(57)【要約】【課題】はんだパッドを正確に形成し位置決めすることが可能な回路構造体の製造方法等を提供する。【解決手段】上述した課題は、回路構造体上に感光性材料を付着させる段階と、前記感光性材料に放射パターンを当て、前記感光性材料の一部を重合させる段階と、前記感光性材料の未重合部分を除去して、はんだ付着領域を有するはんだマスクを画定する段階と、前記はんだ付着領域にはんだを付着させる段階とを含む方法等により解決することができる。【選択図】図５Ｆ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路構造体上に感光性材料を付着させる段階と、
前記感光性材料に放射パターンを当て、前記感光性材料の一部を重合させる段階と、
前記感光性材料の未重合部分を除去して、はんだ付着領域を有するはんだマスクを画定する段階と、
前記はんだ付着領域にはんだを付着させる段階とを含む方法。
【請求項２】
前記感光性材料を付着させる前記回路構造体が、厚膜回路層である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記厚膜回路層が、少なくとも１つの未トリミング厚膜抵抗器を含み、
前記感光性材料の未重合部分を除去して、前記少なくとも１つの未トリミング厚膜抵抗器の少なくとも一部を露出させる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記感光性材料の前記未重合部分を除去した段階の後で、かつ、前記はんだを付着させる段階の前に、前記はんだマスクの前記重合部分を硬化させ、前記はんだマスクを介して露出された少なくとも１つの厚膜抵抗器をトリミングする段階をさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記感光性材料を付着させる段階の前に、酸素プラズマにより、前記感光性材料を付着させる前記回路構造体の少なくとも一部をクリーニングする段階をさらに含む請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記感光性材料の前記未重合部分を除去する段階の後で、かつ、前記はんだを付着させる段階の前に、前記はんだマスクの前記重合部分を硬化させる段階をさらに含む請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記はんだ上にはんだボールを配置する段階と、
前記はんだをリフローする段階をさらに含む請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
表面に１つまたは複数の導体が露出した基板と、
前記導体が露出した前記基板表面の少なくとも一部を覆い、かつ、前記露出した導体の１つまたは複数と交差する少なくとも１つのはんだ付着領域を画定する感光性はんだマスクと、
前記はんだ付着領域内の前記露出した導体上に付着されたはんだとを具備する回路構造体。
【請求項９】
前記１つまたは複数のはんだボールが、前記はんだを介して、前記はんだ付着領域内の前記露出された導体に付着されていることを特徴とする請求項８に記載の回路構造体。
【請求項１０】
前記感光性はんだマスクが、前記基板の前記表面上の少なくとも１つの厚膜抵抗器の少なくとも一部を露出させることを特徴とする請求項８または９に記載の回路構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性はんだマスクの使用方法および回路構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）技術の進歩によって、回路基板上により高密度で高性能な装置を取り付ける要求が強くなっている。人気のある１つのＢＧＡパッケージまたは装置は、セラミックスＢＧＡ（ＣＢＧＡ）パッケージであり、これは、従来のプラスチック基板よりも優れたセラミックス基板によって提供される電気的熱的利点を利用するために、集積回路（ＩＣ）がセラミックス回路基板上に取り付けられている。
【０００３】
ＣＢＧＡパッケージを構成する一般に重要な１つの特徴は、パッケージとそのパッケージを取り付ける回路基板との間の相互接続として働く小さいはんだボールを正確に位置決めすることである。すなわち、パッケージ上に正確に画定され位置合わせされたボール・グリッド・アレイを作成するには、多くの場合、はんだボールとはんだボールを取り付けるパッケージ上に形成されたはんだパッドの両方の形状、位置および寸法精度が重要である。
【０００４】
大部分のＣＢＧＡパッケージは、多層同時焼成セラミック（ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  ｃｅｒａｍｉｃ：ＭＬＣＣ）技術を利用して形成され、その場合、はんだパッドは、「未硬化（ｇｒｅｅｎ）」（柔らかい）状態のセラミックス基板上に付着される。次に、セラミックス基板が焼成され硬化される。しかしながら、焼成中に、セラミックス基板の収縮を完全に制御することは困難であるため、硬化したセラミックス基板上のはんだパッドの画定と位置合わせが、最初に「未硬化」セラミックスに塗布されたはんだパッドのパターンのものと一致しない場合がある。例えば、図１（硬化前）と図２（硬化後）に示した前後のはんだパッド・パターンを参照すると、図２に示したパターンは、セラミックス基板１００の収縮によりはんだパッド（例えば、パッド１０２、１０４、１０６）にゆがみが生じている。
【０００５】
基板上にはんだパッドを付着させる次のプロセスは、硬化した基板（セラミックスかどうかに関係なく）上にはんだパッドをスクリーン印刷することである。この後、はんだパッドだけが硬化または焼成プロセスによる影響を受ける。しかしながら、はんだパッドの相対位置精度と寸法制御は、スクリーンの伸び（位置ずれを引き起こす）とスクリーンメッシュの詰まり（不正確なはんだパッド形状や付着後の厚膜のスランピングをもたらす）などの要因によって制限される。例えば、図３に示したはんだパッド・パターンを参照されたい。この場合、はんだパッド（例えば、パッド３０２、３０４、３０６）の付着中のスクリーンの伸びの結果として、図１に示したはんだパッドのパターンは基板３００上に実現されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の技術では、はんだパッドを正確に形成し位置決めすることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、回路構造体上に感光性材料を付着させる段階と、前記感光性材料に放射パターンを当て、前記感光性材料の一部を重合させる段階と、前記感光性材料の未重合部分を除去して、はんだ付着領域を有するはんだマスクを画定する段階と、前記はんだ付着領域にはんだを付着させる段階とを含む方法等により、解決することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、はんだパッドを正確に形成し位置決めすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
１つの実施形態において、方法は、１）回路構造体上に感光性材料（ｐｈｏｔｏｉｍａｇｅａｂｌｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を付着させる段階と、２）感光性材料に放射パターンを当て、それにより感光性材料の一部分を重合させる段階と、３）感光性材料の未重合部分を除去してはんだ付着領域を有するはんだマスクを画定する段階と、４）はんだ付着領域にはんだを付着させる段階とを含む。
【００１０】
また他の実施形態において、回路構造体は、表面に１つまたは複数の導体が露出された基板を含む。感光はんだマスクは、１）導体が露出した基板の少なく一部分を覆い、２）露出した導体の１つまたは複数と交差する少なくとも１つのはんだ付着領域を画定する。はんだは、はんだ付着領域内の露出した導体に付着される。
【００１１】
本発明の実施例は図面に示される。
【００１２】
図４は、回路構造体上にはんだパッドを形成するために使用することができる例示的な方法４００を示す。一例として、回路構造体は、多層同時焼成セラミックス（ＭＬＣＣ）基板などのセラミックス基板を含むものでよい。
【００１３】
方法４００は、１）回路構造体上に感光性材料を付着させる段階４０２と、２）感光性材料に放射パターンを当て、それにより感光性材料の一部分を重合させる段階４０４と、３）感光性材料の未重合部分を除去してはんだ付着領域を有するはんだマスクを画定する段階４０６と、４）はんだ付着領域にはんだを付着させる段階４０８とを含む。
【００１４】
方法４００の応用例を図５Ａ〜図５Ｉに示し、これらの図は、方法４００により構成することができる回路構造体５００の様々な段階を示す。
【００１５】
図５Ａは、基板５０２を含む例示的な回路構造体５００を示す。一例として、基板５０２は、１つまたは複数の導体を中（例えば、ビア）または上に有するように示されており、その導体の少なくとも１つが、基板５０２の１つの表面にある（すなわち、露出している）。場合によっては、導体５０４、５０６、５０８、５１０は、基板５０２上に形成された厚膜回路層５１２の一部分でよい。一例として、構造５００の厚膜回路層５１２は、一例としてトリミングされていない厚膜抵抗器である厚膜抵抗器５１４を含むように示されている。
【００１６】
回路構造体５００に感光性材料５１８を付着させる前に、構造５００または感光性材料を付着させる構造５００の少なくとも一領域（例えば、面）をクリーニングすることができる。１つの実施形態において、これは、酸素（０２）プラズマ５１６を使用して行われる。
【００１７】
次に図５Ｂを参照すると、感光性材料５１８を、スクリーン印刷プロセスによって（例えば、細目スクリーン５２０を介して材料５１８を付着させることによって）回路構造体５００上に付着されることができる。あるいは、材料５１８を、スプレー被覆またはカーテンコーティングプロセスによって付着させてもよい。
【００１８】
付着させた後、図５Ｃに示したように感光性材料５１８が現われることができる。材料５１８が回路構造体５００の表面全体（または、ほぼ全体）を覆うようにすることが好ましい場合があるが、材料５１８は、回路構造体５００の一部分だけを覆うように付着されてもよい。１つの実施形態において、感光性材料５１８は、液体の形で付着され、次に放射を当てる前に（例えば、空気乾燥または加熱によって）固体の形に硬化される。塗布する回路構造体によって材料５１８の流動性を調整することができる。材料５１８は、好ましくは、回路構造体５００の導体５０４〜５１０、要素５１４および任意の表面変形の間に形成される微細な空隙に貫入し被覆するように十分に薄くなければならない。しかしながら、材料５１８は、また、所望の厚さの付着を可能にするほど十分に厚くなければならなず、その厚さは、材料５１８が硬化するまで維持できなければならない。
【００１９】
感光性材料５１８を付着させた後で、放射パターンを当てて材料５１８の一部分５２８を重合させることができる。図５Ｄと図５Ｅを参照されたい。材料５１８に放射を当てる１つの方法は、（例えば、マスク要素５２４の穴を介して）放射パターンを画定するマスク要素５２４を介して紫外線５２２を送ることである。当該技術分野において材料５１８に放射を当てる他の方法も知られている。感光性材料５１８の性質によって、材料５１８に当てなければならない放射のタイプが指定される場合がある。
【００２０】
照射した後で、材料５１８の未重合部分５３０を除去して、はんだ付着領域５３４を有するはんだマスク５３２を画定する。図５Ｆを参照されたい。材料５１８の未重合部分５３０を除去して、未トリミング厚膜抵抗器５１４の少なくとも一部分を露出させることもできる。未重合部分５３０を除去した後で、はんだマスク５３２を硬化させることができる（例えば、乾燥または加熱により）。
【００２１】
はんだマスク５３２によって厚膜抵抗器５１４が露出された場合、必要に応じて、例えばレーザ５３６を使用して抵抗器をトリミングすることができる。図５Ｇを参照されたい。
【００２２】
最後に、はんだ５３８（例えば、フラックスと混ぜたはんだペースト）をはんだ付着領域５３４に付着させてはんだパッドを形成することができる。図５Ｈを参照されたい。次に、はんだパッド上に、１つまたは複数のはんだボール５４０、５４２、５４４または他の回路素子を配置することができ、はんだ５３８をリフローさせて、はんだボール５４０、５４２、５４４の回路構造体５００への取り付けを確実にすることができる。図５１を参照されたい。次に、完成したアセンブリを洗浄してフラックス残留物を除去することができる。
【００２３】
方法４００及び回路構造体５００は、はんだパッドを他の方法よりも正確に形成し位置決めできるという点で有利である。さらに、はんだマスクを画定するために使用する方法は、スクリーン印刷プロセスを使用するときに受ける可能性のある機械的摩耗や変形を受けない。また、付着はんだパッドも、「未硬化」セラミックス焼成などの結果による収縮を受けない。
【００２４】
方法４００は、減算法に基づいており、はんだパッドの形を形成するときに材料は追加されずに除去される。その結果、はんだマスクは、普通の厚膜印刷作業で起こり得るようなペーストスランプやスクリーンメッシュの詰まりを受けない。したがって、はんだパッドを理想により近い形で画定することができる。
【００２５】
以下に本発明の代表的な実施態様を述べる。
（実施態様１）
回路構造体上に感光性材料を付着させる段階と、
前記感光性材料に放射パターンを当て、前記感光性材料の一部を重合させる段階と、
前記感光性材料の未重合部分を除去して、はんだ付着領域を有するはんだマスクを画定する段階と、
前記はんだ付着領域にはんだを付着させる段階とを含む方法。
【００２６】
（実施態様２）
前記感光性材料を付着させる前記回路構造体が、厚膜回路層である実施態様１に記載の方法。
【００２７】
（実施態様３）
前記厚膜回路層が、少なくとも１つの未トリミング厚膜抵抗器を含み、
前記感光性材料の未重合部分を除去して、前記少なくとも１つの未トリミング厚膜抵抗器の少なくとも一部を露出させる実施態様２に記載の方法。
【００２８】
（実施態様４）
前記感光性材料の前記未重合部分を除去した段階の後で、かつ、前記はんだを付着させる段階の前に、前記はんだマスクの前記重合部分を硬化させ、前記はんだマスクを介して露出された少なくとも１つの厚膜抵抗器をトリミングする段階をさらに含む実施態様３に記載の方法。
【００２９】
（実施態様５）
前記感光性材料を付着させる段階の前に、酸素プラズマにより、前記感光性材料を付着させる前記回路構造体の少なくとも一部をクリーニングする段階をさらに含む実施態様１から４のいずれかに記載の方法。
【００３０】
（実施態様６）
前記感光性材料の前記未重合部分を除去する段階の後で、かつ、前記はんだを付着させる段階の前に、前記はんだマスクの前記重合部分を硬化させる段階をさらに含む実施態様１から３のいずれかに記載の方法。
【００３１】
（実施態様７）
前記はんだ上にはんだボールを配置する段階と、
前記はんだをリフローする段階をさらに含む実施態様１から６のいずれかに記載の方法。
【００３２】
（実施態様８）
表面に１つまたは複数の導体が露出した基板と、
前記導体が露出した前記基板表面の少なくとも一部を覆い、かつ、前記露出した導体の１つまたは複数と交差する少なくとも１つのはんだ付着領域を画定する感光性はんだマスクと、
前記はんだ付着領域内の前記露出した導体上に付着されたはんだとを具備する回路構造体。
【００３３】
（実施態様９）
前記１つまたは複数のはんだボールが、前記はんだを介して、前記はんだ付着領域内の前記露出された導体に付着されていることを特徴とする実施態様８に記載の回路構造体。
【００３４】
（実施態様１０）
前記感光性はんだマスクが、前記基板の前記表面上の少なくとも１つの厚膜抵抗器の少なくとも一部を露出させることを特徴とする実施態様８または９に記載の回路構造体。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】はんだパッドのパターンが付着した例示的な基板の平面図である。
【図２】支持基板が収縮した後の図１はんだパッドを示す図である。
【図３】付着中のスクリーンの伸びの結果として図１のはんだパッドを示す。
【図４】感光はんだマスクを使用する例示的な方法を示す図である。
【図５Ａ】図４の方法に従って構成することができる回路構造体の様々な段階を示す図である。
【図５Ｂ】図４の方法に従って構成することができる回路構造体の様々な段階を示す図である。
【図５Ｃ】図４の方法に従って構成することができる回路構造体の様々な段階を示す図である。
【図５Ｄ】図４の方法に従って構成することができる回路構造体の様々な段階を示す図である。
【図５Ｅ】図４の方法に従って構成することができる回路構造体の様々な段階を示す図である。
【図５Ｆ】図４の方法に従って構成することができる回路構造体の様々な段階を示す図である。
【図５Ｇ】図４の方法に従って構成することができる回路構造体の様々な段階を示す図である。
【図５Ｈ】図４の方法に従って構成することができる回路構造体の様々な段階を示す図である。
【図５Ｉ】図４の方法に従って構成することができる回路構造体の様々な段階を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
５００  回路構造体
５０２  基板
５０４、５０６、５０８、５１０  導体
５１４  厚膜抵抗器
５１８  感光性材料
５３０  未重合部分
５３２  はんだマスク
５３４  はんだ付着領域
５３８  はんだ
５４０、５４２、５４４  はんだボール
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
2006332652.tif 000014
【図５Ｉ】
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