(57)【要約】【課題】被保護部材の表面を保護マスクで被覆した後、当該保護マスクを洗浄液で溶解して除去してなる電子装置を製造するにあたって、保護マスクの洗浄液への溶解性を向上させる。【解決手段】被保護部材としての電極１４の表面を保護マスク４０で被覆した後、保護マスク４０を洗浄液で溶解して除去してなる電子装置の製造方法であって、電極１４を有する基板１０と、保護マスク４０の材料として洗浄液に溶解する樹脂４１に多孔質粒子４２が混合されてなるマスク材料と、を用意する用意工程と、電極１４の表面に当該表面を覆うように、マスク材料を用いて保護マスク４０を形成するマスク形成工程と、しかる後、保護マスク４０を洗浄液で溶解して除去するマスク除去工程と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被保護部材（１４）の表面を保護マスク（４０）で被覆した後、前記保護マスクを洗浄液で溶解して除去してなる電子装置の製造方法であって、
前記被保護部材と、前記保護マスクの材料として前記洗浄液に溶解する樹脂（４１）に多孔質粒子（４２）が混合されてなるマスク材料と、を用意する用意工程と、
前記被保護部材の表面に当該表面を覆うように、前記マスク材料を用いて前記保護マスクを形成するマスク形成工程と、
しかる後、前記保護マスクを洗浄液で溶解して除去するマスク除去工程と、を備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項２】
前記被保護部材は、一面（１１）側に部品（２０、２１）がはんだ接続される基板（１０）における当該一面に設けられた電極（１４）であり、
前記マスク形成工程と前記マスク除去工程との間に、前記基板の一面にはんだ（３０）を配置し当該はんだを介して前記部品をはんだ接続するはんだ接続工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３】
被保護部材（１４）の表面を被覆した後、洗浄液で溶解されて除去される保護マスクであって、
前記洗浄液に溶解する樹脂（４１）と、当該樹脂に混合された多孔質粒子（４２）とよりなることを特徴とする保護マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被保護部材の表面を保護マスクで被覆した後、当該保護マスクを洗浄液で溶解して除去してなる電子装置の製造方法、および、そのような製造方法に用いられる保護マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の保護マスクを用いた製造方法としては、たとえば基板の一面上にはんだを介して部品を接続してなる電子装置の製造方法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
このような保護マスクは、基板の一面のうちのはんだ接続部位にはんだを配置するときに、当該接続部位の外側に位置する電極等にはんだが付着しないように、当該電極等を被覆するものである。つまり、このような保護マスクを基板の一面上に形成した後、はんだの配置、部品のはんだ接続を行う。そして、はんだ接続後には、水やアルコール等の洗浄液で、保護マスクを溶解して除去する。
【０００４】
ここで、保護マスクは、上記洗浄液に溶解する樹脂よりなるが、この樹脂自体は流動性が高く、マスク形状が維持できないため、チクソ性を向上させるため、当該樹脂中に、比表面積の大きなシリカなどの粒子を配合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１４３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、保護マスクの洗浄液への溶解性は、保護マスクを構成する樹脂の親水性のみで決まり、マスク膜厚が厚いと、洗浄液が保護マスクに十分に浸透せず、残渣が残るという問題が生じやすい。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、被保護部材の表面を保護マスクで被覆した後、当該保護マスクを洗浄液で溶解して除去してなる電子装置を製造するにあたって、保護マスクの洗浄液への溶解性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、被保護部材（１４）の表面を保護マスク（４０）で被覆した後、保護マスクを洗浄液で溶解して除去してなる電子装置の製造方法であって、被保護部材と、保護マスクの材料として洗浄液に溶解する樹脂（４１）に多孔質粒子（４２）が混合されてなるマスク材料と、を用意する用意工程と、被保護部材の表面に当該表面を覆うように、マスク材料を用いて保護マスクを形成するマスク形成工程と、しかる後、保護マスクを洗浄液で溶解して除去するマスク除去工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
それによれば、マスク除去工程では、保護マスク内の多孔質粒子の細孔に洗浄液が浸透することにより、マスク表面からだけでなくマスク内部からも樹脂の溶解が促進される。そのため、本発明の製造方法によれば、マスク膜厚が厚くても、保護マスクの洗浄液への溶解性を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、被保護部材（１４）の表面を被覆した後、洗浄液で溶解されて除去される保護マスクであって、洗浄液に溶解する樹脂（４１）と、当該樹脂に混合された多孔質粒子（４２）とよりなることを特徴とする。それによれば、洗浄液への溶解性を向上させた保護マスクが提供される。
【００１１】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかる電子装置の概略断面構成を示す図である。
【図２】図１に示される電子装置の製造方法を示す工程図である。
【図３】上記実施形態のマスク除去工程における保護マスクの溶解の様子を模式的に示す図である。
【図４】従来のマスク除去工程における保護マスクの溶解の様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。まず、本実施形態の電子装置について、図１を参照して述べる。
【００１４】
この電子装置は、大きくは、基板１０の一面１１上にはんだ３０を介して部品２０、２１を接続してなる装置である。基板１０は、一面１１と他面１２とを表裏の板面とする回路基板であり、セラミック、樹脂、あるいはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのフレキシブル材質よりなる。
【００１５】
この基板１０の一面１１には、当該基板１０のはんだ接続部位であるはんだランド１３と、電極１４とが形成されている。この電極１４は、表面配線あるいはワイヤボンディングランド等として構成されるもので、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｚｎなどにより構成されている。これらはんだランド１３と電極１４とは、基板１０の一面１１上にて互いに隣り合う位置に設けられている。
【００１６】
そして、はんだランド１３上には、はんだ３０を介して、ＩＣチップ２０やコンデンサ２１などの部品２０、２１がはんだ接続されている。なお、部品２０、２１としては、ＩＣチップ２０やコンデンサ２１以外にも、はんだ接続されるものであればよい。ここで、はんだ３０としては、鉛フリーはんだ等のこの種の装置における典型的な材料を用いることができる。
【００１７】
次に、図２、図３も参照して、本実施形態の電子装置の製造方法について述べる。まず、図２（ａ）に示されるように、一面１１に上記はんだランド１３および電極１４が設けられた基板１０を用意する。ここで、電極１４は、保護マスク４０でいったん被覆される被保護部材として構成されている。
【００１８】
つまり、本実施形態の製造方法では、被保護部材としての基板１０の電極１４の表面を保護マスク４０で被覆した後、保護マスク４０を、水系あるいはアルコール系の洗浄液で溶解して除去するものである。そこで、用意工程では、上記のように基板１０を用意するとともに、保護マスク４０の材料を用意する。
【００１９】
ここで、図３（ａ）には、保護マスク４０が電極１４の表面を被覆するように形成された状態が、断面的に示されているが、この保護マスク４０は、洗浄液に溶解する樹脂４１と、当該樹脂４０に混合された多孔質粒子４２とよりなる膜状のものである。
【００２０】
そこで、用意工程では、保護マスク４０の材料として洗浄液に溶解する樹脂４１に多孔質粒子４２が混合されてなるマスク材料を用意する。このマスク材料は、樹脂４１とチクソ性を確保するための多孔質粒子４２とを、有機溶剤を介して混合してペースト状としたものである。このようなペースト状のマスク材料は、印刷等により配置され、乾燥、硬化により保護マスク４０となるものである。
【００２１】
具体的に、マスク材料の樹脂４１としては、純水やアルコールなどに溶解する樹脂、たとえばセルロース、あるいは、その変性物が挙げられる。より具体的には、セルロースの分子骨格の官能基にヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基などの親水性の高い特性基を持たせたものである。また、親水性を高めるために、樹脂４１の分子量は１０００から１００万程度が望ましい。
【００２２】
チクソ性の付与のために混合される多孔質粒子４２は、メゾポーラスシリカ、ゼオライト、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２などの遷移金属酸化物等に代表される多孔質材料よりなる。
【００２３】
この多孔質粒子４２は、個々の粒子において細孔が存在するもの、いわゆるポーラス粒子であり、結晶成長や粉砕等の手法を用いて形成されるものである。たとえばこの多孔質粒子４２の比表面積は、１０〜１００００ｍ２／ｇ、直径は０．０１μｍ〜１０μｍ程度のものである。
【００２４】
そして、これら樹脂４１と多孔質粒子４２とを有機溶剤を介して混練し、粘度が５〜１００Ｐａ・ｓ、チクソ指数が５〜２０となるようなマスク材料を作製する。たとえば、樹脂４１と多孔質粒子４２との重量比は１：１程度とする。
【００２５】
ここで、チクソ指数は１ｒｐｍでの粘度数値を１００ｒｐｍでの粘度数値で除した数値である。このようなチクソ指数とすることで、ペースト状のマスク材料は、印刷時にだれることなく印刷でき、マスク形状を適切に維持できる。
【００２６】
こうして、基板１０およびマスク材料を用意した後、図２（ｂ）に示されるように、被保護部材としての電極１４の表面に当該表面を覆うように、上記マスク材料を用いて保護マスク４０を形成するマスク形成工程を行う。つまり、基板１０の一面１１上にて、保護マスク４０によって電極１４を被覆する。
【００２７】
このマスク形成工程では、具体的に、マスク材料を、基板１０の一面１１のうちはんだランド１３に隣り合う電極１４上に印刷し、これを乾燥、あるいは硬化することにより、保護マスク４０として成膜する。この乾燥や硬化は、基板１０の耐熱性に影響を及ぼさない温度以下とし、たとえば、８０〜１５０℃で５〜６０分程度とする。
【００２８】
次に、図２（ｃ）、（ｄ）に示されるように、基板１０の一面１１上にはんだ３０を配置して部品２０、２１をはんだ接続するはんだ接続工程を行う。たとえば印刷法等により、はんだランド１３上にはんだ３０を配置し（図２（ｃ）参照）、このはんだ３０の上に、部品２０、２１を搭載し（図２（ｄ）参照）、はんだ３０をリフロー、固化することで、はんだ接続を行う。
【００２９】
こうして、はんだ接続を行った後、図３に示されるように、保護マスク４０を洗浄液で溶解して除去するマスク除去工程を行う。洗浄液としては、純水、水に界面活性剤を含有させたはんだフラックス洗浄液、または、アルコールなどの有機溶剤が挙げられる。そして、洗浄は、これら洗浄液に基板１０を浸漬させる等により行う。
【００３０】
また、はんだフラックス洗浄液を用いた場合には、はんだ接続工程後のはんだフラックス洗浄工程がマスク除去工程を兼用する。この場合の洗浄条件としては、たとえば、４０〜７０℃の温度で１ｋＰａ以上の水圧のジェット水流、あるいは、５０〜５００ｒｐｍの回転数での回転流による洗浄とすれば、部品２０、２１や基板１０へのダメージがなく望ましい。
【００３１】
また、マスク除去工程としては、超音波洗浄を採用してもかまわない。この場合の周波数は、たとえば２０〜２００ｋＨｚで行う。また、洗浄方法によらず、洗浄液の酸性度は、たとえばｐＨ７．０±３とすることで、部品２０、２１、基板１０へのダメージがなく望ましい。
【００３２】
このマスク除去工程では、保護マスク４０は、図３（ａ）に示される溶解前の初期状態から、図３（ｂ）に示される溶解途中の状態となる。本実施形態では、樹脂４１だけでなく樹脂４１内の多孔質粒子４２の細孔に洗浄液が浸透することにより、マスク４０表面からだけでなく、マスク４０内部からも多孔質粒子４２の近傍にて樹脂４１の溶解が起こるため、当該溶解が促進される。
【００３３】
一方、従来の保護マスク４０では、図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、粒子４２ａ自身に洗浄液が浸透することはなく、マスク４０の表面から溶解していくにすぎないため、特に保護マスク４０が厚い場合には、残渣が残りやすい。
【００３４】
それに対して、本実施形態の製造方法によれば、マスク膜厚が厚くても、保護マスク４０の洗浄液への溶解性を向上させることができる。また、本実施形態によれば、洗浄液への溶解性を向上させた保護マスク４０が提供される。
【００３５】
ここで、マスク形成工程における保護マスク４０の形成膜厚について、さらに述べておく。当該膜厚が厚い場合は、マスク４０のカケやピンホールが出来にくく、はんだ飛散からの保護機能が向上する一方で、洗浄での溶解性が低下する。また、当該膜厚が薄い場合は、溶解性が向上するが、カケやピンホールによってはんだ飛散を防げなくなる可能性がある。そのため、当該膜厚は１０〜１００μｍで制御することが望ましい。
【００３６】
ただし、従来の保護マスクでは、溶解性が低下するため、たとえば８０μｍ以上に厚くすることは困難であったが、本実施形態の保護マスク４０では、チクソ性を向上させるための粒子として多孔質粒子４２を用いることで、洗浄液の浸透性を高めることができ、８０μｍ以上の膜厚でも良好な溶解性を実現することが可能となる。
【００３７】
（他の実施形態）
なお、多孔質粒子４２としては、可能ならば、親水性を有するコーティング剤で粒子表面がコーティングされたものであってもよい。この場合、たとえば、ディップ法等を用いて、細孔が閉塞されないように、当該コーティング剤を多孔質粒子４２の表面に薄く形成してやればよい。それによれば、水やアルコール等の洗浄液が、多孔質粒子４２に浸透しやすくなり、好ましい。
【００３８】
また、上各記実施形態では、被保護部材は、一面１１に部品２０、２１がはんだ接続される基板１０における当該一面１１に設けられた電極１４であったため、マスク形成工程とマスク除去工程との間に、はんだ接続工程を行うものであった。しかし、被保護部材としては、このような基板１０の電極１４に限定されるものではない。
【００３９】
たとえば、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕなどで構成されるリードフレームやヒートシンク上に部品等をはんだ接続する場合、当該リードフレームやヒートシンクにおけるはんだ接続部位の周辺部は、ワイヤボンディングされる部位であったり、他の部品との接続部位であったりするから、はんだを付着させたくない部位である。そのため、はんだ飛散防止するべく、これらリードフレームやヒートシンクにおけるはんだ接続部位の周辺部を、被保護部材としてもよい。
【００４０】
さらには、被保護部材としては、表面が保護マスク４０でいったん被覆された後当該保護マスク４０が洗浄液で溶解して除去されるものであればよく、保護マスク４０としては、被保護部材へのはんだ飛散防止以外に適用されるものであってもよい。
【００４１】
たとえば、半導体製造工程のリフトオフ工程やエッチング工程等において、保護マスク４０を用いてもよい。この場合、半導体基板を被保護部材とし、この半導体基板上の所望部位を保護マスク４０で被覆した状態で、リフトオフやエッチングを行う。これらの工程においても、保護マスク４０は、いったん半導体基板上に形成され、その後、洗浄されて除去される。
【００４２】
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４３】
１０  基板
１４  被保護部材としての電極
４０  保護マスク
４１  樹脂
４２  多孔質粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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