JPH10335800A

JPH10335800A - 半田バンプの形成方法

Info

Publication number: JPH10335800A
Application number: JP9146554A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Yamada; 和仁山田; Yoshinori Wakihara; 義範脇原
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】配線板とフリップチップ等とを位置決めする
ために使用されるアライメントマークやプリント配線板
をマザーボードに実装するにつきプリント配線板とマザ
ーボードとを位置決めするために使用されるアライメン
トマークに対して、クリーム半田に含有される半田粒子
が付着してしまうことを確実に防止し、もって印刷用マ
スクによるクリーム半田の連続印刷を可能とする半田バ
ンプの形成方法を提供する。【解決手段】印刷用マスク１における開口部３の開口
径Ｂをソルダーレジスト層１４における開口部１４Ａの
開口径Ａ１よりも大きく形成し、また、プリント配線板
５の実装パッド１１の径をソルダーレジスト層１４の露
出用開口部１４Ａの開口径Ａ１よりも大きく形成して実
装パッド１１がその周縁でソルダーレジスト層１４によ
り被覆され、更に、半田印刷用開口部３の内周面には、
積層面側における開口部３の径と反対面における開口部
３の径との差が１０〜１５μｍとなるテーパを形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半田印刷用マスク
（スクリーンマスク）を使用してプリント配線板におけ
る半導体素子実装用パッドに対してクリーム半田を印刷
するとともに、リフロー処理を行って半導体素子実装用
パッドに半田バンプを形成する方法に関し、特に、クリ
ーム半田を印刷する毎にプリント配線板に積層される印
刷用マスクの積層面をクリーニングするに際して、アラ
イメントマークに対して、クリーム半田に含有される半
田粒子が付着してしまうことを確実に防止し、もって印
刷用マスクによるクリーム半田の連続印刷を可能とする
半田バンプの形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フリップチップ、ＣＳＰ等の
半導体素子（ＩＣチップ）をプリント配線板上に実装す
る場合、先ず、プリント配線板上に形成された半導体素
子実装用パッドに対して半田バンプを形成することが行
われる。

【０００３】半導体実装用パッドに半田バンプを形成す
るには、先ず、クリーム半田印刷機にプリント配線板を
セットし、次いで、プリント配線板に半田印刷用マスク
（プリント配線板に形成されている半導体素子実装用パ
ッドに対応して印刷用開口部が設けられている）を積層
するとともに、プリント配線板に形成されたアライメン
トマークと印刷用マスクのアライメントマークとの位置
合わせを行う。そして、半導体素子実装用パッドにクリ
ーム半田を印刷した後、プリント配線板をリフロー装置
にセットしてリフロー処理を行う。これにより、半導体
素子実装用パッド上に半田バンプが形成される。前記各
処理が順次新たなプリント配線板に施されて連続的に半
田バンプの形成が行われていく。

【０００４】このとき、プリント配線板について順次半
田バンプの形成を連続して行う際、印刷用マスクがプリ
ント配線板に積層される積層面（通常、下面）に付着さ
れたクリーム半田を取り除くべく、クリーム半田印刷機
に付設されたクリーニング機構によって印刷用マスクの
積層面のクリーニングが行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プリント配
線板のファイン化が推進されている現今においては、フ
リップチップ等を接続するための半導体素子実装用パッ
ドのピッチは、０．３ｍｍ〜０．２ｍｍ程度であり、ま
た、パッド径は１００μｍ〜１５０μｍ程度に設定され
ている。また、同様の理由に基づき、クリーム半田に含
有される半田粒子の粒子径も１０μｍ〜３５μｍ程度に
小さくなっており、更に、印刷用マスクの厚さも３０μ
ｍ〜１００μｍと薄く形成されている。

【０００６】また、クリーム半田印刷機に付設されるク
リーニング機構としては各種の機構が採用されている
が、一般的には、金属又はプラスチックからなる掻取ブ
レードによって印刷用マスクの積層面に付着したクリー
ム半田を掻き取った後、拭取用ロールペーパーを印刷用
マスクの積層面に接触移動させて、積層面に付着したク
リーム半田を除去する方式が採用されている。

【０００７】しかしながら、前記したように、プリント
配線板のファイン化に伴ってクリーム半田に含有される
半田粒子の粒子径が小さくなり、また、印刷用マスクの
厚さが薄くなったことに起因して、従来のクリーニング
機構によるクリーニングによっては、印刷用マスクがプ
リント配線板と積層される積層面に付着したクリーム半
田のフラックスや半田粒子を十分に除去することが困難
になっている。特に、クリーム半田の印刷時に、印刷用
マスクに形成されている印刷用開口部における積層面側
の周縁部にはクリーム半田が付着される傾向が大きく、
かかる印刷用開口部の周縁部にクリーム半田が付着され
た状態でクリーニングを行うと、クリーム半田が印刷用
マスクの積層面の全体に分散されることとなり、この結
果、印刷用マスクの積層面全体に半田粒子が分散付着さ
れた状態となってしまう。

【０００８】このような状態にある印刷用マスクを使用
して順次新たなプリント配線板の半導体素子実装用パッ
ドに連続的にクリーム半田を印刷しようとすると、プリ
ント配線板と印刷用マスクとは隙間なく密着されている
ことから、積層面に残存している半田粒子が、プリント
配線板に形成されている、プリント配線板とフリップチ
ップ等とを位置決めするために使用されるアライメント
マークやプリント配線板をマザーボードに実装するにつ
きプリント配線板とマザーボードとを位置決めするため
に使用されるアライメントマークに付着してしまう。か
かる傾向は、印刷用マスクを介してプリント配線板の半
導体素子実装用パッドにクリーム半田を印刷する印刷枚
数が増加すればする程大きくなり、印刷用マスクの積層
面における半田粒子の付着範囲及び付着量が拡大されて
いく。

【０００９】ここに、プリント配線板における各アライ
メントマークは、半導体素子実装用パッドと同様、導体
パッドから形成されていることから、前記のようにクリ
ーム半田が印刷されたプリント配線板のリフロー処理を
行うと、各アライメントマークに対しても半田層が形成
されてしまい、これによりプリント配線板の半導体素子
実装用パッドにフリップチップ等を接続する際、及び、
プリント配線板をマザーボードに接続する際に、プリン
ト配線板とフリップチップ等との位置決め、及び、プリ
ント配線板とマザーボードとの位置決めを正確に行うこ
とができなくなる。

【００１０】本発明者は前記従来の問題点に鑑みて鋭意
実験、検討を重ねた結果、前記のように印刷用マスクの
クリーニング時に半田クリームが積層面の全体に広がっ
て付着してしまうのは、プリント配線板と印刷用マスク
とは隙間なく密着されているに対して、プリント配線板
上に形成されるソルダーレジスト層において半導体素子
実装用パッドを露出させるための露出用開口部の開口径
が、印刷用マスクの印刷用開口部の開口径よりも大きく
形成されており、印刷用マスクの積層面側における印刷
用開口部の周縁部がプリント配線板に密着されていない
ことに原因があることを知見するに至った。

【００１１】従って、本発明は前記従来の問題点を解消
するためになされたものであり、クリーム半田を印刷す
る毎にプリント配線板に積層される印刷用マスクの積層
面をクリーニングするに際して、プリント配線板に形成
されるとともにフリップチップ、ＣＰＳ等を実装するに
つきプリント配線板とフリップチップ等とを位置決めす
るために使用されるアライメントマークやプリント配線
板をマザーボードに実装するにつきプリント配線板とマ
ザーボードとを位置決めするために使用されるアライメ
ントマークに対して、クリーム半田に含有される半田粒
子が付着してしまうことを確実に防止し、もって印刷用
マスクによるクリーム半田の連続印刷を可能とする半田
バンプの形成方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に係る半田バンプの形成方法は、印刷用マスク
に形成された半田印刷用開口部とプリント配線板に形成
されたソルダーレジスト層の露出用開口部から露出され
る半導体素子実装用パッドとを整合させた状態で印刷用
マスクをプリント配線板に積層し、半田印刷用開口部か
らクリーム半田を印刷するとともにリフロー処理を施し
て半田溶融することにより半導体素子実装用パッドに半
田バンプを形成する方法において、前記印刷用マスクに
形成された半田印刷用開口部の径は、前記ソルダーレジ
スト層の露出用開口部の径よりも大きく形成されている
ことを特徴とする。

【００１３】請求項１の半田バンプの形成方法では、印
刷用マスクに形成された半田印刷用開口部の径が、プリ
ント配線板の半導体素子実装用パッドを露出させるソル
ダーレジスト層の露出用開口部の径よりも大きく形成さ
れており、これにより印刷用マスクにおける半田印刷用
開口部の周縁部はプリント配線板上に隙間なく密着され
る。従って、印刷用マスクの半田印刷用開口部からプリ
ント配線板の半導体実装用パッドにクリーム半田を印刷
する際に、クリーム半田が印刷用開口部の積層面側周縁
部に付着されることを確実に防止することが可能とな
る。これにより、クリーム半田印刷機を使用して半導体
素子実装用パッドにクリーム半田を印刷した後にクリー
ニング機構により印刷用マスクの積層面側をクリーニン
グした場合においても、クリーム半田が印刷用マスクの
全体に分散付着されることはなく、従って、プリント配
線板に形成されるとともにフリップチップ、ＣＰＳ等を
実装するにつきプリント配線板とフリップチップ等とを
位置決めするために使用されるアライメントマークやプ
リント配線板をマザーボードに実装するにつきプリント
配線板とマザーボードとを位置決めするために使用され
るアライメントマークに対して、クリーム半田に含有さ
れる半田粒子が付着してしまうことを確実に防止するこ
とが可能となり、印刷用マスクによるクリーム半田の連
続印刷が可能となるものである。

【００１４】また、請求項２に係る半田バンプの形成方
法は、請求項１の形成方法において、前記半導体素子実
装用パッドの径は、前記ソルダーレジスト層の露出用開
口部よりも大きく形成されており、半導体素子実装用パ
ッドはその周縁でソルダーレジスト層により被覆されて
いることを特徴とする。請求項２の半田バンプの形成方
法では、半導体素子実装用パッドの径がソルダーレジス
ト層の露出用開口部よりも大きく形成されて半導体素子
実装用パッドがその周縁でソルダーレジスト層により被
覆されており、これに基づきソルダーレジスト層の露出
用開口部の径を変えることにより半導体素子実装用パッ
ド間のピッチを小さくでき、プリント配線板のファイン
化に対応することが可能となる。また、ソルダーレジス
ト層によって半導体素子実装用パッドの周縁を被覆して
半導体素子実装用パッドの剥離を防止することが可能と
なる。

【００１５】更に、請求項３に係る半田バンプの形成方
法は、請求項１又は請求項２の形成方法において、前記
印刷用マスクにおける半田印刷用開口部の内周面には、
前記プリント配線板の積層面に向かって徐々に拡径する
テーパが形成されていることを特徴とし、また、請求項
４に係る半田バンプの形成方法は、請求項３の形成方法
において、前記テーパは、前記プリント配線板の積層面
における半田印刷用開口部の径と積層面の反対面におけ
る半田印刷用開口部の径との差が５〜２０μｍになるよ
うに形成されていることを特徴とする。請求項３及び請
求項４の半田バンプの形成方法では、印刷用マスクにお
ける半田印刷用開口部の内周面にプリント配線板の積層
面に向かって徐々に拡径するテーパが形成されていると
ともに、そのテーパはプリント配線板の積層面における
半田印刷用開口部の径と積層面の反対面における半田印
刷用開口部の径との差が５〜２０μｍになるように形成
されていることから、クリーム半田が半田印刷用開口部
の積層面側に多少残存している場合においても、クリー
ム半田印刷機を使用して半導体素子実装用パッドにクリ
ーム半田を印刷した後にクリーニング機構により印刷用
マスクの積層面側をクリーニングする際に、半田印刷用
開口部の内周面にテーパが形成されているためクリーム
半田が半田印刷用開口部の内部に入りやすくなる。この
ため、クリーム半田が印刷用マスクの積層面側全体に分
散付着されることを防止することが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半田バンプの
形成方法について、本発明を具体化した実施形態に基づ
き図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、フリップチ
ップ、ＣＰＳ等の半導体素子（ＩＣチップ）が接続搭載
されるプリント配線板について図１に基づき説明する。
図１はプリント配線板の平面図である。

【００１７】図１において、プリント配線板５は、所定
のサイズ（５０ｍｍ×５０ｍｍ程度）の個片（製品）基
板５０を所定個数（図１（ａ）では、９個）有してお
り、プリント配線板５にてその対角位置には、後述する
ように、半田バンプを形成する際に、プリント配線板５
と半田印刷用マスク１とを位置決めする指標となるアラ
イメントマーク１２０が形成されている。各個片基板５
０の中央部には、フリップチップ等のＩＣチップが接続
実装される実装パッド１１（１５０μｍ程度の大きさを
有する）が所定ピッチ（０．３ｍｍ程度）で、所定個数
（１０００個程度）設けられている。また、実装パッド
１１の外側において、ＩＣチップの実装時に、ＩＣチッ
プとの位置決めを行う時に使用される十字状のアライメ
ントマーク（導体パッドから構成される）１３が形成さ
れており、更に、アライメントマーク１３の外側には、
プリント配線板５をマザーボードに実装する際にプリン
ト配線板５とマザーボードとを位置決めする時に使用さ
れるアライメントマーク（導体パッドから構成される）
１２が形成されている。

【００１８】次に、前記プリント配線板５の詳細な構
成、及び、実装パッド１１に対して半田バンプを形成す
る方法について図２に基づき説明する。図２は実装パッ
ド１１に半田バンプを形成する一連の方法を連続的に示
す説明図である。尚、図２においては、個片基板５０を
例示して説明することとする。

【００１９】図２に示す個片基板５０において、絶縁基
材６上に第１層導体回路８及び層間絶縁層（無電解メッ
キ用接着剤層）９が形成されており、また、層間絶縁層
９上には、メッキレジスト層（永久レジスト層）１０が
形成されるとともに、かかるメッキレジスト層１０の非
形成部分に第２層導体回路の一部である実装パッド１１
（導体パターン）が形成されている。更に、実装パッド
１１の外方両側にアライメントマーク１３及びアライメ
ントマーク１２が設けられている。また、メッキレジス
ト層１０の上には、各アライメントマーク１３、１２及
び実装パッド１１以外の部分をリフロー処理時に保護す
るためのソルダーレジスト層１４が形成されている。か
かるソルダーレジスト層１４には、実装パッド１１に対
応して開口部１４Ａ、及び、各アライメントマーク１
３、１２に対応して開口部１４Ｂが形成されている。こ
こに、開口部１４Ａの開口径はＡ１に設定されており、
また、開口部１４Ｂの開口径はＡ２に設定されている。

【００２０】ここに、個片基板５０の第１層導体回路
８、第２層導体回路は、所謂、ビルドアップ法により多
層に形成されている。但し、各導体回路は多層である必
要はなく、単層であってもよい。

【００２１】絶縁基材６としては、例えば、樹脂基板、
セラミック基板、ガラス基板、薄膜基板等が使用でき
る。また、絶縁基材６の厚さは、通常、０．１ｍｍ〜２
ｍｍ程度であることが好ましい。

【００２２】各アライメントマーク１３、１２は、図１
（ｂ）に示すように、各個片基板５０毎に２個ずつ設け
られ、また、アライメントマーク１３、１２の形状につ
いては特に限定はなく、任意の形状に形成することがで
きる。更に、各アライメントマーク１３、１２におい
て、そのパッド径はソルダーレジスト層１４の開口部１
４Ｂの開口径Ａ２よりも大きく形成されており、従っ
て、各アライメントマーク１３、１２の導体層の周縁部
はソルダーレジスト層１４とオーバラップされることと
なり、ソルダーレジスト層１４の開口部１４Ｂからは導
体層のみが露出されている。また、アライメントマーク
１３、１２の導体層表面に粗化層７が設けられており、
導体層の周縁部にてソルダーレジスト層１４との密着性
が高くされている。これにより、ソルダーレジスト層１
４が剥離することを防止して各アライメントマーク１
３、１２の機能を確実に保持することができる。

【００２３】粗化層７は、銅−ニッケル−リンからなる
針状合金メッキ層であることが望ましく、かかる粗化層
７は無電解メッキにより形成される。このときのメッキ
液組成としては、銅イオン濃度、ニッケルイオン濃度、
次亜リン酸イオン濃度は、それぞれ２．２×１０^-2〜
４．１×１０^-2ｍｏｌ／ｌ、２．２×１０^-3〜４．１×
１０^-3ｍｏｌ／ｌ、０．２０〜０．２５ｍｏｌ／ｌであ
ることが望ましい。かかる組成を有するメッキ液によれ
ば、析出する皮膜の結晶構造が針状構造になり、アンカ
ー効果に優れることを勘案したものである。尚、無電解
メッキ浴には、前記化合物に加えて錯化剤や添加剤を加
えてもよい。

【００２４】前記のような無電解メッキ液から析出する
合金層の組成は、銅、ニッケル、リンの割合で、それぞ
れ９０〜９６重量％、１〜５重量％、０．５〜２重量％
になることが望ましい。かかる組成割合の時に、合金層
の構造が針状構造となることに基づく。

【００２５】また、図６に示すように、導体回路、アラ
イメントマーク１３、１２は、セミアディティブ法によ
っても形成することができる。ここに、セミアディティ
ブ法は、粗化された無電解メッキ用接着剤層の表面に無
電解メッキ膜を形成し、この無電解メッキ膜にレジスト
を設けて電解メッキを行った後、メッキレジストを除去
してメッキレジスト下の無電解メッキ膜をエッチングす
ることにより独立して導体回路を形成する方法である。
かかるセミアディティブ法によれば、アライメントマー
ク１３、１２は、無電解メッキ膜１９と電解メッキ膜１
８からなる。側面に粗化層７を形成すると、ヒートサイ
クル時にソルダーレジスト層１４とアライメントマーク
１３、１２の界面を起点としてソルダーレジスト層１４
等に発生する垂直方向のクラックを防止できる。各アラ
イメントマーク１３、１２において開口部から露出する
導体層（その表面に粗化層７が形成されているのが好ま
しい）上には、更にニッケル−金−からなる金属層１６
が形成されていることが望ましい。ここに、金は反射率
が高いためアライメントマーク１３、１２の表面に被覆
されると有利である。ニッケル−金からなる金属層１６
はの形成は、無電解メッキにより行うことができる。金
属層１６の厚さは、５μｍであり、金厚さ０．１μｍの
フラッシュ金メッキ、又は、金厚さ０．５μｍの厚付け
金メッキでもよい。

【００２６】前記第１導体回路８は、通常、電源層、グ
ランド層等として作用するので、面状あるいは格子状の
いずれであってもよい。

【００２７】また、層間絶縁層９としては、例えば、無
電解メッキ用接着剤が用いられる。かかる無電解メッキ
用接着剤としては、たとえは、絶縁性を有する各種樹脂
等を挙げることができる。かかる樹脂の代表例として
は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げら
れる。これらの樹脂は硬化剤によって硬化される性質を
有し、この種硬化剤としては、例えば、イミダゾール系
硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられる。

【００２８】前記層間絶縁層９には、酸又は酸化剤に可
溶の耐熱性樹脂粒子が分散されていることが望ましい。
このような耐熱性樹脂粒子を層間絶縁層９内に分散させ
た場合には、層間絶縁層９の表面を粗面化させることが
でき、メッキレジスト１０及び実装パッド１１との接着
強度を高めることができる。

【００２９】前記耐熱性樹脂粒子としては、例えば、ア
ミン系硬化剤で硬化させたエポキシ樹脂からなる樹脂粒
子をはじめ、メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂
等に代表されるアミノ系樹脂からなる樹脂粒子があげら
れる。

【００３０】前記耐熱性樹脂粒子としては、例えば、
平均粒径が１０μｍ以下の耐熱性樹脂粒子、平均粒径
が２μｍ以下の耐熱性１次樹脂粒子を凝集させて得られ
た平均粒径１０μｍ以下の凝集粒子、平均粒径が２μ
ｍ〜１０μｍの耐熱性樹脂粒子と、平均粒径が２μｍ以
下の耐熱性樹脂粒子との混合物、平均粒径が２〜１０
μｍの耐熱性樹脂粒子の表面に、平均粒径が２μｍ以下
の耐熱性樹脂粒子およびシリカ、アルミナ、炭酸カルシ
ウムなどの無機粒子の少なくとも１種を付着させた疑似
粒子、平均粒径が０．１〜０．８μｍの耐熱性樹脂粒
子と平均粒径が０．８μｍを超え２μｍ未満の耐熱性樹
脂粒子の混合物等があげらえる。これらの樹脂粒子は、
メッキレジスト１０および半田バンプ形成用パッド１１
に対して複雑なアンカー効果（投錨効果）を呈するの
で、本発明において好適に使用しうるものである。

【００３１】なお、層間絶縁材９には、感光性樹脂を用
いることが望ましい。このように感光性樹脂を用いた場
合には、かかる感光性樹脂に露光、現像処理を施すこと
により、バイアホール形成用の孔等を容易に形成させる
ことができる。かかる感光性樹脂の代表的なものとして
は、例えば、エポキシアクリレート樹脂等があげられ
る。

【００３２】層間絶縁材９の厚さは、特に限定がない
が、通常、５〜１００μｍ程度であることが好ましい。
なお、層間絶縁材９の表面には、例えば、酸や酸化剤等
を用いて、常法により粗面化処理が施されている。

【００３３】メッキレジスト１０は、通常用いられてい
るものであれば、特に限定がない。かかるメッキレジス
ト１０には、例えば、エポキシ樹脂とアクリル酸、メタ
クリル酸等とを反応させて得られたエポキシアクリレー
ト樹脂とイミダゾール系硬化剤とからなる組成物；エポ
キシアクリレート樹脂、ポリエーテルスルホンおよびイ
ミダゾール系硬化剤からなる組成物等があげられる。メ
ッキレジスト１０の厚さは、特に限定がないが、５〜４
０μｍ程度であることが好ましい。

【００３４】実装パッド１１は、バイアホールからなっ
て第２層導体回路の一部を構成し、例えば、無電解メッ
キ法等によって形成される。また、実装パッド１１にお
けるパッド径は、ソルダーレジスト層１４に形成された
開口部１４Ａの開口径よりも大きく設定されており、従
って、前記各アライメントマーク１３、１２と同様、実
装パッド１１の周縁部はソルダーレジスト層１４とオー
バラップされることとなり、ソルダーレジスト層１４に
より被覆されている。尚、実装パッド１１は、例えば、
円形、長円形、長方形等の形状を有し、配線の幅よりも
その幅が大きくなるように、形成されている。実装パッ
ド１１の厚さは、特に限定がないが、通常５〜４０μｍ
であることが好ましい。

【００３５】ソルダーレジスト層１４は、例えば、市販
品をそのまま用いることができる。例えば、エポキシ樹
脂のアクリレート等を用いることが好ましく、また必要
に応じてフタロシアニングリーン等の色素や顔料を混合
して用いてもよい。ソルダーレジスト層１４の厚さは、
特に限定がないが、例えば、５〜４０μｍ程度であるこ
とが好ましい。

【００３６】次に、前記のように構成された個片基板５
０を所定個数有するプリント配線板５の実装パッド１１
に半田バンプを形成する方法について図２に基づき説明
する。実装パッド１１に対して半田バンプを形成するに
は、先ず、プリント配線板５に印刷用マスク１を積層す
る。ここに、印刷用マスク１をプリント配線板５に積層
する方法としては、特に限定がなく、例えば、印刷用マ
スク１及びプリント配線板５をクリーム半田印刷機に配
設し、印刷用マスク１に形成されているアライメントマ
ーク（図示せず）の位置を、ＣＣＤカメラ等を用いて認
識し、次いでプリント配線板５の上方からＣＣＤカメラ
等を用いてプリント配線板５に形成されたアライメント
マーク１２０を認識し、印刷用マスク１及びプリント配
線板５の位置ずれを補正し、両者に形成されているそれ
ぞれのアライメントマークが整合するようにプリント配
線板５に印刷用マスク１を積層する方法等があげられ
る。この方法の場合、プリント配線板５に形成されたア
ライメントマーク１２０を認識するにあたり、プリント
配線板５を印刷機の印刷ステージ上で吸引又はクランプ
固定しておくことが望ましい。

【００３７】ここで、印刷用マスク１について図２
（ｂ）に基づき説明する。印刷用マスク１は金属部分
２、メッシュ（紗）、金属枠から形成されており、この
金属部分２には、プリント配線板５の個片基板５０にお
ける各実装パッド１１に対応する位置にて半田印刷用の
開口部（貫通孔）３が形成されている。かかる半田印刷
用の開口部３における開口径Ｂは、前記ソルダーレジス
ト層１４に形成された開口部１４Ａの開口径（Ａ１）よ
りも大きく設定されている。

【００３８】このように、印刷用マスク１における開口
部３の開口径Ｂをソルダーレジスト層１４における開口
部１４Ａの開口径Ａ１よりも大きく形成することによ
り、印刷用マスク１における半田印刷用開口部３の周縁
部はプリント配線板５（具体的には、ソルダーレジスト
層１４）上に隙間なく密着され、従って、後述するよう
に、印刷用マスク１の半田印刷用開口部３を介してプリ
ント配線板５の実装パッド１１にクリーム半田を印刷す
る際に、クリーム半田が印刷用開口部３の積層面側周縁
部に付着されることを確実に防止することができる。こ
れにより、クリーム半田印刷機を使用して実装パッド１
１にクリーム半田を印刷した後にクリーニング機構によ
り印刷用マスク１の積層面側をクリーニングした場合に
おいても、クリーム半田が印刷用マスク１の全体に分散
付着されることはなく、従って、個片基板５０とフリッ
プチップ等のＩＣチップとを位置決めするために使用さ
れるアライメントマーク１３や個片基板５０をマザーボ
ードに実装するにつき個片基板５０とマザーボードとを
位置決めするために使用されるアライメントマーク１２
に対して、クリーム半田に含有される半田粒子が付着し
てしまうことを確実に防止することが可能となり、印刷
用マスク１によるクリーム半田の連続印刷が可能となる
ものである。

【００３９】また、印刷用マスク１における半田印刷用
開口部３の内周面にプリント配線板５の積層面に向かっ
て徐々に拡径するテーパが形成されていてもよい。この
場合、そのテーパは、プリント配線板５に対する印刷用
マスク１の積層面における半田印刷用開口部３の径と積
層面の反対面における半田印刷用開口部３の径との差が
５〜２０μｍになるように形成されていることが望まし
い。このようなテーパを半田印刷用開口部３に設けるこ
とにより、後述のようにクリーム半田を印刷した際にク
リーム半田が半田印刷用開口部３の積層面側に多少残存
している場合においても、クリーム半田印刷機を使用し
て実装パッド１１にクリーム半田を印刷した後にクリー
ニング機構により印刷用マスク１の積層面側をクリーニ
ングする際にクリーム半田は、テーパを設けてあるため
半田印刷用開口部３の内部に入り込みやすくなる。従っ
て、クリーム半田が印刷用マスク１の積層面側全体に分
散付着されることを防止することが可能となる。

【００４０】ここに、印刷用マスク１としては、特に限
定がなく、従来用いられているものを用いることができ
る。印刷用マスク１の材質としては、例えば、ニッケル
合金、ニッケル−コバルト合金等のメタルマスク；エポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂等のプラスチックマスク等が
あり、また、その製法としてエッチング、アディティブ
加工、レーザ加工があげられるが、本発明はかかる例示
のみに限定されるものではない。なお、これらのなかで
は、コスト、耐久性、開口部の精度等の点から、ニッケ
ル合金、ニッケル−コバルト合金のアディティブ法が好
ましい。また、印刷用マスク１の厚さは、特に限定がな
いが、通常３０〜１５０μｍ程度、好ましくは４０〜６
０μｍ程度であることが望ましい。更に、印刷用マスク
１の開口部３の形状、大きさ等は、特に限定がなく、任
意である。その一例として、例えば、直径１００〜２０
０μｍ程度の円形等をあげることができる。

【００４１】次に、印刷用マスク１に設けられた開口部
３に、図２（ｃ）に示されるようにクリーム半田１５を
充填する。クリーム半田１５としては、一般に使用され
ているものであれば特に限定がない。かかるクリーム半
田１５の代表例としては、例えば、Ｓｎ６３Ｐｂ３７、
Ｓｎ６２Ｐｂ６３Ａｇ２、Ｓｎ９６.５Ａｇ３.５等があ
げられる。半田粒子径１０〜４０μｍの範囲で、例え
ば、２０〜３０μｍを使用する。フラックス含有量９．
５重量％〜１２．０重量％の範囲で、例えば、１０．０
重量％を使用する。

【００４２】印刷用マスク１に設けられた開口部３に、
クリーム半田１５を充填した後に、図２（ｄ）に示され
るように、印刷用マスク１をプリント配線板５（個片基
板５０）から離脱させることにより、プリント配線板５
にクリーム半田１５を印刷することができる。

【００４３】印刷終了後には、図２（ｅ）に示すよう
に、印刷されたクリーム半田１５にリフロー処理を施
し、半田バンプ１７を形成する。これにより、プリント
配線板５の個片基板５０における実装パッド１１に対し
て半田バンプ１７を形成することができる。さらに、必
要に応じて洗浄を行う。

【００４４】前記のように、各個片基板５０の実装パッ
ド１１に半田バンプ１７を形成した後、印刷用マスク１
がプリント配線板５に積層される積層面（図２中、下
面）がクリーニング機構によりクリーニングされる。こ
のとき、印刷用マスク１における開口部３の開口径Ｂが
ソルダーレジスト層１４における開口部１４Ａの開口径
Ａ１よりも大きく形成されているため、クリーム半田の
印刷時に、印刷用マスク１における半田印刷用開口部３
の周縁部はプリント配線板５（具体的には、ソルダーレ
ジスト層１４）上に隙間なく密着されることとなり、印
刷用マスク１の半田印刷用開口部３を介してプリント配
線板５の実装パッド１１にクリーム半田を印刷する際
に、クリーム半田が印刷用開口部３の積層面側周縁部に
付着しない。これにより、クリーム半田印刷機を使用し
て実装パッド１１にクリーム半田を印刷した後に、金属
又はプラスチックからなるかき取りブレードによって印
刷用マスクの積層面に付着したクリーム半田をかき取っ
た後、拭取用ロールペーパーを印刷用マスクの積層面に
接触移動させて積層面に付着したクリーム半田を除去し
てクリーニングした場合においても、クリーム半田が印
刷用マスク１の全体に分散付着されることはなく、従っ
て、個片基板５０とフリップチップ等のＩＣチップとを
位置決めするために使用されるアライメントマーク１３
や個片基板５０をマザーボードに実装するにつき個片基
板５０とマザーボードとを位置決めするために使用され
るアライメントマーク１２に対して、クリーム半田に含
有される半田粒子が付着してしまうことを確実に防止す
ることが可能となり、印刷用マスク１によるクリーム半
田の連続印刷が可能となるものである。

【００４５】そして、クリーム半田印刷機には新たなプ
リント配線板５がセットされ、プリント配線板５の各個
片基板５０における実装パッド１１に対して順次連続し
て半田バンプ１７が形成されていく。

【００４６】次に、前記実施形態を更に具体化した実施
例について図３乃至図５に基づき説明する。図３は実施
例１に係るプリント配線板５の部分断面図、図４は実施
例２に係るプリント配線板５の部分断面図、図５は実施
例３に係るプリント配線板５の部分断面図である。

【００４７】（実施例１）先ず、前記フルアディティブ
法を使用したビルドアップ法により、一片５０ｍｍの個
片（製品）基板５０の９個からなるプリント配線板５を
作成した。このプリント配線板５は、製品サイズの個片
基板５０が９個集合形成され、個片基板５０において
は、０．３ｍｍピッチでパッド径１９０μｍの実装パッ
ド１１が１０００個形成されている。また、実装パッド
１１と同時に、パッド径１．０ｍｍのアライメントマー
ク（パッド）１３、１２が個片基板５０の対向する角部
にそれぞれ２個ずつ形成されている（図１参照）。更
に、実装パッド１１、アライメントマーク１３、１２の
表面には、銅−ニッケル−リンの粗化層７が形成されて
おり、かかる粗化層７の表面にはニッケル−金メッキが
施されている。プリント配線板５に形成されるソルダー
レジスト層１４には、実装パッド１１に対応して開口径
１５０μｍの開口部１４Ａが形成されている。尚、アラ
イメントマーク１３は半導体素子実装用に、アライメン
トマーク１２は個片基板５０をマザーボードに実装する
ために使用する。

【００４８】前記プリント配線板５上に、アディティブ
法により作成された厚さ７０μｍで開口径２３０μｍの
半田印刷用開口部３を有する印刷用マスク（メタルマス
ク）１を積層した。この状態が図３に示されている。図
３において、実装パッド１１のパッド径は１９０μｍ、
ソルダーレジスト層１４の開口部１４Ａの開口径は１５
０μｍであることから、実装パッド１１の周縁部はソル
ダーレジスト層１４により被覆されている。また、印刷
用マスク１の半田印刷用開口部３は、ソルダーレジスト
層１４の開口部１４Ａよりも大きく、従って、印刷用マ
スク１１はソルダーレジスト層１４の開口部１４の周縁
で隙間なく密着されている。尚、半田印刷用開口部３の
内周面には、積層面側における開口部３の径と反対面に
おける開口部３の径との差が５μｍ以下であるテーパが
形成されている。

【００４９】前記した状態となるように、プリント配線
板５及び印刷用マスク１をクリーム半田印刷機にセット
し、印刷用アライメントマーク１２０を指標としてプリ
ント配線板５及び印刷用マスク１を積層し、粒子径１５
〜３５μｍの半田粒子、フラックス含有量１０重量％の
クリーム半田を実装パッド１１に印刷した後プリント配
線板５を取り外し、掻取ブレードと拭取ロールペーパー
とを有するクリーニング機構を１往復させて印刷用マス
ク１のクリーニングを行った。このような印刷動作を連
続的に繰り返しながら、プリント配線板５のアライメン
トマーク１３、１２における半田粒子の付着状態を顕微
鏡により検査した。

【００５０】前記検査の結果、４０枚目までのプリント
配線板５を印刷を行っている間は、アライメントマーク
１３、１２に対する半田粒子の付着は発生しなかった。
４０枚を越えて印刷すると、アライメントマーク１３、
１２に対する半田粒子の付着は、発生したり発生しなか
ったりしたが、５０枚以上の印刷を行った時点で印刷用
マスク１に対するクリーム半田のフラックスの付着が顕
著になり、また、実装パッド１１上へのクリーム半田の
滲みが増加した。

【００５１】（実施例２）前記実施例１と同様、フルア
ディティブ法を使用したビルドアップ法により、一片５
０ｍｍの個片基板５０からなるプリント配線板５を作成
した。また、実装パッド１１と同時に、パッド径１．０
ｍｍのアライメントマーク（パッド）１３、１２がプリ
ント配線板５の対向する角部にそれぞれ２個ずつ形成さ
れている（図１参照）。更に、実装パッド１１、アライ
メントマーク１３、１２の表面には、銅−ニッケル−リ
ンの粗化層７が形成されており、かかる粗化層７の表面
にはニッケル−金メッキが施されている。プリント配線
板５に形成されるソルダーレジスト層１４には、実装パ
ッド１１に対応して開口径１９０μｍの開口部１４Ａが
形成されている。

【００５２】前記プリント配線板５上に、アディティブ
法により作成された厚さ６０μｍで開口径２３０μｍの
半田印刷用開口部３を有する印刷用マスク（メタルマス
ク）１を積層した。この状態が図４に示されている。図
４において、実装パッド１１のパッド径は１５０μｍ、
ソルダーレジスト層１４の開口部１４Ａの開口径は１９
０μｍであることから、実施例１の場合とは異なり、実
装パッド１１の周縁部はソルダーレジスト層１４により
被覆されていない。また、印刷用マスク１の半田印刷用
開口部３は、ソルダーレジスト層１４の開口部１４Ａよ
りも大きく、従って、印刷用マスク１１はソルダーレジ
スト層１４の開口部１４の周縁で隙間なく密着されてい
る。尚、半田印刷用開口部３の内周面には、積層面側に
おける開口部３の径と反対面における開口部３の径との
差が５μｍ以下となるテーパが形成されていてもよい。

【００５３】前記した状態となるように、プリント配線
板５及び印刷用マスク１をクリーム半田印刷機にセット
し、粒子径１５〜３５μｍの半田粒子、フラックス含有
量１０重量％のクリーム半田を実装パッド１１に印刷し
た後プリント配線板５を取り外し、掻取ブレードと拭取
ロールペーパーとを有するクリーニング機構を１往復さ
せて印刷用マスク１のクリーニングを行った。このよう
な印刷動作を連続的に繰り返しながら、プリント配線板
５のアライメントマーク１３、１２における半田粒子の
付着状態を顕微鏡により検査した。

【００５４】前記検査の結果、４０枚目までのプリント
配線板５を印刷を行っている間は、アライメントマーク
１３、１２に対する半田粒子の付着は発生しなかった。
４０枚を越えて印刷すると、アライメントマーク１３、
１２に対する半田粒子の付着は、発生したり発生しなか
ったりしたが、５０枚以上の印刷を行った時点で印刷用
マスク１に対するクリーム半田のフラックスの付着が顕
著になり、また、実装パッド１１上へのクリーム半田の
滲みが増加した。

【００５５】（実施例３）前記実施例１と同様、フルア
ディティブ法を使用したビルドアップ法により、一片５
０ｍｍの個片基板５０からなるプリント配線板５を作成
した。また、実装パッド１１と同時に、パッド径１．０
ｍｍのアライメントマーク（パッド）１３、１２がプリ
ント配線板５の対向する角部にそれぞれ２個ずつ形成さ
れている（図１参照）。更に、実装パッド１１、アライ
メントマーク１３、１２の表面には、銅−ニッケル−リ
ンの粗化層７が形成されており、かかる粗化層７の表面
にはニッケル−金メッキが施されている。プリント配線
板５に形成されるソルダーレジスト層１４には、実装パ
ッド１１に対応して開口径１５０μｍの開口部１４Ａが
形成されている。

【００５６】前記プリント配線板５上に、アディティブ
法により作成された厚さ７０μｍで開口径２３０μｍの
半田印刷用開口部３を有する印刷用マスク（メタルマス
ク）１を積層した。この状態が図５に示されている。図
５において、実装パッド１１のパッド径は１９０μｍ、
ソルダーレジスト層１４の開口部１４Ａの開口径は１５
０μｍであることから、実装パッド１１の周縁部はソル
ダーレジスト層１４により被覆されている。また、印刷
用マスク１の半田印刷用開口部３は、ソルダーレジスト
層１４の開口部１４Ａよりも大きく、従って、印刷用マ
スク１１はソルダーレジスト層１４の開口部１４の周縁
で隙間なく密着されている。尚、半田印刷用開口部３の
内周面には、積層面側における開口部３の径と反対面に
おける開口部３の径との差が１０〜１５μｍとなるテー
パが形成されている。

【００５７】前記した状態となるように、プリント配線
板５及び印刷用マスク１をクリーム半田印刷機にセット
し、粒子径１５〜３５μｍの半田粒子、フラックス含有
量１０重量％のクリーム半田を実装パッド１１に印刷し
た後プリント配線板５を取り外し、掻取ブレードと拭取
ロールペーパーとを有するクリーニング機構を１往復さ
せて印刷用マスク１のクリーニングを行った。このよう
な印刷動作を連続的に繰り返しながら、プリント配線板
５のアライメントマーク１３、１２における半田粒子の
付着状態を顕微鏡により検査した。

【００５８】前記検査の結果、５０枚目までのプリント
配線板５を印刷を行っている間は、アライメントマーク
１３、１２に対する半田粒子の付着は発生しなかった。
これは、クリーニングの際に半田粒子が開口部１４Ａの
テーパ内に入り込んで開口部１４Ａ内に付着することに
基づくものと考えられる。これにより、開口部１４Ａの
テーパを大きくすることにより、印刷用マスク１の積層
面側に半田粒子が付着することを防止することができ
る。

【００５９】（比較例）比較例では、実装パッド１１の
パッド径が１５０μｍ、ソルダーレジスト層１４の開口
部１４Ａの開口径が１９０μｍ、印刷用マスク１の半田
印刷用開口部３の開口径が１７０μｍである点を除い
て、前記各実施例と同様の方法でクリーム半田を印刷
し、また、半田付着検査を行った。

【００６０】尚、比較例の場合、開口部１４Ａの開口径
の方が半田印刷用開口部３の開口径よりも大きく、この
点で印刷用マスク１は、その開口部３の周縁部でソルダ
ーレジスト層１４に完全に密着されておらず、開口部３
の内周縁部がフリーな状態にある。

【００６１】前記と同様にしてアライメントマーク１
３、１２に対する半田粒子の付着検査を行ったところ、
１０枚までプリント配線板５の印刷を行った時点で、ア
ライメントマーク１３、１２に対する半田粒子の付着が
発生し、２０枚目までは半田粒子の付着が発生したり発
生しなかったりしたが、２０枚以上になった時点で全て
のプリント配線板５のアライメントマーク１３、１２に
対する半田粒子の付着が発生した。

【００６２】尚、本発明は前記実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の
改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、プ
リント配線板５はフルアディティブ法に限らずセミアデ
ィティブ法を使用して作成してもよい。

【００６３】また、印刷用マスクは、アディティブ法の
他、レーザ加工法、エッチング法等により作成してもよ
く、また、プラスチックから作成してもよい。更に、実
装パッド１１はバイアホールで構成した例を示したが、
バイアホール以外で構成してもよい。また、印刷用マス
ク１の厚さ、開口径は、目標とする半田バンプの高さに
対応して適宜決定すればよい。

【００６４】

【発明の効果】以上の通り本発明は、クリーム半田を印
刷する毎にプリント配線板に積層される印刷用マスクの
積層面をクリーニングするに際して、プリント配線板に
形成されるとともにフリップチップ、ＣＰＳ等を実装す
るにつきプリント配線板とフリップチップ等とを位置決
めするために使用されるアライメントマークやプリント
配線板をマザーボードに実装するにつきプリント配線板
とマザーボードとを位置決めするために使用されるアラ
イメントマークに対して、クリーム半田に含有される半
田粒子が付着してしまうことを確実に防止し、もって印
刷用マスクによるクリーム半田の連続印刷を可能とする
半田バンプの形成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリント配線板の平面図である。

【図２】実装パッドに半田バンプを形成する一連の方法
を連続的に示す説明図である。

【図３】実施例１に係るプリント配線板の部分断面図で
ある。

【図４】実施例２に係るプリント配線板の部分断面図で
ある。

【図５】実施例３に係るプリント配線板の部分断面図で
ある。

【図６】セミアディティブ法により作成したプリント配
線板の部分断面図である。

【符号の説明】

１印刷用マスク２金属部分３開口部５プリント配線板６絶縁基材７粗化層８第１導体回路９層間絶縁層１０メッキレジスト１１実装パッド１２、１３アライメントマーク１４ソルダーレジスト層１４Ａ開口部１５クリーム半田１７半田バンプＡ１開口部１４Ａの開口径Ｂ開口部３の開口径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷用マスクに形成された半田印刷用開
口部とプリント配線板に形成されたソルダーレジスト層
の露出用開口部から露出される半導体素子実装用パッド
とを整合させた状態で印刷用マスクをプリント配線板に
積層し、半田印刷用開口部からクリーム半田を印刷する
とともにリフロー処理を施して半田溶融することにより
半導体素子実装用パッドに半田バンプを形成する方法に
おいて、前記印刷用マスクに形成された半田印刷用開口部の径
は、前記ソルダーレジスト層の露出用開口部の径よりも
大きく形成されていることを特徴とする半田バンプの形
成方法。
【請求項２】前記半導体素子実装用パッドの径は、前
記ソルダーレジスト層の露出用開口部よりも大きく形成
されており、半導体素子実装用パッドはその周縁でソル
ダーレジスト層により被覆されていることを特徴とする
請求項１に記載の半田バンプの形成方法。
【請求項３】前記印刷用マスクにおける半田印刷用開
口部の内周面には、前記プリント配線板の積層面に向か
って徐々に拡径するテーパが形成されていることを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載の半田バンプの形成
方法。
【請求項４】前記テーパは、前記プリント配線板の積
層面における半田印刷用開口部の径と積層面の反対面に
おける半田印刷用開口部の径との差が５〜２０μｍにな
るように形成されていることを特徴とする請求項３に記
載の半田バンプの形成方法。