(57)【要約】【課題】高アスペクト比のはんだ電極の、隣接するはんだ電極との短絡を防止する。【解決手段】基板１上に設けられた電極パッド２上に、上面が底面より小なメサ状の導電体からなるポスト電極４ａを形成し、そのポスト電極４ａの上端部分を被覆するポスト電極４ａより低融点の球状はんだ電極４ｂを設ける。メサ状のポスト電極４ａの先端部は細いので、球状はんだ電極４ｂの直径を小さくして隣接するはんだバンプ４との短絡を回避することができる。【選択図】図１
2010003793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、上面が底面より小なメサ状の導電体からなるポスト電極と、
前記ポスト電極の上端部分を被覆し、前記導電体より低融点のはんだからなるはんだ電極とを有するはんだバンプと
を備えた配線基板。
【請求項２】
前記ポスト電極は銅を含むことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
複数の前記はんだ電極の上端面が一平面内に含まれるように、複数の前記はんだ電極の上端面が押しつぶされて平坦面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の配線基板。
【請求項４】
支持基板の下面に形成されたシード層と、
前記シード層に密着させ、本願底面を一平面内に揃えて支持された上面が底面より小なメサ状の導電体からなる複数のポスト電極と
を有することを特徴とするポスト電極の転写用基板。
【請求項５】
上面が底面より小なメサ状の導電体からなるポスト電極と、前記ポスト電極の上端部分を被覆し、前記導電体より低融点のはんだからなるはんだ電極とを有するはんだバンプが形成された配線基板と、
前記配線基板上に前記はんだバンプを介して接続された半導体装置とを有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接するはんだバンプとの短絡が少なくかつ高アスペクト比を有するはんだバンプが形成された配線基板、その製造に用いられるポスト電極の転写用基板及びその配線基板を用いて組み立てられる電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板、例えば配線基板又は半導体素子基板上に形成されたはんだバンプを用いて、その基板上に他の配線基板又は半導体素子を接合して搭載する技術、例えばフリップチップの技術は、電子機器の製造に広く用いられている。
【０００３】
このはんだバンプは、基板の接合の際に、２枚の基板、例えば配線基板と半導体基板との間に挟まれ、上から押圧されて接合される。このとき、はんだバンプは押しつぶされて水平方向に広がるように変形し、隣接するはんだバンプと短絡することがある。また、このような短絡は、はんだバンプの上面の高さを揃えて半導体素子を安定に載置するために、はんだバンプの先端を押圧して平坦面に形成する際にも発生する。
【０００４】
かかるはんだバンプの変形に伴う短絡の発生は、はんだバンプのはんだ量を少なくすることで回避することができる。しかし、はんだバンプのはんだ量を少なくすると、必要な高さ及び体積を有するはんだバンプを形成することができない。即ち、はんだバンプは、リフローによる２枚の基板の接合に用いられたのち、リフローに際して生ずる基板の反りを緩和することができる十分な高さ及び体積を必要とする。必要な高さ及び体積を有しないはんだバンプでは、接合部にクラック又は剥離を生ずることがある。
【０００５】
他方、Ｃｕポスト電極を用いて十分な高さを有するはんだバンプを形成する方法が知られている。図１１は従来の配線基板の製造工程断面図であり、Ｃｕポスト電極を用いたはんだバンプの製造途中の断面を表している。
【０００６】
図１１（ａ）を参照して、従来の配線基板の製造方法では、基板１上面の電極パッド２上に柱状のＣｕポスト電極４１ａを形成した後、図１１（ｂ）を参照して、電極パッド２上面にポスト電極４１ａの側面及び上面を取り巻くはんだペースト４２を形成する。次いで、図１１（ｃ）を参照して、はんだペースト４２をリフローして、ポスト電極４１ａと、ポスト電極４１ａを芯とする球状はんだ電極４１ｂとからなるはんだバンプ４１が形成される。
【０００７】
最後に、図１１（ｄ）を参照して、球状はんだ電極４１ｂの先端を押圧して先端が平坦面に成形されたはんだ電極４１ｃとする。この際、球状はんだ電極４１ｂの直径及び体積が大きいため、押圧の際に偏平はんだ電極４１ｃが水平方向に広がり、隣接するはんだバンプ４１と短絡することがある。
【特許文献１】特開平０９−２６６２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の全体がはんだにより構成されるはんだバンプを備えた配線基板では、はんだバンプのアスペクト比を大きくすると隣接するはんだバンプと短絡するおそれがある。また、短絡を防止するためはんだ量を少なくした場合、十分な高さ及び体積を有するはんだバンプを形成することができない。
【０００９】
さらに、電極上にＣｕポスト電極を形成し、そのＣｕポスト電極を芯とする球状はんだ電極を形成して製造されるはんだバンプを備えた配線基板では、球状はんだ電極がポスト電極全体を包むように形成されるため、球状はんだ電極の水平面内の広がりをポスト電極の高さより小さくすることができない。このため、球状はんだ電極を押圧して平坦面を形成する際に水平方向に広がり隣接するはんだバンプと短絡するので、はんだバンプのアスペクト比をあまり大きくすることは難しい。
【００１０】
本発明は、高いアスペクト比を有し、かつ、隣接するはんだバンプとの短絡が抑制されたはんだバンプを備える配線基板、かかるはんだバンプを形成するためのポスト電極の転写用基板、及びかかる配線基板を用いて製造された電子機器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】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の配線基板は、基板と、前記基板上に設けられ、上面が底面より小なメサ状の導電体からなるポスト電極と、前記ポスト電極の上端部分を被覆し、前記導電体より低融点のはんだからなるはんだ電極とを有するはんだバンプとを備えて構成される。
【００１２】
上記本発明の配線基板が備えるはんだバンプでは、メサ状のポスト電極の先端部分に、その先端部分を覆うはんだ電極が形成される。従って、はんだ電極の中心はポスト電極の先端近くに位置する。このため、はんだバンプの高さは、ポスト電極の高さにはんだ電極の高さの半分を加えた高さに近くなる。一方、ポスト電極の上面はその底面より小さいので、ポスト電極の上端部を覆うはんだ電極の直径をポスト電極の底面より小さくすることができる。従って、高さに比べてはんだバンプの水平方向の直径が小さな、アスペクト比が高いはんだバンプが形成される。
【００１３】
かかるはんだバンプの構造では、押圧によりはんだバンプの上端をつぶして平坦にしても、つぶされるはんだ電極の体積はポスト電極を含むはんだバンプ全体の体積に比べて小さい。このため、つぶされたはんだ電極の水平方向への拡幅は小さく、隣接するはんだバンプとの短絡が回避される。一方、はんだバンプの高さは、押圧後でもポスト電極の高さ以上が保持される。このため、このはんだバンプは、高いアスペクト比を有するとともに、隣接するはんだバンプとの短絡が回避される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高いアスペクト比を有し、かつ、隣接するはんだバンプとの短絡が抑制されたはんだバンプを備えた配線基板が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の第１実施形態は、エッチングによりポスト電極を形成した配線基板、及びその配線基板を用いて製造される電子機器に関する。
【００１６】
図１は本発明の第１実施形態の配線基板断面図であり、配線基板上に形成されたはんだバンプの形状を表している。
【００１７】
図１（ａ）を参照して、本発明の第１実施形態に係る配線基板１００は、多層配線構造を有する基板１と、その基板１上に形成されたはんだバンプ４とを備える。
【００１８】
基板１上面には、等間隔に、例えば１５０μｍピッチで直径１００μｍ、厚さ５μｍのＣｕ膜からなる電極パッド２が設けられている。さらに、基板１上面に、電極パッド２を表出する開口３ａを有するソルダーレジスト３が形成されている。
【００１９】
はんだバンプ４は、電極パッド２の上面に形成されたメサ状の、本実施形態では円錐台形状のＣｕポスト電極４ａと、そのポスト電極４ａの先端部分を被覆するように形成された外観が球形のはんだからなる球状はんだ電極４ｂ（はんだ電極）とを有する。
【００２０】
球状はんだ電極４ｂは、ポスト電極４ａの少なくとも上面（即ちメサ上面）を被覆する。さらに、ポスト電極４ａと球状はんだ電極４ｂとの密着強度を高くするために、ポスト電極４ａの側面上端部分を被覆することが好ましい。
【００２１】
球状はんだ電極４ｂは、後の工程で上端を押圧して平坦面になるように潰したときに、横方向へ拡幅して隣接する球状はんだ電極４ｂと短絡する場合がある。この短絡を防止するために、球状はんだ電極４ｂの直径、即ち体積は小さいことが望ましい。従って、球状はんだ電極４ｂがポスト電極４ａの側面を被覆する領域を、ポスト電極４の上端近傍に限定して、球状はんだ電極４ｂの直径を小さくすることが好ましい。この観点から、球状はんだ電極４ｂがポスト電極４ａの側面を被覆する領域を、ポスト電極４ａの上面からポスト電極４ａの高さの５０％以下までの領域に制限することが好ましく、さらに上面からポスト電極４ａの高さの２５％以下までの領域に制限することがより好ましく、望ましくは上面からポスト電極４ａの高さの１５％以下までの領域に制限する。
【００２２】
一方、球状はんだ電極４ｂとポスト電極４ａとの密着性の観点からは、球状はんだ電極４ｂがポスト電極４ａの側面を被覆する領域を大きくすることが望ましい。この観点からは、球状はんだ電極４ｂがポスト電極４ａの側面を被覆する領域を、ポスト電極４ａの上面からポスト電極４ａの高さの１０％以上の領域とすることが好ましく、さらに上面からポスト電極４ａの高さの２０％以上の領域とすることがより好ましい。
【００２３】
ポスト電極４ａは、錐台、例えば円錐台形状の他、メサ形状、即ち、上面（メサ上面）から下面（メサ底面）方向に徐々に拡幅する形状とすることができる。なお、上面と下面との間に、上面より小さな幅の極小値を有するもの、例えば上面が下面より小さな鼓状であってもよい。このポスト電極４ａは、上面が下面よりも小さく形成される。これにより、上面を被覆する球状はんだ電極４ｂの直径を、ポスト電極４ａの下面又は電極パッド２より小さく形成することができる。従って、隣接するはんだバンプ４との短絡が回避される。
【００２４】
ポスト電極４ａの水平断面形状は、円形が好ましい。円形にすることで、球状はんだ電極４ｂをリフローしたとき、溶融したはんだはポスト電極４ａの側面を円周に沿って一様な高さに被覆するので、リフロー時のはんだの水平断面の直径の制御が容易である。
【００２５】
他方、水平断面を多角形とすると、角（メサの稜線）とその間の平面（側面）とで溶融したはんだが被覆する高さが異なるため、はんだの水平面形状を制御し難く、隣接するはんだバンプ４との接触を招きやすい。この溶融したはんだが被覆する高さが異なる事態は、角が鋭角になるほど顕著になる。また、水平断面を偏平な形状、例えば楕円又は長方形にすると、同様に、幅の広い面と狭い面との間で溶融したはんだが被覆する高さが異なることになる。従って、水平断面形状は、円形が最も好ましく、多角形とするときは角数の大きな、例えば６角形以上の正多角形とすることが好ましい。
【００２６】
図１（ｂ）は、上述した球状はんだ電極４ｂの上端を平坦化した配線基板１００に関する。図１（ｂ）を参照して、上述した球状はんだ電極４ｂは、上端が一平面内に揃う平坦面に成形され、上端が平坦な偏平はんだ電極４ｃ（はんだ電極）に加工されている。この偏平はんだ電極４ｃは、上端が一平面内に揃うため、この上にフリップチップを水平に載置することができる。このため、この配線基板１００を用いると、フリップチップボンディングによる接続が正確かつ容易になされる。
【００２７】
第１実施形態の変形例は、上述した本第１実施形態の円錐形のポスト電極４ａを、側面を構成する母線が回転軸に対して凹の曲線からなる回転体とした配線基板１０２に関する。
【００２８】
図１（ｃ）を参照して、第１実施形態の変形例に係るポスト電極４ａは、電極パッド２の法線を回転軸とし、回転軸に対して凹の曲線を回転軸廻りに回転させて形成される曲面を側面とする回転体から構成される。なお、上下面は平面である。かかるポスト電極４ａは、例えば、上面から略垂直に垂下する上端部分と、それに続きより穏やかな傾斜で広がる下端部分とを有する。
【００２９】
この変形例のポスト電極４ａは、上端部分はほぼ円柱状をなし、球状はんだ電極４ｂが被覆する部分の直径は小さい。このため、円錐台形状のポスト電極４ａに比べて、同一体積の球状はんだ電極４ａで上端部分を被覆したとき、球状はんだ電極４ａの直径は小さくなる。従って、はんだバンプ４間の短絡がより確実に回避される。
【００３０】
次に、第１実施形態の配線基板１００の製造工程を説明する。
【００３１】
図２〜図４は本発明の第１実施形態の配線基板の製造工程断面図（その１）〜（その３）であり、製造工程における配線基板１００の断面を表している。
【００３２】
図２（ａ）を参照して、まず、上面に電極パッド２が形成された多層配線構造を有する厚さ１ｍｍ、辺長５０ｍｍの正方形板状の基板１を準備する。電極パッド２は、例えば厚さ５μｍ、直径１００μｍの円板状のＣｕ膜からなり、１５０μｍピッチで基板１上面に列設されている。さらに、基板１上に、電極パッド２を底面に表出する開口を有する厚さ２５μｍのソルダーレジスト３が形成されている。かかる基板１は周知の市販されている配線基板の基板と同様である。
【００３３】
次いで、図２（ｂ）を参照して、基板１上にドライレジストフィルムをラミネーターを用いて、圧力０．１７〜０．１８ＭＰａ、温度１２０℃で貼付する。その後、密着露光マスクを用いて６０ｍＪ／ｃｍの露光量で露光し、現像して、電極パッド２と同形の開口５ａを有する厚さ３５μｍのレジストマスク５を形成した。現像には、炭酸ナトリウムの１ｗｔ％溶液を吹きつけて現像するスプレー現像を用いた。
【００３４】
次いで、図２（ｃ）を参照して、電極パッド２を一方の電極とする電気めっきを用いて、ソルダーレジスト３の開口３ａ及びレジストマスク５の開口５ａを、開口５ａの上端からほぼ５μｍ下まで埋め込む高さがほぼ５０μｍの電解めっき銅からなる直径１００μｍの円柱状のめっき金属６を形成した。
【００３５】
なお、この電気めっきは、硫酸２．２４ｍｏｌ／l 、硫酸銅０．２６ｍｏｌ／l 、及び添加剤１９．５ｍｌ／l を含む水溶液をめっき液とし、温度が２５±２℃、電流密度が１Ａ／ｄｍ2 のめっき条件下で行い、めっき時間１４０分間であった。
【００３６】
次いで、図２（ｄ）を参照して、アセトンを用いてレジストマスク５を除去した後、水洗、乾燥した。その結果、電極パッド２上に、ソルダーレジスト３の開口３ａを貫通して立設する円柱状のめっき金属６が、基板１上面に露出する。
【００３７】
次いで、図３（ａ）を参照して、スピンコータを用いて、レジストを基板１上全面に塗布し、オーブン内で９０℃、３０分間の熱処理をする。その結果、めっき金属６及びソルダーレジストを被覆する厚さ１５μｍのレジスト膜が形成された。
【００３８】
次いで、密着露光を用いて、レジスト膜を３５０ｍＪ／ｃｍ2 のドーズ量で露光し、現像して、パターニングされたレジスト膜からなる厚さ１５μｍのレジストマスク７を形成した。このレジストマスク７は、めっき金属６の上面周縁部分をリング状に表出する内径６５μｍ、外径９５μｍのリング状開口７ａが形成されるようにパターニングされる。即ち、レジストマスク７は、めっき金属６の上面を被覆する、めっき金属６と同心円に形成された直径６５μｍの円板状のレジストと、めっき金属６と同心円に形成された直径９５μｍの開口が開設された、めっき金属６の上端外縁部及び側面を被覆するレジスト（めっき金属６間の基板１上をも被覆する。）とから形成される。
【００３９】
次いで、図３（ｂ）を参照して、レジストマスク７をエッチングマスクとして、めっき金属６をエッチングする。めっき金属６のエッチングは、ペルオキソII硫酸アンモニウムと純水を１：２０で混合したエッチング液に基板１を４０分間浸漬して行った。その結果、円柱状のめっき金属６は、電極パッド２の法線を回転軸とし側面を形成する母線が傾斜した直線からなる回転体、即ち円錐台形状を有するポスト電極４ａへと変換された。ポスト電極４ａの上面は、エッチングの条件により直径６５μｍ〜６０μｍに制御された。
【００４０】
次いで、図３（ｃ）を参照して、レジストを剥離して、円錐台状のポスト電極４ａを基板１上に露出した。その後、水洗、乾燥した。以上の工程を経て、電極パッド２上に立設された電解めっき銅からなるポスト電極４ａが形成される。
【００４１】
次いで、図４（ａ）を参照して、厚さ３００μｍのメタルマスク８を用いたスクリーン印刷により、ポスト電極４ａの上端を被覆するはんだペースト９を形成した。このメタルマスク８は、１５０μｍピッチで開設された直径７０μｍの開口８ａを有し、開口８ａがポスト電極４ａの上面に対して同心円になるように位置決めされる。その後、粘度を１０，０００〜１５，０００ｃｐｓに調整されたはんだペーストをスクリーン印刷する。
【００４２】
次いで、図４（ｂ）を参照して、基板１をリフロー炉内に置き、窒素雰囲気中で２６０℃に加熱してはんだペースト９を溶融した。この結果、はんだペースト９は、ポスト電極４ａの上面及び上面から略１２μｍまでの側面を被覆する組成比Ｓｎ−３ｗｔ％Ａｇ−０．５ｗｔ％の球状はんだ電極４ｂが形成された。以上の工程を経て、図１（ａ）を参照して説明した第１実施形態に係る配線基板１００が製造された。
【００４３】
次いで、図４（ｃ）を参照して、球状はんだ電極４ｂの上端をプレス平板１０で押圧するプレス加工により、球状はんだ電極４ｂを押しつぶして成形し、上面が平坦な偏平はんだ電極４ｃを形成した。なお、プレス加工は、加工温度１５０℃の下で０．１Ｐａのプレス圧によりなされた。
【００４４】
以上の製造工程を経て、図４（ｄ）を参照して、ポスト電極４ａの上端を被覆する上端が一平面内に揃った平坦面となる偏平はんだ電極４ｃを有する配線基板１００が製造された。
【００４５】
図５は本発明の第１実施形態の電子機器の製造工程断面図であり、配線基板１００上に半導体チップをフエイスダウンボンディングした電子機器の製造工程における断面を表している。
【００４６】
第１実施形態の電子機器の製造では、図５（ａ）を参照して、まず、上端が平坦な偏平はんだ電極４ｃを有するはんだバンプ４を備えた上述の配線基板１００を準備する。また、半導体回路が形成されたフリップチップボンディング用の半導体素子２０を準備する。半導体素子２０は半導体基板２１を有し、半導体基板２１の主面（下側の表面）に半導体回路が形成され、その半導体基板２１の主面は絶縁膜２２により被覆されている。さらに、絶縁膜２２の表面に電極パッド２３が埋設されており、その電極パッド２３の表面には外部接続用の端子となるはんだボール２４が形成されている。
【００４７】
初めに、半導体基板２１の裏面（図５（ａ）の上側の面）を超音波ボンディング装置のヘッダーに吸着し、主面を下に配線基板１００上に載置する。このとき、配線基板１００の偏平はんだ電極４ｃと半導体素子２０のはんだボール２４とが当接するように位置決めする。次いで、超音波ボンディングにより偏平はんだ電極４ｃとはんだボール２４とを仮接合する。
【００４８】
次いで、図５（ｂ）を参照して、窒素雰囲気のリフロー炉にて２６０℃に加熱し、偏平はんだ電極４ｃとはんだボール２４とを溶融して、偏平はんだ電極４ｃとはんだボール２４とが融合したはんだバンプ２５を形成する。ポスト電極４ａと電極パッド２３とは、このはんだバンプ２５を介して接合され、これにより、半導体素子２０は配線基板１００上にフエイスダウンボンディングされる。以上の工程を経て、本第１実施形態に係る電子機器が製造された。
【００４９】
次に、図１（ｃ）を参照して既に説明した本発明の第１実施形態の変形例に係る配線基板１０２について、その製造工程を説明する。
【００５０】
図６は本発明の第１実施形態の変形例の配線基板の製造工程断面図であり、底面が広がるラッパ形状あるいは途中に細い部分を有する鼓形状のポスト電極４ａを備える配線基板１０２の製造工程途中の断面形状を表している。
【００５１】
本第１実施形態変形例は、図２（ａ）に示した工程と同様の工程で、第１実施形態と同様のめっき金属６を形成する。ついで、図６（ａ）を参照して、図３（ａ）と同様の工程により、レジストマスク７を形成する。このレジストマスク７は、めっき金属６の上面に、めっき金属と同心円の直径６５μｍの円板状に形成されたレジストと、めっき金属６の外側に延在するレジストとから構成される。即ち、図３（ａ）のレジストマスク７とは、リング状の開口７ａの外径及び必要により内径が異なる他は、第１実施形態のレジストマスク７と同様である。
【００５２】
次いで、図６（ｂ）を参照して、第１実施形態のエッチャントを用いて、めっき金属６をウエットエッチングする。このエッチングは、めっき金属６の上面周縁部の他、レジストマスク７に被覆されていない側面からも進行する。さらに、このエッチング時間を長く設定することにより、めっき金属６の上端周縁がラウンド状に切欠かれ、めっき金属６の中心軸（回転軸）に対して凹状にエッチングされたメサ状のポスト電極４ａを形成する。
【００５３】
このポスト電極４ａは、電極パッド２の法線を回転軸とする回転体からなり、回転軸に対して凹の曲線を母線とする側面を有する。なお、ポスト電極４ａは、上面の直径がほぼ３０μｍであり、上面から上端部分１５μｍまで程垂直に垂下し、それに続く下端部分はより緩やかな傾斜で広がるラッパ状の形状をなす。このポスト電極４ａの形状は、レジストマスク７の開口７ａの形状の他、エッチングの異方性及びオーバーエッチング量により制御される。
【００５４】
次いで、図６（ｃ）を参照して、厚さ３００μｍのメタルマスク８を用いたスクリーン印刷により、ポスト電極４ａの上端を被覆するはんだペースト９を形成する。なお、メタルマスク８は、直径４０μｍの開口８ａが１５０μｍピッチで開設されている。
【００５５】
次いで、図６（ｄ）を参照して、リフロー炉にて加熱してはんだペースト９を溶融し、ポスト電極４ａの上面からほぼ１０μｍ下までの先端部分を被覆する直径４０μｍの球状はんだ電極４ｂを形成する。以上の工程を経て、第１実施形態の変形例にかかるはんだバンプ４が形成された配線基板１０２が製造された。さらに、第１実施形態と同様に、球状はんだ電極４ｂの上面をプレスして平坦にし、その上に半導体素子２０（図５参照）をフエイスダウンボンディングすることで、配線基板１０２を用いた電子機器が製造される。
【００５６】
本第１実施形態の変形例に係る配線基板１０２では、球状はんだ電極４ｂがラッパ形状のポスト電極４ａの細い先端部分を被覆するように形成されるので、第１実施形態と比べて、ポスト電極４ａの高さに対する球状はんだ電極４ｂの直径を小さくすることができる。このため、はんだバンプ４のアスペクト比が高くても、隣接する球状はんだ電極４ａないし隣接するはんだバンプ４間の短絡が回避される。
【００５７】
本発明の第２実施形態は、本発明の第１実施形態のはんだバンプを形成するために用いられるポスト電極の転写用基板に関する。
【００５８】
図７は、本発明の第２実施形態の転写用基板説明図であり、第１実施形態のポスト電極４ａを基板１上に転写するための転写用基板の構造を表している。なお、図７（ａ）は転写用基板の断面を、図７（ｂ）は転写用基板を用いてポスト電極を転写する工程を、図７（ｃ）は転写により製造された配線基板のポスト電極４ａを表している。
【００５９】
図７（ａ）を参照して、本第２実施形態に係る転写用基板３０１は、シード層３２が形成された支持基板３１の下面（シード層３２）に、メサ形状のポスト電極４ａの上面（メサ上面）を密着させて保持する。
【００６０】
支持基板３１は、例えば厚さ０．５ｍｍ、幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍのガラス基板からなり、表面に電気めっきの電極として機能する、Ｃｒ及びＣｕの２層からなるシード層３２が形成されている。
【００６１】
ポスト電極４ａは、全体として上面が下面より小径のほぼ円錐台の形状を有する。かかる形状は、例えば電解Ｃｕめっき層のからなる複数のめっき金属層３３−１〜３３−４の積層構造として構成することができる。もちろん、この形状に限らず、メサ状であればよい。
【００６２】
かかるポスト電極４ａは、その上面がシード層３２に接合されて保持される。このようなポスト電極４ａの保持は、シード層３２とポスト電極４ａとが強く密着する方法、例えばシード層３２上への電解めっきによるポスト電極４ａの形成方法により実現される。
【００６３】
さらに、支持基板３１下面のポスト電極４ａは、支持基板３１下面に、ポスト電極４ａが転写されるべき基板１上の電極パッド２と同一ピッチで複数個保持される。支持基板３１の下面に保持されたこれら複数のポスト電極４ａの底面は、一平面内に揃うよう形成されている。
【００６４】
次に、上記転写用基板３０１を用いて多層配線構造を有する基板１上の電極パッド２にポスト電極を形成する方法を説明する。なお、基板１は既述の第１実施形態で用いられた多層１と同様である。
【００６５】
図７（ｂ）を参照して、転写用基板３０１の支持基板３１下面を超音波ボンディング装置の加熱されたヘッダー３５に吸着し、ポスト電極４ａの下面を下向きにして転写用基板３０１を多層配線構造を有する基板１上方に保持する。次いで、ポスト電極４ａが基板１上面に形成されている電極パッド２上に位置するように支持基板３１を位置決めし、ヘッダー３５を降下してポスト電極４ａを電極パッド２に押圧し、ポスト電極４ａ下面を電極パッド２上面に密接させる。次いで、ヘッダーに超音波を印加して、ポスト電極４ａを電極パッド２にボンディングする。
【００６６】
次いで、図７（ｃ）を参照して、支持基板３１をエッチング液に浸漬して、シード層３２を支持基板１から剥離することで、ポスト電極４ａ上面から支持基板３１を除去する。これにより、電極パッド２上にメサ状のポスト電極４ａが形成される。
【００６７】
上述したように、予め製造されている本第２実施形態の転写用基板３０１を用いることで、基板１上にボンディング工程と剥離工程を追加して容易にポスト電極４ａを形成することができる。このため、メサ形状のポスト電極４ａを有する配線基板の製造が容易になる。
【００６８】
以下、本第２実施形態の転写用基板３０１の製造工程及び転写用基板３０１を用いた配線基板１０１の製造工程を説明する。
【００６９】
図８は本発明の第２実施形態の転写用基板の製造工程断面図であり、転写用基板の製造工程における垂直断面を表している。
【００７０】
図８（ａ）を参照して、まず、厚さ０．５ｍｍ、直径１５０ｍｍのガラスウェーハからなる支持基板３１上に、厚さ０．０５μｍのＣｒ層３２ａ及び厚さ０．６ｍｍのＣｕ層３２ｂを順次スパッタにより積層し、Ｃｒ層３２ａとＣｕ層３２ｂの積層からなるシード層３２を形成する。スパッタ条件は、Ｃｒ層３２ａの形成ではプラズマ励起電力１ｋＷ、スパッタ時間１分間、Ｃｕ層３２ｂの形成ではプラズマ励起電力１ｋＷ、スパッタ時間３０分間とした。
【００７１】
次いで、図８（ｂ）を参照して、支持基板３１上に感光性樹脂３６−１、例えばポリイミド系樹脂（東レ株式会社製の商品名フォトニース）をスピン塗布した。塗布は、回転速度５００ｒｐｍで１０秒間保持した後、回転速度１６００ｒｐｍに１０秒間保持することでなされた。その後、１２０℃、３分間のプリベークをした。
【００７２】
次いで、直径４０μｍの開口パターンがピッチ１５０μｍで列設された密着露光用の露光用マスク３７を感光性樹脂３６−１上に載置して、感光性樹脂３６−１をドーズ量１０５０ｍＪ／ｃｍ2 で露光し、２分間のアルカリ現像液により現像した。現像後、窒素雰囲気のベーク炉にて、１４０℃、３０分間の熱処理とその後さらに３５０℃、６０分間の熱処理とによるキュアを行った。その結果、上面の直径４０μｍ、下面の直径２０μｍの下方に縮幅する円錐台形状の開口３６−１ａを有する、厚さ１５μｍのキュアされた感光性樹脂層３６−１が形成された。
【００７３】
次いで、図８（ｃ）を参照して、シード層３２を電極とする電解めっきにより、感光性樹脂層３６−１の開口３６−１ａを埋め込むＣｕめっき層からなるめっき金属層３３−１を形成した。この結果、感光性樹脂層３６−１に埋め込まれた逆円錐台形状めっき金属層３３−１が形成された。この電気めっきの条件は、硫酸２．２４ｍｏｌ／l 、硫酸銅０．２６ｍｏｌ／l 、及び添加剤１９．５ｍｌ／l を含む水溶液をめっき液とし、温度が３０±２℃、電流密度が１Ａ／ｄｍ2 で、めっき時間４５分間であった。
【００７４】
次いで、図８（ｄ）を参照して、感光性樹脂層３６−１及びめっき金属層３３−１上に、２層目の感光性樹脂層３６−２をスピン塗布し、１層目の感光性樹脂層３６−１の形成と同様に、露光用マスク３７を用いて密着露光、現像、キュアした。この２層目の感光性樹脂層３６−２の形成では、直径６０μｍの開口パターンがピッチ１５０μｍで形成された露光用マスク３７を用いた。この工程により、感光性樹脂層３６−１及びめっき金属層３３−１上に、１層目の金属層３３−１と同心円の開口３６−２ａが開設された厚さ１５μｍの２層目の感光性樹脂層３６−２が形成された。なお、開口３６−２ａの底面には１層目の金属層３３−１の上面が表出している。
【００７５】
次いで、図８（ｅ）を参照して、シード層３２を電極とする（即ち金属層３３−１を電極とする）電解めっきにより  開口３６−２ａを埋め込むＣｕめっき層からなるめっき金属層３３−２を形成する。このめっき金属層３３−２は、上面の直径がほぼ６０μｍの逆円錐台形状を有し、１層目のめっき金属層３３−１上にめっき金属層３３−１と同心円に積層される。
【００７６】
次いで、図８（ｆ）を参照して、上述の第２層目の感光性樹脂層３６−２及び第２層目のめっき金属層３３−２と同様の方法を用いて、第２層目の感光性樹脂層３６−２及び第２層目のめっき金属層３３−２の上に、順次、第３層目及び第４層目の感光性樹脂層３６−３、３６−４及びめっき金属層３３−３、３３−４を形成した。
【００７７】
第３層目及び第４層目の感光性樹脂層３６−３、３６−４の露光には、直径がそれぞれ８０μｍ及び１００μｍの開口パターンをビッチ１５０μｍで配置した密着露光用マスク３７を用いた。従って、第３層目の感光性樹脂層３６−３には、上面の直径がほぼ８０μｍの逆円錐台形状の開口３６−３ａが、また、第４層目の感光性樹脂層３６−４には、上面の直径がほぼ１００μｍの逆円錐台形状の開口３６−４ａが、第１層目及び第２層目の開口３６−１ａ、３６−２ａと同心円に形成される。
【００７８】
第３層目及び第４層目のめっき金属層３３−３、３３−４は、第３層目及び第４層目の感光性樹脂層３６−３、３６−４にそれぞれ開設された開口３６−３ａ、３６−４ａを電解めっき金属で埋込むことにより形成される。従って、第１層目〜第２層目のめっき金属層３３−１〜３３−４は、それぞれ下層よりも大きな直径（上面の直径）を有する同心円の逆円錐台形状を有しており、全体とし下面（支持基板３１に近い面）が細く、上面で太くなる逆円錐台形状を呈する。なお、第３層目及び第４層目の感光性樹脂層３６−３、３６−４及びめっき金属層３３−３、３３−４の成形は、露光用マスク３７の開口パターンの直径が異なる他は、第２層目の感光性樹脂層３６−２及びめっき金属層３３−２の形成と同一条件でなされた。
【００７９】
次いで、ガラスウエーハからなる支持基板３１をダイシングして、厚さ０．５ｍｍ、幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍのガラス基板からなるチップ状の支持基板３１に分割した。
【００８０】
次いで、図８（ｇ）を参照して、感光性樹脂層３６−１〜３６−４及びめっき金属層３３−１〜３３−４が形成された支持基板３１を、１５〜２５ｍｏｌ％エタノール及び２０〜３０ｍｏｌ％水酸化カリウムを含む液温２５℃±５℃のエッチング液に浸漬して、ポリイミド系の感光性樹脂層３６−１〜３６−４を剥離した。その結果、支持基板３１上にシード層３２を介して、逆円錐台形状のポスト電極４ａが１５０μｍピッチで配置された転写用基板３０１が製造された。なお、上記工程で形成されたポスト電極４ａは、それぞれ厚さがほぼ１５μｍの逆円錐台形状を有する４層のめっき金属層３３−１〜３３−４が積層され、全体として上面の直径が１００μｍ、下面の直径が２０μｍの逆円錐台形状となる。なお、図８（ｇ）の転写用基板３０１は、図７と上下を反転して描かれている。
【００８１】
以下、上述した転写用基板３０１を用いて配線基板を製造する工程を説明する。
【００８２】
図９は本発明の第２実施形態の配線基板の製造工程断面図（その１）、図１０は本発明の第２実施形態の配線基板の製造工程断面図（その２）であり、製造途中の配線基板の断面を表している。
【００８３】
図９（ａ）を参照して、まず、超音波ボンディング装置のヘッダー３５の下面に支持基板１の裏面を吸着し、転写用基板３０１をポスト電極４ａを下方に向けて支持する。次いで、ヘッダー３５を移動して転写用基板３０１を多層配線構造の基板１上に位置決めした。
【００８４】
基板１は、第１実施形態で用いられた基板１と同じであり、上面に厚さ５μｍ、直径１００μｍのＣｕ電極パッド２が１５０μｍピッチで配列され、その上に電極パッド２を表出する開口３ａを有するソルダレジスト３が形成されている。転写用基板３０１は、ポスト電極４ａと電極パッド４ａの中心が一致するように位置決めされる。
【００８５】
次いで、ヘッダー３５を降下して、電極パッド４ａ上面にポスト電極４ａが密着するように支持基板３１を５０〜１００ｇ／ｃｍ2 の圧力で押圧し、出力１５〜３０Ｗの超音波を５０〜１００秒間印加して、電極パッド４ａ上面にポスト電極４ａを超音波溶接した。その結果、図９（ｂ）を参照して、転写用基板３０１は、電極パッド２上に溶接されたポスト電極４ａを介して基板１上に接合される。
【００８６】
次いで、ペルオキソII硫酸アンモニウムと純水の1:20混液からなるエッチング液に、支持基板３１を下方に向けて支持基板３１の表面まで浸漬するように３分間保持して、シード層３２を構成するＣｕ層３２ｂを除去した。これにより、支持基板３１がポスト電極４ａ上面（図９の上方の面）から剥離された。その後、基板１を水洗し乾燥した。
【００８７】
その結果、図９（ｃ）を参照して、電極パッド２上に円錐台形のポスト電極４ａが転写された。
【００８８】
次いで、図１０（ａ）を参照して、電極パッド２と同一ピッチで形成された直径５０μｍの開口８ａを有する厚さ３００μｍのメタルマスク８を用いて、ポスト電極４ａ上に粘度１０，０００〜１５，０００ｃｐｓのはんだペースト９をスクリーン印刷した。
【００８９】
次いで、図１０（ｂ）を参照して、窒素雰囲気中で２６０℃に加熱してはんだペースト９をリフローし、組成比Ｓｎ−３ｗｔ％Ａｇ−０．５ｗｔ％のはんだからなる直径４５μｍの球状はんだ電極４ｂを形成した。これにより、高さ６０μｍ、上面の直径２０、下面の直径１００μｍのポスト電極４ａと、そのポスト電極４ａの上面及び上面からほぼ１５μｍ下までの側面を被覆する直径４５μｍの球状はんだ電極４ｂとからなるはんだバンプ４が形成された。
【００９０】
次いで、図１０（ｃ）を参照して、球状はんだ電極４ｂの上端を、１５０℃に加熱されたプレス平板１０により０．１ｋＰａの圧力で押圧し、球状はんだ電極４ｂを、複数の球状はんだ電極４ｂの上端が平面内に揃った上端が平坦な偏平はんだ電極４ｃに成形した。これにより、図１０（ｄ）を参照して、メサ状（例えば円錐台状）のポスト電極４ａの先端に、上端が揃った偏平はんだ電極４ｃが形成されているはんだバンプ４を具備する配線基板１０１が製造された。
【００９１】
本第２実施形態の転写用基板３０１は配線基板１０１の製造工程前に予め製造しておくことができる。そして、超音波ボンデング工程と支持基板３１の剥離工程のみで、ポスト電極４ａを電極パッド２上に転写して形成することができる。このため、電極パッド２上に直接ポスト電極４ａを形成する第１実施形態に比べて、配線基板１０１の製造工程数が少なくかつ工程も簡単になる。
【００９２】
上記の本明細書には、以下の付記に記載の発明が開示されている。
（付記１）基板と、
前記基板上に設けられ、上面が底面より小なメサ状の導電体からなるポスト電極と、
前記ポスト電極の上端部分を被覆し、前記導電体より低融点のはんだからなるはんだ電極とを有するはんだバンプと
を有する配線基板。
（付記２）前記ポスト電極は、前記電極パッドの法線を回転軸とし、側面を形成する母線が直線又は前記回転軸に対して凹の曲線からなる回転体形状を有することを特徴とする付記１に記載の配線基板
（付記３）前記ポスト電極は銅を含むことを特徴とする付記１又は２に記載の配線基板。
（付記４）複数の前記はんだ電極の上端面が一平面内に含まれるように、複数の前記はんだ電極の上端面が押しつぶされて平坦面に形成されていることを特徴とする付記１、２又は３に記載の配線基板。
（付記５）支持基板の下面に形成されたシード層と、
前記シード層に密着させ、本願底面を一平面内に揃えて支持された上面が底面より小なメサ状の導電体からなる複数のポスト電極と
を有するポスト電極の転写用基板。
（付記６）支持基板の主面上にシード層を形成する工程と、
前記シード層上に形成された第１の感光性樹脂層に、逆円錐台形の第１の開口を開設する工程と、
前記第１の開口を埋め込む第１のめっき金属層を形成する工程と、
前記第１の感光性樹脂層及び第１のめっき金属層上に形成された第２の感光性樹脂層に、前記第１の開口より大きな逆円錐台形の第２の開口を前記第１の開口と同心円に開設する工程と、
前記第１及び第２の感光性樹脂層をエッチングにより除去する工程とを有することを特徴とする付記５に記載のポスト電極の転写用基板の製造方法。
（付記７）付記５に記載の転写用基板を、前記基板上に設けられた前記電極パッド上面に前記ポスト電極を当接させて配置し、超音波溶接により前記電極バッド上面に前記ポスト電極を接合する工程と、
前記シード層をエッチング液に浸漬して前記支持基板から剥離する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
（付記８）上面が底面より小なメサ状の導電体からなるポスト電極と、前記ポスト電極の上端部分を被覆し、前記導電体より低融点のはんだからなるはんだ電極とを有するはんだバンプが形成された配線基板と、
前記配線基板上に前記はんだバンプを介して接続された半導体装置とを有することを特徴とする電子機器。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１実施形態の配線基板断面図
【図２】本発明の第１実施形態の配線基板の製造工程断面図（その１）
【図３】本発明の第１実施形態の配線基板の製造工程断面図（その２）
【図４】本発明の第１実施形態の配線基板の製造工程断面図（その３）
【図５】本発明の第１実施形態の電子機器の製造工程断面図
【図６】本発明の第１実施形態の変形例の配線基板の製造工程断面図
【図７】本発明の第２実施形態の転写用基板説明図
【図８】本発明の第２実施形態の転写用基板の製造工程断面図
【図９】本発明の第２実施形態の配線基板の製造工程断面図（その１）
【図１０】本発明の第２実施形態の配線基板の製造工程断面図（その２）
【図１１】従来の配線基板の製造工程断面図
【符号の説明】
【００９４】
１  基板
２、２３  電極パッド
３  ソルダーレジスト
３ａ、５ａ、７ａ、８ａ  開口
４、２５、４１  はんだバンプ
４ａ、４１ａ  ポスト電極
４ｂ、４１ｂ  球状はんだ電極
４ｃ、４１ｃ  偏平はんだ電極
５、７  レジストマスク
６  めっき金属
８  メタルマスク
９、４２  はんだペースト
１０  プレス平板
２０  半導体素子
２１  半導体基板
２２  絶縁膜
２４  はんだボール
３１  支持基板
３２  シード層
３２ａ  Ｃｒ層
３２ｂ  Ｃｕ層
３３−１〜３３−４  めっき金属層
３５  ヘッド
３６−１〜３６−４  感光性樹脂層
３６−１ａ〜３６−４ａ  開口
３７  露光用マスク
１００、１０１、１０２  配線基板
３０１  転写用基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010003793.tif 000009
【図８】
2010003793.tif 000010
【図９】
2010003793.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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