(57)【要約】【課題】ソルダーレジスト層に損傷を与えることなく樹脂マスク層を良好に除去することが可能な半田バンプ付き配線基板の製造方法を提供すること。【解決手段】半導体素子接続パッド２を有する絶縁基板１を準備し、次に絶縁基板１の表面に半導体素子接続パッド２の中央部を露出させる第１の開口部３ａを有するソルダーレジスト層３を被着し、次に前記ソルダーレジスト層３の表面に金属薄膜４を被着させ、次に金属薄膜４上に第１の開口部３ａを囲繞する第２の開口部５ａを有する樹脂マスク層５を被着し、次に第１および第２の開口部３ａおよび５ａ内に半田ペース６を充填し、次に半田ペースト６中の半田を溶融固化させて半田バンプ７を形成し、次に樹脂マスク層５を剥離除去し、最後にソルダーレジスト層３上に露出する金属薄膜４をエッチング除去する。【選択図】図１
2014007266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の半導体素子接続パッドを有する絶縁基板を準備する工程と、次に前記絶縁基板の表面に前記半導体素子接続パッドの中央部を個別に露出させる複数の第１の開口部を有するソルダーレジスト層を被着する工程と、次に前記ソルダーレジスト層の表面に金属薄膜を被着する工程と、次に前記金属薄膜上に前記第１の開口部を個別に囲繞する複数の第２の開口部を有する樹脂マスク層を被着する工程と、次に前記第１および第２の開口部内の前記金属薄膜上に半田を溶融固化させて半田バンプを形成する工程と、次に前記樹脂マスク層を前記金属薄膜上から剥離除去する工程と、次に前記ソルダーレジスト層上に露出する前記金属薄膜をエッチング除去する工程とを行なうことを特徴とする半田バンプ付き配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記半田バンプを形成する工程は、前記第１および第２の開口部内に半田ペーストを充填する工程と、次に前記半田ペースト中の半田を溶融固化させて半田バンプを形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の半田バンプ付き配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記半田バンプを形成する工程は、前記第１および第２の開口部内に溶融した半田を充填する工程と、次に溶融した前記半田を固化させて半田バンプを形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の半田バンプ付き配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を搭載するために用いられる半田バンプ付き配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するために用いられる配線基板には、ガラス基材および熱硬化性樹脂から成る絶縁基板と銅箔等から成る配線導体層とを交互に複数積層して成るプリント基板や、絶縁基板上に熱硬化性樹脂およびフィラーから成る絶縁層と銅めっき層から成る配線導体層とを複数積層して成るビルドアップ基板が用いられている。そして、このようなプリント基板やビルドアップ基板等の配線基板の上面には、半導体素子の電極を接続するために格子状の並びに配列された半導体素子接続パッドおよびこの半導体素子接続パッドの中央部を露出させるソルダーレジスト層が被着形成されており、さらに、ソルダーレジスト層から露出した半導体素子接続パッド上には半導体素子の電極と半導体素子接続パッドとを接合するための半田バンプが形成されている。
【０００３】
そして、このような半田バンプ付き配線基板においては、半導体素子をその各電極がそれぞれ対応する半田バンプに当接するようにして配線基板の上面に載置するとともに、これらを例えば電気炉等の加熱装置で加熱して半田バンプを溶融させて半導体素子接続パッドと半導体素子の電極とを半田バンプを介して接続することによって、半導体素子が配線基板上に実装される。
【０００４】
なお、このような半田バンプ付き配線基板は、内部および表面に複数の配線導体を有する絶縁基板の表面に、配線導体に接続されて格子状の並びに配列された円形の複数の半導体素子接続パッドおよびこの半導体素子接続パッドの中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層を被着させ、次に各半導体素子接続パッドに対応する位置にバンプ形成用開口部を有するステンレス板製のメタルマスクを用いて各半導体素子接続パッド上にフラックスおよび半田粉末から成る半田ペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して半田バンプに対応する量だけ印刷塗布するとともにこれを加熱して半田ペースト中の半田粉末を溶融させて半導体素子接続パッド上に半田バンプを形成することによって製作されている。
【０００５】
しかしながら、近年、高集積化が進む半導体素子を搭載する配線基板においては、半導体素子接続パッドの小型化および高密度配列化が要求されており、例えば半導体素子接続パッドの直径が７５μｍ以下で、配列ピッチが１５０μｍ以下のものが出現するようになってきている。ところが、従来のようにステンレス板製のメタルマスクを用いたスクリーン印刷法では、メタルマスクとソルダーレジスト層との間に隙間が発生してソルダーレジスト層上に半田ペーストが滲んでしまい、その結果、半導体素子接続パッドの配列ピッチが１５０μｍ以下の配線基板においては、隣接する半田バンプ同士が短絡する危険性が高くなってしまう。さらに、メタルマスクの開口部とソルダーレジスト層の開口部との位置を正確に合わすことが困難となり、両者の位置がずれ場合、半導体素子接続パッド上に半田ペーストが供給されずに半田バンプが形成されないことがあった。
【０００６】
そこで、メタルマスクの代わりに樹脂マスク層であるエッチングドライフィルムを用いて半田ペーストを印刷する方法が提案されている。このエッチングドライフィルムを用いる方法は、半導体素子接続パッドが形成された絶縁基板上に、半導体素子接続パッドに対応する開口部を有するソルダーレジスト層およびエッチングドライフィルムを形成し、次にソルダーレジスト層およびエッチングドライフィルムの開口部内に半田ペーストを充填するとともに半田ペーストを溶融固化させて半田バンプを形成し、しかる後、アルカリ系の剥離液を用いてエッチングドライフィルムを除去するものである。
【０００７】
しかしながら、このエッチングドライフィルムを用いる方法によると、ソルダーレジスト層およびエッチングドライフィルムの開口部内に充填した半田ペーストを溶融固化させて半田バンプを形成する際に、エッチングドライフィルムの熱硬化が進行してしまい、その結果、エッチングドライフィルムをソルダーレジスト層上から良好に除去できないことがあった。そこで、エッチングドライフィルムの除去を良好とするために強力な剥離液を用いると、その剥離液によりソルダーレジスト層が侵されてソルダーレジスト層の保護機能が損なわれてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２０８９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、半導体素子接続パッドが形成された絶縁基板上に、半導体素子接続パッドに対応する開口部を有するソルダーレジスト層および樹脂マスク層を形成し、次に開口部内に半田ペーストを充填するとともに半田ペーストを溶融固化させて半田バンプを形成し、しかる後、アルカリ系の剥離液を用いて樹脂マスク層を除去する半田バンプ付き配線基板の製造方法において、ソルダーレジスト層に損傷を与えることなく樹脂マスク層を良好に除去することが可能な半田バンプ付き配線基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法は、表面に複数の半導体素子接続パッドを有する絶縁基板を準備する工程と、次に前記絶縁基板の表面に前記半導体素子接続パッドの中央部を個別に露出させる複数の第１の開口部を有するソルダーレジスト層を被着する工程と、次に前記ソルダーレジスト層の表面に金属薄膜を被着する工程と、次に前記金属薄膜上に前記第１の開口部を個別に囲繞する複数の第２の開口部を有する樹脂マスク層を被着する工程と、次に前記第１および第２の開口部内の前記金属薄膜上に半田を溶融固化させて半田バンプを形成する工程と、次に前記樹脂マスク層を前記金属薄膜上から剥離除去する工程と、次に、前記ソルダーレジスト層上に露出する前記金属薄膜をエッチング除去する工程とを行なうことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法によれば、ソルダーレジスト層の表面に金属薄膜を被着させた後、該金属薄膜の上に樹脂マスク層を被着することから、半田バンプを形成した後、樹脂マスク層を剥離除去する際に、強力な剥離液を使用したとしても、金属薄膜が被着されたソルダーレジスト層の表面が剥離液で侵されることは一切ない。したがって、ソルダーレジスト層に損傷を与えることなく樹脂マスク層を良好に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法の実施形態例を説明するための工程毎の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法の実施形態例について図１を基に説明する。なお、図１においては、本発明の製造方法により製造される配線基板の一部分のみを概略的に示している。
【００１４】
まず、図１（ａ）に示すように、表面に複数の半導体素子接続パッド２を有する絶縁基板１を準備する。絶縁基板１は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する樹脂系の電気絶縁材料からなる。絶縁基板１の厚みは、例えば１００〜１０００μｍ程度である。また、半導体素子接続パッド２は、銅めっき層から成り、例えば周知のセミアディティブ法により円形に形成されている。半導体素子接続パッド２は、厚みが例えば５〜２５μｍ程度であり、直径が例えば５０〜１００μｍ程度である。また、隣接する半導体素子接続パッド２間のピッチは１００〜２００μｍ程度である。
【００１５】
次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁基板１の表面にソルダーレジスト層３を被着する。ソルダーレジスト層３には、半導体素子接続パッド２の中央部を個別に露出させる開口部３ａを形成する。ソルダーレジスト層３の厚みは、例えば２０〜５０μｍ程度である。また、開口部３ａの直径は、例えば３０〜８０μｍ程度であり、半導体素子接続パッド２の直径よりも２０〜５０μｍ程度小さい。このようなソルダーレジスト層３は、アクリル変性エポキシ樹脂等の感光性を有する熱硬化性樹脂からなり、感光性の熱硬化性樹脂のフィルムまたはペーストを絶縁基板１の表面に半導体素子接続パッド２を覆うように被着させ、次にそのフィルムまたはペーストに周知のフォトリソグラフィー技術を採用して開口部３ａを形成した後、熱硬化させることにより形成される。
【００１６】
次に、図１（ｃ）に示すように、開口部３ａ内を含むソルダーレジスト層３の表面に金属薄膜４を被着する。金属薄膜４は、例えば銅から成り、厚みが０．１〜１μｍ程度である。金属薄膜４は、周知の無電解めっき法やスパッタリング法等の薄膜形成法により形成される。
【００１７】
次に、図１（ｄ）に示すように、金属薄膜４の上に樹脂マスク層５を形成する。樹脂マスク層５には、ソルダーレジスト層３の開口部３ａを個別に囲繞する開口部５ａを形成する。樹脂マスク層５の厚みは、例えば２０〜５０μｍ程度である。また、開口部５ａの直径は例えば５０〜１５０μｍ程度であり、開口部３ａの直径よりも２０〜５０μｍ程度大きい。樹脂マスク層５は、アクリル変性エポキシ樹脂等の感光性を有する熱硬化性樹脂からなり、感光性の熱硬化性樹脂のフィルムまたはペーストを金属薄膜４の表面に被着させ、次にそのフィルムまたはペーストに周知のフォトリソグラフィー技術を採用して開口部５ａを形成することにより形成される。
【００１８】
次に、図１（ｅ）に示すように、ソルダーレジスト３の開口部３ａ内および樹脂マスク層５の開口部５ａ内に半田ペースト６を充填する。半田ペースト６の充填は、樹脂マスク層５上の一端部に半田ペースト６を供給した後、その半田ペースト６を掻きながら樹脂マスク層５の一端側から他端側に向けてスキージーを摺動させることにより行なう。この場合、樹脂マスク層５が金属薄膜４の表面に隙間なく密着していることから、金属薄膜４上に半田ペースト６が滲むようなことはない。したがって、隣接する半田バンプ同士が短絡する危険性を排除することができる。さらに、開口部５ａは、フォトリソグラフィー技術を採用して形成されることから、ソルダーレジスト層３の開口部３ａに対して１０μｍ以下の位置精度で形成することができる。したがって、半導体素子接続パッド２上に半田ペースト６を正確かつ確実に供給することができる。
【００１９】
次に、図１（ｆ）に示すように、半田ペースト６の半田を溶融固化させて半田バンプ７を形成する。半田ペースト６の半田を溶融固化させるには、周知の電気炉を用いて半田を加熱溶融した後、常温まで冷却すればよい。
【００２０】
次に、図１（ｇ）に示すように、樹脂マスク層５を金属薄膜４上から剥離除去する。樹脂マスク層５の剥離除去にはアルカリ系の剥離液が用いられ、具体的には水酸化ナトリウム、モノエタノールアミン等のアミン系等の強力な剥離液が用いられる。このとき、ソルダーレジスト層３の表面には金属薄膜４が被着されているのでソルダーレジスト層３は金属薄膜４により剥離液の侵食から保護される。したがって、本発明によれば、ソルダーレジスト層３に何ら損傷を与えることなく樹脂マスク層５を剥離除去することができる。
【００２１】
最後に、図１（ｈ）に示すように、ソルダーレジスト層３上に露出する金属薄膜４を選択的にエッチング除去することにより、半田バンプ付き配線基板１０が完成する。なお、金属薄膜４をエッチング除去する際には、例えば金属薄膜４が銅から成る場合、半田バンプ７をエッチングマスクとして使用し、硫酸／過酸化水素水、ＳＰＳ等のエッチング液を用いてエッチングする。この場合、半田バンプ７は硫酸／過酸化水素水、ＳＰＳ等のエッチング液ではエッチングされないので、ソルダーレジスト層３上に露出する金属薄膜４のみを選択的にエッチング除去することが可能である。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能であることは言うまでもない。例えば上述の実施形態例では、ソルダーレジスト３の開口部３ａ内および樹脂マスク層５の開口部５ａ内に半田ペースト６を充填した後、半田ペースト６の半田を溶融固化させて半田バンプ７を形成したが、ソルダーレジスト３の開口部３ａ内および樹脂マスク層５の開口部５ａ内に溶融した半田を充填した後、その半田を固化させて半田バンプ７を形成してもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１    絶縁基板
２    半導体素子接続パッド
３    ソルダーレジスト層
４    金属薄膜
５    樹脂マスク層
６    半田ペースト
７    半田バンプ
【図１】
2014007266.tif 000003