WO2018154974A1 - はんだ電極の製造方法、積層体の製造方法、積層体および電子部品 - Google Patents

はんだ電極の製造方法、積層体の製造方法、積層体および電子部品 Download PDF

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WO2018154974A1
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electrode
resist
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manufacturing
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長谷川　公一
大喜多　健三
純 武川
知弘 小畑
亮太 露木
小林　敦
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Jsr株式会社
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    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11—Manufacturing methods

Definitions

  • the present invention relates to a solder electrode manufacturing method, a laminate manufacturing method, a laminate, and an electronic component.
  • the injection molding method is one of the methods for forming solder patterns such as solder bumps.
  • IMS injection Molded Solder
  • a solder paste method, a plating method or the like has been used as a method of forming a solder pattern on a substrate such as a wafer.
  • these methods have limitations such as difficulty in controlling the height of solder bumps and inability to freely select a solder composition.
  • the IMS method has an advantage that there is no such restriction.
  • the IMS method is characterized in that, as shown in Patent Documents 1 to 4, solder is poured between resist patterns while a nozzle (IMS head) capable of injection molding molten solder is brought into close contact with the resist.
  • a nozzle IMS head
  • An object of this invention is to provide the manufacturing method of a solder electrode in which molten solder does not adhere to the surface of a resist in IMS method etc.
  • the present invention includes, for example, the following [1] to [10].
  • [1] A step of forming a coating film of a photosensitive resin composition on a substrate having an electrode pad (1); selectively exposing the coating film and further developing it to a region corresponding to the electrode pad
  • a method for producing a solder electrode comprising: a step (2) of forming a resist having an opening; a step (3) of plasma-treating the resist; and a step (4) of filling the opening with molten solder while heating.
  • step (3) includes plasma-treating the electrode pad together with the resist.
  • the manufacturing method of the laminated body which has a process (6).
  • the molten solder does not adhere to the surface of the resist in the IMS method, so that a solder electrode suitable for the purpose can be accurately manufactured.
  • 1 (1) to 1 (5) are schematic cross-sectional views of a structure including a substrate in each step of the method for manufacturing a solder electrode according to the present invention.
  • 2 (6-1) and (6-2) are schematic cross-sectional views of the laminate according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view when an adhesive is used in the method for manufacturing a laminate according to the present invention.
  • the method for producing a solder electrode according to the present invention includes a step (1) of forming a coating film of a photosensitive resin composition on a substrate having an electrode pad; the coating film is selectively exposed and further developed; Forming a resist having an opening in a region corresponding to the electrode pad (2); plasma-treating the resist (3); filling the opening while heating molten solder (4); .
  • a method for producing a solder electrode of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a coating film 3 of a photosensitive resin composition is formed on a substrate 1 having electrode pads 2.
  • the electrode pad 2 may have any shape and any material as long as it is an electrode that can be electrically connected.
  • the electrode pad 2 may have a columnar shape (pillar type) or a flat shape ( Examples of the material include copper and aluminum.
  • the substrate 1 is, for example, a semiconductor substrate, a glass substrate, a silicon substrate, a substrate formed by providing various metal films or the like on the surfaces of a semiconductor plate, a glass plate, and a silicon plate.
  • the substrate 1 has a large number of electrode pads 2.
  • the coating film 3 is formed by applying a photosensitive resin composition to the substrate 1.
  • the photosensitive resin composition may be a photosensitive resin composition conventionally used for forming a resist in the IMS method, and may be a negative photosensitive resin composition or a positive photosensitive resin composition. It may be a resin composition.
  • the photosensitive resin composition usually contains a crosslinking agent such as a radically polymerizable compound such as a polyfunctional acrylate and a cationic reactive compound such as methoxymethylmelamine or an epoxy resin. In this case, from the photosensitive resin composition The formed coating film 3 is usually crosslinked before the step (3) described later.
  • the photosensitive resin composition can contain inorganic particles.
  • the unevenness formed on the resist surface by the plasma treatment in the step (3) can be further increased. This is because the etching selectivity of the inorganic particles is lower than that of the resin contained in the resist during the plasma treatment.
  • the coating method of the photosensitive resin composition is not particularly limited, and examples thereof include a spray method, a roll coating method, a spin coating method, a slit die coating method, a bar coating method, and an ink jet method.
  • the film thickness of the coating film 3 is usually 0.1 to 100 ⁇ m, preferably 1 to 80 ⁇ m, more preferably 5 to 50 ⁇ m.
  • step (2) As shown in FIG. 1 (2), the coating film 3 is selectively exposed and further developed to form a resist 5 having an opening 4 in a region corresponding to each electrode pad 2. To do. That is, the coating film 3 is partially exposed so that the openings 4 for accommodating the electrode pads 2 are formed, and then developed to form the openings 4 for accommodating the electrode pads 2. . As a result, a resist 5 having an opening 4 in a region corresponding to each electrode pad 2 is obtained. The opening 4 is a hole that penetrates the resist 5.
  • the exposure and development can be performed according to conventional methods.
  • the maximum width of the opening 4 is usually 0.1 to 10 times, preferably 0.5 to 2 times the film thickness of the coating film 3, and is usually 200 ⁇ m or less, preferably 100 ⁇ m or less.
  • the “resist” in the present invention indicates a protective film used for protecting a portion to be protected of the substrate 1 in the soldering process by the IMS method.
  • step (3) as shown in FIG. 1 (3), the resist 5 is subjected to plasma treatment.
  • the plasma processing method is performed by placing the substrate on which the resist 5 is formed in a vacuum apparatus and emitting a reactive gas (etching gas) plasma.
  • the IMS head moves on the resist surface while being in close contact with the resist surface. At this time, if there is friction between the IMS head and the resist surface, the resist is deformed by the friction. When the resist is deformed, smooth filling becomes difficult, and the molten solder leaks from the opening. As a result, it is considered that the molten solder adheres to the resist surface. In addition, the smooth movement of the IMS head on the resist surface is hindered by friction between the IMS head and the resist surface, and vibration or the like occurs in the resist. As a result, there arises a problem that the molten solder leaks from the opening, and further, the resist surface is damaged.
  • fine irregularities are formed on the surface of the resist 5 by plasma processing the surface of the resist 5 before the step (4) of filling the opening with molten solder while heating.
  • the formation of fine irregularities reduces the friction between the IMS head and the surface of the resist 5 due to the lotus effect and suppresses deformation of the resist 5 due to the friction.
  • the resist It is thought that adhesion of molten solder to the surface of 5 can be suppressed.
  • Examples of the etching gas in the plasma treatment include oxygen, nitrogen, carbon dioxide gas, and carbon tetrafluoride. Among these, oxygen is preferable because it can efficiently etch the resist surface.
  • the plasma emission amount is usually 100 to 1000 W, and the treatment time is usually 1 to 15 minutes.
  • the plasma treatment is performed on the electrode pad 2 at the bottom of the opening 4 together with the etching of the surface of the resist 5, so that the surface of the electrode pad 2 and the oxide film can be removed. .
  • step 4 for example, the opening 4 is filled with molten solder by heating with an IMS head (not shown). After cooling, solder electrodes 6 are formed in the openings 4 as shown in FIG.
  • filling is usually performed while heating the molten solder at 250 ° C. or higher.
  • the molten solder can be filled into the opening 4 without the molten solder adhering to the surface of the resist 5.
  • the method for producing a solder electrode of the present invention can further include a step (5) of peeling the resist 5 from the substrate 1 after the step (4).
  • FIG. 1 (5) shows a state where the resist 5 is peeled from the substrate 1 after the step (4).
  • solder electrode manufactured by the solder electrode manufacturing method of the present invention can be used together with the resist 5 as shown in FIG. 1 (4), or without the resist 5 as shown in FIG. 1 (5). It can also be used.
  • the manufacturing method of the 1st laminated body of this invention is the process (1) which forms the coating film of the photosensitive resin composition on the 1st board
  • Steps (1) to (4) in the method for manufacturing the first and second laminates, and step (5) in the method for manufacturing the second laminate are steps (1) to ( 5) and substantially the same. That is, the first laminate manufacturing method is a method of performing the step (6) after the steps (1) to (4) in the solder electrode manufacturing method, and the second laminate manufacturing method is the above-described method. In this method, the step (6) is performed after the steps (1) to (5) in the solder electrode manufacturing method.
  • the substrate in the solder electrode manufacturing method corresponds to the first substrate.
  • FIG. 2 (6-1) shows the laminate 10 manufactured by the first laminate manufacturing method.
  • the laminated body 10 has the electrode pad 2 of the first substrate 1 and the electrode pad 12 through the solder electrode 6 in the state shown in FIG. 1 (4) manufactured by the steps (1) to (4). It has an electrical connection structure formed by connecting the electrode pads 12 of the second substrate 11.
  • the electrode pad 12 of the second substrate 11 faces the electrode pad 2 of the first substrate 1 when the first substrate 1 and the second substrate 11 are opposed to each other with the surfaces on which the electrode pads are formed facing each other. In the position.
  • the electrode pads 12 of the second substrate 11 are brought into contact with the solder electrodes 6 in the state shown in FIG. 1 (4), and heated and / or pressed to form the electrode pads 2 of the first substrate 1 and the electrode pads of the second substrate 11. 12 are electrically connected to each other through the solder electrode 6 to form an electrical connection structure, whereby the laminate 10 is obtained.
  • the heating temperature is usually 100 to 300 ° C.
  • the force during the pressure bonding is usually 0.1 to 10 MPa.
  • An adhesive can be used in forming the electrical connection structure. That is, the electrode pad 12 of the second substrate 11 is brought into contact with the adhesive 7 shown in FIG. 3 and heated and / or pressurized. Then, the second substrate 11, the resist 5 and the solder electrode 6 are bonded by the adhesive 7, and at the same time, the solder electrode 6 and the electrode pad 12 are soldered.
  • the stacked body 10 includes the first substrate 1, the solder electrode 6, the second substrate 11, and the first substrate 1. And a resist 5 sandwiched between the substrate 1 and the second substrate 11.
  • FIG. 2 (6-2) shows the laminate 20 produced by the second laminate production method.
  • the laminate 20 has the electrode pad 2 of the first substrate 1 and the electrode pad 12 through the solder electrode 6 shown in FIG. 1 (5) manufactured by the steps (1) to (5). It has an electrical connection structure formed by connecting the electrode pads 12 of the second substrate 11.
  • the electrode pad 12 of the second substrate 11 is brought into contact with the solder electrode 6 in the state shown in FIG. 12 are electrically connected to each other through the solder electrode 6 to form an electrical connection structure, whereby the laminate 20 is obtained.
  • the laminate produced by the laminate production method of the present invention may or may not include a resist between the first substrate and the second substrate.
  • the resist is used as an underfill.
  • the laminate manufactured by the method for manufacturing a laminate of the present invention has an electrical connection structure suitable for the purpose by the IMS method, the selectivity of the solder composition is widened, so that the semiconductor element, the display element, and the power device It is applicable to various electronic parts such as.
  • the laminated body manufactured by the manufacturing method of the laminated body of this invention can be utilized for electronic components, such as a semiconductor element, a display element, and a power device.
  • the reaction product was dropped into a large amount of cyclohexane and solidified.
  • the coagulated product was washed with water, and the coagulated product was redissolved in tetrahydrofuran having the same mass as the coagulated product, and then the obtained solution was dropped into a large amount of cyclohexane to coagulate again.
  • the obtained coagulated product was vacuum dried at 40 ° C. for 48 hours to obtain an alkali-soluble resin.
  • the weight average molecular weight of the alkali-soluble resin was 10,000.
  • Preparation Example 1 Preparation of photosensitive resin composition 1 100 parts of the alkali-soluble resin synthesized in Synthesis Example 1 above, 50 parts of polyester acrylate (trade name “Aronix M-8060”, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), trimethylol 5 parts of propane triacrylate, 4 parts of diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide (trade name “LUCIRIN TPO”, manufactured by BASF Corp.), 0.4 part of a compound represented by the following formula (1), propylene 100 parts of glycol monomethyl ether acetate (E-1) and 0.1 part of a fluorosurfactant (trade name “Factent FTX-218” manufactured by Neos) were mixed and stirred to obtain a uniform solution. . This solution was filtered through a capsule filter having a pore diameter of 10 ⁇ m to prepare a photosensitive resin composition 1.
  • polyester acrylate trade name “Aronix M-8060”, manufactured by Toagose
  • Preparation Example 2 Preparation of photosensitive resin composition 2 100 parts of the alkali-soluble resin synthesized in Synthesis Example 1 above, 50 parts of polyester acrylate (trade name “Aronix M-8060” manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 4 parts of diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide (trade name “LUCIRIN TPO”, manufactured by BASF Corp.), 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (trade name) 19 parts of “IRGACURE 651” manufactured by BASF Corporation, 80 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.1 part of fluorosurfactant (trade name “Factent FTX-218” manufactured by Neos Co., Ltd.) These were mixed and stirred to obtain a uniform solution. This solution was filtered through a capsule filter having a pore diameter of 10 ⁇ m to prepare a photosensitive resin composition 2.
  • polyester acrylate trade name “Aronix M
  • the coating film was brought into contact with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution for 240 seconds, and the coating film was washed with running water and developed. Subsequently, the substrate was heated in a convection oven at 200 ° C. for 10 minutes under a nitrogen flow to form a resist holding substrate having an opening at a portion corresponding to the electrode pad.
  • the opening of each opening was circular with a diameter of 30 ⁇ m, and the depth of each opening was 50 ⁇ m. The maximum width of the opening was 30 ⁇ m.
  • the resist holding substrate having the opening is put into a plasma processing apparatus (apparatus name “EXAM”, manufactured by Shinko Seiki Co., Ltd.), and the oxygen pressure is set to 20 Pa and the plasma radiation amount is set to 200 W to perform the plasma processing for 2 minutes. It was.
  • a plasma processing apparatus apparatus name “EXAM”, manufactured by Shinko Seiki Co., Ltd.
  • Example 2 In Example 1, instead of the photosensitive resin composition 1, a molten solder was filled in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive resin composition 2 prepared in Preparation Example 2 was used.
  • the thickness of the coating film was 55 ⁇ m.
  • the opening of each opening of the resist holding substrate was a circle having a diameter of 30 ⁇ m, and the depth of each opening was 50 ⁇ m.
  • the maximum width of the opening was 30 ⁇ m.
  • Example 3 In Example 1, molten solder was filled in the same manner as in Example 1 except that the plasma radiation amount was changed from 200 W to 400 W.
  • the thickness of the coating film was 55 ⁇ m.
  • the opening of each opening of the resist holding substrate was a circle having a diameter of 30 ⁇ m, and the depth of each opening was 50 ⁇ m.
  • the maximum width of the opening was 30 ⁇ m.

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Abstract

本発明は、電極パッドを有する基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填する工程（４）；を有するはんだ電極の製造方法である。本発明のはんだ電極の製造方法は、ＩＭＳ法において、レジストの表面に溶融はんだが付着しない、はんだ電極の製造方法を提供することができる。

Description

はんだ電極の製造方法、積層体の製造方法、積層体および電子部品
　本発明は、はんだ電極の製造方法、積層体の製造方法、積層体および電子部品に関する。
　射出成形法（ＩＭＳ（インジェクション・モールデッド・ソルダー）法）は、はんだバンプ等のはんだパターンを形成するための方法の一つである。これまで、ウェハなどの基板上にはんだパターンを形成する方法としては、ソルダーペースト法、めっき法などが用いられてきた。しかしながら、これらの方法では、はんだバンプの高さ制御が難しい上、はんだ組成が自由に選択できないなどの制約があった。これに対しＩＭＳ法ではこれらの制約がないという利点が知られている。
　ＩＭＳ法は、特許文献１～４に示されるように、溶融したはんだを射出成形できるノズル（ＩＭＳヘッド）をレジストに密着させながら、レジストパターン間にはんだを流し込むことを特徴とする方法である。
特開平０６－０５５２６０号公報 特開２００７－２９４９５４号公報 特開２００７－２９４９５９号公報 特表２０１３－５２００１１号公報
　ＩＭＳ法では、ＩＭＳヘッドをレジスト表面に密着させながらレジスト表面を移動させ、そして、ＩＭＳヘッドがレジストパターン間に移動したときに、溶融はんだを流し込むことから、原理的には、レジストの表面に溶融はんだが付着することはない。しかしながら、レジストの種類によっては、レジストの表面に溶融はんだが付着することが起こる。レジストの表面に溶融はんだが付着すると、溶融はんだがレジストパターン間に良好に充填されず、目的に適合したはんだ電極が得られない場合がある。
　本発明は、ＩＭＳ法等において、レジストの表面に溶融はんだが付着しない、はんだ電極の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は、例えば、以下の［１］～［１０］である。
［１］電極パッドを有する基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填する工程（４）；を有するはんだ電極の製造方法。
［２］前記工程（３）が、前記レジストと伴に、前記電極パッドをプラズマ処理することを含む、前記［１］に記載のはんだ電極の製造方法。
［３］前記プラズマ処理が、酸素プラズマ処理である前記［１］または［２］に記載のはんだ電極の製造方法。
［４］前記プラズマ処理は、プラズマの放射量が１００～１０００Ｗで、１～１５分間行う、前記［３］に記載のはんだ電極の製造方法。
［５］前記開口部の最大幅が２００μｍ以下である前記［１］～［４］のいずれかに記載のはんだ電極の製造方法。
［６］さらに、前記工程（４）の後に、前記レジストを前記基板から剥離する工程（５）を有する、前記［１］～［５］のいずれかに記載のはんだ電極の製造方法。
［７］電極パッドを有する第１基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填して、はんだ電極を製造する工程（４）；および前記はんだ電極を介して、前記第１基板の電極パッドと電極パッドを有する第２基板の電極パッドとの電気的接続構造を形成する工程（６）を有する積層体の製造方法。
［８］電極パッドを有する第１基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填して、はんだ電極を製造する工程（４）；前記レジストを前記第１基板から剥離する工程（５）；および前記はんだ電極を介して、前記第１基板の電極パッドと電極パッドを有する第２基板の電極パッドとの電気的接続構造を形成する工程（６）を有する積層体の製造方法。
［９］前記［７］または［８］に記載の積層体の製造方法によって製造された積層体。
［１０］前記［９］に記載の積層体を有する電子部品。
　本発明のはんだ電極の製造方法は、ＩＭＳ法において、レジストの表面に溶融はんだが付着しないことから、目的に適合したはんだ電極を的確に製造することができる。
図１（１）～（５）は、本発明に係るはんだ電極の製造方法の各工程における基板を含む構造体の模式断面図である。 図２（６－１）および（６－２）は、本発明に係る積層体の模式断面図である。 図３は本発明に係る積層体の製造方法において、接着剤を用いる場合の模式断面図である。
＜はんだ電極の製造方法＞
　本発明のはんだ電極の製造方法は、電極パッドを有する基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填する工程（４）；を有する。
　以下、本発明のはんだ電極の製造方法を、図１を参照しながら説明する。
［工程（１）］
　工程（１）では、図１（１）に示すように、電極パッド２を有する基板１上に感光性樹脂組成物の塗膜３を形成する。
　電極パッド２は、電気的接続が可能な電極であれば、どのような形状であっても、どのような材質であってもよく、例えば、形状としては、柱状（ピラー型）または平坦状（パッド型）が挙げられ、材質としては、銅、アルミが挙げられる。
　基板１は、たとえば半導体基板、ガラス基板、シリコン基板、並びに半導体板、ガラス板およびシリコン板の表面に各種金属膜などを設けて形成される基板などである。基板１は多数の電極パッド２を有している。
　塗膜３は、感光性樹脂組成物を基板１に塗布することにより形成される。前記感光性樹脂組成物は、ＩＭＳ法においてレジストの形成に従来使用される感光性樹脂組成物であって差し支えなく、ネガ型の感光性樹脂組成物であってもよく、またはポジ型の感光性樹脂組成物であってもよい。感光性樹脂組成物は、通常、多官能アクリレート等のラジカル重合性化合物や、メトキシメチルメラミンやエポキシ樹脂等のカチオン反応性化合物等の架橋剤を含んでおり、この場合、感光性樹脂組成物から形成された塗膜３は、通常、後述の工程（３）の前において架橋される。
　感光性樹脂組成物は、無機粒子を含有することができる。無機粒子を含有することで、工程（３）のプラズマ処理によりレジスト表面に形成する凹凸をより大きくすることができる。これは、プラズマ処理の際、レジスト中に含まれる樹脂に比べ無機粒子のエッチング選択性が低いためである。
　感光性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されず、例えば、スプレー法、ロールコート法、スピンコート法、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法を挙げることができる。塗膜３の膜厚は、通常０．１～１００μｍ、好ましくは１～８０μｍ、より好ましくは５～５０μｍである。
［工程（２）］
　工程（２）では、図１（２）に示すように、塗膜３を選択的に露光し、さらに現像することにより、各電極パッド２に対応する領域に開口部４を有するレジスト５を形成する。つまり、各電極パッド２を収容する開口部４が形成されるように塗膜３に対して部分的に露光を行い、その後現像を行って、各電極パッド２を収容する開口部４を形成する。その結果、各電極パッド２に対応する領域に開口部４を有するレジスト５が得られる。開口部４は、レジスト５を貫通する孔である。露光および現像に関しては、従来法に則して行うことができる。開口部４の最大幅は、通常、塗膜３の膜厚の０．１～１０倍、好ましくは０．５～２倍であり、通常、２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下である。
　なお、本発明における「レジスト」とは、ＩＭＳ法によるはんだ付け処理において、基板１の保護すべき箇所を保護するために用いられる保護膜を示す。
［工程（３）］
　工程（３）では、図１（３）に示すように、前記レジスト５をプラズマ処理する。前記プラズマ処理方法は、レジスト５を形成した基板を、真空状態にした装置内に入れ、反応性の気体（エッチングガス）のプラズマを放出して行われる。
　ＩＭＳ法では、ＩＭＳヘッドはレジスト表面に密着させながらレジスト表面を移動する。このとき、ＩＭＳヘッドとレジスト表面との間に摩擦があると、その摩擦によりレジストが変形する。レジストが変形すると、スムーズな充填が困難となり、開口部から溶融はんだが漏れ出し、その結果、レジスト表面に溶融はんだが付着すると考えられる。また、ＩＭＳヘッドとレジスト表面との摩擦により、ＩＭＳヘッドのレジスト表面上での滑らかな動作が阻害され、レジストに振動などが発生する。その結果、開口部から溶融はんだが漏れ出し、さらには、レジスト表面が損傷するという問題が生じる。
　本発明では、前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填する工程（４）の前に、レジスト５の表面をプラズマ処理することにより、レジスト５の表面に微細な凹凸を形成する。微細な凹凸が形成されることで、ロータス効果により、ＩＭＳヘッドとレジスト５の表面との摩擦が小さくなり、摩擦によるレジスト５の変形等が抑えられ、その結果、工程（４）の際、レジスト５の表面に溶融はんだが付着するのを抑制できると考えられる。
　プラズマ処理におけるエッチングガスとしては、例えば、酸素、窒素、炭酸ガス、および四フッ化炭素が挙げられる。これらの中でも酸素が、レジスト表面を効率よくエッチングできることから、酸素が好ましい。
　プラズマ放出量は、通常、１００～１０００Ｗであり、処理時間は、通常、１～１５分である。
　また、プラズマ処理により、レジスト５の表面のエッチングと伴に、開口部４の底にある電極パッド２をプラズマ処理することにより、電極パッド２の表面の汚れや酸化膜の除去を行うことができる。
［工程（４）］
　工程４では、例えば、開口部４にＩＭＳヘッドにより（図略）、溶融はんだを加熱しながら充填する。冷却後、図１（４）に示すように、各開口部４にはんだ電極６が形成される。
　ＩＭＳ法においては、通常、２５０℃以上に溶融はんだを加熱しながら充填を行う。前述のとおり、本発明のはんだ電極の製造方法においては、レジスト５の表面に溶融はんだが付着することなく、溶融はんだを開口部４に充填することができる。
［工程（５）］
　本発明のはんだ電極の製造方法は、工程（４）の後に、さらに、レジスト５を基板１から剥離する工程（５）を有することができる。図１（５）は、工程（４）の後にレジスト５を基板１から剥離した状態を示す。
　本発明のはんだ電極の製造方法により製造されたはんだ電極は、図１（４）に示したようにレジスト５と共に利用することもできるし、図１（５）に示したようにレジスト５なしで利用することもできる。
＜積層体の製造方法＞
　本発明の第１の積層体の製造方法は、電極パッドを有する第１基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填して、はんだ電極を製造する工程（４）；および前記はんだ電極を介して、前記第１基板の電極パッドと電極パッドを有する第２基板の電極パッドとの電気的接続構造を形成する工程（６）を有する。
　本発明の第２の積層体の製造方法は、電極パッドを有する第１基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填して、はんだ電極を製造する工程（４）；前記レジストを前記第１基板から剥離する工程（５）；および前記はんだ電極を介して、前記第１基板の電極パッドと電極パッドを有する第２基板の電極パッドとの電気的接続構造を形成する工程（６）を有する。
　第１および第２の積層体の製造方法における工程（１）～（４）、および第２の積層体の製造方法における工程（５）は、前記はんだ電極の製造方法における工程（１）～（５）とそれぞれ実質的に同じである。つまり、第１の積層体の製造方法は、前記はんだ電極の製造方法における工程（１）～（４）の後に工程（６）を行う方法であり、第２の積層体の製造方法は、前記はんだ電極の製造方法における工程（１）～（５）の後に工程（６）を行う方法である。
　第１および第２の積層体の製造方法においては、前記はんだ電極の製造方法における基板が第１基板に該当する。
［第１の積層体の製造方法］
　第１の積層体の製造方法は、前記工程（１）～（４）の後に、前記はんだ電極を介して、前記第１基板の電極パッドと電極パッドを有する第２基板の電極パッドとの電気的接続構造を形成する工程（６）を行う。
　図２（６－１）は、第１の積層体の製造方法で製造された積層体１０を示す。積層体１０は、前記工程（１）～（４）により製造された図１（４）に示す状態のはんだ電極６を介して、前記第１基板１の電極パッド２と、電極パッド１２を有する第２基板１１の電極パッド１２とを接続することにより形成された電気的接続構造を有する。
　第２基板１１が有する電極パッド１２は、第１基板１と第２基板１１とを、電極パッドが形成された面を向かい合わせにして対置したとき、第１基板１の電極パッド２と対向する位置に設けられている。第２基板１１の電極パッド１２を、図１（４）に示す状態のはんだ電極６に接触させ、加熱および／または圧着することにより第１基板１の電極パッド２と第２基板１１の電極パッド１２とをはんだ電極６を介して電気的に接続させて、電気的接続構造を形成し、積層体１０が得られる。前記加熱温度は、通常、１００～３００℃であり、前記圧着時の力は、通常、０．１～１０ＭＰａである。
　電気的接続構造の形成に際し、接着剤を用いることができる。つまり、第２基板１１の電極パッド１２を、図３に示す接着剤７に接触させ、加熱および／または加圧する。そうすると、第２基板１１とレジスト５およびはんだ電極６とが接着剤７により接着されると同時に、はんだ電極６と電極パッド１２とがはんだ付けされる。
　図１（４）に示す状態では、第１基板１上にレジスト５が載置されているので、積層体１０は、第１基板１と、はんだ電極６と、第２基板１１と、第１基板１および第２基板１１に挟まれたレジスト５とを有する。
［第２の積層体の製造方法］
　第２の積層体の製造方法は、前記工程（１）～（５）の後に、前記はんだ電極を介して、前記第１基板の電極パッドと電極パッドを有する第２基板の電極パッドとの電気的接続構造を形成する工程（６）を行う。
　図２（６－２）は、第２の積層体の製造方法で製造された積層体２０を示す。積層体２０は、前記工程（１）～（５）により製造された図１（５）に示す状態のはんだ電極６を介して、前記第１基板１の電極パッド２と、電極パッド１２を有する第２基板１１の電極パッド１２とを接続することにより形成された電気的接続構造を有する。
　第２基板１１の電極パッド１２を、図１（５）に示す状態のはんだ電極６に接触させ、加熱および／または圧着することにより第１基板１の電極パッド２と第２基板１１の電極パッド１２とをはんだ電極６を介して電気的に接続させて、電気的接続構造を形成し、積層体２０が得られる。
　図１（５）に示す状態では、第１基板１上にレジスト５が載置されていないので、積層体２０は、第１基板１と、はんだ電極６と、第２基板１１とから形成される。
　上述のとおり、本発明の積層体の製造方法により製造される積層体は、第１基板と第２基板との間にレジストを備えていても備えていなくてもよい。積層体１０のようにレジストを備えている場合には、そのレジストはアンダーフィルとして使用される。
　本発明の積層体の製造方法により製造された積層体は、ＩＭＳ法により目的に適合した電気的接続構造を有することから、はんだ組成の選択性が広がるため、半導体素子、表示素子、及びパワーデバイス等のさまざまな電子部品に適用可能である。
　本発明の積層体の製造方法により製造された積層体は、半導体素子、表示素子、及びパワーデバイス等の電子部品に利用することができる。
　以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。以下の実施例等の記載において、「部」は「質量部」の意味で用いる。
１．物性の測定方法
（アルカリ可溶性樹脂（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）の測定方法）
　下記条件下でゲルパーミエーションクロマトグラフィー法にて重量平均分子量（Ｍｗ）
を測定した。
・カラム：東ソー社製カラムのＴＳＫ－ＭおよびＴＳＫ２５００を直列に接続
・溶媒：テトラヒドロフラン
・温度：４０℃
・検出方法：屈折率法
・標準物質：ポリスチレン
・ＧＰＣ装置：東ソー製、装置名「ＨＬＣ-８２２０-ＧＰＣ」
２．レジスト形成用組成物の準備
［合成例１］アルカリ可溶性樹脂の合成
　窒素置換したドライアイス／メタノール還流器の付いたフラスコ中に、重合開始剤として２，２’－アゾビスイソブチロニトリル５．０ｇ、および重合溶媒としてジエチレングリコールエチルメチルエーテル９０ｇを仕込み、攪拌した。得られた溶液に、メタクリル酸１０ｇ、ｐ－イソプロペニルフェノール１５ｇ、トリシクロ〔５．２．１．０2,6〕デカニルメタクリレート２５ｇ、イソボルニルアクリレート２０ｇ、およびｎ－ブチルアクリレート３０ｇを加え、攪拌を開始し、８０℃まで昇温した。その後、８０℃で６時間加熱した。
　加熱終了後、反応生成物を多量のシクロヘキサン中に滴下して凝固させた。この凝固物を水洗し、該凝固物を凝固物と同質量のテトラヒドロフランに再溶解した後、得られた溶液を多量のシクロヘキサン中に滴下して再度凝固させた。この再溶解および凝固作業を計３回行った後、得られた凝固物を４０℃で４８時間真空乾燥し、アルカリ可溶性樹脂を得た。アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は１０，０００であった。
［調製例１］感光性樹脂組成物１の調製
　前記合成例１で合成したアルカリ可溶性樹脂１００部、ポリエステルアクリレート（商品名「アロニックスＭ－８０６０」、東亞合成（株）製）５０部、トリメチロールプロパントリアクリレート５部、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド（商品名「ＬＵＣＩＲＩＮ　ＴＰＯ」、ＢＡＳＦ（株）製）４部、下記式（１）に示す化合物０．４部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（Ｅ－１）１００部、フッ素系界面活性剤（商品名「フタージェントＦＴＸ－２１８」（株）ネオス製）０．１部を混合し、攪拌して均一な溶液を得た。この溶液を、孔径１０μｍのカプセルフィルターでろ過して、感光性樹脂組成物１を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
［調製例２］感光性樹脂組成物２の調製
　前記合成例１で合成したアルカリ可溶性樹脂を１００部、ポリエステルアクリレート（商品名「アロニックスＭ－８０６０」、東亞合成（株）製）を５０部、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド（商品名「ＬＵＣＩＲＩＮ　ＴＰＯ」、ＢＡＳＦ（株）製）を４部、２，２－ジメトキシ－１，２－ジフェニルエタン－１－オン（商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ　６５１」、ＢＡＳＦ（株）製）を１９部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを８０部、フッ素系界面活性剤（商品名「フタージェントＦＴＸ－２１８」（株）ネオス製）を０．１部用い、これらを混合、攪拌して均一な溶液を得た。この溶液を、孔径１０μｍのカプセルフィルターでろ過して、感光性樹脂組成物２を調製した。
３．はんだ電極の製造方法
［実施例１］
　複数の銅電極パッドを有するシリコンウェハー上にスピンコーターを用いて、調製例１で調製した感光性樹脂組成物１を塗布し、ホットプレートで１２０℃にて５分間加熱し、厚さ５５μｍの塗膜を形成した。次いでアライナー（Ｓｕｓｓ社製、型式「ＭＡ－２００」）を用い、パターンマスクを介して波長４２０ｎｍの光を照射強度３００ｍＪ／ｃｍ2にて露光した。露光後、塗膜を２．３８質量％テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液に２４０秒間接触させ、塗膜を流水で洗浄し、現像した。次いで、窒素フロー下、対流式オーブンで２００℃にて１０分間加熱し、電極パッドに対応する部分に開口部を有するレジスト保持基板を形成した。電子顕微鏡で観察したところ、各開口部の開口は直径３０μｍの円形であり、各開口部の深さは５０μｍであった。また、開口部の最大幅は３０μｍであった。
　前記開口部を有するレジスト保持基板を、プラズマ処理装置（装置名「ＥＸＡＭ」、神港精機（株）製）に入れ、酸素圧を２０Ｐａ、プラズマ放射量を２００Ｗとして、２分間のプラズマ処理を行った。
　次に、１質量％硫酸水溶液に２３℃で１分間浸漬し、水洗、乾燥した。乾燥後の基板の開口部に、ＩＭＳ法により、ＳＡＣ３０５（鉛フリー半田、千住金属工業（株）製品名）を２５０℃で溶融して得られた溶融はんだを２５０℃に加熱しながら１０分間かけて充填した。溶融はんだ充填後のレジスト保持基板を電子顕微鏡で観察したところ、レジスト表面にははんだ残渣はみられず、また、溶融はんだは良好に充填されて、はんだ電極が良好に形成されていることを確認した。
［実施例２］
　実施例１において、感光性樹脂組成物１の代わりに、調製例２で調製した感光性樹脂組成物２を用いた以外は、実施例１と同様の操作にて、溶融はんだを充填した。塗膜の厚さは５５μｍであった。レジスト保持基板の各開口部の開口は直径３０μｍの円形であり、各開口部の深さは５０μｍであった。また、開口部の最大幅は３０μｍであった。充填後のレジスト保持基板を電子顕微鏡で観察したところ、レジスト表面にははんだ残渣はみられず、また、溶融はんだは良好に充填されて、はんだ電極が良好に形成されていることを確認した。
［実施例３］
　実施例１において、プラズマ放射量を２００Ｗから４００Ｗに変えた以外は、実施例１と同様の操作にて、溶融はんだを充填した。塗膜の厚さは５５μｍであった。レジスト保持基板の各開口部の開口は直径３０μｍの円形であり、各開口部の深さは５０μｍであった。また、開口部の最大幅は３０μｍであった。充填後のレジスト保持基板を電子顕微鏡で観察したところ、レジスト表面にははんだ残渣はみられず、また、溶融はんだは良好に充填されて、はんだ電極が良好に形成されていることを確認した。
１、１１・・・・基板
２、１２・・・・電極パッド
３・・・・塗膜
４・・・・開口部
５・・・・レジスト
６・・・・はんだ電極
７・・・・接着剤
１０、２０・・・・積層体

Claims (10)

  1. 　電極パッドを有する基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填する工程（４）；を有するはんだ電極の製造方法。
  2. 　前記工程（３）が、前記レジストと伴に、前記電極パッドをプラズマ処理することを含む、請求項１に記載のはんだ電極の製造方法。
  3. 　前記プラズマ処理が、酸素プラズマ処理である請求項１または２に記載のはんだ電極の製造方法。
  4. 　前記プラズマ処理は、プラズマの放射量が１００～１０００Ｗで、１～１５分間行う、請求項３に記載のはんだ電極の製造方法。
  5. 　前記開口部の最大幅が２００μｍ以下である請求項１～４のいずれかに記載のはんだ電極の製造方法。
  6. 　さらに、前記工程（４）の後に、前記レジストを前記基板から剥離する工程（５）を有する、請求項１～５のいずれかに記載のはんだ電極の製造方法。
  7. 　電極パッドを有する第１基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填して、はんだ電極を製造する工程（４）；および前記はんだ電極を介して、前記第１基板の電極パッドと電極パッドを有する第２基板の電極パッドとの電気的接続構造を形成する工程（６）を有する積層体の製造方法。
  8. 　電極パッドを有する第１基板上に感光性樹脂組成物の塗膜を形成する工程（１）；前記塗膜を選択的に露光し、さらに現像することにより、前記電極パッドに対応する領域に開口部を有するレジストを形成する工程（２）；前記レジストをプラズマ処理する工程（３）；前記開口部に溶融はんだを加熱しながら充填して、はんだ電極を製造する工程（４）；前記レジストを前記第１基板から剥離する工程（５）；および前記はんだ電極を介して、前記第１基板の電極パッドと電極パッドを有する第２基板の電極パッドとの電気的接続構造を形成する工程（６）を有する積層体の製造方法。
  9. 　請求項７または８に記載の積層体の製造方法によって製造された積層体。
  10. 　請求項９に記載の積層体を有する電子部品。
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