(57)【要約】【解決手段】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。【効果】  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。【選択図】図１
2020068213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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のいずれかに記載のはんだ電極の製造方法。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項６】
さらに、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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項１０】
請求項９に記載の積層体を有する電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−０５５２６０号公報
【特許文献２】特開２００７−２９４９５４号公報
【特許文献３】特開２００７−２９４９５９号公報
【特許文献４】特表２０１３−５２００１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
本発明は、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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［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。
【０００８】
［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］のいずれかに記載のはんだ電極の製造方法。
【０００９】
［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。
【００１０】
［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。
【００１１】
［６］さらに、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。
【００１２】
［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。
【００１３】
［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。
【００１４】
［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。
【００１５】
［１０］前記［９］に記載の積層体を有する電子部品。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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】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】図３は本発明に係る積層体の製造において、接着剤を用いる場合の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜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。
【００１９】
［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。
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。
【００２０】
塗膜３は、感光性樹脂組成物を基板１に塗布等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、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、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。
【００２１】
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が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。
【００２２】
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。
【００２３】
［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。
【００２４】
［工程（３）］
工程（３）では、図１（３）に示すように、前記レジスト５の表面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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、１〜１５分で行う。
【００２８】
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。
【００２９】
［工程（４）］
工程４では、開口部４に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。
開口部４に溶融はんだを加熱しながら充填する方法には特に制限はなく、ＩＭＳ法による通常の充填方法を採用することができる。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。
【００３０】
［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。
【００３１】
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。
【００３２】
＜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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
［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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
［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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【符号の説明】
【００４６】
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
【図１】
2020068213.tif 000003
【図２】
2020068213.tif 000004
【図３】
2020068213.tif 000005