JP6316713B2 - 回路基板の製造方法 - Google Patents
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Description
工程(1):はんだ付け部が設けられた基板表面に対して樹脂マスク層を形成する工程。
工程(2):前記樹脂マスク層に前記はんだ付け部が露出するように開口部を形成する工程。
工程(3):前記開口部にはんだバンプ形成材料を充填する工程。
工程(4):加熱して前記はんだバンプ形成材料を溶融させて前記はんだ付け部にはんだバンプを固定させる工程。
工程(5):工程(4)で得られた基板を、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン、及び(成分c)水を含有する洗浄剤組成物1を用いて洗浄する工程。
工程(6):工程(5)で得られた基板を、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物、及び(成分D)水を含有する洗浄剤組成物2を用いて洗浄する工程。
工程(1)は、はんだ付け部が設けられた基板表面に対して樹脂マスク層を形成する工程である。はんだ付け部が設けられた基板は、一又は複数の実施形態において、はんだバンプを形成すべきはんだ付け部が設けられた回路基板が挙げられ、前記はんだ付け部は、一又は複数の実施形態において、電極部である。前記基板は、一又は複数の実施形態において、図1(a)に示す通り、基板1の表面がソルダレジスト膜3に覆われ、電極部2が表面に露出している形態が挙げられ、ソルダレジスト膜3は基板1の表面に強固に固定されている。ソルダレジスト膜3としては、限定されない一又は複数の実施形態において、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系などの樹脂が使用される。また、ソルダレジスト膜3は、工程(2)の前に電極部2を露出させるために開口部が形成されてもよく、或いは、工程(2)と同時又はその後に電極部2を露出させるために開口部が形成されてもよい。
工程(2)は、工程(1)で形成した樹脂マスク層に前記はんだ付け部が露出するように開口部を形成する工程である。開口部の形成は、一又は複数の実施形態において、露光・現像処理により行うことができる。また、工程(2)は、一又は複数の実施形態において、ソルダレジスト膜の開口部を同時又は引き続いて露光・現像処理により形成してもよい。工程(2)により、図1(a)に示す一又は複数の実施形態のように、回路基板1の表面にソルダレジスト膜3及び樹脂マスク層4が形成され、これらソルダレジスト膜3及び樹脂マスク層4に形成された開口部7から電極部2が露出している基板が得られうる。
工程(3)は、工程(2)で形成した開口部にはんだバンプ形成材料を充填する工程である。はんだバンプ形成材料は、一又は複数の実施形態において、はんだペーストであり、例えば、ペースト印刷法で充填されうる。また、はんだバンプ形成材料は、一又は複数の実施形態において、はんだボールであって、例えば、ボール搭載法によって充填されうる。
Sn:残部、Ag:0.3%、Cu:0.5%
Sn:残部、Ag:3.5%、Cu:0.7%
Sn:残部、Ag:3.5%
Sn:残部、Cu:0.7%。
工程(4)は、工程(3)で充填したはんだバンプ形成材料を加熱して溶融させて前記はんだ付け部にはんだバンプを固定させる工程である。加熱温度は、一又は複数の実施形態において、200℃以上、回路基板の耐熱性を考慮して200℃〜260℃が挙げられる。はんだバンプ形成材料の液相線温度は、通常200℃以上であり、加熱温度は、その他の一又は複数の実施形態において、前記はんだバンプ形成材料の液相線温度以上、回路基板の耐熱性を考慮して前記液相線温度以上260℃以下が挙げられる。加熱時間は、はんだバンプ形成材料の組成などに応じて決定され、一又は複数の実施形態において、好ましくは30秒〜10分程度、より好ましくは1分〜5分程度である。回路基板の生産性の観点から、一回の加熱処理でバンプを固定させることが好ましい。工程(4)により、図1(c)に示す一又は複数の実施形態のように、回路基板1の表面にソルダレジスト膜3及び樹脂マスク層4が形成され、また、回路基板1の表面の電極部2上にはんだバンプ6が形成された基板が得られうる。
工程(5)は、工程(4)で得られた基板を、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン、及び(成分c)水を含有する洗浄剤組成物1を用いて洗浄する工程である。一又は複数の実施形態において、洗浄の際のはんだの腐食を抑制する観点から、前記洗浄剤組成物1は、さらに、(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有することが好ましい。前記洗浄剤組成物1で基板を洗浄する方法としては、一又は複数の実施形態において、超音波洗浄法、スプレー法、浸漬揺動法、浸漬法、手拭き法の各種の洗浄手段が挙げられる。回路基板の種類にあわせて、これらの手段を単独で又は適宜組み合わせてもよい。回路基板への影響を抑制する観点及び洗浄性の観点からは、スプレー法、浸漬揺動法又は浸漬法が好ましい。
工程(5)における洗浄剤組成物1は、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン及び(成分c)水を含有し、選択的に(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する。洗浄剤組成物1は、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン及び(成分c)水、並びに選択的に(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を、例えば25℃で混合することにより調製することができる。また、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン、及び選択的に(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する濃厚液を予め調製しておき、(成分c)水で希釈して洗浄剤組成物1として使用しても良い。
前記洗浄剤組成物1の成分aである第四級アンモニウム水酸化物としては、一又は複数の実施形態において、下記式(I)で表されるものが挙げられる。
[(R1)3-N-R2]+ OH- (I)
(式中、R1はそれぞれ同一又は異なる炭素数1〜3のアルキル基、R2は炭素数1〜3のアルキル基又は炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基である。)
前記洗浄剤組成物1の成分bは水溶性アミンである。水溶性アミンとしては、例えばアルキルアミン、アルカノールアミン、ポリアミン、環式アミン等が挙げられ、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、アルカノールアミンが好ましい。アルカノールアミンとしては、一又は複数の実施形態において、モノエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−n−ブチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N−t−ブチルエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン等が例示できる。これらの中でも、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、モノエタノールアミンが好ましい。洗浄剤組成物1は、一又は複数の実施形態において、一種類又は複数種類の成分bを含有する。
(式中、R8は水素原子、水酸基、炭素数1〜6の炭化水素基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、又は、炭素数1〜6のアミノアルキル基であり、R9、R10はそれぞれ同一又は異なり水素原子、炭素数1〜6の炭化水素基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、又は、炭素数1〜6のアミノアルキル基であり、R8、R9、R10は同時に水素原子とはならない。)
前記洗浄剤組成物1の成分cである水としては、イオン交換水、超純水等のイオン性物質を抑制したものが挙げられる。洗浄剤組成物1における水の含有量は、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、洗浄剤組成物1の100質量部中、好ましくは50.0質量部以上であり、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、より好ましくは70.0質量部以上、さらに好ましくは75.0質量部以上、よりさらに好ましくは80.0質量部以上であり、また、洗浄剤組成物1における水の含有量は、洗浄剤組成物1の100質量部中、好ましくは95.0質量部以下であり、はんだの腐食を抑制する観点から、より好ましくは93.0質量部以下である。
前記洗浄剤組成物1は、一又は複数の実施形態において、洗浄の際のはんだの腐食を抑制する観点から、(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する。成分dである酸又はそのアンモニウム塩としては、有機酸及び無機酸又はそのアンモニウム塩が挙げられ、有機酸として蟻酸、酢酸、蓚酸、琥珀酸及びクエン酸、無機酸として炭酸、硫酸、硝酸及びリン酸が挙げられる。酸のアンモニウム塩は、アンモニアの酸塩であってもよい。洗浄剤組成物1は、一又は複数の実施形態において、一種類又は複数種類の成分dを含有する。成分dは、具体的には、蟻酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、琥珀酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム及びリン酸アンモニウムからなる群から選ばれる1種以以上の化合物が好ましい。
前記洗浄剤組成物1のpHは、一又は複数の実施形態において、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、好ましくは10.0以上、より好ましくは10.5以上であり、はんだの腐食を抑制する観点から、好ましくは14以下、より好ましくは13.5以下、さらに好ましく13.0以下である。pHは、例えば成分a、成分b、及び/又は成分dの含有量で調整することができる。
前記洗浄剤組成物1は、一又は複数の実施形態において、樹脂マスクの溶解性の観点から有機溶媒を含みうる。有機溶媒としては、一又は複数の実施形態において、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジメチルスルホキシドが挙げられる。洗浄剤組成物1における有機溶媒は、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、洗浄剤組成物1の100質量部中、0質量部以上が好ましく、より好ましくは0.4質量部以上、さらに好ましくは0.8質量部以上であり、同様の観点から35.0質量部以下が好ましく、より好ましくは20.0質量部以下、さらに好ましくは10.0質量部以下である。
前記洗浄剤組成物1は、一又は複数の実施形態において、はんだの腐食を抑制する観点から含窒素複素芳香族化合物を含みうる。含窒素複素芳香族化合物としては、一又は複数の実施形態において、1H−ベンゾトリアゾール、1−メチル−1H−ベンゾトリアゾール、1,2,3−トリアゾールが挙げられる。洗浄剤組成物1における含窒素複素芳香族化合物は、樹脂マスク層除去性の向上及びはんだの腐食を抑制する観点から、洗浄剤組成物1の100質量部中、0.01質量部以上が好ましく、より好ましくは0.02質量部以上、さらに好ましくは0.03質量部以上であり、同様の観点から1質量部以下が好ましく、より好ましくは0.8質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以下である。
工程(5)で得られた基板を、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物、及び(成分D)水を含有する洗浄剤組成物2を用いて洗浄する工程である。工程(6)を行うことで、樹脂マスク層が高い除去率で除去された、はんだバンプが形成された回路基板が得られる。すなわち、工程(6)により、図1(d)に示す一又は複数の実施形態のように、回路基板1の表面の電極部2上にはんだバンプ6が形成され、かつ、回路基板1の表面からソルダレジスト膜3から樹脂マスク層が高い除去率で除去された基板が得られうる。
洗浄剤組成物2は、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物、及び(成分D)水を含有する。洗浄剤組成物2は、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)アミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物、及び(成分D)水とを、例えば25℃で混合することにより調製することができる。また、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)アミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物を含有する濃厚液を予め調製しておき、(成分D)水で希釈して洗浄剤組成物2として使用しても良い。
成分Aは、ジメチルスルホキシド(DMSO)である。前記洗浄剤組成物2におけるジメチルスルホキシドの含有量は、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、洗浄剤組成物2の100質量部中、好ましくは10.0質量部以上、より好ましくは30.0質量部以上、さらに好ましくは35.0質量部以上、よりさらに好ましくは39.0質量部以上である。また、同様の観点から、洗浄剤組成物2の100質量部中、好ましくは50.0質量部以下、より好ましくは43.0質量部以下である。
成分Bは、グリコールエーテルである。成分Bは、一又は複数の実施形態において、下記式(II)で表されるグリコールエーテルであることが好ましい。
R3O (AO)n R4 (II)
(式中、R3は炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜15のアリール基、R4は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、AOは炭素数2又は3のアルキレンオキシ基、nは平均付加モル数であって1〜4である。)
成分Cは、25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物である。成分Cは、一又は複数の実施形態において、下記式(III)で表されかつ25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン、及び/又は、下記式(IV)で表される第四級アンモニウム水酸化物が好ましい。pKaは例えば、『化学便覧 基礎編』(日本化学会 編 丸善株式会社)等に記載されている。pKaは好ましくは9.5以上、より好ましくは9.8以上であり、そして、好ましくは12.0以下、より好ましくは11.5以下、更に好ましくは11.0以下である。
(R5)3 N (III)
(式中、R5はそれぞれ同一又は異なる水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、又は、炭素数1〜6のアミノアルキル基であり、3つのR5は同時に水素原子とはならない。)
[(R6)3-N-R7]+ OH- (IV)
(ただし、式中R6 は炭素数1〜3のアルキル基、R7は1〜3のアルキル基、または炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基を示す。)
成分Dは水であり、イオン交換水、超純水等のイオン性物質を抑制したものが好ましい。洗浄剤組成物2における成分Dの含有量は、樹脂マスク層の除去性の観点から、洗浄剤組成物2の100質量部中、好ましくは3.0質量部以上、より好ましくは8.0質量部以上、さらに好ましくは12.0質量部以上であり、そして、洗浄剤組成物2の100質量部中、好ましくは20.0質量部以下、より好ましくは18.0質量部以下である。
洗浄剤組成物2のpHは、一又は複数の実施形態において、樹脂マスク層を十分に洗浄する観点から、好ましくは11以上、より好ましくは12以上である。pHは、成分Cのアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物の含有量で調整することができる。
本開示に係る回路基板の製造方法は、一又は複数の実施形態において、さらに、前記工程(6)で得られた基板上に電子部品を乗せ、前記はんだバンプの液相線温度260℃以下の温度に加熱して電子部品のはんだ付け部と基板のはんだ付け部とを接合し、電子部品が接合した基板を得る工程を含む。この実施形態によれば、電子部品が接合された回路基板を製造できる。
本開示は、その他の態様において、樹脂マスク層が形成された回路基板から該樹脂マスク層を除去する方法であって、前記基板を最初に、前述した洗浄剤組成物1、すなわち、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン及び(成分c)水並びに選択的に(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する洗浄剤組成物1で洗浄し、次に、前述した洗浄剤組成物2、すなわち、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム、及び(成分D)水を含有する洗浄剤組成物2で洗浄することを含む方法に関する。洗浄剤組成物1及び洗浄剤組成物2の具体的な構成、及び、それらを用いた洗浄方法は、上述のとおりとすることができる。
本開示は、さらにその他の態様において、本開示に係る回路基板の製造方法及び/又は本開示に係る樹脂マスク層の除去方法に使用するためのキットであって、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン及び(成分c)水並びに選択的に(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する洗浄剤組成物1と、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム、及び(成分D)水を含有する洗浄剤組成物2とを含むキットに関する。洗浄剤組成物1及び洗浄剤組成物2の具体的な構成、及び、それらを用いた洗浄方法は、上述のとおりとすることができる。本開示において、前記洗浄剤組成物1及び洗浄剤組成物2は、濃縮物であってもよい。
工程(1):はんだ付け部が設けられた基板表面に対して樹脂マスク層を形成する工程。
工程(2):前記樹脂マスク層に前記はんだ付け部が露出するように開口部を形成する工程。
工程(3):前記開口部にはんだバンプ形成材料を充填する工程。
工程(4):加熱して前記はんだバンプ形成材料を溶融させて前記はんだ付け部にはんだバンプを固定させる工程。
工程(5):工程(4)で得られた基板を、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン、及び(成分c)水を含有する洗浄剤組成物1を用いて洗浄する工程。
工程(6):工程(5)で得られた基板を、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物、及び(成分D)水を含有する洗浄剤組成物2を用いて洗浄する工程。
[(R1)3-N-R2]+ OH- (I)
(式中、R1はそれぞれ同一又は異なる炭素数1〜3のアルキル基、R2は炭素数1〜3のアルキル基又は炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基である。)
<3> 前記洗浄剤組成物1の成分aである第四級アンモニウム水酸化物がカチオンとハイドロキサイドとからなる塩であって、
前記カチオンが、テトラアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜3)又はヒドロキシアルキル基を有するアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜3)の少なくとも一方であり、好ましくは、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ(n−またはi−)プロピルアンモニウム、テトラ(n−またはi−)ブチルアンモニウム、テトラペンチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、及びトリメチルエチルアンモニウムからなる群から選択される少なくとも1つのテトラアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜3)、又は、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム及びトリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムからなる群から選択される少なくとも1つのヒドロキシアルキル基を有するアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜3)であり、より好ましくはテトラメチルアンモニウムであるもの、或いは、
前記第四級アンモニウム水酸化物が、テトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、テトラプロピルアンモニウム水酸化物、トリメチルエチルアンモニウム水酸化物、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム水酸化物、及びトリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム水酸化物からなる群から選択される少なくとも1つであり、好ましくはテトラメチルアンモニウム水酸化物である、<1>又は<2>に記載の製造方法。
<4> 前記洗浄剤組成物1における成分aの含有量が、洗浄剤組成物1の100質量部中、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.7質量部以上であり、又は、好ましくは3.0質量部以下、より好ましくは2.0質量部以下、さらに好ましくは1.5質量部以下である、<1>から<3>のいずれかに記載の製造方法。
<5> 前記洗浄剤組成物1の成分bが、アルカノールアミン、アルキルアミン、ポリアミン、又は環式アミンである、<1>から<4>のいずれかに記載の製造方法。
<6> 前記洗浄剤組成物1の成分bが、アルカノールアミンであり、好ましくはモノエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−n−ブチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N−t−ブチルエタノールアミン、及びN−メチルエタノールアミンからなる群から選択される少なくとも1つのアルカノールアミンであり、より好ましくはモノエタノールアミンである、<1>から<5>のいずれかに記載の製造方法。
<7> 前記洗浄剤組成物1における成分bである水溶性アミンの含有量が、洗浄剤組成物1の100質量部中、好ましくは3.0質量部以上、より好ましくは4.0質量部以上であり、又は、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは8.0質量部以下、さらに好ましくは7.0質量部以下である、<1>から<6>のいずれかに記載の製造方法。
<8> 前記洗浄剤組成物1の成分cである水の含有量が、洗浄剤組成物1の100質量部中、好ましくは50.0質量部以上、より好ましくは70.0質量部以上、さらに好ましくは75.0質量部以上、よりさらに好ましくは80.0質量部以上であり、又は、好ましくは95.0質量部以下、より好ましくは93.0質量部以下である、<1>から<7>のいずれかに記載の製造方法。
<9> 前記洗浄剤組成物1が、さらに、(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する、<1>から<8>のいずれかに記載の製造方法。
<10> 前記洗浄剤組成物1の成分dである酸又はそのアンモニウム塩の含有量が、洗浄剤組成物1の100質量部中、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.6質量部以上、さらに好ましくは0.8質量部以上、よりさらに好ましくは0.9質量部以上であり、又は、好ましくは2.5質量部以下、より好ましくは1.5質量部以下である、<9>に記載の製造方法。
<11> 前記洗浄剤組成物1が、さらに、有機溶媒を含有する、<1>から<10>のいずれかに記載の製造方法。
<12> 前記洗浄剤組成物1における有機溶媒の含有量が、洗浄剤組成物1の100質量部中、好ましくは0質量部以上、より好ましくは0.4質量部以上、さらに好ましくは0.8質量部以上であり、又は、好ましくは35.0質量部以下、より好ましくは20.0質量部以下、さらに好ましくは10.0質量部以下である、<11>に記載の製造方法。
<13> 前記洗浄剤組成物1が、さらに、含窒素複素芳香族化合物を含有する、<1>から<12>のいずれかに記載の製造方法。
<14> 前記洗浄剤組成物1における含窒素複素芳香族化合物の含有量が、剥洗浄剤組成物1の100質量部中、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.02質量部以上、さらに好ましくは0.03質量部以上であり、又は、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.8質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以下である、<13>に記載の製造方法。
<15> 工程(5)の洗浄をpHが11以上、好ましくは12以上、又は、14以下で行う、<1>から<14>のいずれかに記載の製造方法。
<16> 前記工程(5)と前記工程(6)との間に、すすぎ処理の工程、好ましくは水又はアルコールを用いるすすぎ処理の工程、より好ましくは中性付近での水又はアルコールを用いるすすぎ処理の工程を含む、<1>から<15>のいずれかに記載の製造方法。
<17> 前記洗浄剤組成物2が、該洗浄剤組成物2の100質量部に対し、成分Aを10.0質量部以上、好ましくは30.0質量部以上、より好ましくは35.0質量部以上、さらに好ましくは39.0質量部以上及び/又は50.0質量部以下、好ましくは43.0質量部以下含有し、成分Bを30.0質量部以上、好ましくは35.0質量部以上及び/又は70.0質量部以下、好ましくは50.0質量部以下、より好ましくは43.0質量部以下含有し、成分Cを0.5質量部以上、好ましくは1.0質量部以上、より好ましくは3.0質量部以上及び/又は20.0質量部以下、好ましくは15.0質量部以下含有し、成分Dを3.0質量部以上、好ましくは8.0質量部以上、より好ましくは12.0質量部以上及び/又は20.0質量部以下、好ましくは18.0質量部以下含有する、<1>から<16>のいずれかに記載の製造方法。
<18> 前記洗浄剤組成物2の成分Bが、下記式(II)で表されるグリコールエーテルである、<1>から<17>のいずれかに記載の製造方法。
R3O (AO)n R4 (II)
(式中、R3は炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜15のアリール基、R4は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、AOは炭素数2又は3のアルキレンオキシ基、nは平均付加モル数であって1〜4である。)
<19> 前記洗浄剤組成物2の成分Bが、(ポリ)アルキレングリコールのアルキルエーテル又はアリールエーテルであり、
好ましくは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、及びトリプロピレングリコールからなる群から選択される(ポリ)アルキレングリコールのアルキルエーテル又はアリールエーテルであり、
より好ましくは、前記アルキルエーテルは、モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル、モノイソブチルエーテル、モノヘキシルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ブチルメチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ブチルエチルエーテル、ジプロピルエーテル、及びジブチルエーテルからなる群から選択され、及び/又は、アリールエーテルは、モノフェニルエーテル、及びモノベンジルエーテルからなる群から選択され、
さらに好ましくは、前記成分Bがエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノブチルエーテル、モノイソブチルエーテル、モノベンジルエーテルからなる群から選択され、
さらにより好ましくは前記成分Bがジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル及びエチレングリコールモノベンジルエーテルからなる群から選択され、
さらにより好ましくは前記成分Bがジエチレングリコールモノブチルエーテルである、<1>から<18>のいずれかに記載の製造方法。
<20> 前記洗浄剤組成物2における成分Aと成分Bとの質量比[A/B]が、0.15以上、好ましくは0.30以上、より好ましくは0.50以上であり、又は、2.00以下、好ましくは1.50以下、より好ましくは1.20以下である、<1>から<19>のいずれかに記載の製造方法。
<21> 前記洗浄剤組成物2の成分Cの、25℃の水溶液における酸解離定数pKaが、好ましくは9.5以上、より好ましくは9.8以上であり、又は、好ましくは12.0以下、より好ましくは11.5以下、更に好ましくは11.0以下である、<1>から<14>のいずれかに記載の製造方法。
<22> 前記洗浄剤組成物2の成分Cが、下記式(III)で表されるアミン、及び/又は、下記式(IV)で表される第四級アンモニウム水酸化物である、<1>から<21>のいずれかに記載の製造方法。
(R5)3 N (III)
(式中、R5はそれぞれ同一又は異なり水素原子、炭素数1〜6の炭化水素基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、又は、炭素数1〜6のアミノアルキル基であり、3つのR5は同時に水素原子とはならない。)
[(R6)3-N-R7]+ OH- (IV)
(式中、R6はそれぞれ同一又は異なる炭素数1〜3のアルキル基、R7は1〜3のアルキル基又は炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基である。)
<23> 前記工程(4)における加熱温度が、200℃以上、260℃以下である、<1>から<22>のいずれかに記載の製造方法。
<24> 上記式(III)で表される25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上のアミン化合物が、ヒドロキシアルキル基を有するアミン又はアミノアルキル基を有するアミンであり、好ましくはモノエタノールアミン(pKa=9.55)、N,N−ジエチルエタノールアミン(pKa=9.87)、N−メチルエタノールアミン(pKa=9.95)、エチルアミノエタノール(pKa=9.9)等のヒドロキシアルキル基を有するアミン及びプロパンジアミン(pKa=10.6)等のアミノアルキル基を有するアミンからなる群から選択されるものであり、さらに好ましくはN−メチルエタノールアミン又はプロパンジアミンであり、さらにより好ましくはN−メチルエタノールアミンであり、
上記式(IV)で示される第四級アンモニウム水酸化物が、カチオンとハイドロキサイドとからなる塩であり、好ましくは前記カチオンがテトラアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜3)又はヒドロキシアルキル基を有するアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜3)であるものであり、より好ましくは前記カチオンがテトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ(n−またはi−)プロピルアンモニウム、及びトリメチルエチルアンモニウムからなる群から選択されるテトラアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜3)又はトリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム及びトリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムからなる群から選択されるヒドロキシアルキル基を有するアルキルアンモニウムカチオン(アルキルの炭素数1〜3)であるものであり、
或いは、
上記式(IV)で示される第四級アンモニウム水酸化物が、テトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、テトラプロピルアンモニウム水酸化物、テトラブチルアンモニウム水酸化物、テトラペンチルアンモニウム水酸化物、テトラヘキシルアンモニウム水酸化物、トリメチルエチルアンモニウム水酸化物、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム水酸化物、及びトリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム水酸化物からなる群から選択されるもの、好ましくはテトラメチルアンモニウム水酸化物である、<22>又は<23>に記載の製造方法。
<25> 前記洗浄剤組成物2における成分Cの含有量が、洗浄剤組成物2の100質量部中、0.5質量部以上、好ましくは1.0質量部以上、より好ましくは3.0質量部以上及び/又は20.0質量部以下、好ましくは15.0質量部以下である、<1>から<24>のいずれかに記載の製造方法。
<26> 洗浄剤組成物2における成分Dの含有量が、洗浄剤組成物2の100質量部中、3.0質量部以上、好ましくは8.0質量部以上、より好ましくは12.0質量部以上及び/又は20.0質量部以下、好ましくは18.0質量部以下である、<1>から<25>のいずれかに記載の製造方法。
<27> 成分Cと成分Dの質量比〔C/D〕が、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上であり、そして、好ましくは1.5以下、より好ましくは0.9以下であり、さらに好ましくは0.6以下である、<1>から<26>のいずれかに記載の製造方法。
<28> 成分Aと成分Bの合計と、成分Cと成分Dの合計の質量比[〔A+B〕/〔C+D〕]が、好ましくは1.0以上、より好ましくは2.0以上であり、そして、好ましくは10.0以下、より好ましくは5.0以下である、<1>から<27>のいずれかに記載の製造方法。
<29>前記洗浄剤組成物2のpHが、好ましくは11以上、より好ましくは12以上である、<1>から<28>のいずれかに記載の製造方法。
<30> 前記工程(6)の洗浄処理が終了した後に、すすぎ処理の工程、好ましくは水又はアルコールを用いるすすぎ処理の工程、より好ましくは中性付近での水又はアルコールを用いるすすぎ処理の工程を含む、<1>から<29>のいずれかに記載の製造方法。
<31> 樹脂マスク層が形成された回路基板から該樹脂マスク層を除去する方法であって、前記基板を最初に(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン及び(成分c)水、並びに選択的に(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する洗浄剤組成物1で洗浄し、次に(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム及び(成分D)水を含有する洗浄剤組成物2で洗浄することを含む方法。
<32> <1>から<30>のいずれかに記載の製造方法及び/又は<31>記載の樹脂マスク層の除去方法に使用するためのキットであって、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン及び(成分c)水、並びに選択的に(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する洗浄剤組成物1と、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム、及び(成分D)水を含有する洗浄剤組成物2とを含むキット。
下記の洗浄剤組成物1、洗浄剤組成物2、回路基板を使用し、はんだバンプが形成された回路基板を製造した。
[洗浄剤組成物1の調製]
テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(成分a)1質量部、モノエタノールアミン(成分b)5質量部、水(成分c)94質量部(合計100質量部)で配合し、それを均一に混合することにより洗浄剤組成物1を調製した。pHは、13であった。なお、pHは、25℃における洗浄剤組成物1のpHであり、pHメータを用いて測定でき、電極を洗浄剤組成物1に浸漬した後1分後の数値である(以下同様)。この洗浄剤組成物1を実施例1〜9、比較例5〜12の洗浄剤組成物1として使用した。
[洗浄剤組成物2の調製]
ジメチルスルホキシド(成分A)40質量部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(成分B)40質量部、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(成分C)5質量部及び水(成分D)15質量部(合計100質量部)で配合し、それを均一に混合することにより、実施例1の洗浄剤組成物2を調製した。また、実施例2〜9及び比較例5〜12の洗浄剤組成物は、表2に記載の組成となるように各成分を所定の質量部で配合した以外は実施例1と同様に洗浄剤組成物2を調製した。洗浄剤組成物2のpHを表2に示した。表2でpHの欄が「>14」とあるものは、pHが14を超えるものである。
[回路基板]
はんだバンプの形成に用いた回路基板は、厚さ300μm、サイズ15mm×15mmのガラスエポキシ基板であった。この基板は、直径25μmの銅表面の電極を、50μmのピッチで1チップあたり3600個有していた。基板表面の電極周囲は、電極より高い高さ15μmのソルダレジストで囲まれていた。
実施例1〜9及び比較例5〜12では、下記工程(1)〜工程(6b)に従ってはんだバンプが形成された回路基板を製造した。
工程(1) 回路基板に形成されたソルダレジスト(太陽インキ:AUS410)上にレジストフィルム(デュポン:WB−5030)を貼り、樹脂マスク層を形成した。
工程(2) 露光・現像処理により回路基板の電極上の樹脂マスク層及びソルダレジストに開口部を形成した。
工程(3) 市販のはんだペースト(エコソルダーM705−GRN360−K2−V、千住金属製、ハンダ金属(Sn−3Ag−0.5Cu)とフラックス(ロジン酸、添加剤及び溶剤の混合物)の混合物、液相線温度217℃)を塗布した。
工程(4) 250℃のホットプレート上で1分間加熱し、リフローさせて回路基板の電極上にはんだバンプを形成した。該回路基板を1cm角に切断しテストピースとした。
工程(5) 温度60℃に保持された100gの洗浄剤組成物1を入れた200mlビーカー内にその1cm角のテストピースを1分間浸漬し洗浄を行いビーカーからテストピースを取り出した。
工程(5a) テストピースを温度60℃に保持されたイオン交換水に5分浸漬してすすぎを行い、テストピースを取り出した。
工程(5b) テストピースを温度85℃で15分間、送風低温乾燥機で乾燥した。
工程(6) 温度60℃に保持された100gの洗浄剤組成物2(実施例1〜9及び比較例5〜12)を入れた200mlビーカー内にその1cm角のテストピースを1分間浸漬し洗浄を行いビーカーからテストピースを取り出した。
工程(6a) テストピースを温度60℃に保持されたイオン交換水に5分浸漬してすすぎを行い、テストピースを取り出した。
工程(6b) テストピースを温度85℃で15分間、送風低温乾燥機で乾燥した。
比較例1〜4では、以下のようにはんだバンプが形成された回路基板を製造した。
比較例1:工程(6)、工程(6a)及び工程(6b)を行わかった以外は、実施例1と同様にはんだバンプが形成された回路基板を製造した。
比較例2:工程(5)、工程(5a)及び工程(5b)を行わかった以外は、実施例1と同様にはんだバンプが形成された回路基板を製造した。
比較例3:工程(5)で実施例1の洗浄剤組成物2を、工程(6)で実施例1の洗浄剤組成物1を用いた以外は、実施例1と同様にはんだバンプが形成された回路基板を製造した。
比較例4:工程(4)を行わなかった以外は、比較例3と同様にはんだバンプが形成された回路基板を製造した。
<樹脂マスク除去性評価>
回路基板の製造後のテストピースを光学顕微鏡で観察(倍率:1000倍)し、1cm角のテストピースから5視野選択し、光学顕微鏡の面積測定モードで基板上に残存する樹脂マスクの面積を計算し、洗浄率を算出した。除去率の計算方法・測定に用いた光学顕微鏡は下記に示す。実施例1及び比較例1〜4ではバンプ周辺及びその周辺以外の箇所を、実施例2〜9及び比較例5〜11はバンプ周辺以外の箇所で評価した。なお、バンプ周辺以外の箇所は洗浄しにくく差が表れやすい箇所である。
除去率=(5視野の合計面積―洗浄後基板上の樹脂マスク残渣面積)÷5視野の合計面積×100
測定機器:KEYENCE製 デジタルマイクロスコープ VHX−2000
工程(5)で使用する洗浄剤組成物1を、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(成分a)1質量部、モノエタノールアミン(成分b)5質量部、ギ酸(成分d)0.7質量部、水(成分c)92.5質量部、ジエチレングリコールブチルエーテル0.8質量部(合計100質量部)配合し、それを均一に混合することにより調製した以外は、実施例1〜9及び比較例5〜11と同様にして、テストピースにおける樹脂マスク層の除去性を評価した。25℃における洗浄剤組成物1のpHは10.8であった。その結果を表3に示す。
洗浄剤組成物1を、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(成分a)1質量部、モノエタノールアミン(成分b)5質量部、ギ酸アンモニウム(成分d)0.5質量部、水(成分c)92.7質量部、ジエチレングリコールブチルエーテル0.8質量部(合計100質量部)配合し、それを均一に混合することにより調製した以外は、実施例1〜9及び比較例5〜11と同様にして、テストピースにおける樹脂マスク層の除去性を評価した。25℃における洗浄剤組成物1のpHは12.5であった。その結果を表4に示す。
Claims (13)
- 下記の工程(1)〜(6)を含む回路基板の製造方法。
工程(1):はんだ付け部が設けられた基板表面に対して樹脂マスク層を形成する工程。
工程(2):前記樹脂マスク層に前記はんだ付け部が露出するように開口部を形成する工程。
工程(3):前記開口部にはんだバンプ形成材料を充填する工程。
工程(4):加熱して前記はんだバンプ形成材料を溶融させて前記はんだ付け部にはんだバンプを固定させる工程。
工程(5):工程(4)で得られた基板を、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン、及び(成分c)水を含有する洗浄剤組成物1を用いて洗浄する工程。
工程(6):工程(5)で得られた基板を、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物、及び(成分D)水を含有する洗浄剤組成物2を用いて洗浄する工程。 - 前記洗浄剤組成物1の成分aが、下記式(I)で表される、請求項1記載の製造方法。
[(R1)3-N-R2]+ OH- (I)
(式中、R1はそれぞれ同一又は異なる炭素数1〜3のアルキル基、R2は炭素数1〜3のアルキル基又は炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基である。) - 前記洗浄剤組成物1の成分bが、アルカノールアミン、アルキルアミン、ポリアミン、又は環式アミンである、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 工程(5)の洗浄をpHが11以上14以下で行う、請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記洗浄剤組成物2の成分Bが、下記式(II)で表されるグリコールエーテルである、請求項1から4のいずれかに記載の製造方法。
R3O (AO)n R4 (II)
(式中、R3は炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜15のアリール基、R4は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、AOは炭素数2又は3のアルキレンオキシ基、nは平均付加モル数であって1〜4である。) - 前記洗浄剤組成物2の成分Cが、下記式(III)で表されるアミン、及び/又は、下記式(IV)で表される第四級アンモニウム水酸化物である、請求項1から5のいずれかに記載の製造方法。
(R5)3 N (III)
(式中、R5はそれぞれ同一又は異なり水素原子、炭素数1〜6の炭化水素基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基、又は、炭素数1〜6のアミノアルキル基であり、3つのR5は同時に水素原子とはならない。)
[(R6)3-N-R7]+ OH- (IV)
(式中、R6はそれぞれ同一又は異なる炭素数1〜3のアルキル基、R7は1〜3のアルキル基又は炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基である。) - 前記工程(4)における加熱温度が、200℃以上260℃以下である、請求項1から6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記工程(4)における加熱温度が、前記はんだバンプ形成材料の液相線温度以上、260℃以下である、請求項1から7のいずれかに記載の製造方法。
- 前記洗浄剤組成物2が、該洗浄剤組成物2の100質量部に対し、成分Aを10.0質量部以上50.0質量部以下、成分Bを30.0質量部以上70.0質量部以下、成分Cを0.5質量部以上20.0質量部以下、成分Dを3.0質量部以上20.0質量部以下含有する、請求項1から8のいずれかに記載の製造方法。
- 前記洗浄剤組成物2における成分Aと成分Bとの質量比[A/B]が、0.15以上2.00以下である、請求項1から9のいずれかに記載の製造方法。
- 前記工程(5)と前記工程(6)との間に、すすぎ処理の工程を含む、請求項1から10のいずれかに記載の製造方法。
- 前記洗浄剤組成物1が、さらに、(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する、請求項1から11のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1から12のいずれかに記載の製造方法に使用するためのキットであって、(成分a)第四級アンモニウム水酸化物、(成分b)水溶性アミン、及び(成分c)水、並びに選択的に(成分d)酸又はそのアンモニウム塩を含有する洗浄剤組成物1と、(成分A)ジメチルスルホキシド(DMSO)、(成分B)グリコールエーテル、(成分C)25℃の水溶液における酸解離定数pKaが9.0以上であるアミン及び/又は第四級アンモニウム水酸化物、及び(成分D)水を含有する洗浄剤組成物2とを含むキット。
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