を行うのが好ましい。これにより、レジスト体44aを有する二次パターンレジスト44と一次電着層42との密着がより強固なものにできる。次いで、図11(c)に示すごとく、母型40から一次電着層42およびその表面に形成された二次パターンレジスト44を剥離する。最後に、一次電着層42の二次パターンレジスト44を有する側の表面および二次パターンレジスト44の表面にコーティング層50を形成することによって、図11(d)及び図9に示す配列用マスク1を得ることができる。なお、コーティング層50は、母型40から一次電着層42および二次パターンレジスト44を剥離する前に形成しても良い。また、コーティング層50は、一次電着層42の二次パターンレジスト44を有する側の表面に限らず、一次電着層42の表面全面に形成しても良い。もちろん、通孔12内面にもコーティング層50を形成しても良い。 Next, as shown in FIG. 11A, a solder resist layer 43 was formed on the surface of the primary electrodeposition layer 42. The solder resist layer 43 is formed by laminating one or several sheets in accordance with a predetermined height. Next, each process of exposure, development, and drying is performed to dissolve and remove the unexposed portions, whereby a secondary pattern resist 44 having a resist body 44a is formed on the primary electrodeposition layer 42 as shown in FIG. Formed integrally. It is preferable that after the secondary pattern resist 44 is formed, a dropping prevention process such as baking is performed. Thereby, the adhesion between the secondary pattern resist 44 having the resist body 44a and the primary electrodeposition layer 42 can be made stronger. Next, as shown in FIG. 11C, the primary electrodeposition layer 42 and the secondary pattern resist 44 formed on the surface thereof are peeled off from the mother die 40. Finally, a coating layer 50 is formed on the surface of the primary electrodeposition layer 42 on the side having the secondary pattern resist 44 and on the surface of the secondary pattern resist 44, whereby the arrangement mask shown in FIG. 11 (d) and FIG. 1 can be obtained. The coating layer 50 may be formed before the primary electrodeposition layer 42 and the secondary pattern resist 44 are peeled from the matrix 40. The coating layer 50 is not limited to the surface of the primary electrodeposition layer 42 on the side having the secondary pattern resist 44, and may be formed on the entire surface of the primary electrodeposition layer 42. Of course, the coating layer 50 may also be formed on the inner surface of the through hole 12.
次に、第2実施形態に係る配列用マスクの別実施形態について説明する。ここでは、図13(a)に示すように、突起部15が樹脂で形成されたものであって、係る突起部15の表面にコーティング層70が形成されており、コーティング層70の材質として、突起部15の材質とは異なる材質で形成されている。 Next, another embodiment of the array mask according to the second embodiment will be described. Here, as shown in FIG. 13A, the protrusion 15 is made of resin, and the coating layer 70 is formed on the surface of the protrusion 15, and the material of the coating layer 70 is as follows. The protrusion 15 is made of a material different from the material.
上述のように、本マスクはワークの電極上に半田ボールを搭載するために用いられるものであるが、半田ボールの配列工程(振込搭載)時に、マスクに汚れなどが付着することがあるので、これを除去するために、必要に応じてマスクを洗浄する。マスクを洗浄する場合、溶剤を用いて行うため、この溶剤が突起部を構成する材質表面にベタツキが発生するなどの悪影響が生じる可能性があるが、突起部表面にコーティング層があるために、このような悪影響から防御している。 As described above, this mask is used to mount solder balls on the workpiece electrodes, but during the solder ball arrangement process (transfer mounting), dirt or the like may adhere to the mask. In order to remove this, the mask is washed as necessary. When cleaning the mask using a solvent, there is a possibility that this solvent may cause adverse effects such as stickiness on the surface of the material constituting the projection, but because the coating layer is on the surface of the projection, Protects against such adverse effects.
そこで、本実施形態のマスクは、樹脂で形成した突起部15に対する悪影響を防御するために、突起部15の表面にコーティング層70を形成しており、コーティング層70が突起部15を構成する材質(樹脂)とは異なる材質で形成している。コーティング層70としては、上記材質に加え、例えば、アクリル系樹脂を主成分とする感光材で形成することも可能である。 Therefore, in the mask of this embodiment, the coating layer 70 is formed on the surface of the protrusion 15 in order to prevent adverse effects on the protrusion 15 formed of resin, and the coating layer 70 constitutes the protrusion 15. It is made of a material different from (resin). The coating layer 70 can be formed of, for example, a photosensitive material mainly composed of an acrylic resin in addition to the above materials.
係る配列用マスクの製造方法は、母型の用意から一次電着層を形成してレジスト体を除去するまでは、前述の工程(図10参照)と同様である。次いで、一次電着層42の表面上に、ソルダーレジスト層を形成し、露光、現像、乾燥の各処理を行うことにより、図14(a)に示すごとく、レジスト体60aを有する二次パターンレジスト60を一次電着層42上に一体的に形成した。次いで、図14(b)に示すごとく、二次パターンレジスト60の表面にコーティング層70を形成する。コーティング層70は、アルカリ現像型の感光材であって、主な含有成分は、アクリル樹脂(55〜65%)、硫酸バリウム(15〜25%)、二酸化珪素(15〜25%)である。最後に、母型40から一次電着層42を、その表面に形成された二次パターンレジスト60およびコーティング層70とともに剥離することによって、図14(c)及び図13に示す配列用マスク1を得ることができる。なお、コーティング層70は、一次電着層42の二次パターンレジスト60を有する側の表面にも形成しても良い。また、一次電着層42上に二次パターンレジスト60を形成後、母型40から剥離してからコーティング層70を形成しても良い。こうすることで、一次電着層42の二次パターンレジスト60を有する側の表面だけでなく、一次電着層42の表面全面にコーティング層70を容易に形成することができる。通孔12の内壁にもコーティング層70を形成しても良い。また、二次パターンレジスト60やコーティング層70を形成した後に、ベーキングなどといった脱落防止処理を行うのが好ましい。これにより、一次電着層42と二次パターンレジスト60、および二次パターンレジスト60とコーティング層70の密着がより強固なものにできる。係る脱落防止処理は、二次パターンレジスト60とコーティング層70を形成毎に行っても良いし、二次パターンレジスト60表面にコーティング層70を形成した後に併せて行っても良い。 The method for manufacturing the array mask is the same as that described above (see FIG. 10) from the preparation of the mother mold to the formation of the primary electrodeposition layer and the removal of the resist body. Next, by forming a solder resist layer on the surface of the primary electrodeposition layer 42 and performing exposure, development, and drying, a secondary pattern resist having a resist body 60a as shown in FIG. 60 was integrally formed on the primary electrodeposition layer 42. Next, as shown in FIG. 14B, a coating layer 70 is formed on the surface of the secondary pattern resist 60. The coating layer 70 is an alkali developing type photosensitive material, and main components are acrylic resin (55 to 65%), barium sulfate (15 to 25%), and silicon dioxide (15 to 25%). Finally, the primary electrodeposition layer 42 is peeled off from the mother die 40 together with the secondary pattern resist 60 and the coating layer 70 formed on the surface thereof, whereby the arrangement mask 1 shown in FIGS. 14C and 13 is obtained. Can be obtained. The coating layer 70 may also be formed on the surface of the primary electrodeposition layer 42 on the side having the secondary pattern resist 60. Alternatively, the coating layer 70 may be formed after the secondary pattern resist 60 is formed on the primary electrodeposition layer 42 and then peeled off from the mother die 40. By doing so, the coating layer 70 can be easily formed not only on the surface of the primary electrodeposition layer 42 on the side having the secondary pattern resist 60 but also on the entire surface of the primary electrodeposition layer 42. The coating layer 70 may also be formed on the inner wall of the through hole 12. Further, it is preferable that after the secondary pattern resist 60 and the coating layer 70 are formed, a dropping prevention process such as baking is performed. Thereby, the adhesion between the primary electrodeposition layer 42 and the secondary pattern resist 60 and between the secondary pattern resist 60 and the coating layer 70 can be made stronger. Such drop-off prevention treatment may be performed every time the secondary pattern resist 60 and the coating layer 70 are formed, or may be performed after the coating layer 70 is formed on the surface of the secondary pattern resist 60.
係る製造方法によって得られたマスク1は、洗浄(溶剤)に強いものとなり、突起部15にベタツキが発生することを可及的に防止できる。また、図13(b)に示すように、コーティング層70を突起部15の表面全面を覆うように形成すれば、突起部15の破損・欠落を防止できる。 The mask 1 obtained by such a manufacturing method is resistant to cleaning (solvent), and it is possible to prevent sticking from occurring on the protrusion 15 as much as possible. Further, as shown in FIG. 13B, if the coating layer 70 is formed so as to cover the entire surface of the projection 15, the projection 15 can be prevented from being damaged or missing.
ここで、突起部15とコーティング層70は同じ樹脂同士なので、突起部15とコーティング層70との密着力は強固なものであるが、マスク本体10に突起部15を形成した後(突起部15の表面にコーティング層70を形成する前)に、突起部15を洗浄して突起部15の表面にあえてベタツキを発生させ、その表面にコーティング層70を形成することで、突起部15とコーティング層70との密着力をより強固なものにすることができる。 Here, since the protrusion 15 and the coating layer 70 are the same resin, the adhesion between the protrusion 15 and the coating layer 70 is strong, but after the protrusion 15 is formed on the mask body 10 (the protrusion 15 Before the coating layer 70 is formed on the surface of the protrusion 15, the protrusion 15 is washed to generate stickiness on the surface of the protrusion 15, and the coating layer 70 is formed on the surface, whereby the protrusion 15 and the coating layer are formed. The adhesion with 70 can be made stronger.
また、図13(c)に示すように、コーティング層70を形成する材質のみで突起部15を形成することもできる。コーティング層70を形成する材質は、フラックスが付着しにくいものであり、具体的には、アクリル樹脂に硫酸バリウム及び/又は二酸化珪素が含有された樹脂混合物が挙げられる。この樹脂混合物は、耐溶剤性に優れている。これについて具体的に説明すると、係る樹脂混合物で幅寸法が0.2〜3.0mm(0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、2.0mm、3.0mmの計7製品)の突起部をニッケル−コバルト合金からなるマスク本体に設けた各マスクを、洗浄剤(化研テック株式会社製)に6〜24時間(6時間、12時間、24時間の計3回)浸漬させたが、全てのマスクにおいて突起部の剥離がなかったことが確認できた。さらに、係る樹脂混合物は、マスク本体10との相性が良く、密着性が良いので、突起部15の幅寸法を狭くすることが可能である。なお、係る樹脂混合物は硬度があるので(JIS規格の引っかき硬度試験で5H〜6H)、マスク本体の厚さが100μm以下において、突起部の幅寸法を5mmより大きくすると、マスクに反りが発生してしまう恐れがあるので、突起部の幅寸法は5mm以下とするのが好ましい。このように、コーティング層70は、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂などといった材質を主成分として形成されている。そして、係る材質を主成分として突起部15を構成することが可能である。 Further, as shown in FIG. 13C, the protrusion 15 can be formed only with the material forming the coating layer 70. The material for forming the coating layer 70 is a material to which the flux is difficult to adhere, and specifically includes a resin mixture in which barium sulfate and / or silicon dioxide is contained in an acrylic resin. This resin mixture is excellent in solvent resistance. More specifically, the resin mixture has a width dimension of 0.2 to 3.0 mm (0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 2.0 mm, 3.0 mm). Each of the masks provided with the protrusions of a total of 7 products) on the mask body made of a nickel-cobalt alloy is applied to a cleaning agent (manufactured by Kaken Tech Co., Ltd.) for 6 to 24 hours (6 hours, 12 hours, 24 hours). 3 times) It was confirmed that no protrusions were peeled off in all the masks. Furthermore, since the resin mixture has good compatibility with the mask body 10 and good adhesion, it is possible to narrow the width dimension of the protrusion 15. Since the resin mixture has hardness (5H-6H in the JIS standard scratch hardness test), if the mask body thickness is 100 μm or less and the width of the protrusion is larger than 5 mm, the mask warps. Therefore, the width of the protrusion is preferably 5 mm or less. Thus, the coating layer 70 is formed mainly of a material such as a fluororesin, a silicon resin, an acrylic resin, or the like. And it is possible to comprise the projection part 15 by using such a material as a main component.
上記突起部15を形成する樹脂混合物の主成分は、アクリル樹脂であるが、これに限らず、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、AS樹脂、PET樹脂、EVA樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド、ポリテトラフロロエチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミドなど(所謂、熱可塑性樹脂)が挙げられる。また、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタンなど(所謂、熱硬化性樹脂)でも良い。 The main component of the resin mixture forming the protrusion 15 is an acrylic resin, but is not limited thereto, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyurethane, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, ABS resin, AS resin, PET resin, EVA resin, fluororesin, polyamide, polyacetal, polycarbonate, polyphenylene ether, polyester, polyolefin, polyphenylene sulfide, polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyethersulfone, amorphous polyarylate, liquid crystal polymer, polyetheretherketone, polyimide, Examples thereof include polyamide imide (so-called thermoplastic resin). Moreover, a phenol resin, an epoxy resin, a melamine resin, a urea resin, an alkyd resin, polyurethane, or the like (so-called thermosetting resin) may be used.
上記各実施形態において、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い。一つの通孔12を囲むように突起部15を配置する場合、突起部15の形状は、支柱のように部分的に設けたものに限らず、無端枠状に設けたものでも良い。また、突起部15の形状は、桟15aや円柱に限らず、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10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。 In each of the above embodiments, 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 disposed so as to be surrounded by the through hole 12. When the projecting portion 15 is disposed so as to surround one through-hole 12, the shape of the projecting portion 15 is not limited to a portion provided like a support column, but may be provided in an endless frame shape. Further, the shape of the protrusion 15 is not limited to the crosspiece 15a or the column, but may be a polygon such as a rhombus or a hexagon or an ellipse. Furthermore, in these shapes, as shown in FIG. 10, an elongated shape and / or rounded corners are 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.
また、上記各実施形態において、通孔12の内面とマスク本体10及び突起部15の表面とでコーティング層50・70の厚みを異ならせても良い。具体的には、通孔12の内面におけるコーティング層50の厚みをT1、マスク本体10及び突起部15の表面におけるコーティング層50の厚みをT2とした時(図9参照)、T1>T2とすれば、半田ボールの搭載不良を引き起こす通孔12内面へのフラックスの付着をより確実に防ぐことができる。また、コーティング層50を滑りやすい(摩擦が小さい)材質で形成すれば、T1の厚み分だけマスク本体10上面と通孔12内面との境目に滑りやすい領域として現れることになり、T1の厚さが厚ければ厚いほど、該領域が大きくなるので、半田ボール2をスキージブラシでかく時に、スキージブラシや半田ボール2を滑らかに移動させることができ、生産性や作業効率の向上が見込める。そして、T1<T2とすれば、マスク本体10下面に突起部15が別体形成された時に、突起部15の脱落、変形、破損をより確実に防ぐことができる。なお、このコーティング層50の形成方法としては、浸漬方式やスプレー方式など種々の方法があるが、コーティング層50を形成する際は、所望する形成個所以外の部分を保護シートで覆うと良い。また、コーティング層50を厚く形成したい時は、厚くしたい個所を局所的にスプレーしたり、マスク1の浸漬させる方向を異ならせたり(例えば、マスク本体10下面において厚くしたい場合は、マスク本体10下面と浸漬面とを平行にした状態で浸漬させると良く、通孔12内面において厚くしたい場合は、マスク本体10下面と浸漬面とを垂直にした状態で浸漬させると良い)することで実現できる。 Moreover, in each said embodiment, you may vary the thickness of the coating layers 50 and 70 by the inner surface of the through-hole 12, and the surface of the mask main body 10 and the projection part 15. FIG. Specifically, when the thickness of the coating layer 50 on the inner surface of the through-hole 12 is T1, and the thickness of the coating layer 50 on the surfaces of the mask body 10 and the protrusion 15 is T2 (see FIG. 9), T1> T2. As a result, it is possible to more reliably prevent the flux from adhering to the inner surface of the through hole 12 which causes mounting failure of the solder ball. Further, if the coating layer 50 is formed of a material that is slippery (small friction), it will appear as a slippery region at the boundary between the upper surface of the mask body 10 and the inner surface of the through-hole 12 by the thickness of T1, and the thickness of T1. As the thickness of the solder ball 2 increases, the area becomes larger. Therefore, when the solder ball 2 is made with a squeegee brush, the squeegee brush and the solder ball 2 can be moved smoothly, and improvement in productivity and work efficiency can be expected. If T1 <T2, when the protrusions 15 are separately formed on the lower surface of the mask body 10, the protrusions 15 can be more reliably prevented from dropping, deforming, or breaking. In addition, as a formation method of this coating layer 50, there exist various methods, such as a dipping method and a spray method, but when forming the coating layer 50, it is good to cover parts other than the desired formation part with a protective sheet. Further, when it is desired to form the coating layer 50 thickly, the portion to be thickened is sprayed locally, or the direction in which the mask 1 is immersed is changed (for example, when the mask body 10 lower surface is desired to be thicker, the lower surface of the mask body 10 is formed). And the immersion surface may be immersed in a parallel state, and if it is desired to increase the thickness of the inner surface of the through-hole 12, it may be realized by immersing the lower surface of the mask body 10 and the immersion surface in a vertical state.
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
15’ 先端部
15” 根元部
30、40 母型
31、36、43 フォトレジスト層(ソルダーレジスト層)
34、41 一次パターンレジスト
34a、41a レジスト体
35、42 一次電着層
38、44、60 二次パターンレジスト
38a、44a レジスト体
39 二次電着層
50、70 コーティング層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mask 2 Solder ball 3 Work piece 6 Electrode 10 Mask main body 12 Through-hole 15 Protrusion part 15a Crosspiece 15b Post 15c Post 15 'Tip part 15 "Root part 30, 40 Master mold 31, 36, 43 Photoresist layer (solder resist layer)
34, 41 Primary pattern resist 34a, 41a Resist body 35, 42 Primary electrodeposition layer 38, 44, 60 Secondary pattern resist 38a, 44a Resist body 39 Secondary electrodeposition layer 50, 70 Coating layer
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複数形成されたマスク本体10と、マスク本体10の下面に設けられた突起部15とを備え、少なくともマスク本体(10)の下面におけるパターン領域にコーティング層が形成されていることを特徴とする。また、突起部15がマスク本体10のパターン領域の近傍に設けられており、突起部15の表面にコーティング層が形成されている。また、コーティング層がマスク本体10の下面のパターン領域及び該パターン領域の近傍に設けられた突起部15の表面に形成されている。 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 main body 10 in which a plurality of regions are formed and a protrusion 15 provided on the lower surface of the mask main body 10, and a coating layer is formed at least in a pattern region on the lower surface of the mask main body (10). To do. Further, the protrusion 15 is provided in the vicinity of the pattern area of the mask body 10, and a coating layer is formed on the surface of the protrusion 15. A coating layer is formed on the pattern region on the lower surface of the mask main body 10 and on the surface of the protrusion 15 provided in the vicinity of the pattern region.
また本発明は、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の製造方法である。まず、通孔12からなるパターン領域を複数有するマスク本体10を形成する。次に、マスク本体10に突起部15を形成する。次に、マスク本体10にコーティング層を形成する。コーティング層は、少なくともマスク本体10の下面におけるパターン領域に形成している。また、突起部15をマスク本体10の下面におけるパターン領域の近傍に設け、コーティング層は、突起部15の表面に形成すると良い。また、コーティング層は、マスク本体10の下面のパターン領域及び該パターン領域の近傍に設けられた突起部15の表面に形成すると良い。 The present invention is also a method for manufacturing 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 . First, the mask main body 10 having a plurality of pattern regions including the through holes 12 is formed. Next, the protrusion 15 is formed on the mask body 10. Next, a coating layer is formed on the mask body 10. The coating layer is formed at least in the pattern region on the lower surface of the mask body 10. Further, it is preferable that the protrusion 15 is provided in the vicinity of the pattern region on the lower surface of the mask body 10 and the coating layer is formed on the surface of the protrusion 15. The coating layer may be formed on the pattern region on the lower surface of the mask body 10 and the surface of the protrusion 15 provided in the vicinity of the pattern region.
本発明によれば、少なくともマスク本体の下面におけるパターン領域に、コーティング層が形成されているので、マスク本体の下面におけるパターン領域にフラックスが付着したままの状態を防ぐことができる。また、マスク本体のパターン領域の近傍に設けられた突起部の表面にコーティング層を形成することで、係るコーティング層が突起部の保護層としての機能を果たすことになり、突起部の脱落、変形、破損を防ぐことができる。
According to the onset bright, the pattern area of the lower surface of at least the mask body, the coating layer is formed, it is possible to prevent the state that flux pattern region of the lower surface of the mask body is attached. In addition, by forming a coating layer on the surface of the protrusion provided in the vicinity of the pattern area of the mask body, the coating layer functions as a protective layer for the protrusion. Can prevent damage.
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、
少なくともマスク本体(10)の下面におけるパターン領域にコーティング層が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,
A mask for arrangement, wherein a coating layer is formed at least in a pattern region on the lower surface of the mask body (10).
母型(40)上に、レジスト体(41a)を有する一次パターンレジスト(41)を形成する工程と、
前記レジスト体(41a)を用いて、前記母型(40)上に、一次電着層(42)を形成する工程と、
前記一次電着層(42)上に、レジスト体(44a)を有する二次パターンレジスト(44)を形成する工程と、
前記一次電着層(42)表面に、前記コーティング層(50)を形成する工程
とを有することを特徴とする配列用マスクの製造方法。 A mask main body (10) in which a large number of pattern regions including through-holes (12) are formed, and a protrusion (15) provided on the surface facing the workpiece (3) of the mask main body (10), A method for manufacturing an array mask in which a coating layer (50) is formed on at least the lower surface of the mask body (10),
Forming a primary pattern resist (41) having a resist body (41a) on the matrix (40);
Forming a primary electrodeposition layer (42) on the matrix (40) using the resist body (41a);
Forming a secondary pattern resist (44) having a resist body (44a) on the primary electrodeposition layer (42);
And a step of forming the coating layer (50) on the surface of the primary electrodeposition layer (42).
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