JP6758108B2 - 導電性ピラーの配列用マスクおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の配列パターンに対応した配列通孔に導電性ピラーを落とし込んで、ワーク上の所定位置に導電性ピラーを搭載する配列用マスクおよびその製造方法に関する。

ワーク上の所定位置にはんだからなる導電性ボールを搭載するための配列用マスクは、例えば特許文献１に公知である。係る特許文献１の配列用マスクには、導電性ボールを落とし込むための開口部が複数形成されている。開口部は基板（ワーク）の電極パッドの形成パターンに対応するように設けられている。開口部の上端周縁にはスロープ状のボール誘導部が形成されており、ボール誘導部は、開口部に向かってなだらかに下り傾斜する傾斜面で構成されている。落とし込み時には、配列用マスク上に多数個の導電性ボールを供給し、スキージブラシ等で分散させることにより、ボール誘導部で導電性ボールを開口部へ向かって案内して、導電性ボールを円滑に開口部へと落とし込むことができる。

特開２０１１−４４６１６号公報

近年、表面実装型のパッケージ化された電子素子などにおいて、回路基板と接続するための電極の形成パターンの高密度化が進んでおり、従来の導電性ボールに替えて、より高アスペクト比（高さ／径の比）で搭載間隔の狭ピッチ化が可能な円柱状の導電性ピラーが採用されつつある。特許文献１の配列用マスクでは、開口部およびボール誘導部の構造を好適化して、導電性ボールを円滑に落とし込めるようにしている。しかし、特許文献１の配列用マスクの構造を円柱状の導電性ピラーの配列用マスクに適用しても、同様の作用は得られない。それは、円柱状の導電性ピラーが開口部（配列通孔）に落ち込むためには、導電性ピラーの一端が開口部に指向していなければならない。さらに、導電性ピラーは一端を開口部に向けた状態でボール誘導部を滑り落ちる必要がある。しかし、なだらかに下り傾斜する傾斜面で形成されるボール誘導部では、導電性ピラーが滑り落ちるのは困難である。また、横臥姿勢の導電性ピラーの周面が開口部に面する状態でボール誘導部を転がり落ちると、開口部に落ち込むことができず導電性ピラーが開口部を塞いでしまい、当該開口部に導電性ピラーを落とし込むことができない。

本発明の目的は、円柱状の導電性ピラーを円滑に配列通孔内へ落とし込むことができるようにして、導電性ピラーの搭載作業を短時間で終了でき、さらに配列通孔内に落とし込まれた導電性ピラーの傾きや位置ずれを阻止して、ワーク上の所定位置に導電性ピラーを精度よく搭載できる導電性ピラーの配列用マスクおよびその製造方法を提供することにある。

本発明は、所定の配列パターンに対応した配列通孔１２に円柱状の導電性ピラー２を落とし込んで、ワーク３上の所定位置に導電性ピラー２を搭載する配列用マスクを対象とする。配列通孔１２は、マスク本体１０の表面で開口して導電性ピラー２を配列通孔１２の内部へ導入案内する導入孔部１５と、導入孔部１５の下側に設けられて導電性ピラー２を位置決めする保持孔部１６とを備え、導入孔部１５の下端と保持孔部１６の上端とは滑らかに連続している。導入孔部１５は、マスク本体１０の表面側に向かって拡開するベルマウス状に形成されており、保持孔部１６は、同孔部１６の開口径Ｄ１が導電性ピラー２の直径よりも僅かに大きく設定されるストレート孔で形成されていることを特徴とする。

配列通孔１２は、保持孔部１６の下側に同孔部１６の開口径Ｄ１よりも大きな開口径Ｄ３を有する逃げ孔部１７を備えている構成を採ることができる。

導入孔部１５と保持孔部１６の合計高さ寸法をＨ１とし、逃げ孔部１７の高さ寸法をＨ２とするとき、前者の高さ寸法Ｈ１を後者の高さ寸法Ｈ２と同じか、それよりも大きく設定する。

導入孔部１５の高さ寸法をＨ３とし、保持孔部１６の高さ寸法をＨ４とするとき、後者の高さ寸法Ｈ４を前者の高さ寸法Ｈ３と同じか、それよりも大きく設定する。

導入孔部１５の断面形状の曲率を、導入孔部１５の周方向において大小に変化するように形成する。

導入孔部１５の断面形状の曲率を、一側縁から対向する他側縁に向かって大から小に漸次変化するように形成する。

本発明は、所定の配列パターンに対応した配列通孔１２に円柱状の導電性ピラー２を振り込むことで、ワーク３上の所定位置に導電性ピラー２を搭載する配列用マスクの製造方法を対象とする。配列用マスクの製造方法においては、母型２１の表面に、逃げ孔部１７に対応する一次レジスト体２４を有する一次パターンレジスト２５を設ける一次パターンニング工程と、一次パターンレジスト２５の表面に、導入孔部１５および保持孔部１６に対応する二次レジスト体２８を有する二次パターンレジスト２９を設ける二次パターンニング工程と、母型２１上に、電着金属を電着して電鋳層３０を形成する電鋳工程とを含む。電鋳工程において、一次レジスト体２４の上端縁を乗り越え、二次レジスト体２８の上端縁を乗り越えない範囲で電着金属を電着して、ベルマウス状の導入孔部１５を形成することを特徴とする。

二次パターンニング工程において、二次レジスト体２８の中心軸Ｑ２を、一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１と同一軸上に位置する状態で二次パターンレジスト２９を設ける。

二次パターンニング工程において、二次レジスト体２８の中心軸Ｑ２を、一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１に対して偏寄配置した状態で二次パターンレジスト２９を設ける。

本発明の導電性ピラーの配列用マスクにおいては、配列通孔１２を構成する導入孔部１５と保持孔部１６を滑らかに連続させ、導電性ピラー２を導入案内する導入孔部１５を、マスク本体１０の表面側に向かって拡開するベルマウス状に形成した。このように、ベルマウス状に形成した導入孔部１５によれば、導電性ピラー２を配列通孔１２へ落とし込む際に、横臥姿勢にある導電性ピラー２を直立姿勢へと姿勢変更させながら、導入孔部１５の湾曲面に沿って落下させ、導電性ピラー２を配列通孔１２へと導入案内することができる。詳しくは、横臥姿勢にある導電性ピラー２の重心位置が導入孔部１５の上端縁を超えて配列通孔１２上に位置した時に、配列通孔１２上に位置する導電性ピラー２の一端を導入孔部１５の上端縁を支点にして下向きに傾動させることができる。これにより、横臥姿勢にある導電性ピラー２を横臥姿勢から直立姿勢へと徐々に姿勢変更できる。さらに、直立姿勢への姿勢変更と同時に、導電性ピラー２を導入孔部１５に沿って配列通孔１２内へ滑り込ませることができる。従って、本発明の配列用マスクによれば、導電性ピラー２を配列通孔１２へと円滑に落とし込むことができるので、ワーク３に対する導電性ピラー２の搭載作業を短時間で終了できる。

また、開口径Ｄ１を導電性ピラー２の直径よりも僅かに大きく設定したストレート状の保持孔部１６によれば、導入孔部１５で導入案内されて配列通孔１２へと落とし込まれた導電性ピラー２を、保持孔部１６の内面で受止めて位置決めできる。従って、本発明の配列用マスクによれば、導電性ピラー２を保持孔部１６で的確に位置決めでき、さらに、配列通孔１２内における導電性ピラー２の傾きやずれ動きを阻止できるので、ワーク３上の所定位置に導電性ピラー２を精度よく搭載できる。

保持孔部１６の下側に、同孔部１６の開口径Ｄ１よりも大きな開口径Ｄ３を有する逃げ孔部１７を備える配列通孔１２によれば、導電性ピラー２と保持孔部１６の軸心方向の係合部分の長さを、逃げ孔部１７が設けられていない配列通孔１２に比べて小さくすることができる。従って、導電性ピラー２をワーク３に対して搭載した後、より少ない移動量でワーク３から配列用マスクを分離できるので、配列用マスクの分離時に導電性ピラー２が傾いたり位置ずれするのを抑制して、ワーク３上の所定位置に導電性ピラー２をより精度よく搭載できる。また、ワーク３上に配列用マスクを載置した時に、ワーク３と配列用マスクとの接触面積を可及的に小さくできる。これにより、配列用マスクをワーク３上に載置することによる配列用マスクおよびワーク３の傷つき等を抑制することができ、配列用マスクの耐久性の向上を図ることができる。さらに、ワーク３上の導電性ピラー２の搭載位置にはフラックスが塗布される場合があるが、このような場合でも、逃げ孔部１７によりフラックスが配列用マスクに付着するのを防止して、配列用マスクの洗浄の手間を省くことができる。

導入孔部１５と保持孔部１６の合計高さ寸法Ｈ１を、逃げ孔部１７の高さ寸法Ｈ２と同じか、それよりも大きく設定すると、保持孔部１６の下側に逃げ孔部１７を設けた場合でも、十分な高さの導入孔部１５と保持孔部１６を形成することができる。従って、導入孔部１５における導電性ピラー２の導入案内作用、および保持孔部１６における導電性ピラー２の位置決め作用を的確に発揮させることができる。

保持孔部１６の高さ寸法Ｈ４を、導入孔部１５の高さ寸法Ｈ３と同じか、それよりも大きく設定すると、保持孔部１６における導電性ピラー２の位置保決め作用を可及的に大きく発揮させることができ、ワーク３上の所定位置に導電性ピラー２を精度よく搭載できる。

導入孔部１５の断面形状の曲率を、導入孔部１５の周方向において変化するように形成すると、曲率の小さい部分では、導電性ピラー２の導入案内作用を大きく発揮させ、曲率の大きい部分では、保持孔部１６の高さ寸法Ｈ４を大きくして、保持孔部１６における導電性ピラー２の位置決め作用を大きく発揮させることができる。従って、導入孔部１５の周方向において部分的に導電性ピラー２を落とし込みやすくすることができ、さらに落とし込んだ導電性ピラー２を的確に位置決めできる配列通孔１２とすることができる。

導入孔部１５の断面形状の曲率を、一側縁から対向する他側縁に向かって大から小に漸次変化するように形成すると、例えば、曲率の小さい側が同一方向に指向するように配列通孔１２を形成することにより、導電性ピラー２の落とし込み時に、スキージを曲率の小さい側から大きい側に向かって移動させることにより、より素早く配列通孔１２へ導電性ピラー２を落とし込んで、搭載作業をより短時間で終了できる。

本発明に係る導電性ピラーの配列用マスクの製造方法によれば、導入孔部１５をベルマウス状に形成するための工程を別途行う必要なく、ベルマウス状の導入孔部１５を有する配列通孔１２を備えた配列用マスクを製造できる。詳しくは、一次レジスト体２４の上端縁を乗り越えて成長する、電鋳金属の成長先端の縁部は四半円弧状に成長する。従って、電鋳工程において、一次レジスト体２４の上端縁を乗り越え、しかも二次レジスト体２８の上端縁を乗り越えない範囲で電着金属を電着するだけで、ベルマウス状の導入孔部１５を形成することができる。従って、配列用マスクの製造過程における作業工程を短縮して、配列用マスクの製造コストの低減を図ることができる。

二次パターンニング工程において、二次レジスト体２８の中心軸Ｑ２を、一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１と同一軸状に位置する状態にすると、一次レジスト体２４の上端縁を乗り越えて成長する距離を周方向で一様にできるので、導入孔部１５の断面形状を周方向において同一に形成することができる。従って、導入孔部１５における導電性ピラー２の導入案内作用を周方向において一様に発揮でき、いずれの方向からでも円滑に導電性ピラー２を落とし込むことができる配列通孔１２を形成できる。

二次パターンニング工程において、二次レジスト体２８の中心軸Ｑ２を、一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１に対して偏寄配置すると、一次レジスト体２４の上端縁を乗り越えて成長する距離を周方向で異ならせることができるので、導入孔部１５の断面形状を周方向において曲率が大から小に漸次変化するように形成することができる。このとき、乗り越えて成長する距離が長いほど断面形状の曲率は小さくなる。これにより、曲率の小さい側では、導電性ピラー２の導入案内作用を大きく発揮させ、曲率の大きい側では、保持孔部１６の高さ寸法Ｈ４を大きくして、保持孔部１６における導電性ピラー２の位置決め作用を大きく発揮させることができる。従って、導電性ピラー２を落とし込みやすくしながら、落とし込んだ導電性ピラー２を的確に位置決めできる配列通孔１２を、電鋳工程を行うだけで容易に形成できる。

本発明の第１実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクの要部を示す縦断正面図である。 本発明の第１実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクの全体構造を説明するための斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクの縦断正面図である。 本発明の第１実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクの製造方法を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクの製造方法を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクの要部を示す縦断正面図である。 本発明の第２実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクの要部を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクの製造方法を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクの縦断正面図である。

（第１実施形態） 図１から図３に、本発明に係る導電性ピラーの配列用マスクの第１実施形態を示す。なお、本実施形態の図１から図３における厚みや幅などの寸法は実際の様子を示したものではなく、それぞれ模式的に示したものである。他の図においても同様である。配列用マスク（以下、単にマスクという）１は、ＬＳＩチップの電極ポスト形成における導電性ピラー２の搭載作業において使用される。図３に示すように、導電性ピラー２は銅からなる円柱状のブロックであり、その直径寸法は８０μｍであり、高さ寸法は
８５μｍである。図２において、符号３は、マスク１による導電性ピラー２の搭載対象となるワークであり、このワーク３は、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を搭載したのちモールド封止して形成されている。ワーク３の上面には、半導体チップ５を囲むように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、電極ポストの形成後に図２に一点鎖線で示すダイシングラインに沿ってダイシングされ個々のＬＳＩチップに分割される。

マスク１は、ニッケルからなる電着金属を素材として電鋳法によって形成されたマスク本体１０と、マスク本体１０を囲むように装着された額縁状の枠体１１とからなる。マスク本体１０の盤面には、電極６の形成パターンに合致する配列パターンに対応する多数独立の配列通孔１２が形成されている。この配列通孔１２に導電性ピラー２を落とし込むことで、ワーク３上の所定位置に導電性ピラー２を搭載できる。枠体１１はマスク本体１０を補強しており、マスク本体１０よりも肉厚の４２アロイ、インバー材、スーパーインバー材、ＳＵＳ４３０等の低熱線膨張係数の材質からなる。マスク本体１０の外周縁に枠体１１を接着剤等で接着することにより両者１０・１１は不離一体的に接合されている。なお、マスク本体１０は、ニッケルコバルト等のニッケル合金、銅、その他の電着金属を素材として形成することができる。

図１に示すように、配列通孔１２は、マスク本体１０の表面で開口する導入孔部１５と、導入孔部１５の下側に設けられる保持孔部１６とを備えており、導入孔部１５の下端と保持孔部１６の上端とは滑らかに連続させている。また、配列通孔１２は、保持孔部１６の下側に逃げ孔部１７を備えている。

導入孔部１５は、マスク本体１０の表面側に向かって拡開するベルマウス状に形成されており、配列通孔１２に導電性ピラー２を落とし込む際に、導電性ピラー２を配列通孔１２内へ導入案内する作用を有する。導入孔部１５の断面形状は周方向において同一であり、導入孔部１５における導電性ピラー２の導入案内作用を周方向において一様に発揮できる。本実施形態における導入孔部１５の断面形状は、真円の四半円弧状に形成されている。

保持孔部１６は、開口径Ｄ１が導電性ピラー２の直径よりも僅かに大きく設定されるストレート孔状に形成されており、配列通孔１２に落とし込まれた導電性ピラー２を位置決めする作用を有する。導電性ピラー２の外周面が保持孔部１６の内周面と接触することにより傾きやずれ動きが阻止され、導電性ピラー２は位置決めされる。

逃げ孔部１７は、保持孔部１６の開口径Ｄ１よりも大きな開口径Ｄ３を有するストレート孔状に形成されており、逃げ孔部１７の中心軸Ｐ２は、保持孔部１６の中心軸Ｐ１と同一軸上に位置している。本実施形態では、保持孔部１６の開口径Ｄ１は８５μｍに設定し、導入孔部１５上端の開口径Ｄ２は１２５μｍに設定し、逃げ孔部１７の開口径Ｄ３は１４５μｍに設定した。

導入孔部１５と保持孔部１６の合計高さ寸法Ｈ１は、逃げ孔部１７の高さ寸法Ｈ２よりも大きく設定されており、前者の高さ寸法Ｈ１は５０μｍであり、後者の高さ寸法Ｈ２は４０μｍである。このように、配列通孔１２の高さ寸法Ｈ１を、逃げ孔部１７の高さ寸法Ｈ２より大きく設定すると、保持孔部１６の下側に逃げ孔部１７を設けた場合でも、十分な高さの導入孔部１５と保持孔部１６を形成することができる。従って、導入孔部１５における導電性ピラー２の導入案内作用、および保持孔部１６における導電性ピラー２の位置決め作用を的確に発揮させることができる。

保持孔部１６の高さ寸法Ｈ４は、導入孔部１５の高さ寸法Ｈ３よりも大きく設定されており、後者の高さ寸法Ｈ３は２０μｍであり、前者の高さ寸法Ｈ４は３０μｍである。このように、保持孔部１６の高さ寸法Ｈ４を、導入孔部１５の高さ寸法Ｈ３よりも大きく設定すると、保持孔部１６における導電性ピラー２の位置決め作用をさらに確実に発揮させることができる。

マスク１を用いた導電性ピラー２のワーク３に対する搭載作業は、次のような手順で行われる。なお、この搭載作業は、ピラー供給装置、余剰ピラー回収装置、スキージブラシなどを備えた専用の配列装置によって行われる。ます、ワーク３の電極６の表面にフラックスをスクリーン印刷法により印刷塗布する。フラックスは、電極６の表面を活性化させ、リフロー後の電極６と導電性ピラー２との接合強度の向上を図る目的と、導電性ピラー２の搭載時にフラックスが持つ粘着性により導電性ピラー２を仮固定する目的のために塗布される。

次いで、配列通孔１２が電極６と一致するように、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を載置し固定する。このとき、逃げ孔部１７によりワーク３とマスク１との接触面積を可及的に小さくできるので、マスク１をワーク３上に載置することによるマスク１およびワーク３の傷つき等を抑制することができ、マスク１の耐久性の向上を図ることができる。また、逃げ孔部１７によりフラックスがマスク１に付着するのを防止して、マスク１の洗浄の手間を省くことができる。

次いで、マスク１上に多数個の導電性ピラー２を供給し、スキージブラシを用いてマスク１上で導電性ピラー２を分散させて、それぞれの配列通孔１２内に一つずつ導電性ピラー２を落とし込む。配列通孔１２への導電性ピラー２を落とし込みは、以下のように行われる。スキージブラシにより分散された横臥姿勢にある導電性ピラー２の重心位置が、導入孔部１５の上端縁を超えて配列通孔１２上に位置すると、配列通孔１２上に位置する導電性ピラー２の一端は、導入孔部１５の上端縁を支点にして下向きに傾動する。これにより、横臥姿勢にある導電性ピラー２は横臥姿勢から直立姿勢へと徐々に姿勢変更される。さらに、直立姿勢への姿勢変更と同時に、導電性ピラー２は導入孔部１５に沿って配列通孔１２内へ滑り込む。これにて、導電性ピラー２は導入孔部１５で導入案内されて配列通孔１２へと円滑に落とし込まれる。配列通孔１２へ落とし込まれた導電性ピラー２は、フラックスによる仮固定に加え、保持孔部１６の内面で的確に位置決めされる。

導電性ピラー２の落とし込みが終了したら、マスク１上に残存している余剰な導電性ピラー２を回収する。最後に、ワーク３とマスク１の固定を解除し、マスク１を持ち上げて分離することにより、ワーク３への導電性ピラー２の搭載作業が完了する。このとき、逃げ孔部１７によって、導電性ピラー２と保持孔部１６との係合部分の軸心方向の係合部分の長さを小さくしてあるので、少ない移動量でワーク３からマスク１を分離でき、マスク１の分離時に導電性ピラー２が傾いたり位置ずれするのを抑制できる。

図４および図５は、第１実施形態に係る配列用マスクの製造方法を示す。
（一次パターンニング工程）
図４（ａ）に示すように、導電性を有する例えばステンレスや真ちゅう製の母型２１の表面全体にフォトレジスト層２２を形成してから、逃げ孔部１７に対応する円状の透光孔を有するガラスマスクからなるパターンフィルム２３を密着させる。この状態で、紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行う。ここでのフォトレジスト層２２は、ネガタイプのシート状感光性ドライフィルムレジストの一枚ないし数枚をラミネートして熱圧着により形成して、所定の厚みになるようにする。次いで、未露光部分のフォトレジスト層２２を溶解除去することにより、図４（ｂ）に示すように、逃げ孔部１７に対応する円盤状の一次レジスト体２４を有する一次パターンレジスト２５を得る。

（二次パターンニング工程）
図４（ｃ）に示すように、一次パターンレジスト２５の形成部分を含む母型２１の表面全体にフォトレジスト層２６を形成し、その上面に保持孔部１６に対応する円状の透光孔を有するガラスマスクからなるパターンフィルム２７を密着させる。このとき、透光孔の中心と一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１とが一致するように、パターンフィルム２７を密着させる。この状態で、紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行う。ここでのフォトレジスト層２６は、先に説明したフォトレジスト層２２の形成手法と同様である。次いで、未露光部分のフォトレジスト層２６を溶解除去することにより、図４（ｄ）に示すように、導入孔部１５および保持孔部１６に対応する円柱状の二次レジスト体２８を有する二次パターンレジスト２９を得る。なお、パターンフィルム２７の透光孔の中心と一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１とを一致させたので、円柱状の二次レジスト体２８の中心軸Ｑ２は、円盤状の一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１と同一軸状に位置している。

（電鋳工程）
上記母型２１を建浴された電鋳槽に入れ、図５（ａ）に示すように、一次レジスト体２４の上端縁を乗り越え、しかも二次レジスト体２８の上端縁を乗り越えない範囲で電着金属を電着して、電鋳層３０、すなわちマスク本体１０となる層を形成する。このとき、一次レジスト体２４の上端縁を乗り越え成長する、電鋳金属の成長先端の縁部は四半円弧状に成長するので、母型２１上に電着金属を電着するだけで、ベルマウス状の導入孔部１５を形成することができる。以上より、導入孔部１５をベルマウス状に形成するための工程を別途行う必要なく、ベルマウス状の導入孔部１５を有する配列通孔１２を備えた配列用マスクを製造できるので、配列用マスクの製造過程における作業工程を短縮して、配列用マスクの製造コストを低減できる。また、二次レジスト体２８の中心軸Ｑ２を、一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１と同一軸状に位置する状態にしたので、導入孔部１５の断面形状が周方向において同一な導入孔部１５を形成できる。

（剥離工程）
図５（ｂ）に示すように、母型２１から電鋳層３０と、一次および二次パターンレジスト２５・２９とを剥離したうえで、一次および二次パターンレジスト２５・２９を溶解除去することにより、図３に示すマスク本体１０を得る。得られたマスク本体１０の外周縁に枠体１１を接着剤で接着して、両者１０・１１を不離一体的に接合することにより、配列用マスク１を得る。

（第２実施形態）図６および図７は、本発明に係る導電性ピラーの配列用マスクの第２実施形態を示す。本実施形態においては、図６に示すように、逃げ孔部１７の中心軸Ｐ２に対して、保持孔部１６の中心軸Ｐ１を偏寄配置し、これに伴い導入孔部１５の断面形状の曲率が、一側縁から対向する他側縁に向かって大から小に漸次変化するように形成されている。より詳しくは、導入孔部１５の断面形状が周方向において相似状に形成されており、導入孔部１５の断面形状の曲率は、図６に向かって右側の曲率が最も大きく、左側の曲率が最も小さくなっており、導入孔部１５の右側から左側に至る中途部は、曲率が大から小へと漸次変化している。導入孔部１５の断面形状は、真円の四半円弧状に形成されている。本実施形態における導入孔部１５の高さ寸法Ｈ３は、最も曲率が小さい位置での寸法とする。他は第１実施形態と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。以下の実施形態においても同じとする。

図８は、第２実施形態に係る配列用マスクの製造方法を示す。本実施形態の製造方法における一次パターンニング工程は、第１実施形態で説明した図４（ａ）、（ｂ）に示す方法と同様である。

（二次パターンニング工程）
図８（ａ）に示すように、一次パターンレジスト２５の形成部分を含む母型２１の表面全体にフォトレジスト層２６を形成し、その上面に保持孔部１６に対応する円状の透光孔を有するガラスマスクからなるパターンフィルム２７を密着させる。このとき、透光孔の中心と一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１とが異なる位置になるように、パターンフィルム２７の全体を図８（ａ）に向かって右側にずらした状態で密着させる。この状態で、紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行う。ここでのフォトレジスト層２６は、先に説明したフォトレジスト層２２の形成手法と同様である。次いで、未露光部分のフォトレジスト層２６を溶解除去することにより、図８（ｂ）に示すように、導入孔部１５および保持孔部１６に対応する円柱状の二次レジスト体２８を有する二次パターンレジスト２９を得る。なお、パターンフィルム２７の透光孔の中心と一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１とが異なる位置になるようにしたので、二次レジスト体２８の中心軸Ｑ２は、一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１に対して偏寄している。

（電鋳工程）
上記母型２１を建浴された電鋳槽に入れ、図８（ｃ）に示すように、一次レジスト体２４の上端縁を乗り越え、しかも二次レジスト体２８の上端縁を乗り越えない範囲で電着金属を電着して、電鋳層３０、すなわちマスク本体１０となる層を形成する。このとき、一次レジスト体２４の上端縁を乗り越えて成長する、電鋳金属の成長先端の縁部は四半円弧状に成長するので、母型２１上に電着金属を電着するだけで、ベルマウス状の導入孔部１５を形成することができる。また、母型２１の表面から二次レジスト体２８までの距離が長いほど、四半円弧の曲率は小さくなるため、図８（ｃ）に向かって右側に成長する電鋳金属の成長先端の縁部の曲率が小さく、左側に成長する電鋳金属の成長先端の縁部の曲率が大きく形成される。これにより、導入孔部１５の断面形状の曲率が周方向において大から小に漸次変化する配列通孔１２を、電鋳工程を行うだけで容易に形成できる。また、二次レジスト体２８の中心軸Ｑ２を、一次レジスト体２４の中心軸Ｑ１に対して偏寄させたので、保持孔部１６の中心軸Ｐ１を逃げ孔部１７の中心軸Ｐ２に対して偏寄配置した状態で形成できる。

（剥離工程）
図８（ｄ）に示すように、母型２１から電鋳層３０と、一次および二次パターンレジスト２５・２９とを剥離したうえで、一次および二次パターンレジスト２５・２９を溶解除去することにより、図６に示すマスク本体１０を得る。得られたマスク本体１０の外周縁に枠体１１を接着剤で接着して、両者１０・１１を不離一体的に接合することにより、配列用マスク１を得る。

上記のように、導入孔部１５の断面形状を周方向において一側縁から対向する他側縁に向かって大から小に漸次変化するように形成すると、曲率の小さい側では、導電性ピラー２の導入案内作用を大きく発揮させ、曲率の大きい側では、保持孔部１６の高さ寸法Ｈ４を大きくして、保持孔部１６における導電性ピラー２の位置決め作用を大きく発揮させることができる。従って、導入孔部１５の周方向において部分的に導電性ピラー２を落とし込みやすくすることができ、さらに落とし込んだ導電性ピラー２を的確に位置決めできる配列通孔１２とすることができる。また、曲率の小さい側が同一方向に指向するように配列通孔１２を形成することにより、導電性ピラー２の落とし込み時に、スキージを曲率の小さい側から大きい側に向かって移動させることにより、より素早く配列通孔１２へ導電性ピラー２を落とし込んで、搭載作業をより短時間で終了できる。

本実施形態においては、曲率が一側縁から対向する他側縁に向かって大から小に漸次変化するように形成したが、導入孔部１５の周方向において曲率が大きい部分と、曲率が小さい部分とが滑らかに交互に形成されていてもよい。なお、曲率が大きい部分と小さい部分との間は、曲率が大から小へ、あるいは小から大へ漸次変化するように形成するとよい。この場合には、一次パターンニング工程において、逃げ孔部１７に対応する透光孔を花弁状に形成したガラスマスクからなるパターンフィルム２３を用いて、逃げ孔部１７に対応する一次レジスト体２４を有する一次パターンレジスト２５を形成する。その後の工程は、第１実施形態と同一である。このように、花弁状の一次レジスト体２４を形成することで、電鋳工程時に電着金属が一次レジスト体２４の上端縁を乗り越え、二次レジスト体２８に接触するタイミングを部分的に異ならせることができる。これにより、二次レジスト体２８に先に接触した電鋳金属の成長先端の縁部の曲率を大きくでき、その他の部分の成長先端の縁部の曲率を小さくできる。

なお、本実施形態の配列用マスク（メタルマスク）は、例えば導電性ボールの配列用マスク、導電性ペーストの印刷層を形成するスクリーン印刷用マスクなどのメタルマスクにも適用することができる。なお、他の各実施形態においても同様であることを補足する。

（第３実施形態）図９は、本発明に係る導電性ピラーの配列用マスクの第３実施形態を示す。本実施形態においては、図９に示すように、マスク本体１０の下面に柱状に形成した複数の支持突起３５を、逃げ孔部１７を避けるように一体に設けた点が先の第１実施形態と異なる。支持突起３５はマスク本体１０と同一の金属からなる素材で形成してもよいし、他の金属からなる素材で形成してもよい。また、銅や樹脂などの非磁性体で形成することもできる。このように、マスク本体１０の下面に支持突起３５を設けたので、ワーク３とマスク１とが接触するのを極力避けることができ、マスク１をワーク３上に載置することによるマスク１およびワーク３の傷つき等をより抑制することができる。また、マスク１の耐久性のより一層の向上を図ることができる。

上記の実施形態では、支持突起３５は逃げ孔部１７を避けるように設けたが、図２の一点鎖線で示すワーク３のダイシングラインに対応する位置に等間隔おきに設けてもよく、また、ダイシングラインの交点に対応する位置にのみ設けてもよい。支持突起３５は柱状に限らず、リブ状に形成することができる。リブ状に形成する場合には、平行に配置される支持突起３５の一群を形成してもよいし、支持突起３５を格子状に形成してもよい。

以上のように、上記各実施形態に係る導電性ピラーの配列用マスクによれば、ベルマウス状に形成した導入孔部１５で導電性ピラー２を導入案内して、導電性ピラー２を配列通孔１２へと円滑に落とし込むことができるので、ワーク３に対する導電性ピラー２の搭載作業を短時間で終了できる。また、ストレート孔状の保持孔部１６で配列通孔１２へ落とし込まれた導電性ピラー２を位置決めして、配列通孔１２内における導電性ピラー２の傾きやずれ動きを阻止できるので、ワーク３上の所定位置に導電性ピラー２を精度よく搭載できる。

上記の各実施形態では、導入孔部１５の断面形状は四半円弧状に形成したが、楕円の四半円弧状、あるいは部分外突円弧状であってもよい。逃げ孔部１７は、ストレート孔状に限らず、円錐台孔状、段付き孔状に形成することができる。段付き孔状に形成する場合には、一次レジスト体２４を２度に分けて階段状に形成すればよい。

２ 導電性ピラー
３ ワーク
１０ マスク本体
１２ 配列通孔
１５ 導入孔部
１６ 保持孔部
１７ 逃げ孔部
２１ 母型
２４ 一次レジスト体
２５ 一次パターンレジスト
２８ 二次レジスト体
２９ 二次パターンレジスト
３０ 電鋳層
Ｄ１ 開口径
Ｄ３ 開口径
Ｈ１ 導入孔部と保持孔部の合計高さ寸法
Ｈ２ 逃げ孔部の高さ寸法
Ｈ３ 導入孔部の高さ寸法
Ｈ４ 保持孔部の高さ寸法
Ｑ１ 一次レジスト体の中心軸
Ｑ２ 二次レジスト体の中心軸

Claims (9)

1. 所定の配列パターンに対応した配列通孔（１２）に円柱状の導電性ピラー（２）を落とし込んで、ワーク（３）上の所定位置に導電性ピラー（２）を搭載する配列用マスクであって、
   配列通孔（１２）は、マスク本体（１０）の表面で開口して導電性ピラー（２）を配列通孔（１２）の内部へ導入案内する導入孔部（１５）と、導入孔部（１５）の下側に設けられて導電性ピラー（２）を位置決めする保持孔部（１６）とを備え、導入孔部（１５）の下端と保持孔部（１６）の上端とは滑らかに連続しており、
   導入孔部（１５）は、マスク本体（１０）の表面側に向かって拡開するベルマウス状に形成されており、
   保持孔部（１６）は、同孔部（１６）の開口径（Ｄ１）が導電性ピラー（２）の直径よりも大きく設定されるストレート孔で形成されており、
   導入孔部（１５）の高さ寸法を（Ｈ３）とし、保持孔部（１６）の高さ寸法を（Ｈ４）とするとき、後者の高さ寸法（Ｈ４）が前者の高さ寸法（Ｈ３）と同じに設定されていることを特徴とする導電性ピラーの配列用マスク。
2. 配列通孔（１２）は、保持孔部（１６）の下側に逃げ孔部（１７）を備え、
   導入孔部（１５）と保持孔部（１６）の合計高さ寸法を（Ｈ１）とし、逃げ孔部（１７）の高さ寸法を（Ｈ２）とするとき、前者の高さ寸法（Ｈ１）が後者の高さ寸法（Ｈ２）と同じか、それよりも大きく設定されている請求項１に記載の導電性ピラーの配列用マスク。
3. 逃げ孔部（１７）の開口径（Ｄ３）が保持孔部（１６）の開口径（Ｄ１）よりも大きく設定されている請求項２に記載の導電性ピラーの配列用マスク。
4. 導入孔部（１５）上端の開口径（Ｄ２）が逃げ孔部（１７）の開口径（Ｄ３）よりも小さく、保持孔部（１６）の開口径（Ｄ１）よりも大きく設定されている請求項２または３に記載の導電性ピラーの配列用マスク。
5. マスク本体（１０）の厚み方向の断面視において、導入孔部（１５）の断面形状の曲率が、導入孔部（１５）の周方向において変化するように形成されている請求項１から４のいずれかひとつに記載の導電性ピラーの配列用マスク。
6. マスク本体（１０）の厚み方向の断面視において、導入孔部（１５）の断面形状の曲率が、一側縁から対向する他側縁に向かって大から小に漸次変化するように形成されている請求項５に記載の導電性ピラーの配列用マスク。
7. 所定の配列パターンに対応し、マスク本体（１０）の表面で開口する導入孔部（１５）と、該導入孔部（１５）の下側に設けられる保持孔部（１６）と、該保持孔部（１６）の下側に設けられる逃げ孔部（１７）とを備え、保持孔部（１６）の高さ寸法（Ｈ４）が導入孔部（１５）の高さ寸法（Ｈ３）と同じに設定されている配列通孔（１２）に円柱状の導電性ピラー（２）を振り込むことで、ワーク（３）上の所定位置に導電性ピラー（２）を搭載する配列用マスクの製造方法であって、
   母型（２１）の表面に、逃げ孔部（１７）に対応する一次レジスト体（２４）を有する一次パターンレジスト（２５）を設ける一次パターンニング工程と、
   一次パターンレジスト（２５）の表面に、保持孔部（１６）に対応する二次レジスト体（２８）を有する二次パターンレジスト（２９）を設ける二次パターンニング工程と、
   母型（２１）上に、電着金属を電着して電鋳層（３０）を形成する電鋳工程とを含み、
   電鋳工程において、一次レジスト体（２４）の上端縁を乗り越え、二次レジスト体（２８）の上端縁を乗り越えない範囲で電着金属を電着して、ベルマウス状の導入孔部（１５）を形成することを特徴とする導電性ピラーの配列用マスクの製造方法。
8. 二次パターンニング工程において、二次レジスト体（２８）の中心軸（Ｑ２）を、一次レジスト体（２４）の中心軸（Ｑ１）と同一軸上に位置する状態で二次パターンレジスト（２９）を設ける請求項７に記載の導電性ピラーの配列用マスクの製造方法。
9. 二次パターンニング工程において、二次レジスト体（２８）の中心軸（Ｑ２）を、一次レジスト体（２４）の中心軸（Ｑ１）に対して偏寄配置した状態で二次パターンレジスト（２９）を設ける請求項７に記載の導電性ピラーの配列用マスクの製造方法。

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