KR20130052026A - 땜납 볼의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 점착층(5)이 부여된 기재(1)의 표면(1a)에 핵체(11)를 부착하는 제1 공정과, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하는 제2 공정과, 제2 점착층(13) 표면에, 땜납 입자(14)를 부착하는 제3 공정과, 땜납 입자(14)를 용융하여 땜납층(15)을 형성하는 제4 공정과, 핵체(11)로부터 기재(1)를 박리하여 땜납 볼을 얻는 제5 공정을 구비하여 이루어지는 땜납 볼(70)의 제조 방법을 채용한다.

Description

땜납 볼의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING SOLDER BALLS}

본 발명은 땜납 볼의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2010년 10월 27일에 일본에서 출원된 일본 특허 출원 제2010-241029호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

최근 들어, 전자 회로를 형성하는 수단으로서, 플라스틱 기판, 세라믹 기판, 또는 플라스틱 등이 코팅된 절연성 기판 상에 회로 패턴을 설치하고, 그 위에 IC 소자, 반도체 칩, 저항 또는 콘덴서 등의 전자 부품을 땜납 접합하는 방법이 널리 채용되고 있다.

이 중, 회로 기판의 소정 부분에 전자 부품의 리드 단자를 접합시키는 방법으로서는, 회로 기판 상의 도전성 회로 전극 표면에 미리 땜납 박층을 형성하는 공정과, 땜납 박층 상에 땜납 페이스트 또는 플럭스를 인쇄하는 공정과, 소정의 전자 부품을 위치 결정 적재하는 공정과, 땜납 박층 및 땜납 페이스트를 리플로우하는 공정과, 땜납을 응고시켜서 전자 부품과 도전성 회로 전극을 접합하는 공정을 순차 행하는 것이 일반적이다.

또한, 최근에는 전자 제품이나 회로 기판의 소형화에 수반하여, 전자 부품의 파인 피치화가 요구되고 있다. 이러한 파인 피치화를 실현하는 전자 부품으로서는, 예를 들어 0.3㎜ 피치의 QFP(쿼드 플랫 패키지: Quad Flat Package), CSP(칩 사이즈 패키지: Chip Size Package), 0.15㎜ 피치의 FC(플립 칩: Flip Chip), BGA 구조의 LSI 칩 등이 알려져 있다. 또한, 전자 부품을 회로 기판에 탑재하는 방법으로서는, 전자 부품의 리드 단자에 형성된 땜납 범프와, 회로 기판의 소정의 부분에 형성된 땜납 범프를 겹쳐서 리플로우하는 방법이 알려져 있다. 이러한 방법에 있어서는, 전자 부품의 파인 피치에 대응할 수 있도록, 땜납 범프는 세밀한 패턴 형상인 것이 요구된다.

또한, 회로 기판 상에 땜납 범프를 형성하는 방법으로서는, 전기 도금법, 무전해 도금법, 땜납 분말의 페이스트를 인쇄하여 리플로우하는 방법 등이 알려져 있다. 그러나, 무전해 도금법에 의한 땜납 범프의 제조 방법에서는, 땜납층을 두껍게 하는 것이 곤란하기 때문에, 전자 부품과 도전성 회로 전극을 견고하게 접합할 수 없다. 또한, 전기 도금법에 의한 땜납 범프의 제조 방법에서는, 도금 형성용의 전류를 복잡한 회로에 흐르게 하는 것이 곤란하기 때문에, 세밀한 패턴 형상의 땜납 범프를 형성할 수 없다. 또한, 땜납 페이스트를 인쇄하는 방법에서는, 파인 피치 패턴에 대한 대응이 곤란하기 때문에, 세밀한 패턴 형상의 땜납 범프를 형성할 수 없다.

이러한 사정으로부터, 세밀한 패턴 형상에 대응 가능한, 일정하고 또한 정렬된 높이를 갖는 땜납 범프를 형성하는 방법으로서, 대략 구 형상의 땜납으로 이루어지는, 땜납 볼을 회로 기판 상에 부착시키는 방법이 사용되고 있다.

땜납 볼을 회로 상에 부착시키는 방법으로서는, 회로 기판의 도전성 회로 전극의 표면에 점착성 부여 화합물을 반응시켜서 점착성을 부여하는 동시에 상기 점착부에, 땜납 볼을 부착시키는 방법이 알려져 있다. 이 후, 땜납 볼을 용융함으로써, 땜납 범프가 형성된다(특허문헌 1). 또한, 특허문헌 1 기재의 방법을 응용한 것으로서, 도전성 회로 전극 상의 필요한 부분에, 땜납 볼을 1개만 부착시키는 기술도 개발되어 있다.(특허문헌 2 참조)

일본 특허 공개 평7-7244호 공보 일본 특허 공개 제2008-41803호 공보

그러나, BGA(볼·그리드·어레이) 구조의 반도체 장치와 같이, 땜납 범프에 일정한 높이가 필요하게 된 경우에는, 종래의 땜납 볼을 사용하면, 반도체 칩과 회로 기판을 리플로우에 의해 접속할 때에 땜납 볼이 용융하여, 원래의 형상을 유지할 수 없다는 문제가 있었다. 이로 인해, 땜납 범프는 일정한 높이를 유지할 수 없고, 반도체 칩이 불균일하게 가라앉고, 기울어진 상태로 접합될 우려가 있었다.

이 문제에 대하여, 현재는 고융점의 땜납 볼을 일단 고온에서 용융하여 땜납 범프를 형성한 후, 고융점의 땜납 볼보다도 저융점의 땜납에 의해, 반도체 칩과 회로 기판을 접합하는 방법이 사용되고 있다. 그 밖의 방법으로서는, 땜납층이 도금된 구리 등의 금속 볼(구리 핵 땜납 볼)을 땜납 볼로서 사용하는 방법도 알려져 있다. 이 방법에 의하면, 구리 핵 땜납 볼을 회로 기판에 배치하여 일단 용융함으로써 땜납 범프를 형성할 수 있는데, 핵체가 스페이서가 되기 때문에, 전자 부품과 회로 기판과의 거리를 일정하게 유지할 수 있다.

그러나, 상술한 방법에 의하면, 고융점 땜납은, 그 재료가 한정되어 있고, 고농도로 납을 포함하는 조성의 것이 사용되고 있다. 또한, 고융점 땜납으로서 실용화되어 있는 것은 납을 95% 또는 80% 포함하는 등 납 농도가 높은 것이며, 납으로부터 방출되는 α선이 LSI 등의 오동작의 원인이 된다. 그로 인해, α선이 적은 납의 동위체만을 추출한 고가의 납을 사용하거나, 완전 납 프리의 고융점 땜납이 요구되고 있다.

또한, 구리 핵 땜납 볼을 사용하는 방법은, 구리 핵의 볼에 땜납을 균일하게 부착시키는 것이 기술적으로 어렵고, 제조 비용이 현저하게 높다는 문제가 있다. 그로 인해, 범용적으로 사용되기에 이르지 않고 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 세밀한 패턴 형상에 대응 가능하고, 또한 저렴하게 형성 가능한 땜납 볼의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하도록 예의 노력 검토한 결과, 본 발명에 도달하였다. 즉 본 발명은

〔1〕 기재의 표면에 부여된 제1 점착층에 핵체를 부착하는 제1 공정과, 상기 핵체의 표면에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층을 형성하는 제2 공정과, 상기 핵체 표면의 제2 점착층 상에 땜납 입자를 부착하는 제3 공정과, 상기 땜납 입자를 용융하여 상기 핵체의 표면에 땜납층을 형성하는 제4 공정과, 상기 핵체로부터 상기 기재를 박리하고, 땜납 볼을 얻는 제5 공정을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.

〔2〕상기 핵체가 Cu를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 〔1〕에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔3〕상기 제1 공정 전에, 상기 제1 점착층 표면의 일부를 노출시키는 개구부를 갖는 제1 부재를, 상기 제1 점착층 상에 배치하는, 전 공정을 포함하고,

이후에, 상기 제1 공정에 있어서, 상기 개구부로부터 노출되는 상기 제1 점착층 표면에, 핵체를 부착시키는 것을 특징으로 하는 〔1〕 또는 〔2〕 중 어느 한 항에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔4〕상기 제1 부재가, 제1 층과 제2 층으로 이루어지고,

상기 제1 부재를 상기 제1 점착층 상에 배치하는 전 공정이,

개구부를 갖는 제1 부재의 제1 층을, 상기 제1 점착층 상에 배치하는 공정과,

상기 제1 부재의 제1 층 상에 상기 개구부보다도 직경이 작은 개구부를 갖는 제1 부재의 제2 층을, 제1 층의 상기 개구부의 중심부와 제2 층의 상기 개구부의 중심부가 겹치도록 배치하는 공정

을 포함하여 이루어지고,

상기 제1 공정과 상기 제2 공정 사이에, 상기 제1 부재의 제2 층을 상기 제1 부재의 제1 층 상으로부터 박리하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 〔3〕에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔5〕상기 제1 공정과 상기 제2 공정 사이에,

상기 제1 부재를 상기 제1 점착층 상으로부터 박리하는 공정과,

상기 제1 점착층 표면을 덮도록, 상기 제1 부재의 두께보다도 작은 직경을 갖는 입자를 포함하여 이루어지는 마스크를 부착시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 〔3〕에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔6〕상기 제1 공정 전에, 도트 형상의 복수의 상기 제1 점착층을 상기 기재의 표면에 서로 이격시켜서 형성하는 전 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 〔1〕 또는 〔2〕 중 어느 한 항에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔7〕상기 제1 점착층을 형성하는 전 공정이,

상기 기재 표면의 일부를 노출시키는 도트 형상의 개구부를 갖는 제2 부재를 상기 기재 상에 배치하는 공정과, 상기 제2 부재를 마스크로 해서, 상기 제1 점착층을 형성하는 점착성 물질을 도포하고, 도트 형상의 복수의 상기 제1 점착층을 얻는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 〔6〕에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔8〕상기 도트 형상의 제1 점착층을 형성하는 전 공정이,

전사용 기재 표면에, 도트 형상의 금속막을 서로 이격시켜서 형성하는 공정과,

상기 금속막에 점착성 부여 화합물을 도포하는 공정과,

상기 전사용 기재로부터, 상기 기재 표면에 상기 점착성 부여 화합물을 전사 함으로써, 제1 점착층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 〔6〕에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔9〕상기 도트 형상의 제1 점착층을 형성하는 전 공정이, 개구부를 갖는 마스크에 의해 상기 기재 표면을 덮은 후에, 마스크의 상기 개구부로부터 노출되는 상기 기재 표면에, 전사용 기재로부터 상기 점착성 부여 화합물을 전사하는 공정을 포함하고,

제2 공정에서는, 상기 기재 표면을 마스크로 덮은 채, 핵체 상에 상기 제2 점착층을 형성하는 것을 특징으로 하는 〔8〕에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔10〕상기 제1 점착층을 형성하는 전 공정이,

상기 기재 표면에 도트 형상의 금속막을 서로 이격시켜서 형성하는 공정과, 상기 금속막에 점착성 부여 화합물을 도포함으로써 상기 제1 점착층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 〔6〕에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔11〕상기 제1 점착층을 형성하는 전 공정이,

상기 기재 표면에 도트 형상의 금속막을 서로 이격시켜서 형성하는 공정과,

상기 기재 표면을 개구부를 갖는 마스크로 덮은 후에, 상기 개구부로부터 노출되는 상기 금속막 표면에 상기 점착성 부여 화합물을 도포하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 〔10〕에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔12〕상기 금속막이 텅스텐을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 〔10〕 또는 〔11〕 중 어느 한 항에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

〔13〕상기 땜납 입자의 평균 입경이, 상기 핵체의 평균 입경의 1/2배 이하인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔12〕 중 어느 한 항에 기재된 땜납 볼의 제조 방법.

본 발명의 땜납 볼의 제조 방법에 의하면, 핵체의 표면에 제2 점착층을 개재하여 땜납 입자를 부착시킨 후에 땜납 입자를 용융하기 때문에, 핵체 표면에 땜납층을 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 도금 등으로 땜납층을 형성하는 종래의 방법에 비해, 땜납층을 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 핵체를 제1 점착층을 개재하여 기재의 표면에 부착시킨 상태에서 땜납층을 핵체 상에 형성하기 때문에, 종래의 방법에 비해, 많은 핵체를 동시에 처리할 수 있다. 또한, 기재의 표면에 제1 점착층을 개재하여 핵체를 부착시키기 때문에, 땜납층 형성 후에, 핵체를 기재로부터 용이하게 제거할 수 있다.

이상에 의해, 종래의 방법에 비하여, 땜납 볼의 형성 공정을 대폭 간소화하는 동시에, 효율적으로 생산할 수 있다. 이로 인해, 땜납 볼의 제조 비용을 낮게 할 수 있다.

또한, 핵체 표면을 땜납층으로 덮음으로써, 이들로 형성된 땜납 볼에 의해 땜납 범프를 형성할 때에, 핵체가 스페이서로서 작용한다. 이로 인해, 땜납층이 용융해도, 땜납 범프는 일정한 높이를 유지할 수 있다. 이로 인해, 땜납 범프 위에 전자 부품을 탑재해도, 전자 부품이 자체 무게로 인해 가라앉지 않는다. 따라서, 전자 부품과 회로 기판과의 거리를 일정하게 유지할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 1b는 본 발명의 제1 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 1c는 본 발명의 제1 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 1d는 본 발명의 제1 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 1e는 본 발명의 제1 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 2a는 본 발명의 제2 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 2b는 본 발명의 제2 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 2c는 본 발명의 제2 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 2d는 본 발명의 제2 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 2e는 본 발명의 제2 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 3a는 본 발명의 제3 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 3b는 본 발명의 제3 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 3c는 본 발명의 제3 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 3d는 본 발명의 제3 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 3e는 본 발명의 제3 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 3f는 본 발명의 제3 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 4a는 본 발명의 제4 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 4b는 본 발명의 제4 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 4c는 본 발명의 제4 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 4d는 본 발명의 제4 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 4e는 본 발명의 제4 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 5a는 본 발명의 제5 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 5b는 본 발명의 제5 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 5c는 본 발명의 제5 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 5d는 본 발명의 제5 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 5e는 본 발명의 제5 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 6a는 본 발명의 제6 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 6b는 본 발명의 제6 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 6c는 본 발명의 제6 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 6d는 본 발명의 제6 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 6e는 본 발명의 제6 실시 형태인 땜납 볼의 제조 공정을 설명하는 공정도이다.
도 7a는 본 발명의 핵체와 땜납 볼을 모식적으로 설명하는 평면 사진이다.
도 7b는 본 발명의 핵체와 땜납 볼을 모식적으로 설명하는 평면 사진이다.

이하에 본원 발명이 바람직한 예에 대하여 설명하는데, 본 발명은 이들 예에만 한정되는 것은 아니다. 발명을 일탈하지 않는 범위에서 수나 위치나 크기나 수치 등의 변경이나 추가를 할 수 있다.

(제1 실시 형태)

이하, 본 발명의 제1 실시 형태인 땜납 볼(70)의 제조 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 설명한다. 도 1a 내지 도 1e는 본 실시 형태의 땜납 볼의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.

제1 실시 형태의 땜납 볼(70)의 제조 방법은, 제1 점착층(5)이 부여된 기재(1)의 표면(1a)에 핵체(11)를 부착하는 제1 공정과, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하는 제2 공정과, 제2 점착층(13) 표면에, 땜납 입자(14)를 부착하는 제3 공정과, 땜납 입자(14)를 용융하여 땜납층(15)을 핵체(11) 상에 형성하는 제4 공정과, 핵체(11)로부터 기재(1)를 박리하는 제5 공정으로 개략 구성되어 있다.

점착층(13) 상에는, 핵체(11)가 부착되기 전에, 개구부를 갖는 부재(21)(제1 부재)가 배치되고, 제1 공정에 있어서, 부재(21)의 개구부 내에서 노출되는 점착층(5)의 표면 상에, 핵체(11)가 부착된다.

이하, 각 공정에 대해서, 상세하게 설명한다.

처음에, 제1 점착층(5)이 부여된 기재(1)를 준비한다.

기재(1)로서는, 예를 들어 폴리이미드를 포함하여 이루어지는 기재, 내산성 수지로 이루어지는 기재, 세라믹 기재 및 유리 기재 등을 사용할 수 있다. 또한, 기재(1)는 여기에 예로 든 재료에 한정되지 않고, 후술하는 땜납 입자(14)의 용융 시의 열에 견딜 수 있는 재료를 포함하여 이루어지는 기재이면, 제한없이 본 발명의 기재로서 사용할 수 있다.

기재(1)에는, 제1 점착층(5)이 부여되어 있다. 제1 점착층(5)을 형성하는 재료로서는, 핵체(11)를 부착 가능하고, 후술하는 땜납 입자(14) 용융 시의 열을 견디어낼 수 있는 것이면, 어떤 재료를 사용해도 상관없다. 구체적으로는, 실리콘계 점착재 등의 내열성을 갖는 점착재를 사용할 수 있다. 또한, 제1 점착층(5)이 부여된 기재(1)로서, 폴리이미드 테이프를 사용할 수 있다.

계속해서, 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록, 제1 부재(21)를 배치한다.

제1 부재(21)는 후술하는 제1 공정에 있어서, 핵체(11)를 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 간격을 두고 배치하기 위한 부재이다. 제1 부재(21)에는, 간격을 두고, 도트 형상의 복수의 제1 개구부(31)가 설치되어 있다. 또한 개구부의 간격이나 배치 형태는 임의로 선택할 수 있다. 제1 부재(21)를 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록 배치함으로써, 제1 점착층(5)의 표면(5a)의 일부가 도트 형상으로 노출된다.

또한, 제1 점착층(5)으로서는, 자외선 조사나 가열 등에 의해 표면(5a)의 점착성이 없어지는 성질의 재료를 사용해도 된다. 또한 그러한 재료를 사용한 경우에는, 임의의 단계에서, 제1 점착층(5)의 점착성을 상실시키기 위한 자외선 조사나 가열 등을 행해도 된다.

제1 부재(21)에는, 핵체(11)의 배치에 일반적으로 사용되는 개구부를 형성한 금속제의 판상의 부재를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 제1 부재(21)의 재료로서, 60㎛ 두께 정도의 스테인리스나 니켈을 사용할 수 있다.

또한, 제1 부재(21)의 재료는 금속으로 한정되지 않고, 후술하는 제2 점착층(13)을 핵체(11)에 형성하는 공정에 있어서, 점착성이 제1 부재(21)에 의해 덮인 부분에 부여되지 않는 성질을 가진 것이면 되고, 그 재료는 한정되지 않는다. 또한, 제1 부재(21)는 판상의 부재에 한정되지 않고, 스크린 인쇄에 의해 솔더 레지스트용 페이스트를, 제1 점착층(5)의 표면에 도포한 것이어도 상관없다.

또한, 제1 부재(21)의 두께 H(기재(1)의 일면(1a)과 제1 부재(21)의 상면의 단차)는 핵체(11)의 입경 D에 맞춰서 적절히 설정하는데, 두께 H는 핵체(11)의 입경 D보다도 작게 설정하는 것이 바람직하고, 특히 1㎛ 이상이며 입경 D의 2분의 1 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 두께 H가 입경 D보다도 크면, 핵체(11)가 제1 개구부(31) 내에 들어가기 어려워져 바람직하지 않다. 또한, 두께 H가 1㎛ 미만이면 핵체(11)가 탈락하기 쉬워지기 때문에, 바람직하지 않다.

또한, 제1 개구부(31)의 직경 F₁은, 제1 개구부(31) 내에 2개 이상의 핵체(11)가 배치되지 않도록, 제1 부재(21)의 두께 H와 핵체(11)의 입경 D에 맞춰서 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 직경 F₁의 범위는, 하기 수학식 1로 표현할 수 있다.

상기 수학식에 의하면, 구체적으로는, 예를 들어 입경 D가 100㎛, 또한 제1 부재(21)의 두께 H가 20㎛인 경우, 제1 개구부(31)의 직경 F₁은 80㎛ 이상, 또한 180㎛ 미만이 된다.

또한, 제1 개구부(31)의 직경 F₁의 특히 바람직한 범위는, 핵체(11) 표면에 부착되는 땜납 입자(14)의 직경을 d로 하면, 하기 수학식 2로 표현할 수 있다.

직경 F₁이 수학식 2의 범위 내인 것에 의해, 핵체(11)를 제1 개구부(31) 내에 용이하게 부착시킬 수 있다.

또한, 인접하는 제1 개구부(31)끼리의 간격 G₁은, 핵체(11)의 입경 D와 땜납 입자(14)의 입경 d와 제1 부재(21)의 두께 H에 따라서 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 인접하는 제1 개구부(31)끼리의 간격 G₁은, 하기 수학식 3으로 표현할 수 있다.

또한, 인접하는 제1 개구부(31)끼리의 간격 G₁의 특히 바람직한 범위는, 땜납 입자(14)의 직경을 d로 하면, 하기 수학식 4로 표현할 수 있다.

인접하는 제1 개구부(31)끼리의 간격G₁이 수학식4의 범위 내인 것에 의해, 기재(1) 상에 높은 밀도로 땜납 볼(70)을 형성 할 수 있는 동시에, 인접하는 땜납 볼(70)끼리의 접합을 방지할 수 있다.

한편, 제1 개구부(31)끼리의 간격 G₁이 수학식 3으로 나타내는 최소값보다도 작으면, 땜납 볼(70)끼리 접합할 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 제1 개구부(31)끼리의 간격이 너무 넓으면, 한번에 형성할 수 있는 땜납 볼(70)의 수가 억제되기 때문에, 제조 효율이 저하하여 바람직하지 않다.

또한, 제1 개구부(31)의 평면에서 본 형상은 원 형상인 것이 바람직한데, 타원이어도, 사각이어도 상관없다.

(제1 공정)

다음으로, 도 1a에 도시한 바와 같이, 제1 개구부(31)로부터 노출되는 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 핵체(11)를 부착시킨다.

이때, 제1 점착층(5)에 핵체(11)를 부착시키는 방법으로서는 필요에 따라서 선택 가능한데, 예를 들어 공기 중 또는 불활성 분위기 중에서 제1 점착층(5)에 핵체(11)를 직접 공급하는 방법이나, 도시하지 않은 분산액 중에 핵체(11)를 분산시켜서 슬러리 상태로 하고, 그 슬러리를 제1 점착층(5)에 공급하는 방법을 채용할 수 있다.

처음에, 공기 중 또는 불활성 가스 분위기 중에서, 핵체(11)를 제1 점착층(5)에 부착시키는 방법의 예에 대하여 설명한다. 처음에, 공기 또는 불활성 가스를 채운 용기 내에 핵체(11)를 투입한다. 이때의 핵체(11)의 양은 임의로 선택할 수 있다. 계속해서, 용기 내에 제1 점착층(5)이 형성된 기재(1)를 설치한다. 계속해서, 용기를 경사 또는 진동시키는 등의 방법으로, 제1 점착층(5)과 핵체(11)를 접촉시킨다. 이에 의해, 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 핵체(11)가 부착된다. 부착되지 않은 핵체는 필요에 따라서 제거해도 된다.

계속해서, 액체 중에서 핵체(11)를 제1 점착층(5)에 부착시키는 방법의 예를 설명한다. 우선, 물 등의 분산액을 도시하지 않은 용기 내에 넣고, 또한 핵체(11)를 분산액 중에 첨가한다. 계속해서, 용기를 기울여서 분산액과 핵체(11)를 한쪽으로 가까이 댄 뒤에, 기재(1)가 분산액이나 핵체(11)에 접촉하지 않도록 용기 중에 설치한다. 이어서, 용기를 좌우로 틸팅시킴으로써, 분산액 중에서 기재(1) 상의 제1 점착층(5)과 핵체(11)를 접촉시킨다. 이에 의해, 제1 점착층(5)에 핵체(11)가 부착된다.

이와 같이, 액체 중에서 핵체(11)를 부착시킴으로써, 핵체(11)가 정전기에 의해 점착성이 없는 부분에 부착되는 것이나, 핵체(11)가 정전기에 의해 응집하는 것을 방지할 수 있다. 그로 인해, 액체 중에서 핵체(11)를 부착시키는 방법은, 미소한 핵체(11)를 사용하는 경우에 특히 바람직하다.

핵체(11)를 제1 점착층(5)에 부착시키는 방법은, 액체 중에서 부착시키는 방법에 한정되지 않고, 핵체(11)의 크기 등, 조건에 따라 적합한 방법을 적절히 채용하면 된다.

핵체(11)의 재료로서는 금속, 예를 들어 주석(Sn)을 사용하는 것이 바람직하고, 구리(Cu)을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한 핵체(11)의 재료는, 이들에 한정되지 않고, 후술하는 땜납 입자(14)의 융점보다도 높은 융점을 갖고, 또한 제2 점착성 부여 화합물에 의해 점착성이 얻어지는 물질이면, 도전성 물질이나 합금 등, 다른 것을 사용해도 상관없다. 구리나 주석 이외에, 이러한 물질의 예로서는, 예를 들어 Ni, Ni-Au, 또는 Au-Sn 등의 금속이나 합금 등을 예시할 수 있다.

또한, 핵체(11)의 평균 입경 D는, 작업성의 면에서, 20㎛ 내지 200㎛의 범위 내로 하는 것이 적당하고, 30㎛ 내지 130㎛의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, 50㎛ 내지 80㎛의 범위 내로 하는 것이 특히 바람직하다.

(제2 공정)

다음으로, 도 1b에 도시한 바와 같이, 핵체(11)의 표면(11a)에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층(13)을 형성한다.

우선, 이하에 나타내는 점착성 부여 화합물(제1 점착성 부여 화합물) 중 적어도 1종 또는 2종 이상을, 물 또는 산성수에 용해하고, 바람직하게는 pH3 내지 4 정도의 미산성으로 조정한다. 이에 의해, 점착성 용액이 형성된다. 계속해서, 점착성 용액에 제1 공정에서 얻어진 기재(1)를 침지하거나 또는 기재(1)에 점착성 용액을 도포함으로써, 핵체(11)의 표면(11a)에 제2 점착층(13)이 형성된다.

여기서, 점착성 부여 화합물로서는 임의로 선택되지만, 예를 들어 나프토트리아졸계 유도체, 벤조트리아졸계 유도체, 이미다졸계 유도체, 벤조이미다졸계 유도체, 머캅토벤조티아졸계 유도체 및 벤조티아졸 티오 지방산 등을 사용할 수 있다. 이들의 점착성 부여 화합물은, 금속 등에 대하여 특히 구리에 대한 점착성을 부여하는 작용 효과가 강하다. 또한, 구리 이외의, 다른 도전성 물질 등에도 점착성을 부여할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 적절하게 사용되는 벤조트리아졸계 유도체는, 화학식 1로 표시된다.

단, 식(1) 중, R¹ 내지 R⁴는, 독립적으로 수소 원자, 탄소수가 1 내지 16(바람직하게는 5 내지 16)의 알킬기, 알콕시기, F, Br, Cl, I, 시아노기, 아미노기 또는 OH기이다.

또한, 본 발명에 있어서 적절하게 사용되는 나프토트리아졸계 유도체는, 화학식 2로 표시된다.

단, 식(2) 중, R⁵ 내지 R¹⁰은, 독립적으로 수소 원자, 탄소수가 1 내지 16(바람직하게는 5 내지 16)의 알킬기, 알콕시기, F, Br, Cl, I, 시아노기, 아미노기 또는 OH기이다.

또한, 본 발명에 있어서 적절하게 사용되는 이미다졸계 유도체는, 화학식(3)으로 표시된다.

단, 식 3에 있어서, R¹¹, R¹²는, 독립적으로 수소 원자, 탄소수가 1 내지 16 (바람직하게는 5 내지 16)의 알킬기, 알콕시기, F, Br, Cl, I, 시아노기, 아미노기 또는 OH기이다.

또한, 본 발명에 있어서 적절하게 사용되는 벤조이미다졸계 유도체는, 화학식 4로 표시된다.

단, 식 4에 있어서, R¹³ 내지 R¹⁷은, 독립적으로 수소 원자, 탄소수가 1 내지 16(바람직하게는 5 내지 16)의 알킬기, 알콕시기, F, Br, Cl, I, 시아노기, 아미노기 또는 OH기이다.

또한, 본 발명에 있어서 적절하게 사용되는 머캅토벤조티아졸계 유도체는, 화학식 5로 표시된다.

단, 식(5) 중, R¹⁸ 내지 R²¹은, 독립적으로 수소 원자, 탄소수가 1 내지 16(바람직하게는 5 내지 16)의 알킬기, 알콕시기, F, Br, Cl, I, 시아노기, 아미노기 또는 OH기이다.

또한, 본 발명에 있어서 적절하게 사용되는 벤조티아졸티오 지방산계 유도체는, 화학식 6으로 표시된다.

단, 식(6)에 있어서, R²² 내지 R²⁶은, 독립적으로 수소 원자, 탄소수가 1 내지 16 (바람직하게는 1 또는 2)의 알킬기, 알콕시기, F, Br, Cl, I, 시아노기, 아미노기 또는 OH기이다.

이들 화합물 중, 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸계 유도체에 있어서, R¹ 내지 R⁴는 탄소수가 많은 쪽이 일반적으로 점착성이 강하다.

또한, 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 이미다졸계 유도체 및 벤조이미다졸계 유도체의 R¹¹ 내지 R¹⁷에 있어서도, 일반적으로 탄소수가 많은 쪽이 점착성이 강하다.

또한, 화학식 6으로 표시되는 벤조티아졸티오 지방산계 유도체에 있어서는, R²² 내지 R²⁶은 탄소수 1 또는 2가 바람직하다.

또한, 점착성 용액의 pH 조정에 사용하는 물질의 예로서는, 염산, 황산, 질산, 인산 등의 무기산이나, 유기산을 들 수 있다. 또한 유기산의 예로서는, 포름산, 락트산, 아세트산, 프로피온산, 말산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 타르타르산 등을 사용할 수 있다.

점착성 용액에 있어서의 점착성 부여 화합물의 농도는, 특별히 한정되지 않지만, 용해성 및 사용 상황에 따라서 적절히 조정하여 사용하면 되고, 점착성 용액 전체에 대하여 0.05질량% 내지 20질량%의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 점착성 부여 화합물의 농도가 이 범위 내인 것에 의해, 핵체(11)에 충분한 점착성을 부여할 수 있다. 한편, 점착성 용액 전체에 대하여 0.05질량% 미만이면 충분한 점착성을 부여할 수 없고, 또한 점착성 용액 전체에 대하여 20질량%를 초과하면 점착성 부여 화합물이 다량으로 소비되어, 비효율적으로 되기 때문에 바람직하지 않다.

점착성을 핵체(11)의 표면(11a)에 부여할 때의 처리 온도는, 실온보다는 약간 높게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제2 점착층(13)의 형성 속도 및 형성량이 충분한 것이 된다. 또한, 최적의 처리 온도는, 점착성 부여 화합물의 농도나 제2 점착층(13)의 재료 금속의 종류 등에 따라 상이한데, 일반적으로는 30℃ 내지 60℃ 정도의 범위가 적합하다. 또한, 점착성 용액에 대한 침지 시간은 5초 내지 5분 사이 정도의 범위가 되도록, 그 외의 조건을 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 점착성 용액 중에는, 이온으로서 구리를 50 내지 1000ppm 공존시키는 것이 바람직하다. 구리 이온이 이 범위의 양으로 공존함으로써, 제2 점착층(13)의 형성 속도 및 형성량 등의 형성 효율을 높일 수 있다.

(제3 공정)

이어서, 도 1c에 도시한 바와 같이, 핵체(11) 표면 상의 제2 점착층(13) 상에 땜납 입자(14)를 부착시킨다.

제2 점착층(13)에 땜납 입자(14)를 부착시키는 방법의 예로서는, 공기 중 또는 불활성 분위기 중에서 제2 점착층(13)에 땜납 입자(14)를 직접 공급하는 방법이나, 도시하지 않은 분산액 내에 땜납 입자(14)를 분산시켜서 슬러리 상태로 하고, 그 슬러리를 제2 점착층(13)에 공급하는 방법이 있다. 제2 점착층(13)에 땜납 입자(14)를 부착시키는 방법에 대해서는, 제1 공정에서의, 기재(1)의 표면(1a)에 핵체(11)를 부착시키는 방법과 동일하기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.

또한, 핵체(11)를 부착시키기 전 단계에서 제1 점착층(5)으로서, 자외선 조사 또는 가열 등에 의해 표면(5a)의 점착성이 없어지는 성질의 재료를 사용하고 있는 경우에는, 핵체(11)가 제1 점착층(5) 상에 설치된 후에, 제1 부재(21)를 박리해도 상관없다. 이 경우에는, 제1 부재(21)를 박리한 후에 자외선 조사나 가열 등에 의해 표면(5a)의 점착성을 없애는 처리를 함으로써, 땜납 입자(14)가 제1 점착층의 표면(5a)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 땜납 입자(14)의 입경 d는, 1입자의 핵체(11)에 복수의 땜납 입자(14)가 부착되도록, 핵체(11)의 평균 입경 D보다도 작은 것을 사용한다. 땜납 입자(14)의 입경 d는, 핵체(11)의 입경 D에 따라서 적절히 설정하면 상관없지만, 1㎛ 이상 또한 입경 D의 1/2배 이하인 것이 바람직하다. 땜납 입자(14)의 입경 d가 이 범위 내인 것에 의해, 1입자의 핵체(11)에 복수의 땜납 입자(14)를 부착할 수 있다.

한편, 땜납 입자(14)의 입경 d가 1㎛ 미만이면 땜납층(15)의 막 두께가 너무 얇아져, 형성된 땜납 볼(70)을 리플로우했을 때의 땜납량이 불충분해진다. 이로 인해, 땜납 볼(70)을 리플로우할 때에 땜납 범프가 회로 기판으로부터 벗겨지기 쉬워져 바람직하지 않다. 즉, 땜납층(15)이 부족해지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 땜납 입자(14)의 입경 d가 핵체(11)의 평균 입경 D의 2분의 1 이상이면, 1입자의 핵체(11)에 충분한 수의 땜납 입자(14)를 부착할 수 없어, 바람직하지 않다.

또한, 땜납 입자(14)의 금속 조성으로서는, 예를 들어 Sn-Pb계, Sn-Pb-Ag계, Sn-Pb-Bi계, Sn-Pb-Bi-Ag계 및 Sn-Pb-Cd계를 들 수 있다. 또한, 최근의 산업 폐기물에 있어서의 Pb 배제의 관점에서, Pb을 포함하지 않는 Sn-In계, Sn-Bi계, In-Ag계, In-Bi계, Sn-Zn계, Sn-Ag계, Sn-Cu계, Sn-Sb계, Sn-Au계, Sn-Bi-Ag-Cu계, Sn-Ge계, Sn-Bi-Cu계, Sn-Cu-Sb-Ag계, Sn-Ag-Zn계, Sn-Cu-Ag계, Sn-Bi-Sb계, Sn-Bi-Sb-Zn계, Sn-Bi-Cu-Zn계, Sn-Ag-Sb계, Sn-Ag-Sb-Zn계, Sn-Ag-Cu-Zn계 및 Sn-Zn-Bi계인 것이 바람직하다.

상기 금속 조성의 구체예로서는, Sn이 63질량%, Pb가 37질량%의 공정(共晶) 땜납(이하 63Sn/37Pb라고 표현함)을 중심으로 하고, 62Sn/36Pb/2Ag, 62.6Sn/37Pb/0.4Ag, 60Sn/40Pb, 50Sn/50Pb, 30Sn/70Pb, 25Sn/75Pb, 10Sn/88Pb/2Ag, 46Sn/8Bi/46Pb, 57Sn/3Bi/40Pb, 42Sn/42Pb/14Bi/2Ag, 45Sn/40Pb/15Bi, 50Sn/32Pb/18Cd, 48Sn/52In, 43Sn/57Bi, 97In/3Ag, 58Sn/42In, 95In/5Bi, 60Sn/40Bi, 91Sn/9Zn, 96.5Sn/3.5Ag, 99.3Sn/0.7Cu, 95Sn/5Sb, 20Sn/80Au, 90Sn/10Ag, 90Sn/7.5Bi/2Ag/0.5Cu, 97Sn/3Cu, 99Sn/1Ge, 92Sn/7.5Bi/0.5Cu, 97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag, 95.5Sn/3.5Ag/1Zn, 95.5Sn/4Cu/0.5Ag, 52Sn/45Bi/3Sb, 51Sn/45Bi/3Sb/1Zn, 85Sn/10Bi/5Sb, 84Sn/10Bi/5Sb/1Zn, 88.2Sn/10Bi/0.8Cu/1Zn, 89Sn/4Ag/7Sb, 88Sn/4Ag/7Sb/1Zn, 98Sn/1Ag/1Sb, 97Sn/1Ag/1Sb/1Zn, 91.2Sn/2Ag/0.8Cu/6Zn, 89Sn/8Zn/3Bi, 86Sn/8Zn/6Bi 및 89.1Sn/2Ag/0.9Cu/8Zn 등을 들 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 땜납 입자(14)로서는, 다른 조성의 땜납 입자를 2종류 이상 혼합한 것이어도 상관없다.

(제4 공정)

계속해서, 도 1d에 도시한 바와 같이 리플로우 공정을 행하고, 땜납층(15)을 형성한다.

제3 공정에 있어서 땜납 입자(14)를 분산액 중에서 핵체(11)에 부착시킨 경우에는, 우선 기재(1)를 건조시킨다.

이어서, 핵체(11) 및 땜납 입자(14)의 정착을 행한다. 정착은, 핵체(11)와 땜납 입자(14)의 사이에서, 핵체(11)의 구성 재료를 땜납 입자(14) 측에 확산시키는 반응이다. 이 반응이 진행됨으로써, 땜납 입자(14)는 핵체(11)에 고정된다.

이때, 정착 온도는, 사용된 땜납의 융점에 대하여 마이너스 50℃ 내지 플러스 50℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 마이너스 30℃ 내지 플러스 30℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 정착 온도가 이 범위 내인 경우, 땜납 입자(14)는 용융하지 않거나, 또는 가령 내부가 용해하여도, 표면에 존재하는 산화막의 효과에 의해 용융하여 흘러나가는 경우가 없다. 그로 인해, 땜납 입자(14)의 형상을 유지한 채 정착을 행할 수 있다.

계속해서, 땜납 입자(14)가 정착된 핵체(11)를 위에 설치한 기재(1)에, 수용성 플럭스를 도포한다. 수용성 플럭스로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2004-282062호 공보에 기재된 플럭스를 사용할 수 있다. 기재(1)에 수용성 플럭스를 도포함으로써, 땜납 입자(14) 표면과 핵체(11)의 표면(11a)의 산화막을 제거할 수 있다.

계속해서, 리플로우를 행하고, 땜납 입자(14)를 용융한다. 이 리플로우에 의해, 땜납 입자(14)는 용융하고, 핵체(11)의 표면(11a) 전체에 넓게 퍼져, 땜납층(15)이 된다. 이때의 가열 온도는, 200℃ 내지 300℃의 범위가 바람직하고, 땜납의 융점 플러스 10℃ 내지 50℃인 것이 특히 바람직하다. 이러한 범위 내의 온도에서 가열함으로써, 땜납 입자(14)의 용융 땜납과, 핵체(11)의 표면(11a)이 충분히 반응하고, 확산층을 형성할 수 있다.

(제5 공정)

계속해서, 도 1e에 도시한 바와 같이, 제1 점착층(5)의 표면(5a)으로부터, 제1 부재(21)를 박리한다. 그 후, 기재(1)로부터 핵체(11)를 박리한다. 이때, 핵체(11)를 기재(1)로부터 박리하는 방법은, 제1 점착층(5)의 재료에 의해 적절히 선택하면 된다. 구체적으로는 예를 들어, 초음파 세정기로 기재(1)에 진동을 부여하는 방법이나, 용제에 의해 제1 점착층(5)을 용해하는 방법을 사용할 수 있다. 핵체(11)를 기재(1)로부터 박리하는 방법은 상기의 방법에 한정되지 않고, 기재(1)가 가요성을 갖춘 것인 경우에는, 기재(1)를 구부림으로써, 핵체(11)를 박리해도 된다.

이상에 의해, 땜납 볼(70)이 형성된다.

제1 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 핵체(11)의 표면(11a)에 제2 점착층(13)을 개재하여 땜납 입자(14)를 부착시킨 후에 땜납 입자(14)를 용융하기 때문에, 핵체(11)의 표면(11a)에 땜납층(15)을 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 도금 등으로 땜납층을 형성하는 종래의 방법에 비해, 땜납층(15)을 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 핵체(11)를 제1 점착층(5)을 개재하여 기재(1)의 표면(1a)에 부착시킨 상태에서 땜납층(15)을 형성하기 때문에, 종래의 방법에 비해, 많은 핵체(11)를 동시에 처리할 수 있다. 또한, 기재(1)의 표면(1a)에 제1 점착층(5)을 개재하여 핵체(11)를 부착시키기 때문에, 땜납층(15) 형성 후에, 핵체(11)를 기재(1)로부터 용이하게 제거할 수 있다.

이상에 의해, 종래의 방법에 비하여, 땜납 볼(70)의 형성 공정을 대폭 간소화하는 동시에, 효율적으로 생산할 수 있다. 이로 인해, 땜납 볼(70)의 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 핵체(11)의 표면(11a)을 땜납층(15)으로 덮음으로써, 제조된 땜납 볼(70)에 의해 땜납 범프를 형성할 때에, 핵체(11)가 스페이서가 된다. 이로 인해, 땜납층(15)이 용융해도, 땜납 범프는 일정한 높이를 유지할 수 있다. 이로 인해, 땜납 범프 상에 전자 부품을 탑재해도, 전자 부품이 자체 무게로 인해 가라앉는 경우가 없다. 따라서, 전자 부품과 회로 기판과의 거리를 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 핵체(11)가 금속을 포함하여 이루어지는 것에 의해, 땜납 볼(70)로서 사용할 때에, 전자 부품과 회로 기판과의 도통을 확보할 수 있다. 특히, 핵체(11)가 구리를 포함하여 이루어질 경우에는, 구리의 전기 저항이 낮기 때문에, 전자 부품과 회로 기판과의 사이가 양호한 도통을 확보할 수 있다.

또한, 핵체(11)가 Cu를 포함하여 이루어지는 것에 의해, 점착성 화합물을 보다 도포하기 쉽다. 이로 인해, 충분한 두께의 제2 점착층(13)을 형성할 수 있다. 이로 인해, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 개재하여 땜납 입자(14)를 부착시키기 쉬워진다. 이로 인해, 균일하고 또한 충분한 막 두께의 땜납층(15)을 형성할 수 있다. 이로 인해, 입경이 균일한 땜납 볼(70)을 형성할 수 있고, 전자 부품과 회로 기판과의 접합을 양호하게 행할 수 있다.

또한, 핵체(11)가 스페이서가 되는 것에 의해, 전자 부품과 기재와의 거리를 일정하게 유지할 수 있다. 그로 인해, 탑재된 전자 부품이 기재 상에서 불균일하게 가라앉는 문제를 해결할 수 있고, 핵체(11)에 대한 높이가 일정한, 신뢰성이 높은 기재를 얻을 수 있다. 또한, 땜납 입자(14)를 제2 점착층(13)을 개재하여 핵체(11)에 부착시키기 때문에, 종래 고가인 구리 핵 땜납 볼을 사용하지 않고 마칠 수 있다. 그로 인해, 저비용화와 공정의 간략화를 실현할 수 있다. 이상에 의해, 본 실시 형태의 제조 방법은, 미세한 기재에 적합한 방법이며, 집적도가 높고, 또한 신뢰성이 높은 전자 기기를 제공할 수 있게 된다.

또한, 이상의 방법에 의하면, 땜납 볼(70)을, 납을 많이 포함하는 고융점 땜납을 사용하지 않고 형성할 수 있다. 이로 인해, 땜납 볼(70)의 납 프리화를 실현할 수 있다. 이로 인해, 땜납 범프 중에 포함되는 Pb로부터 α선이 방사되는 경우가 없다. 이로 인해, α선에 의한 전자 부품의 오동작을 방지할 수 있다.

또한, 제1 부재(21)로서 금속제의 판상의 부재를 사용함으로써, 땜납 볼(70)의 제조에 있어서 제1 부재를 반복하여 사용할 수 있다. 이로 인해, 땜납 볼(70) 제조 공정에 있어서의 제조 비용을 억제할 수 있다.

또한, 제1 부재(21)의 두께 H를, 1㎛ 이상 또한 입경 D의 2분의 1 이하의 범위로 설정함으로써, 핵체(11)가 제1 개구부(31) 내에 들어가기 쉬워진다. 이로 인해, 작업성이 향상되고, 땜납 볼(70)을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 핵체(11)의 측면이 제1 개구부(31)의 측벽에 의해 유지되기 때문에, 핵체(11)의 탈락을 방지할 수 있다.

또한, 기재(1) 상에 제1 개구부(31)를 갖는 제1 부재(21)를 배치한 상태에서, 핵체(11)에 제2 점착층(13)을 형성하기 때문에, 핵체(11)의 표면(11a) 이외의 부분에는 제2 점착층(13)이 형성되지 않는다. 제2 점착층이 제1 부재(21) 상에 형성되지 않는 이유는, 도전성 물질이나 금속 등의 핵체에 사용되는 재료는, 점착성 부여 물질에 의해 점착성이 부여되는 재료인 반면, 제1 부재나 제1 점착제에 사용되는 재료는, 점착성 부여 물질에 의해 점착성이 부여되지 않는 재료이기 때문이다. 이로 인해, 땜납 입자(14)를 핵체(11)에 선택적으로 부착할 수 있다. 또한, 제1 개구부(31)의 내측에 핵체(11)를 부착시키기 때문에, 제1 점착층(5)의 점착력이 약한 경우에도, 핵체(11)가 제1 개구부(31) 밖으로 탈락하는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 모든 제1 개구부(31)에 확실하게 핵체(11)를 부착시킬 수 있다.

(제2 실시 형태)

계속해서, 본 발명의 제2 실시 형태인, 땜납 볼(70)의 제조 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 설명한다. 도 2a 내지 도 2e는 제2 실시 형태의 땜납 볼(70)의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.

제2 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법은, 기재(1)의 표면(1a)에 부여된 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 핵체(11)를 부착하는 제1 공정과, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하는 제2 공정과, 제2 점착층(13) 표면에, 땜납 입자(14)를 부착하는 제3 공정과, 땜납 입자(14)를 용융하여 땜납층(15)을 형성하는 제4 공정과, 핵체(11)로부터 기재(1)를 박리하는 제5 공정으로 개략 구성되어 있다.

이 중, 제1 공정에 있어서, 제1 부재(21)가 제1 층(21a)(제1 부재의 제1 층)과 제2 층(21b)(제1 부재의 제2 층)을 포함하여 이루어지는 것 및 제1 공정과 상기 제2 공정 사이에, 상기 제2 층(21b)을 제1 층(21a)으로부터 박리하는 공정을 갖는 것 이외에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 동일한 부분에 관한 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

이하, 제1 공정에 대하여 설명한다.

(제1 공정)

제2 실시 형태에 있어서의 제1 공정은, 제1 부재(21)를 제1 점착층(5) 상에 배치하는 공정(전 공정)으로서, (i) 개구부(32a)(제2 개구 하부)를 갖는 제1 부재의 제1 층(21a)을 제1 점착층(5) 상에 배치하는 공정과, (ii) 제1 부재의 제1 층(21a) 상에 개구부(32)보다도 직경이 작은 개구부(32b)(제2 개구 상부)를 갖는 제1 부재의 제2 층(21b)을, 개구부(32a)와 개구부(32b)가 겹치도록 배치하는 공정을 포함한다.

이하, 각 공정에 대해서, 상세하게 설명한다.

처음에, 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록, 제1 부재의 제1 층(21a)을 배치한다. 제1 부재의 제1 층(21a)에는, 간격을 두고, 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 노출하는, 개구부(32a)가 설치되어 있다. 제1 부재의 제1 층(21a)의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 예를 들어, 스크린 인쇄에 의해 솔더 레지스트용 페이스트를 기재(1)에 도포한 것을 사용할 수 있다.

또한, 제1 층(21a)의 개구부(32a)의 직경 F_2a의 범위는, 후술하는 제2 층(21b)의 개구부(32b)의 직경을 F_2b로 하면, 하기 수학식 5로 표시할 수 있다.

개구부(32a)의 특히 바람직한 범위는, 하기 수학식 6으로 표시할 수 있다.

계속해서, 제1 부재의 제1 층(21a) 상에 제1 부재의 제2 층(21b)을 배치한다. 제1 부재의 제2 층(21b)에는, 제1 층(21a)의 개구부(32a)보다도 직경이 작은 개구부(32b)가 설치되어 있다. 제1 부재의 제2 층(21b)을 배치할 때, 개구부(32a)와 개구부(32b)가 겹치도록, 배치하는 위치를 조정한다.

제1 부재의 제2 층(21b)으로서는, 금속제의 판상의 부재를 사용할 수 있다. 이러한 부재를 제1 부재의 제2 층(21b)으로서 사용함으로써, 제조 공정에 있어서 이를 반복하여 사용할 수 있기 때문에, 땜납 볼(70)의 제조 효율을 높일 수 있다.

또한, 제1 부재의 제1 층(21a)과 제2 층(21b)의 합계의 두께를 H로 하면, H는 핵체(11)의 입경 D의 1/2 이상이며, 개구부(32b)의 직경 F_2b의 범위는, 하기 수학식 7로 표시할 수 있다.

또한, 개구부(32b)의 직경 F_2b의 특히 바람직한 범위는, 하기 수학식 8로 표시할 수 있다.

또한, 인접하는 개구부(32b)끼리의 간격 G₂는, 제1 부재의 제2 층(21b)의 두께를 H_b로 하면, 하기 수학식 9로 표시할 수 있다.

개구부(32b)끼리의 간격 G₂가 수학식 9의 범위 내인 것에 의해, 기재(1) 상에 높은 밀도로 땜납 볼(70)을 형성할 수 있음과 함께, 인접하는 땜납 볼(70)끼리의 접합을 방지할 수 있다.

계속해서, 도 2a에 도시한 바와 같이 핵체(11)를 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 부착시킨다.

계속해서, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제1 부재의 제1 층(21a) 상으로부터, 제1 부재의 제2 층(21b)을 박리한다. 개구부(32b)의 직경 F_2b은 개구부(32a)의 직경 F_2a보다도 작기 때문에, 핵체(11)는 제2 개구 하부(32a)의 중심부에 배치된 상태로 된다.

(제2 공정)

계속해서, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제1 부재의 제1 층(21a)이 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮은 상태에서, 핵체(11)의 표면(11a)에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층(13)을 형성한다. 이때, 제1 점착층(5)의 표면(5a)은 제1 부재의 제1 층(21a)으로 거의 덮여져 있기 때문에, 핵체(11)의 표면(11a) 이외에 제2 점착층(13)이 형성되는 것이 방지된다. 즉, 핵체(11)는 점착 부여 화합물에 의해 점착성이 부여되는 재료로 형성되어 있으나, 제1 부재의 제1 층(21a)이나 제1 점착층은 점착 부여 화합물에 의해 점착성이 부여되지 않는 재료로 형성되어 있다. 따라서, 제1 층(21a) 상에는 점착층(13)이 형성되지 않는다.

이 후, 도 2c 내지 도 2e에 도시한 바와 같이, 제3 공정과, 제4 공정과, 제5 공정을 행하는데, 제3 공정 이후의 공정에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 제3 공정 이후에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

제2 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 제1 부재의 제1 층(21a) 상에 개구부(32a)보다도 직경이 작은 개구부(32b)를 갖는 제1 부재의 제2 층(21b)을, 개구부(32a)의 중심과 개구부(32b)의 중심이 겹치도록 배치함으로써, 개구부(32b)를 개구부(32a)의 중심부 상에 위치하도록 배치할 수 있다. 또한, 핵체(11)를 제1 점착층(5)에 부착시킨 후에, 제1 부재의 제1 층(21a) 상으로부터, 제1 부재의 제2 층(21b)을 박리하기 때문에, 핵체(11)와 제1 부재의 제1 층과의 거리를 충분히 유지할 수 있다. 즉, 핵체(11)를 제1 점착층(5)에 부착시킬 때에, 핵체(11)를 개구부(32a)의 중심부에 배치할 수 있다.

제2 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 제1 실시 형태의 효과 외에, 인접하는 땜납 볼(70)끼리의 접합을, 더 효과적으로 방지할 수 있다.

(제3 실시 형태)

계속해서, 본 발명의 제3 실시 형태인 땜납 볼(70)의 제조 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 설명한다. 도 3a 내지 도 3f는, 제3 실시 형태의 땜납 볼(70)의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.

제3 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법은, 기재(1)에 부여된 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 핵체(11)를 부착하는 제1 공정과, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하는 제2 공정과, 제2 점착층(13) 표면에, 땜납 입자(14)를 부착하는 제3 공정과, 땜납 입자(14)를 용융하여 땜납층(15)을 형성하는 제4 공정과, 핵체(11)로부터 기재(1)를 박리하는 제5 공정으로 개략 구성되어 있다.

제3 실시 형태에서는, 제1 공정과 제2 공정 사이에, 제1 부재(21)를 박리하는 공정을 갖고, 또한 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록, 제1 부재(21)의 두께 H보다도 작은 직경 r을 갖는 입자를 제1 점착층 상에 부착시켜 마스크(41)(제1 마스크)를 형성하는 점이, 제1 실시 형태와 상이하다. 이로 인해, 제1 실시 형태와 동일한 공정에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.

우선, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제1 공정에 있어서, 핵체(11)를 제1 부재(21)를 갖는 기재(1)의 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 부착시킨다. 이때, 제1 부재의 인접하는 개구부(33)(제3 개구부)끼리의 간격 G₃은, 제3 공정에서 사용되는 땜납 입자(14)의 직경 d의 10 내지 20배 정도인 것이 바람직하다. 또한, 제1 부재(21)의 두께 H는, 핵체(11)의 입경 D의 1/2배 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제1 부재의 개구부(33)의 직경 F₃은, 핵체(11)의 입경 D보다 크고, 또한 핵체(11)의 입경 D의 2배 미만이면 되는데, 입경 D보다도 10 내지 20㎛ 큰 것이 특히 바람직하다.

계속해서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 제1 부재(21)를 제1 점착층(5) 상으로부터 박리한다.

이에 의해, 제1 점착층(5)의 표면(5a)이 노출된다.

계속해서, 도 3c에 도시한 바와 같이, 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록, 입상의 재료로 형성되는 마스크(41)를 부착시킨다. 마스크(41)의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹 및 고분자 등을 사용할 수 있지만, 물에 융해되지 않고, 제2 점착층(13)이 표면에 형성되지 않는 성질이면, 그 재료는 한정되지 않는다.

또한, 마스크(41)의 재료의 직경 r은, 제1 부재(21)의 두께 H보다도 작다. 또한, 직경이나 높이 r은 작을수록 바람직하고, 작업 효율면에서, 서브 ㎛ 내지 수㎛ 정도인 것이 바람직하다. 구체예를 들면, 직경이 0.5㎛ 내지 2㎛의 재료를 바람직하게 사용할 수 있다. 마스크(41)의 높이나 직경 r을 이러한 범위 내로 함으로써, 핵체(11)와 제1 점착층(5)의 접촉면 부근까지, 땜납 입자(14)를 부착할 수 있다. 이로 인해, 핵체(11)의 표면(11a) 전체에, 땜납층(15)을 형성할 수 있다.

한편, 높이나 직경 r이 제1 부재(21)의 두께 H 이상의 크기이면, 핵체(11)와 제1 점착층(5)과의 접촉면 부근에 땜납 입자(14)가 충분히 부착되지 않아 바람직하지 않다. 또한, 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록 마스크(41)를 부착시킬 때에, 인접하는 마스크(41)의 재료끼리의 사이에 간극이 발생하기 때문에, 제3 공정에 있어서, 제1 점착층(5) 표면에 땜납 입자(14)가 부착될 우려가 있다. 이로 인해, 제4 공정에 있어서, 제1 점착층(5) 표면에 부착된 땜납 입자(14)가 용융하여, 땜납 볼(70)에 접합할 우려가 있다. 이 때문에 땜납 볼(70)의 입경이 불균일해져, 바람직하지 않다.

이 후, 도 3c 내지 도 3f에 도시한 바와 같이, 제2 공정과, 제3 공정과, 제4 공정을 행하는데, 제2 공정 내지 제4 공정의 공정에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 도 3f에 도시한 바와 같이, 제1 점착층(5)으로부터 제1 마스크(41)를 박리하는 방법은 임의로 선택할 수 있지만, 구체적으로는 예를 들어, 초음파 세정기로 기재(1)에 진동을 부여하는 방법을 채용할 수 있다.

이상에 의해, 땜납 볼(70)이 형성된다.

제3 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 제1 부재(21)를 사용하여 점착층(5)의 표면(5a)에 핵체(11)를 배치한 후에 제1 부재(21)를 박리함으로써, 핵체(11)끼리의 간격을 적절하게 유지할 수 있다. 또한, 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 제1 마스크(41)를 부착시킨 후에, 핵체(11)의 표면(11a)에 땜납 입자(14)를 부착시킴으로써, 핵체(11)와 제1 점착층(5)과의 접촉면 부근에까지, 땜납 입자(14)를 부착시킬 수 있다. 이로 인해, 핵체(11)의 표면(11a) 전체에, 땜납층(15)을 형성할 수 있다. 또한, 제1 마스크(41)의 재료로서, 물에 융해되지 않고, 또한 제2 점착층(13)이 형성되지 않는 물질을 사용함으로써, 제2 공정에 있어서, 제1 마스크(41) 표면에 제2 점착층(13)이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 제1 마스크(41) 표면에 대한 땜납 입자(14)의 부착을 방지할 수 있다.

이상에 의해, 제3 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 제1 실시 형태의 효과 외에, 땜납 볼(70)의 땜납층(15)의 두께를 균일하게 형성할 수 있다.

(제4 실시 형태)

계속해서, 본 발명의 제4 실시 형태인 땜납 볼(70)의 제조 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 설명한다. 도 4a 내지 도 4e는 제4 실시 형태의 땜납 볼(70)의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.

제4 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법은, 기재(1)에 부여된 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 핵체(11)를 부착하는 제1 공정과, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하는 제2 공정과, 제2 점착층(13) 표면에, 땜납 입자(14)를 부착하는 제3 공정과, 땜납 입자(14)를 용융하여 땜납층(15)을 형성하는 제4 공정과, 핵체(11)로부터 기재(1)를 박리하는 제5 공정으로 개략 구성되어 있다.

제4 실시 형태에서는, 제1 공정 전에, 마스크를 개재하여 점착층을 도포함으로써 도트 형상의 복수의 제1 점착층(5)을 기재(1)의 표면(1a)에 서로 이격시켜서 형성하는 점이, 점착층 상에 제1 부재를 배치하는 제1 실시 형태와는 상이하다. 제1 실시 형태와 동일한 공정에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.

처음에, 기재(1)의 표면(1a)을 덮도록, 제2 부재(22)를 배치한다. 제2 부재(22)로서는, 판상의 부재를 사용할 수 있다. 제2 부재(22)에는, 기재(1)의 표면(1a)의 일부를 도트 형상으로 노출시키는 개구부(34)(제4 개구부)가 서로 이격하도록 설치되어 있다. 또한 제2 부재(22)는 기재(1)로부터 이격되어 있어도 되고, 기재(1)에 접촉해 있어도 된다.

또한, 개구부(34)의 직경 F₄의 범위는, 점착재의 두께를 H로 하면 하기 수학식 10으로 표시할 수 있다.

또한, 개구부(34)의 직경 F₄의 특히 바람직한 범위는, 하기 수학식 11로 표시할 수 있다.

또한, 인접하는 개구부(34)끼리의 간격 G₄는, 점착재의 두께를 H, 제4 개구부(34)의 직경을 F₄로 하면, 하기 수학식 12로 표시할 수 있다.

또한, 특히 바람직한 개구부(34)끼리의 간격 G₄는, 하기 수학식 13으로 표시할 수 있다.

계속해서, 도 4a에 도시한 바와 같이 제2 부재(22)를 마스크로 해서, 개구부(34)를 충전하도록, 점착성 물질을 도포한다. 필요에 따라 도포 이외의 방법을 사용해도 된다. 이에 의해, 두께 H, 직경 F₄의, 도트 형상의 복수의 제1 점착층(5)이 기재(1)의 표면(1a)에 서로 이격하도록 형성된다.

계속해서, 제2 부재(22)를 기재(1)의 표면(1a)으로부터 박리하고, 표면(1a)을 노출시킨다.

계속해서, 도 4b에 도시한 바와 같이, 핵체(11)를 제1 점착층(5)에 부착시킨다.

이 후, 도 4c 내지 도 4e에 도시한 바와 같이, 제2 공정과, 제3 공정과, 제4 공정과, 제5 공정을 행하는데, 제2 공정 이후는 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

이상에 의해, 땜납 볼(70)이 형성된다.

제4 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 도트 형상의 복수의 제1 점착층(5)을 기재(1)의 표면(1a)에 서로 이격하도록 형성한 후에, 제2 부재(22)를 기재(1)로부터 박리함으로써, 도트 형상의 제1 점착층(5)을 형성할 수 있다. 이로 인해, 핵체(11)를 제1 점착층(5)에 부착시키기 쉬워진다. 또한, 땜납 입자(14)를 핵체(11)의 표면(11a)에 부착시킬 때에, 기재(1)의 표면(1a)이 노출되어 있기 때문에, 땜납 입자(14)를 핵체(11)와 제1 점착층(5)과의 접착면 부근까지 충분히 부착시킬 수 있다. 이로 인해, 핵체(11)의 표면(11a) 전체에, 땜납층(15)을 형성할 수 있다.

이상에 의해, 제4 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 제1 실시 형태의 효과 외에, 땜납 볼(70)의 땜납층(15)의 두께를 균일하게 형성할 수 있다.

(제5 실시 형태)

계속해서, 본 발명의 제5 실시 형태인 땜납 볼(70)의 제조 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 설명한다. 도 5a 내지 도 5e는, 제5 실시 형태의 땜납 볼(70)의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.

제5 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법은, 기재(1)에 부여된 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 핵체(11)를 부착하는 제1 공정과, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하는 제2 공정과, 제2 점착층(13) 표면에, 땜납 입자(14)를 부착하는 제3 공정과, 땜납 입자(14)를 용융하여 땜납층(15)을 형성하는 제4 공정과, 핵체(11)로부터 기재(1)를 박리하는 제5 공정으로 개략 구성되어 있다.

제5 실시 형태에서는, 제1 공정 전에, 전사용 기재를 사용하여 점착성 부여 화합물을 기체에 전사함으로써, 도트 형상의 복수의 제1 점착층을 기재의 표면에 서로 이격시켜서 형성하는 점이, 제1 공정 전에 기재 상의 점착층 위에 제1 부재를 형성하는 제1 실시 형태와는 상이하다.

이하, 각 공정에 대하여 설명하는데, 제1 실시 형태와 동일한 공정에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.

(제1 공정)

제5 실시 형태에 있어서의 제1 공정은, 전사용 기재(61)의 표면(61a)에 도트 형상의 복수의 금속막(51)(제1 금속막)을 서로 이격하도록 형성하는 공정과, 금속막(51)에 점착성 부여 화합물(5b)(제1의 점착성 부여 화합물)을 부착시키는 공정과, 전사용 기재(61)로부터 기재(1)의 표면(1a)에 상기 점착성 부여 화합물을 전사함으로써 제1 점착층(5)을 형성하는 공정과, 제1 점착층(5)에 핵체(11)를 부착하는 공정으로 구성되어 있다.

이하, 각 공정에 대해서, 상세하게 설명한다.

처음에, 전사용 기재(61)의 표면(61a)에, 예를 들어 막 두께 20㎛의 도트 형상의 복수의 금속막(51)을 서로 이격하도록 형성한다. 형성 방법은 임의의 방법을 사용할 수 있다. 금속막(51)의 재료로서는, 예를 들어 주석(Sn)을 사용하는 것이 바람직하고, 구리(Cu)를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 제1 금속막(51)의 재료는, 이들에 한정되지 않고, 점착성 부여 화합물에 의해 점착성이 얻어지는 물질이면 다른 것을 사용해도 상관없다. 이러한 물질로서는, 구리나 주석 이외에, 예를 들어 Ni, Ni-Au, Au-Sn의 합금 등을 포함하는 물질을 예시할 수 있다.

계속해서, 도 5a에 도시한 바와 같이, 제1 금속막(51)에 점착성 부여 화합물(5b)을 도포 등의 임의의 방법에 의해 부착시킨다. 이 공정에 대해서는, 제1 실시 형태의 제2 공정과 거의 동일하기 때문에, 상세한 설명을 생략한다. 이에 의해, 금속막(51) 표면을 덮는 점착성 부여 화합물(5b)이 형성된다. 또한 제1 실시 형태의 제2 공정과 상이하고, 본 공정에서는 금속막(51)에 점착성 부여 화합물(5b)을 부착시킬 필요가 있지만, 임의로 방법을 선택하면 된다.

이어서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 전사용 기재(61)로부터 기재(1)의 표면(1a)에 점착성 부여 화합물(5b)을 전사한다.

이때, 기재(1)의 표면(1a)은 마스크(42)(제2 마스크)로 덮여져 있는 것이 바람직하다. 마스크(42)의 재료로서는, 판상의 부재를 사용할 수 있다. 또한, 그 재료로서는, 구체적으로는, 스테인리스나 니켈, 유리, 세라믹, 고분자 등을 사용할 수 있지만, 물에 융해되지 않고, 제2 점착층(13)이 형성되지 않는 물질이면, 그 재료는 한정되지 않는다.

또한, 마스크(42)에는, 직경이 F₅인 개구부(35)(제5 개구부)가 설치되어 있다. 개구부(35)는 제4 공정 이후에 있어서, 땜납 볼(70)이 벗어나지 않도록 하는 기능을 갖고 있다. 이로 인해, F₅의 값은, 핵체(11)의 직경D와 땜납 입자(14)의 직경d, 마스크(42)의 두께 H에 따라, 적절히 설정하면 된다.

이때, 마스크(42)의 인접하는 개구부(35)끼리의 간격 G₅는, 마스크(42)의 두께를 H, 핵체(11)의 직경을 D, 땜납 입자(14)의 직경을 d로 하면, 하기 수학식 14로 표시할 수 있다.

또한, 마스크(42)의 두께 H는, 금속막(51)의 두께와 점착성 부여 화합물(5b)의 두께의 합계보다도 작을 필요가 있는데, 금속막(51)의 두께와 동일한 정도인 것이 특히 바람직하다. 마스크(42)의 두께 H가, 금속막(51)의 두께와 점착성 부여 화합물(5b)의 두께의 합계보다도 크면, 점착성 부여 화합물(5b)을 기재(1)의 표면(1a)에 전사할 수 없어, 바람직하지 않다.

이에 의해, 기재(1)의 표면(1a)에, 도트 형상의 복수의 제1 점착층(5)이 서로 이격하도록 형성된다.

계속해서, 도 5c에 도시한 바와 같이, 핵체(11)를 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 부착시킨다. 이 후, 도 5c 내지 도 5e에 도시한 바와 같이, 제2 공정과, 제3 공정과, 제4 공정과, 제5 공정을 행하는데, 제2 공정 이후는, 제1 부재(21) 대신에 마스크(42)를 사용하는 것 이외에 대해서는, 거의 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

이상에 의해, 땜납 볼(70)이 형성된다.

제5 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 도트 형상의 금속막(51) 상에 점착성 부여 화합물(5b)을 도포함으로써, 제1 점착층(5)을 형성하기 때문에, 점착성 부여 화합물(5b)의 양을 필요 최소한으로 억제할 수 있다. 또한 전사용 기재를 사용하고 있으므로, 제1 점착층(5)을 마스크만을 사용하여 형성하는 경우보다도, 미세한 패턴에 대응할 수 있다.

또한, 기재(1)의 표면(1a)을 마스크(42)로 덮은 상태 그대로 점착성 부여 화합물(5b)을 기재(1)의 표면(1a)에 전사함으로써, 제1 점착층(5)을 보다 정확한 위치에 형성할 수 있다. 또한, 기재(1)의 표면(1a)을 마스크(42)로 덮은 상태 그대로 핵체(11)에 제2 점착층(13)을 형성하기 때문에, 기재(1)의 표면(1a)에 제2 점착층(13)이 부착되는 것이 방지된다. 그로 인해, 기재(1)의 표면(1a)에 땜납 입자(14)가 부착되는 것이 방지된다.

이상에 의해, 제5 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 제4 실시 형태의 효과 외에, 땜납 볼(70)의 형성 위치를, 보다 미세한 패턴에 대응시킬 수 있다.

(제6 실시 형태)

계속해서, 본 발명의 제6 실시 형태인 땜납 볼(70)의 제조 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 설명한다. 도 6a 내지 도 6e는, 제6 실시 형태의 땜납 볼(70)의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.

제6 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법은, 기재(1)에 부여된 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 핵체(11)를 부착하는 제1 공정과, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하는 제2 공정과, 제2 점착층(13) 표면에, 땜납 입자(14)를 부착하는 제3 공정과, 땜납 입자(14)를 용융하여 땜납층(15)을 형성하는 제4 공정과, 핵체(11)로부터 기재(1)를 박리하는 제5 공정으로 개략 구성되어 있다.

제6 실시 형태는, 제1 공정 전에, 기재 표면에 도트 형상의 제2 금속막을 서로 이격시켜서 형성시키고, 제2 금속막 위로 점착성 부여 화합물을 도포함으로써 점착층을 형성하는 점이, 제1 공정 전에 점착층을 설치한 기재 상에 개방 구멍을 갖는 제1 부재를 형성하는 제1 실시 형태와는 상이하다.

이하, 각 공정에 대하여 설명하는데, 제1 실시 형태와 동일한 공정에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.

(제1 공정)

제6 실시 형태에 있어서의 제1 공정은, 기재(1) 상의 제1 점착층(5)에 핵체(11)를 부착하는 공정과, 그 전 공정으로서, (i) 기재(1)의 표면(1a)에, 도트 형상의 복수의 제2 금속막(52)을 형성하는 공정과, (ii) 노출된 제2 금속막(52) 표면에 점착성 부여 화합물(제1 점착성 부여 화합물)을 도포함으로써, 제1 점착층(5)을 형성하는 공정을 포함한다.

이하, 각 공정에 대해서, 상세하게 설명한다.

처음에, 기재(1)의 표면(1a)에, 임의의 방법에 의해 도트 형상의 금속막(52)(제2 금속막)을 서로 이격하도록 형성한다. 금속막(52)의 재료로서는, 땜납에 대하여 납땜성을 나타내는 금속인 것이 바람직하고, 필요에 따라 선택할 수 있지만, 텅스텐을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

계속해서, 기재(1)의 표면(1a)을 덮도록, 개구부(36)(제6 개구부)를 갖는 마스크(43)(제3 마스크)를 배치한다. 또한, 마스크(43)는 제1 점착층(5) 형성 후에 배치해도 상관없다.

마스크(43)에는, 직경이 F₆인 개구부(36)가 설치되어 있다. 개구부(36)는 제4 공정 이후에 있어서, 땜납 볼(70)이 벗어나지 않도록 하는 기능을 갖고 있다. 이로 인해, F₆의 값은, 핵체(11)의 직경D와 땜납 입자(14)의 직경 d, 마스크(43)의 두께 H에 따라서 적절히 설정하면 된다. 마스크(43)의 재료는, 제2 점착층(13)이 표면에 형성되지 않는 성질인 것이 바람직하다.

이때, 인접하는 개구부(36)끼리의 간격 G₆은, 마스크(43)의 두께를 H, 핵체(11)의 직경을 D, 땜납 입자(14)의 직경을 d로 하면, 하기 수학식 15로 표시할 수 있다.

또한, 마스크(43)의 두께 H는, 금속막(52)의 두께와 제1 점착층(5)의 두께의 합계보다도 작을 필요가 있지만, 제2 금속막(52)의 두께보다도 20㎛ 정도 두꺼운 것이 특히 바람직하다. 마스크(43)의 두께 H가, 금속막(52)의 두께와 제1 점착층(5)의 두께의 합계보다도 크면, 핵체(11)를 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 부착시키는 것이 어려워, 바람직하지 않다.

계속해서, 도 6a에 도시한 바와 같이, 금속막(52) 표면을 덮도록, 제1 점착층(5)을 형성한다. 제1 점착층(5)을 형성하는 방법에 대해서는, 제5 실시 형태와 동일하게, 금속막(52)에 점착성 부여 화합물을 도포 등을 행함으로써 형성할 수 있다. 개구를 갖는 마스크 등을 사용해도 된다.

이상에 의해, 기재(1)의 표면(1a)에, 도트 형상의 복수의 제1 점착층(5)이 서로 이격하도록 형성된다.

계속해서, 도 6b에 도시한 바와 같이, 핵체(11)를 제1 점착층(5)의 표면(5a)에 부착시킨다. 이 후, 도 6c 내지 도 6e에 도시한 바와 같이, 제2 공정과, 제3 공정과, 제4 공정과, 제5 공정을 행하는데, 제2 공정 이후는, 제1 부재(21) 대신에 제3 마스크(43)를 사용하는 것 이외에 대해서는, 제1 실시 형태와 거의 동일하기 때문에, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

이상에 의해, 땜납 볼(70)이 형성된다.

제6 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 금속막(52) 상에 점착성 부여 화합물(5b)을 도포함으로써 제1 점착층(5)을 형성하기 때문에, 제1 점착층(5)의 재료를 필요 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 마스크만을 사용하여 제1 점착층(5)을 형성하는 경우보다도, 미세한 패턴에 대응할 수 있다.

또한, 제1 점착층(5)을 기재(1) 상의 금속막(52) 표면에 직접 형성하기 때문에, 제1 점착층(5)의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

또한, 금속막(52)의 재료로서 텅스텐을 사용함으로써, 제4 공정에 있어서 땜납층(15)을 형성할 때에, 땜납층(15)이 제2 금속막에 부착되어도, 간단하게 박리할 수 있다. 그로 인해, 제2 금속막(52) 상에 땜납 볼(70)을 형성해도, 땜납 볼(70)을 간단하게 제거할 수 있다.

이상에 의해, 제5 실시 형태에 있어서의 땜납 볼(70)의 제조 방법에 의하면, 제5 실시 형태의 효과 외에, 땜납 볼(70)의 형성 위치를, 보다 미세한 패턴에 대응시킬 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

처음에, 제1 점착층(5)이 부여된 기재(1)로서, 폴리이미드 테이프를 준비하였다. 이어서 도 1a에 도시한 바와 같이, 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록, 금속을 포함하여 이루어진 제1 부재(21)를 배치하였다. 제1 부재(21)에는, 직경 F₁=80㎛인 개구부(31)(제1 개구부)가 설치된 것을 사용하였다. 또한, 인접하는 개구부(31)끼리의 간격은 200㎛로 하였다. 또한 제1 부재(21)의 두께는 약 25㎛이다.

계속해서, 도 1a에 도시한 바와 같이, 공기 분위기 중에서, 기재(1)의 표면(1a)에, 직경 D=50㎛인 구리를 포함하여 이루어진 핵체(11)를 부착시켰다. 도 7a에, 핵체(11)를 기재(1)의 표면(1a)에 부착시킨 상태를 나타낸다.

이어서, 도 1b에 도시한 바와 같이, 핵체(11)의 표면(11a)에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층(13)을 형성하였다. 이때, 점착성 부여 화합물을 포함하는 점착성 용액으로서, 상기 화학식(3)의 R¹²의 알킬기가 C₁₁H₂₃이며, R¹¹이 수소 원자인 이미다졸계 화합물의 2질량% 수용액을 준비하였다. 계속해서, 상기 점착성 용액을 아세트산에 의해 pH를 약 4로 조정한 후, 40℃에서 가온하였다. 계속해서, 기재(1)를 점착성 용액에 3분간 침지하고, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하였다.

계속해서, 도 1c에 도시한 바와 같이, 제2 점착층(13) 상에 금속 조성이 Sn/3.5Ag이고, 직경 d=약 10㎛인 땜납 입자(14)를 부착시켰다. 이어서, 에어나이프에 의해, 여분의 땜납 입자(14)를 제거하였다.

계속해서, 도 1d에 도시한 바와 같이 리플로우 공정을 행하고, 땜납층(15)을 형성하였다. 우선, 기재(1)를 180℃의 오븐에서 20분간 가열하여, 핵체(11)와 땜납 입자(14)를 정착시켰다. 계속해서, 플럭스(쇼와 덴꼬제, SJ-FL2000)를 기재(1)의 표면에 분무하였다. 계속해서, 기재(1)를 240℃의 리플로우 로에서, 질소 분위기 중에서 3분간 가열하고, 핵체(11)의 표면(11a)을 덮도록, 막 두께 5㎛의 땜납층(15)을 형성하였다. 이상에 의해, 도 1e에 도시한 바와 같이, 직경 약 60㎛의 땜납 볼(70)을 제조하였다. 도 7b에, 땜납 볼(70)을 나타낸다.

(실시예 2)

계속해서, 실시예 2에 대하여 설명한다. 처음에, 도 2a에 도시한 바와 같이, 유리편을 포함하여 이루어지는 기재(1)에, 실리콘계 점착제를 포함하여 이루어지는 제1 점착층(5)을 도포하였다. 계속하여 스크린 인쇄에 의해, 솔더 레지스트용 페이스트를 포함하여 이루어지는 제1 부재의 제1 층(21a)을 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록 형성하였다.

이때, 제1 부재의 제1 층(21a)으로서는, 직경 F_2a=80㎛의 개구부(32a)(제2 개구 하부)가 설치된 것을 사용하였다.

계속해서, 제1 부재의 제1 층(21a) 상에 금속을 포함하여 이루어지는 제1 부재의 제2 층(21b)을 배치하였다. 제1 부재의 제2 층(21b)에는, 직경 F_2b=60㎛의 개구부(32b)(제2 개구 상부)가 설치된 것을 사용하였다. 또한, 제1 부재의 제2 층(21b)을 배치할 때, 제1 층(21a)의 개구부(32a)의 중심부와, 제2 층(21b)의 개구부(32b)의 중심부가 겹치도록, 제1 부재의 제2 층(21b)을 배치하는 위치를 조정하였다. 또한, 인접하는 개구부(32b)끼리의 간격 G₂는 200㎛으로 하였다.

계속해서, 도 2a에 도시한 바와 같이, 공기 분위기 중에서, 기재(1)의 표면(1a)에, 직경 D=50㎛인 구리로 이루어지는 핵체(11)를 부착시켰다. 계속해서, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제1 부재의 제1 층(21a) 상으로부터 제1 부재의 제2 층(21b)을 박리하였다.

이어서, 도 2b에 도시한 바와 같이, 핵체(11)의 표면(11a)에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층(13)을 형성하였다. 이때, 점착성 부여 화합물을 포함하는 점착성 용액으로서, 상기 화학식 3의 R¹²의 알킬기가 C₁₁H₂₃이며, R¹¹이 수소 원자인 이미다졸계 화합물의 2질량% 수용액을 준비하였다. 계속해서, 상기 점착성 용액을 아세트산에 의해 pH를 약 4로 조정한 후, 40℃에서 가온하였다. 계속해서, 기재(1)를 점착성 용액에 3분간 침지하고, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하였다.

계속해서, 도 2c에 도시한 바와 같이, 제2 점착층(13) 상에 금속 조성이 Sn/3.5Ag이고, 직경 d=약 10㎛인 땜납 입자(14)를 부착시켰다. 계속해서, 에어나이프에 의해, 여분인 땜납 입자(14)를 제거하였다.

계속해서, 도 2d에 도시한 바와 같이 리플로우 공정을 행하고, 땜납층(15)을 형성하였다. 우선, 기재(1)를 180℃의 오븐에서 20분간 가열하고, 핵체(11)와 땜납 입자(14)를 정착시켰다. 계속해서, 플럭스를 기재(1)의 표면에 분무하였다. 계속해서, 기재(1)를 240℃의 리플로우 로에서, 질소 분위기 중에서 3분 가열하고, 핵체(11)의 표면(11a)을 덮도록, 막 두께 5㎛의 땜납층(15)을 형성하였다. 이상에 의해, 직경 약 60㎛의 땜납 볼(70)을 제조하였다.

(실시예 3)

계속해서, 실시예 3에 대하여 설명한다. 처음에, 기재(1)로서, 제1 점착층(5)이 부여된 기재(1)로서 폴리이미드 테이프를 준비하였다. 계속해서, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록, 금속을 포함하여 이루어지는 제1 부재(21)를 배치하였다. 제1 부재(21)는 직경 F₃=70㎛인 제1 개구부(31)가 설치된 것을 사용하였다. 또한, 인접하는 제1 개구부(31)끼리의 간격은 200㎛으로 하였다.

계속해서, 도 3a에 도시한 바와 같이, 공기 분위기 중에서, 기재(1)의 표면(1a)에, 직경 D=50㎛인 구리를 포함하여 이루어지는 핵체(11)를 부착시켰다. 계속해서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 제1 부재(21)를 박리하였다.

계속해서, 도 3c에 도시한 바와 같이, 제1 점착층(5)의 표면(5a)을 덮도록, 직경 약 1㎛의 유리 입자를 포함하여 이루어지는 제1 마스크(41)를 부착시켰다.

이어서, 도 3d에 도시한 바와 같이, 핵체(11)의 표면(11a)에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층(13)을 형성하였다. 이때, 점착성 부여 화합물을 포함하는 점착성 용액으로서, 상기 화학식(3)의 R¹²의 알킬기가 C₁₁H₂₃이며, R¹¹이 수소 원자인 이미다졸계 화합물의 2질량% 수용액을 준비하였다. 계속해서, 상기 점착성 용액을 아세트산에 의해 pH를 약 4로 조정한 후, 40℃에서 가온하였다. 계속해서, 기재(1)를 점착성 용액에 3분간 침지하고, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하였다.

계속해서, 도 3e에 도시한 바와 같이, 제2 점착층(13) 상에 금속 조성이 Sn/3.5Ag이고, 직경 d=약 10㎛인 땜납 입자(14)를 부착시켰다. 계속해서, 에어나이프에 의해, 여분의 땜납 입자(14)를 제거하였다.

계속해서, 도 3f에 도시한 바와 같이 리플로우 공정을 행하고, 땜납층(15)을 형성하였다. 우선, 기재(1)를 180℃의 오븐에서 20분간 가열하고, 핵체(11)와 땜납 입자(14)를 정착시켰다. 계속해서, 플럭스를 기재(1)의 표면에 분무하였다. 계속해서, 기재(1)를 240℃의 리플로우 로에서, 질소 분위기 중에서 3분 가열하고, 핵체(11)의 표면(11a)을 덮도록, 막 두께 5㎛인 땜납층(15)을 형성하였다. 이상에 의해, 직경 약 60㎛인 땜납 볼(70)을 제조하였다.

(실시예 4)

계속해서, 실시예 4에 대하여 설명한다. 처음에, 유리편을 포함하여 이루어지는 기재(1)를 준비하였다.

계속해서, 도 4a에 도시한 바와 같이, 기재(1)의 표면(1a)을 덮도록, 5㎛의 금속을 포함하여 이루어지는 부재(22)(제2 부재)를 배치하였다. 이때, 부재(22)로서는, 직경 F₄=25㎛인 개구부(34)(제4 개구부)가 설치된 것을 사용하였다. 또한, 인접하는 개구부(34)끼리의 간격은 200㎛으로 하였다.

계속해서, 도 4a에 도시한 바와 같이 부재(22)를 마스크로 해서, 개구부(34)를 충전하도록 실리콘계 점착제를 도포하였다. 이에 의해, 두께 H=5㎛, 직경 F₄=25㎛인 제1 점착층(5)이 기재(1)의 표면(1a)에 형성되었다.

계속해서, 도 4b에 도시한 바와 같이, 공기 분위기 중에서, 기재(1)의 표면(1a)에, 직경 D=50㎛의 구리를 포함하여 이루어지는 핵체(11)를 부착시켰다.

계속해서, 도 4c에 도시한 바와 같이, 핵체(11)의 표면(11a)에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층(13)을 형성하였다. 이때, 점착성 부여 화합물을 포함하는 점착성 용액으로서, 상기 화학식 3의 R¹²의 알킬기가 C₁₁H₂₃이며, R¹¹이 수소 원자인 이미다졸계 화합물의 2질량% 수용액을 준비하였다. 계속해서, 상기 점착성 용액을 아세트산에 의해 pH를 약 4로 조정한 후, 40℃에서 가온하였다. 계속해서, 기재(1)를 점착성 용액에 3분간 침지하고, 핵체(11)의 표면(11a)에, 제2 점착층(13)을 형성하였다.

계속해서, 도 4d에 도시한 바와 같이, 제2 점착층(13) 상에 금속 조성이 Sn/3.5Ag이고, 직경 d=약 10㎛인 땜납 입자(14)를 부착시켰다. 계속해서, 에어나이프에 의해, 여분의 땜납 입자(14)를 제거하였다.

계속해서, 도 4e에 도시한 바와 같이 리플로우 공정을 행하고, 땜납층(15)을 형성하였다. 우선, 기재(1)를 180℃의 오븐에서 20분간 가열하고, 핵체(11)와 땜납 입자(14)를 정착시켰다. 계속해서, 플럭스를 기재(1)의 표면에 분무하였다. 계속해서, 기재(1)를 240℃의 리플로우 로에서, 질소 분위기 중에서 3분 가열하고, 핵체(11)의 표면(11a)을 덮도록, 막 두께 5㎛인 땜납층(15)을 형성하였다. 이상에 의해, 직경 약 60㎛인 땜납 볼(70)을 제조하였다.

(실시예 5)

계속해서, 실시예 5에 대하여 설명한다. 처음에, 전사용 기재(61)의 표면(61a)에, 막 두께 18㎛인 구리를 포함하여 이루어지는 금속막(51)(제1 금속막)을 형성하였다. 이때, 금속막(51)의 패턴은, 직경 25㎛로 하고, 인접하는 금속막(51)의 패턴끼리의 간격은 200㎛으로 하였다.

또한, 기재(1)는 미리 표면(1a)을 두께 H=18㎛인 마스크(42)(제2 마스크(42))로 덮은 것을 사용하였다. 마스크(42)는 직경 F₅=70㎛인 개구부(35)(제5 개구부)가 설치된 것을 사용하였다. 또한, 인접하는 개구부(35)끼리의 간격은 200㎛으로 하였다.

계속해서, 금속막(51)의 표면에, 점착성 부여 화합물(5b)을 부착시켰다. 이때, 점착성 부여 화합물을 포함하는 점착성 용액으로서, 상기 화학식 3의 R¹²의 알킬기가 C₁₁H₂₃이며, R¹¹이 수소 원자인 이미다졸계 화합물의 2질량% 수용액을 준비하였다. 계속해서, 상기 점착성 용액을 아세트산에 의해 pH를 약 4로 조정한 후, 40℃에서 가온하였다. 계속해서, 기재(1)를 점착성 용액에 10분간 침지하고, 금속막(51)의 표면에, 점착성 부여 화합물(5b)을 부착시켰다.

계속해서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 전사용 기재(61)로부터 기재(1)의 표면(1a)에 점착성 부여 화합물(5b)을 전사하고, 제1 점착층(5)을 형성하였다.

계속해서, 도 5c에 도시한 바와 같이, 공기 분위기 중에서, 기재(1)의 표면(1a)에, 직경 D=50㎛인 구리를 포함하여 이루어지는 핵체(11)를 부착시켰다.

계속해서, 도 5c에 도시한 바와 같이, 핵체(11)의 표면(11a)에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층(13)을 형성하였다.

계속해서, 도 5d에 도시한 바와 같이, 제2 점착층(13) 상에 금속 조성이 Sn/3.5Ag이고, 직경 d=약 10㎛인 땜납 입자(14)를 부착시켰다. 계속해서, 에어나이프에 의해, 여분의 땜납 입자(14)를 제거하였다.

계속해서, 도 5e에 도시한 바와 같이 리플로우 공정을 행하고, 땜납층(15)을 형성하였다. 우선, 기재(1)를 180℃의 오븐에서 20분간 가열하고, 핵체(11)와 땜납 입자(14)를 정착시켰다. 계속해서, 플럭스를 기재(1)의 표면에 분무하였다. 계속해서, 기재(1)를 240℃의 리플로우 로에서, 질소 분위기 중에서 3분 가열하고, 핵체(11)의 표면(11a)을 덮도록, 막 두께 5㎛의 땜납층(15)을 형성하였다. 이상에 의해, 직경 약 60㎛의 땜납 볼(70)을 제조하였다.

(실시예 6)

계속해서, 실시예 6에 대하여 설명한다. 처음에, 도 6a에 도시한 바와 같이, 알루미나를 포함하여 이루어지는 기재(1)의 표면(1a)에, 스크린 인쇄에 의해, 텅스텐 페이스트를 도트 형상으로 도포하였다. 이어서, 상기 텅스텐 페이스트를 소성하고, 도트 형상의 텅스텐을 포함하여 이루어지는 금속막(52)(제2 금속막)을 형성하였다. 이때, 금속막(52)의 패턴은, 직경 25㎛의 도트로 하고, 인접하는 금속막(52)의 패턴끼리의 간격은 200㎛으로 하였다.

계속해서, 마스크(43)(제3 마스크)를 기재(1)의 표면(1a)을 덮도록 배치하였다.

이때, 마스크(43)는 직경 F₆=70㎛의 개구부(36)(제6 개구부)가 설치된 것을 사용하였다. 또한, 인접하는 개구부(36)끼리의 간격은 200㎛으로 하였다. 또한, 개구부(36)의 중심에 금속막(52)을 포함하여 이루어지는 도트가 위치하도록, 마스크(43)를 배치하는 위치를 조정하였다.

계속해서, 금속막(52)의 표면에, 점착성 부여 화합물(제1 점착성 부여 화합물)을 부착시켰다. 이때, 점착성 부여 화합물을 포함하는 점착성 용액으로서, 상기 화학식(3)의 R¹²의 알킬기가 C₁₁H₂₃이며, R¹¹이 수소 원자인 이미다졸계 화합물의 2질량% 수용액을 준비하였다. 계속해서, 상기 점착성 용액을 아세트산에 의해 pH를 약 4로 조정한 후, 40℃에서 가온하였다. 계속해서, 기재(1)를 점착성 용액에 10분간 침지하고, 도 6a에 도시한 바와 같이, 금속막(52)의 표면에 제1 점착층(5)을 형성하였다.

계속해서, 도 6b에 도시한 바와 같이, 공기 분위기 중에서, 제1 점착층(5)의 표면에, 직경 D=50㎛의 구리를 포함하여 이루어지는 핵체(11)를 부착시켰다.

계속해서, 도 6c에 도시한 바와 같이, 핵체(11)의 표면(11a)에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층(13)을 형성하였다.

계속해서, 도 6d에 도시한 바와 같이, 제2 점착층(13) 상에 금속 조성이 Sn/3.5Ag이고, 직경 d=약 10㎛의 땜납 입자(14)를 부착시켰다. 계속해서, 에어나이프에 의해, 여분의 땜납 입자(14)를 제거하였다.

계속해서, 도 6e에 도시한 바와 같이 리플로우 공정을 행하고, 땜납층(15)을 형성하였다. 우선, 기재(1)를 180℃의 오븐에서 20분간 가열하고, 핵체(11)와 땜납 입자(14)를 정착시켰다. 계속해서, 플럭스를 기재(1)의 표면에 분무하였다. 계속해서, 기재(1)를 240℃의 리플로우 로에서, 질소 분위기 중에서 3분 가열하고, 핵체(11)의 표면(11a)을 덮도록, 막 두께 5㎛의 땜납층(15)을 형성하였다. 이상에 의해, 직경 약 60㎛의 땜납 볼(70)을 제조하였다.

실시예 1 내지 실시예 6의 결과, 모두 핵체(11)의 탈락은 보이지 않았다. 또한, 땜납층(15)이 미형성된 핵체(11)는 보이지 않았다.

<산업상 이용가능성>

이상의 방법에 의하면, 적합한 땜납 볼(70)을 납을 많이 포함하는 고융점 땜납을 사용하지 않고 형성할 수 있다. 이로 인해, 땜납 볼(70)의 납 프리화를 실현할 수 있다. 이로 인해, 땜납 범프 중에 포함되는 Pb로부터 α선이 방사될 일이 없다. 이로 인해, α선에 의한 전자 부품의 오동작을 방지할 수 있다.

또한, 핵체(11)를 핵으로 갖는 땜납 볼(70)을 저렴하게 제조할 수 있기 때문에, 땜납 범프의 높이가 불균일해지는 문제나, 칩을 탑재할 때의 리플로우시에 칩이 가라앉는 문제를, 저비용으로 해결할 수 있다. 본 방법은, 미세한 기재(1)에 적합한 방법이며, 집적도가 높고, 또한 신뢰성이 높은 전자 기기를 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 세밀한 패턴 형상에 대응 가능하고, 또한 저렴하게 형성 가능한 땜납 볼의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

1 기재
1a 기재의 표면
5 제1 점착층
5a 제1 점착층의 표면
5b 제1 점착성 부여 화합물
11 핵체
11a 핵체의 표면
13 제2 점착층
14 땜납 입자
15 땜납층
21 제1 부재
21a 제1 부재 제1 층
21b 제1 부재 제2 층
22 제2 부재
31 제1 개구부
32a 제2 개구 하부
32b 제2 개구 상부
33 제3 개구부
34 제4 개구부
35 제5 개구부
36 제6 개구부
41 제1 마스크
42 제2 마스크
43 제3 마스크
51 제1 금속막
52 제2 금속막
61 전사용 기재
61a 전사용 기재의 표면
70 땜납 볼
F₁ 제1 개구부의 직경
F_2a 제2 개구 하부의 직경
F_2b 제2 개구 상부(32b)의 직경
F₃ 제3 개구부의 직경
F₄ 제4 개구부의 직경
F₅ 제5 개구부의 직경
F₆ 제6 개구부의 직경
D 핵체의 입경
d 땜납 입자의 입경
r 제1 마스크의 직경

Claims (13)

1. 기재의 표면에 부여된 제1 점착층에 핵체를 부착하는 제1 공정과,
   상기 핵체의 표면에, 점착성 부여 화합물을 도포하여 제2 점착층을 형성하는 제2 공정과,
   상기 핵체 표면의 제2 점착층 상에 땜납 입자를 부착하는 제3 공정과,
   상기 땜납 입자를 용융하여 상기 핵체의 표면에 땜납층을 형성하는 제4 공정과,
   상기 핵체로부터 상기 기재를 박리하여 땜납 볼을 얻는 제5 공정을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 핵체가 Cu를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 공정 전에, 상기 제1 점착층 표면의 일부를 노출시키는 개구부를 갖는 제1 부재를, 상기 제1 점착층 상에 배치하는 전 공정을 포함하고,
   이후에,
   상기 제1 공정에 있어서, 상기 개구부로부터 노출되는 상기 제1 점착층 표면에, 핵체를 부착시키는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 부재가, 제1 층과 제2 층을 포함하여 이루어지고,
   상기 제1 부재를 상기 제1 점착층 상에 배치하는 전 공정이,
   개구부를 갖는 제1 부재의 제1 층을, 상기 제1 점착층 상에 배치하는 공정과,
   상기 제1 부재의 제1 층 상에 상기 개구부보다도 직경이 작은 개구부를 갖는 제1 부재의 제2 층을, 제1 층의 상기 개구부의 중심부와 제2 층의 상기 개구부의 중심부가 겹치도록 배치하는 공정을 포함하여 이루어지고,
   상기 제1 공정과 상기 제2 공정 사이에, 상기 제1 부재의 제2 층을 상기 제1 부재의 제1 층 상으로부터 박리하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 공정과 상기 제2 공정 사이에,
   상기 제1 부재를 상기 제1 점착층 상으로부터 박리하는 공정과,
   상기 제1 점착층 표면을 덮도록, 상기 제1 부재의 두께보다도 작은 직경을 갖는 입자를 포함하여 이루어지는 마스크를 부착시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 공정 전에, 도트 형상의 복수의 상기 제1 점착층을 상기 기재의 표면에 서로 이격시켜서 형성하는 전 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 점착층을 형성하는 전 공정이,
   상기 기재 표면의 일부를 노출시키는 도트 형상의 개구부를 갖는 제2 부재를 상기 기재 상에 배치하는 공정과,
   상기 제2 부재를 마스크로 하여 상기 제1 점착층을 형성하는 점착성 물질을 도포하여, 도트 형상의 복수의 상기 제1 점착층을 얻는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 도트 형상의 제1 점착층을 형성하는 전 공정이,
   전사용 기재 표면에 도트 형상의 금속막을 서로 이격시켜서 형성하는 공정과,
   상기 금속막에 점착성 부여 화합물을 도포하는 공정과,
   상기 전사용 기재로부터 상기 기재 표면에 상기 점착성 부여 화합물을 전사 함으로써 제1 점착층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 도트 형상의 제1 점착층을 형성하는 전 공정이,
   개구부를 갖는 마스크에 의해 상기 기재 표면을 덮은 후에, 상기 마스크의 개구부로부터 노출되는 상기 기재 표면에, 전사용 기재로부터 상기 점착성 부여 화합물을 전사하는 공정을 포함하고,
   제2 공정에서는, 상기 기재 표면을 마스크로 덮은 채, 핵체 상에 상기 제2 점착층을 형성하는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 점착층을 형성하는 전 공정이,
    상기 기재 표면에 도트 형상의 금속막을 서로 이격시켜서 형성하는 공정과,
    상기 금속막에 상기 점착성 부여 화합물을 도포함으로써 상기 제1 점착층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 점착층을 형성하는 전 공정이,
    상기 기재 표면에 도트 형상의 금속막을 서로 이격시켜서 형성하는 공정과,
    상기 기재 표면을 개구부를 갖는 마스크로 덮은 후에, 상기 개구부로부터 노출되는 상기 금속막 표면에 상기 점착성 부여 화합물을 도포하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 금속막이 텅스텐을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 땜납 입자의 평균 입경이, 상기 핵체의 평균 입경의 1/2배 이하인 것을 특징으로 하는 땜납 볼의 제조 방법.

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