(57)【要約】【解決手段】  レーザ光Ｌを透過させるマスク部材２の表面に形成された凹部６に未硬化状態の導電性ペーストＰを充填する充填工程（ａ）と、上記マスク部材２と電子部品１とを重ね合わせて上記凹部６に充填された導電性ペーストＰと電子部品１の電極４とを重合させる重合工程（ｂ）と、マスク部材２の裏面側からレーザ光Ｌを照射して上記凹部６内の導電性ペーストＰを加熱するとともに冷却することで上記導電性ペーストＰを溶融硬化させて上記電極４にバンプ５を形成する形成工程（ｃ）と、マスク部材２にレーザ光Ｌを照射して、該マスク部材２に付着した導電性ペーストＰの残渣物を除去する除去工程（ｅ）とを有している。【効果】  電子部品への熱影響を軽減し、また上記マスク部材からの残渣物の除去を効率的に行うことが可能である。【選択図】  図２
2010161120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク部材の表面に形成された凹部に未硬化状態の導電性ペーストを充填する充填工程と、上記マスク部材と電子部品とを重ね合わせて上記凹部に充填された導電性ペーストと電子部品の電極とを重合させる重合工程と、上記導電性ペーストを加熱および冷却することで上記導電性ペーストを溶融硬化させて上記電極にバンプを形成する形成工程とを有するバンプ形成方法において、
上記マスク部材はレーザ光を透過させる透明素材であって、
上記形成工程において、上記マスク部材の裏面側からレーザ光を照射して上記凹部内の導電性ペーストを加熱し、
上記形成工程の後に、電子部品を離脱させたマスク部材にレーザ光を照射して、該マスク部材に付着した導電性ペーストの残渣物を除去する除去工程を行うことを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項２】
上記マスク部材の表面および上記凹部の内面にＤＬＣ膜を形成し、
上記形成工程において、レーザ光をマスク部材の裏面側からＤＬＣ膜に照射すると、該ＤＬＣ膜が加熱されて上記凹部内の導電性ペーストを加熱し、
上記除去工程において、レーザ光をマスク部材の表面側からＤＬＣ膜に照射し、上記ＤＬＣ膜に付着した残渣物を除去すること特徴とする請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項３】
上記形成工程において、レーザ光の照射範囲を複数の凹部にレーザ光が照射されるように設定することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のバンプ形成方法。
【請求項４】
上記形成工程において、レーザ光の照射範囲をひとつの凹部にレーザ光が照射されるように設定するとともに、該レーザ光の照射位置を走査することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のバンプ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンプ形成方法に関し、詳しくはマスク部材の表面に形成した凹部に未硬化状態の導電性ペーストを充填し、上記導電性ペーストを溶融硬化させて上記電極にバンプを形成するバンプ形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マスク部材の表面に形成された凹部に未硬化状態の導電性ペーストを充填する充填工程と、上記マスク部材と電子部品とを重ね合わせて上記凹部に充填された導電性ペーストと電子部品の電極とを重合させる重合工程と、上記導電性ペーストを加熱および冷却することで上記導電性ペーストを溶融硬化させて上記電極にバンプを形成する形成工程とを有するバンプ形成方法が知られている。
このようなバンプ形成方法として、上記マスク部材がシリコン製であって、形成工程では重ね合わせたマスク部材および電子部品を加熱する方法が知られている（特許文献１）。
また他のバンプ形成方法として、上記マスク部材に貫通口を形成するとともに、該マスク部材の裏面に透明な支持部材を重合させ、充填工程では上記貫通口に導電性ペーストを充填し、形成工程では支持部材側から導電性ペーストの充填された貫通口の位置にレーザ光を照射して、導電性ペーストを短時間で加熱する方法が知られている（特許文献２）。
また上記特許文献１や特許文献２のバンプ形成方法では、上記マスク部材にはバンプ形成後に導電性ペーストに含まれるフラックスなどの残渣物が付着するため、１回のバンプ形成ごとにマスク部材を洗浄しなければならず、溶剤を用いた洗浄や超音波洗浄が行われている（特許文献１の第００２３欄、特許文献２の第００２０欄参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６９８２２３号公報
【特許文献２】特許第３３８５８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のバンプ形成方法の場合、電子部品ごと加熱するため、耐熱性の低い電子部品にバンプを形成できないという問題があり、特許文献２のバンプ形成方法の場合、上記残渣物を除去する際にはマスク部材と支持部材とを分離しなければならず、取り扱いが煩雑であるという問題がある。
また、特許文献１、２のバンプ形成方法では、液体を使用した洗浄を行うことから、洗浄や乾燥のための設備が必要であり電子部品の製造装置が大型化するうえに長い洗浄時間を要するといった問題もある。
このような問題に鑑み、本発明は電子部品への熱影響を軽減し、また上記マスク部材からの残渣物の除去を効率的に行うことの可能なバンプ形成方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明にかかるバンプ形成方法は、マスク部材の表面に形成された凹部に未硬化状態の導電性ペーストを充填する充填工程と、上記マスク部材と電子部品とを重ね合わせて上記凹部に充填された導電性ペーストと電子部品の電極とを重合させる重合工程と、上記導電性ペーストを加熱および冷却することで上記導電性ペーストを溶融硬化させて上記電極にバンプを形成する形成工程とを有するバンプ形成方法において、
上記マスク部材はレーザ光を透過させる透明素材であって、
上記形成工程において、上記マスク部材の裏面側からレーザ光を照射して上記凹部内の導電性ペーストを加熱し、
上記形成工程の後に、電子部品を離脱させたマスク部材にレーザ光を照射して、該マスク部材に付着した導電性ペーストの残渣物を除去する除去工程を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
上記本発明によれば、マスク部材を透明素材とするとともに、該マスク部材の表面に凹部を形成することで、レーザ光をマスク部材の裏面側から照射すれば、凹部に充填された導電性ペーストを加熱してバンプを形成することが可能となっている。
このため、耐熱性の低い電子部品に対してもバンプを形成することができ、かつ、マスク部材の取り扱いが簡単であり、またマスク部材に付着した残渣物をレーザ光によって除去することから、液体による洗浄が不要であり、残渣物の除去を効率的に行うことが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】電子部品およびマスク部材を示した側面図
【図２】第１実施例にかかるバンプ形成方法の工程を示した図。
【図３】第２実施例にかかるバンプ形成方法の工程を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図示実施例について説明すると、図１は本実施例にかかるバンプ形成方法によってバンプが形成された電子部品１と、該バンプ形成方法に使用するマスク部材２を示している。
電子部品１は樹脂やシリコン等からなる絶縁性または半導体の基板３と、該基板３に所定の配列で設けられた複数の金属からなる導電性の電極４とから構成されており、この電子部品１の電極４にはんだからなる導電性のバンプ５を図２に示すバンプ形成方法により形成するようになっている。
上記バンプ５は底辺約５０μｍ、高さ約７０μｍの４角錐状に形成され、４角錐状に形成することで上記電子部品１を他の電子部品に接合させる際の電気的な接合を確実なものとするようになっている。
上記マスク部材２は、レーザ光を透過させるガラス製となっており、図示上方の表面には上記電極４の配列位置にあわせて複数の凹部６が形成されている。上記凹部６は４角錐の基部がマスク部材２の表面に開口するように形成されている。
そして、マスク部材２の表面および上記凹部６の内面には、所定の厚さ（０．１〜０．５μｍ程度）でＤＬＣ膜７（ダイアモンド膜）が形成されている。このＤＬＣ膜７は撥水性を有するとともに、レーザ光を吸収しやすく熱伝導率の高い素材となっている。
【０００９】
図２は本実施例にかかるバンプ形成方法の工程図を示したものである。このバンプ形成方法には図示しない電子部品１の製造装置を使用し、この製造装置は図示しない真空チャンバおよび図示しない加熱チャンバを備え、上記電子部品１およびマスク部材２はそれぞれ図示しないロボットによって各チャンバに搬出入されるようになっている。
まず、図２（ａ）は上記マスク部材２の凹部６に導電性ペーストＰを充填する充填工程を示し、この充填工程は上記真空チャンバ内において行われ、上記マスク部材２は上記凹部６が上方を向いた状態で真空チャンバ内に支持される。
上記導電性ペーストＰは、粒子状の鉛フリーはんだと、フラックスを含んだ溶剤とから構成され、この充填工程において未硬化のペースト状態で上記マスク部材２の表面に供給されるようになっている。
真空チャンバ内を真空にした状態で、マスク部材２の表面の一端から他端に向けて、スキージ８をマスク部材２の表面に沿って摺動させることで、マスク部材２の表面に形成された上記凹部６に導電性ペーストＰが充填されるようになっている。
このとき、真空チャンバは真空状態となっているため、導電性ペーストＰが凹部６に充填される際に空気が入り込まないようになっており、バンプ５の形成不良を防止するようになっている。
【００１０】
図２（ｂ）はマスク部材２と電子部品１とを重合させる重合工程を示している。
上記充填工程によってマスク部材２の凹部６に導電性ペーストＰが充填されると、電極４が下方を向いた状態で電子部品１が真空チャンバ内に搬送され、上記凹部６に充填された導電性ペーストＰと電子部品１の電極４とが重合するように位置合わせされて、マスク部材２の上面に載置される。
これにより、電子部品１の電極４には上記導電性ペーストＰが付着するが、導電性ペーストＰは未硬化の状態であり、電極４にバンプ５が形成されたものとはなっていない。
なお、この重合工程については、上記真空チャンバ内で行っても、上記加熱チャンバ内で行ってもよい。
【００１１】
図２（ｃ）は電子部品１にバンプ５を形成する形成工程を示している。
電子部品１とマスク部材２とが重合した状態で加熱チャンバに搬送されると、図示しないレーザ照射手段によりレーザ光Ｌがマスク部材２側からマスク部材２を透過してＤＬＣ膜７に照射される。
これにより、レーザ光Ｌは上記マスク部材２の表面および凹部６の内面に形成されたＤＬＣ膜７に吸収されてＤＬＣ膜７が加熱され、ＤＬＣ膜７を介して凹部６に充填された導電性ペーストＰが加熱される。
上記導電性ペーストＰがはんだの溶融温度（２２０℃程度）まで加熱されると、導電性ペーストＰ内の粒子状のはんだが溶融するとともに表面張力により相互に引きつけあって電極４に密着し、またフラックスが外側に押しやられるようになる。
このとき、レーザ光Ｌの照射範囲は少なくとも１つの電子部品１に形成された電極４に対応するすべての凹部６が含まれるように設定されており、これにより照射範囲内のすべての凹部６内の導電性ペーストＰを一斉に加熱することができるようになっている。
一方、レーザ光Ｌの照射範囲には凹部６の形成されていないマスク部材２の表面部分も含まれるが、ＤＬＣ膜７によってレーザ光Ｌが基板３に直接照射されてしまうのを阻止するため、電子部品１への熱影響が軽減されるようになっている。
このようにしてレーザ光ＬがＤＬＣ膜７に照射され、凹部６内の導電性ペーストＰが加熱されてはんだが溶融すると、レーザ照射手段はレーザ光Ｌの照射を停止する。
すると、凹部６に充填された導電性ペーストＰが冷却され、はんだの凝固温度（２１７℃程度）を下回ると、上記はんだが硬化して電極４に強固に接合し、これにより電極４に４角錐状のバンプ５が形成されることとなる。
【００１２】
図２（ｄ）はマスク部材２と電子部品１とを離脱させる離脱工程を示している。
上記形成工程において導電性ペーストＰの温度がはんだの凝固温度を下回ると、導電性ペーストＰのはんだが硬化して上記バンプ５が形成される一方、上記フラックスは硬化しない状態を維持している。
この状態で電子部品１とマスク部材２とを上下に引き離すようにすると、フラックスが硬化していないことから、バンプ５は容易にマスク部材２の凹部６から離脱し、電子部品１とマスク部材２とを離脱することができる。
その後、さらに導電性ペーストＰの温度が下がることでフラックスは硬化するが、マスク部材２の凹部６に付着したフラックスも硬化する。
そして、離脱工程によってマスク部材２より離脱した電子部品１は後工程へと搬送されるようになっている。
【００１３】
図２（ｅ）は、マスク部材２からＤＬＣ膜７に付着したフラックスを除去する除去工程を示している。
上記図示しない真空チャンバと加熱チャンバとの間には、マスク部材２の搬送経路上に搬送方向と直交する方向に長く伸びたライン状の照射範囲を有する図示しない第２のレーザ照射手段が設けられている。
上記離脱工程によって電子部品１とマスク部材２とを離脱させると、マスク部材２は加熱チャンバから真空チャンバへ搬送される。その際、マスク部材２の表面側から上記第２のレーザ照射手段によりレーザ光Ｌが照射される。
これにより、すべての凹部６の内面に付着したフラックスはレーザ光Ｌによって加熱されて蒸発し、マスク部材２から導電性ペーストＰの残渣物が除去されることとなる。
そして、マスク部材２が真空チャンバに搬送されて支持された後、次の電子部品１に対してバンプ形成が行われるようになっている。
【００１４】
上記実施例によれば、形成工程においてレーザ光Ｌをマスク部材２の裏面側からマスク部材２を透過させて照射することで、レーザ光Ｌがマスク部材２の表面に形成した凹部６内の導電性ペーストＰを加熱することができ、電子部品１への熱影響を軽減することができる。
また、上記除去工程においてレーザ光Ｌをマスク部材２に照射することで、凹部６に付着した残渣物としてのフラックスを短時間で除去することができるので、液体を用いた洗浄が不要となり、マスク部材２からの残渣物の除去を効率的に行うことができる。また液体による洗浄装置が必要なくなることから、電子部品１の製造装置を小型化することが可能となる。
さらに、マスク部材２の表面および凹部６の内面にＤＬＣ膜７を形成し、該ＤＬＣ膜７にレーザ光Ｌを照射することで、ＤＬＣ膜７を介して導電性ペーストＰを加熱することができる。また、ＤＬＣ膜７により、レーザ光Ｌが基板３に直接照射されてしまうのを阻止することができる。
そして、レーザ光Ｌの照射範囲をすべての凹部６が含まれるように設定することで、複数のバンプ５を短時間で同時に形成することが可能であり、効率的にバンプ５を形成することが可能となっている。
【００１５】
図３は本発明にかかる第２実施例のバンプ形成方法の工程図を示す。
本実施例で使用する導電性ペーストＰにはＣｕやＮｉが含まれており、上記形成工程ではバンプ５を形成するために導電性ペーストＰを約７００℃まで加熱する必要がある。
このため、本実施例では耐熱温度が５００℃程度のＤＬＣ膜７を利用することができず、本実施例においてマスク部材２の表面には第１実施例のようなＤＬＣ膜７は形成されていないものとなっている。
なお、本実施例において、図３（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）の各工程は、上記ＤＬＣ膜７が形成されていないことを除いて、上記第１実施例と同様の充填工程、重合工程、離脱工程となっているので、詳細な説明は省略する。
【００１６】
図３（ｃ）に示す本実施例の形成工程では、図示しないレーザ照射手段は第１実施例と同様、マスク部材２の裏面側からレーザ光Ｌを照射するが、該レーザ光Ｌの照射範囲は各凹部６の開口部程度の大きさに設定されている。
そして、レーザ光照射手段は図示しない走査手段によりレーザ光Ｌの照射位置を凹部６の配列順に切換え、各凹部６内の導電性ペーストＰに順次レーザ光Ｌを照射して、基板３にはレーザ光Ｌを直接照射しないようにしている。
レーザ光Ｌが照射されると、凹部６内の導電性ペーストＰは上記７００℃まで加熱され、これにより導電性ペーストＰ内のＣｕやＮｉが溶融しながらひきつけあうになっている。
そして、レーザ光Ｌの照射を停止させて導電性ペーストＰが冷却することで、電極４にバンプ５が形成されるとともに、フラックスが固まらないうちに図３（ｄ）に示す離脱工程を行い、電子部品１とマスク部材２とを離脱させる。
【００１７】
上記第２実施例によれば、融点の高いＣｕやＮｉを含んだ導電性ペーストＰであっても、これをバンプ５に形成することができ、しかもレーザ光Ｌの照射によって電子部品１が熱影響を受けることを防止することが可能である。
また、上記第１実施例と同様、レーザ光Ｌの照射によってマスク部材２に付着したフラックスを除去することができ、効率的にフラックスの除去をおこなうことができるほか、電子部品１の製造装置を小型化することが可能となっている。
【００１８】
なお、上記第１実施例における除去工程において、レーザ光の照射範囲を形成工程と同様、複数の凹部６が含まれるように設定してもよい。この場合、形成工程で使用するレーザ照射手段を除去工程にも用いることが可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１  電子部品                    ２  マスク部材
４  電極                        ５  バンプ
６  凹部                        ７  ＤＬＣ膜
Ｐ  導電性ペースト              Ｌ  レーザ光
【図１】
2010161120.tif 000003
【図２】
2010161120.tif 000004
【図３】
2010161120.tif 000005