(57)【要約】 【課題】  突起電極製造時におけるはんだブリッジの発生を抑制する。【解決手段】  本発明の電極構造体１０Ａは、基板２０上に設けられるとともに側面１１Ａ及び上面１２Ａを備え、上面１２Ａが側面１１Ａよりも良好なはんだ濡れ性を有する。詳しく言えば、電極構造体１０Ａは、側面１１Ａとなるニッケル層１１及び上面１２Ａとなる金層１２との二層構造である。この構造により、金層１２はニッケル層１１よりも良好なはんだ濡れ性を有するので、上面１２Ａが側面１１Ａよりも良好なはんだ濡れ性を有することになる。電極構造体１０Ａによれば、上面１２Ａが側面１１Ａよりも良好なはんだ濡れ性を有することにより、上面１２Ａに比べて側面でははんだが濡れにくくなるので、側面１１Ａのはんだ濡れに起因するはんだブリッジの発生を抑制できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられるとともに側面及び上面を備えた電極構造体おいて、
前記上面は前記側面よりも良好なはんだ濡れ性を有する、
ことを特徴とする電極構造体。
【請求項２】
前記側面が酸化膜から成る、
請求項１記載の電極構造体。
【請求項３】
前記側面が有機膜から成る、
請求項１記載の電極構造体。
【請求項４】
前記上面には粗面化処理が施された、
請求項１記載の電極構造体。
【請求項５】
前記側面となる第一金属層と、前記上面となるとともに前記第一金属層よりもはんだ濡れ性の良好な第二金属層とが、積層されて成る、
請求項１記載の電極構造体。
【請求項６】
前記第一金属層がニッケル及び銅の少なくとも一方から成り、前記第二金属層が金及び白金の少なくとも一方から成る、
請求項５記載の電極構造体。
【請求項７】
前記側面は前記第一金属層の酸化膜から成る、
請求項５又は６記載の電極構造体。
【請求項８】
基板上に第一金属層及び第二金属層が積層され、前記第一金属層から側面が成り、前記第二金属層から上面が成り、この上面が前記側面よりも良好なはんだ濡れ性を有する電極構造体を製造する方法であって、
基板上のシード層の一部をレジスト膜で覆い、このシード層上の前記レジスト膜に囲まれた領域に電解メッキにより前記第一金属層を形成し、この第一金属層上に前記第二金属層を形成し、最後に前記レジスト膜を剥離する、
ことを特徴とする電極構造体の製造方法。
【請求項９】
前記第一金属層がニッケル及び銅の少なくとも一方から成り、前記第二金属層が金及び白金の少なくとも一方から成る、
請求項８記載の電極構造体の製造方法。
【請求項１０】
基板上に設けられるとともに側面及びこの側面よりも良好なはんだ濡れ性を有する上面を備えた電極構造体を製造する方法であって、
大気中での加熱によりはんだ濡れ性の悪い酸化膜が形成される第一金属と、大気中での加熱でもはんだ濡れ性が損なわれない第二金属とを用い、
前記基板上に前記第一金属から成る第一金属層を形成し、この第一金属層上に前記第二金属から成る第二金属層を形成し、前記第一及び第二金属層を大気中で加熱することにより前記側面に前記第一金属の酸化膜を形成する、
ことを特徴とする電極構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記第一金属がニッケル及び銅の少なくとも一方であり、前記第二金属が金及び白金の少なくとも一方である、
請求項１０記載の電極構造体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電極構造体と、前記上面にのみ設けられたはんだ層と、
を備えたことを特徴とする突起電極。
【請求項１３】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電極構造体を、多数のはんだ粒子とフラックス作用を有する液体との混合物から成るはんだ材料の中に浸漬し、
前記はんだ粒子の融点以上に前記はんだ材料及び前記電極構造体を加熱することにより、前記電極構造体の前記上面にのみはんだ層を形成する、
突起電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリント配線板、インターポーザ基板、半導体基板等の上に突起状のはんだバンプを形成してＢＧＡ（ball grid array）やバンプ付ダイ（bumped die）を製造する際に好適な、電極構造体等に関する。本明細書では、プリント配線板、インターポーザ基板、半導体基板等を、単に「基板」という。また、はんだバンプのように表面にはんだ層を有するものを「突起電極」といい、この場合のパッド電極のようにはんだ層が設けられるコアを「電極構造体」という。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的なはんだバンプの形成方法は、スクリーン印刷法やディスペンス法などを用いて基板のパッド電極上にはんだペーストを塗布し、このはんだペーストを加熱してリフローする、というものであった。
【０００３】
一方、特許文献１には、特殊なはんだ粉末とフラックスとの混合物からなるはんだペーストが記載されている。このはんだ粉末は、はんだ粒子を空気中で流動させることにより、はんだ粒子の表面に酸化膜を形成したものである。この強制的に形成した酸化膜は、リフロー時にフラックスの作用に抗して、はんだ粒子同士の合一を抑える働きをするという。そのため、このはんだペーストを基板上にベタ塗りしてリフローすると、パッド電極間ではんだブリッジが発生にくくなるので、パッド電極の高密度化及び微細化に適する、ということである。なお、パッド電極間のはんだブリッジは、はんだ粒子同士が合一して大きな塊となって、隣接するパッド電極の両方に接してしまうために起こる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９４１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のはんだバンプの形成方法には、次のような問題があった。
【０００６】
近年の更なる多電極化、高密度化及び微細化に対して、スクリーン印刷法やディスペンス法では対応できなくなりつつある。すなわち、スクリーン印刷法では、メタルマスクの開口を微細化する必要があるので、メタルマスクの機械的強度が低下したり、メタルマスクの開口からはんだペーストが抜け難くなったりする、という問題が生じてきた。ディスペンス法では、多数のパッド電極の上に一つずつはんだペーストを載せていくので、パッド電極が多くなるほど量産には向かなくなる。
【０００７】
一方、特許文献１のはんだペーストでは、はんだ粒子の酸化膜の膜厚を、精度良く形成しなければならなかった。なぜなら、厚すぎるとパッド電極にはんだが濡れなくなり、薄すぎるとはんだ粒子同士が合一してしまうからである。しかも、フラックスの状態や種類によってもフラックスの作用が変化するので、これらに合わせて酸化膜の膜厚を精度良く制御する必要があった。また、適切な膜厚の酸化膜を形成できなければ、パッド電極の高密度化及び微細化を達成できないことになる。これに加え、パッド電極間でのはんだブリッジの発生も、根本的に解決されたわけではなかった。したがって、特許文献１のはんだペーストでは、精密なマスクを不要とするベタ塗りが可能になるといっても、近年の高密度化及び微細化の要求に応えることは難しかった。
【０００８】
このような状況において、本発明者は、はんだバンプの高密度化及び微細化の要求に応えるべく、「はんだ粒子とフラックス作用を有する液体との混合物から成るはんだ材料」を発明した。ただし、このはんだ材料でも、パッド電極間ではんだブリッジが発生することがあった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、突起電極製造時におけるはんだブリッジの発生を抑制し得る電極構造体等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、パッド電極間ではんだブリッジが発生する現象について研究を重ねた結果、電極構造体の側面にはんだが濡れることにより、隣接する電極構造体との間ではんだブリッジが成長することを突き止めた。本発明はこの知見に基づきなされたものである。すなわち、本発明に係る電極構造体は、基板上に設けられるとともに側面及び上面を備えたものであり、上面が側面よりも良好なはんだ濡れ性を有することを特徴とする。つまり、電極構造体の側面は上面よりもはんだ濡れ性が悪い、と言い換えることができる。これにより、例えばフラックスの種類を選択するなどの手法により、側面にははんだ層を形成せずに、上面にのみはんだ層を形成することが可能となる。その結果、電極構造体の側面にはんだが濡れないことにより、隣接する電極構造体との間ではんだブリッジが成長しにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。この効果は、はんだ粒子とフラックス作用を有する液体との混合物から成るはんだ材料を用いた場合に、特に顕著になる。
【００１１】
また、電極構造体の側面が酸化膜又は有機膜から成る、としてもよい。この場合は、フラックスの種類などに関係なく、より確実に側面にははんだ層を形成せずに、上面にのみはんだ層を形成することが可能となる。酸化膜は、例えば電極構造体の側面の母材金属を熱酸化することにより、容易に得られる。有機膜としては、例えばポリイミドなどが適当である。ポリイミドは、はんだ濡れ性が全く無く、かつ耐熱性に優れるからである。更に、電極構造体の上面にサンドブラスト処理などの粗面化処理を施こすことによっても、上面のはんだ濡れ性を側面よりも良好にすることができる。
【００１２】
より具体的に言えば、側面となる第一金属層と、上面となるとともに第一金属層よりもはんだ濡れ性の良好な第二金属層とを積層することにより、本発明に係る電極構造体を得ることができる。例えば、第一金属層がニッケル及び銅の少なくとも一方（すなわちニッケルのみ、銅のみ、ニッケル及び銅の積層、ニッケル及び銅の合金など）から成り、第二金属層が金及び白金の少なくとも一方（すなわち金のみ、白金のみ、金及び白金の積層、金及び白金の合金など）から成る。ニッケル又は銅は、金又は白金よりもはんだ濡れ性が悪く、しかも大気中で熱することにより容易に酸化膜が得られる。つまり、側面は第一金属層の酸化膜から成る、としてもよい。
【００１３】
本発明に係る電極構造体の製造方法は、基板上に第一金属層及び第二金属層が積層され、第一金属層から側面が成り、第二金属層から上面が成り、上面が側面よりも良好なはんだ濡れ性を有する電極構造体を製造する方法である。すなわち、本発明に係る電極構造体の製造方法は、基板上のシード層の一部をレジスト膜で覆う工程と、このシード層上のレジスト膜に囲まれた領域に電解メッキにより第一金属層を形成する工程と、第一金属層上に第二金属層を形成する工程と、最後にレジスト膜を剥離する工程とを含む。このとき、第一金属層がニッケル及び銅の少なくとも一方から成り、第二金属層が金及び白金の少なくとも一方から成る、としてもよい。第一金属層は下地層上のレジスト膜に囲まれた領域に、下地層を電極として電解メッキによって形成される。したがって、その上に第二金属層を形成しても、その後にレジスト膜が剥離されるので、電極構造体の側面は第一金属層となる。また、電解メッキは、他の成膜方法に比べて、厚い膜を得ることが容易である。
【００１４】
また、本発明に係る電極構造体の製造方法は、基板上に設けられるとともに側面及びこの側面よりも良好なはんだ濡れ性を有する上面を備えた電極構造体を製造する方法である。すなわち、本発明に係る電極構造体の製造方法は、大気中での加熱によりはんだ濡れ性の悪い酸化膜が形成される第一金属と、大気中での加熱でもはんだ濡れ性が損なわれない第二金属とを用いることを前提とし、基板上に第一金属から成る第一金属層を形成する工程と、第一金属層上に第二金属から成る第二金属層を形成する工程と、第一及び第二金属層を大気中で加熱することにより電極構造体の側面に第一金属の酸化膜を形成する工程と、を含む。このとき、第一金属がニッケル及び銅の少なくとも一方であり、第二金属が金及び白金の少なくとも一方である、としてもよい。
【００１５】
本発明に係る突起電極は、本発明に係る電極構造体と、この電極構造体の上面にのみ設けられたはんだ層と、を備えたものである。本発明に係る電極構造体の作用及び効果によって、突起電極間のはんだブリッジの発生が抑えられる。
【００１６】
本発明に係る突起電極の製造方法は、本発明に係る電極構造体を、多数のはんだ粒子とフラックス作用を有する液体との混合物から成るはんだ材料の中に浸漬する浸漬工程と、はんだ粒子の融点以上にはんだ材料及び電極構造体を加熱することにより、電極構造体の上面にのみはんだ層を形成するリフロー工程と、を含む。電極構造体が浸漬されたはんだ材料を加熱すると、多数のはんだ粒子は、溶融して互いに合一し、電極構造体の上面に濡れる。これを繰り返すことにより、電極構造体の上面にはんだ層が成長する。このとき、はんだ粒子は電極構造体の側面に濡れることはないので、はんだブリッジの発生が抑えられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る電極構造体によれば、上面が側面よりも良好なはんだ濡れ性を有することにより、上面に比べて側面でははんだが濡れにくくなるので、側面のはんだ濡れに起因するはんだブリッジの発生を抑制できる。また、電極構造体の側面が酸化膜又は有機膜から成る場合は、より確実に側面にははんだ層を形成せずに、上面にのみはんだ層を形成できる。更に、側面をニッケル又は銅とし、上面を金又は白金とした場合は、それだけでもはんだ塗れ性の差を明確にでき、しかも大気中で熱するだけという簡単な方法で金又は白金のはんだ濡れ性をそのままにしてニッケル又は銅の酸化膜を得ることができる。
【００１８】
本発明に係る電極構造体の製造方法によれば、基板上のシード層の一部をレジスト膜で覆い、このシード層上のレジスト膜に囲まれた領域に電解メッキにより第一金属層を形成し、第一金属層上に第二金属層を形成し、最後にレジスト膜を剥離することにより、本発明に係る電極構造体を容易に得ることができる。また、大気中での加熱によりはんだ濡れ性の悪い酸化膜が形成される第一金属と、大気中での加熱でもはんだ濡れ性が損なわれない第二金属とを用い、基板上に第一金属から成る第一金属層を形成し、第一金属層上に第二金属から成る第二金属層を形成し、第一及び第二金属層を大気中で加熱して側面に第一金属の酸化膜を形成することにより、本発明に係る電極構造体を容易に得ることができる。
【００１９】
本発明に係る突起電極によれば、本発明に係る電極構造体を用いたことにより、突起電極製造時における突起電極間でのはんだブリッジの発生を抑制できる。
【００２０】
本発明に係る突起電極の製造方法によれば、多数のはんだ粒子とフラックス作用を有する液体との混合物から成るはんだ材料を用いた場合でも、本発明に係る電極構造体を用いたことによりはんだ粒子が電極構造体の側面に濡れにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１［１］は、本発明に係る電極構造体の第一実施形態を示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００２２】
本実施形態の電極構造体１０Ａは、基板２０上に設けられるとともに側面１１Ａ及び上面１２Ａを備え、上面１２Ａが側面１１Ａよりも良好なはんだ濡れ性を有する。詳しく言えば、電極構造体１０Ａは、側面１１Ａとなるニッケル層１１及び上面１２Ａとなる金層１２との二層構造である。この構造により、金層１２はニッケル層１１よりも良好なはんだ濡れ性を有するので、上面１２Ａが側面１１Ａよりも良好なはんだ濡れ性を有することになる。なお、基板２０には例えば銅端子（図示せず）が設けられ、その銅端子上に電極構造体１０Ａが設けられている。また、ニッケル層１１の代わりに銅層などを用いてもよい。
【００２３】
換言すると、電極構造体１０Ａの側面１１Ａは、上面１２Ａよりもはんだ濡れ性が悪い。これにより、例えばフラックスの種類を選択するなどの手法により、側面１１Ａにははんだ層を形成せずに、上面１２Ａにのみはんだ層を形成することが可能となる。一例を述べれば、フラックス作用の弱いフラックスを用いれば下面１１Ａにも上面１２Ａにもはんだが塗れず、フラックス作用の強いフラックスを用いれば下面１１Ａにも上面１２Ａにもはんだが塗れてしまう場合、それらの中間の適度なフラックス作用を有するフラックスを用いれば上面１２Ａにのみはんだを塗らすことができる。その結果、側面１１Ａにはんだが濡れないことにより、隣接する電極構造体１０Ａとの間ではんだブリッジが成長しなくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。
【００２４】
次に、具体的な数値例を述べる。電極構造体１０Ａの大きさは、直径が１０〜８０μｍである。ニッケル層１１の膜厚は３〜５μｍ、金層１２の膜厚は０．０３〜０．２μｍである。後述するはんだ粒子の直径は２〜５μｍである。
【００２５】
図１［２］は、本発明に係る電極構造体の第二実施形態を示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１［１］と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００２６】
本実施形態の電極構造体１０Ｂは、基板２０上に設けられるとともに側面１１Ｂ及び上面１２Ｂを備え、上面１２Ｂが側面１１Ｂよりも良好なはんだ濡れ性を有する。詳しく言えば、電極構造体１０Ｂは、側面１１Ｂとなるニッケル層１１及び上面１２Ｂとなる金層１２との二層構造であり、側面１１Ｂがニッケル層１１の酸化膜１１ｂから成る。この構造により、上面１２Ａは側面１１Ａよりも極端に良好なはんだ濡れ性を有することになる。
【００２７】
換言すると、電極構造体１０Ｂの側面１１Ｂは、上面１２Ａよりもはんだ濡れ性が極端に悪い。したがって、フラックスの種類を選択する必要もなく、側面１１Ｂにはんだ層を形成せずに、上面１２Ｂにのみはんだ層を形成することが可能となる。
【００２８】
酸化膜１１ｂは、ニッケル層１１と金層１２との二層構造を、大気中で加熱することにより容易に得られる。このとき、金層１２のはんだ濡れ性は変わらない。なお、薬品処理などによっても、酸化膜１１ｂを形成することができる。
【００２９】
また、酸化膜１１ｂの代わりに、有機膜などのはんだ濡れ性の悪い皮膜を用いても同等の効果を奏する。このような有機膜は、例えばポリイミドなどで電極構造体の全体を被覆し、異方性エッチングなどにより側面にのみポリイミド膜を残すことにより、容易に得られる。ポリイミドを挙げた理由は、はんだ濡れ性が全く無く、かつはんだの融点以上の耐熱性を有するためである。また、ニッケル層１１の代わりに銅層を用いた場合は、イミダゾール化合物やトリアゾール化合物などの有機膜を銅層表面に形成できる。例えば、電極構造体を有する基板を薬液中に浸漬させることにより、これらの化合物の皮膜を銅層表面に形成する。この有機膜は、大気中で加熱して酸化させると、はんだ濡れ性が著しく悪くなる。
【００３０】
図１［３］は、本発明に係る電極構造体の第三実施形態を示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１［１］と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００３１】
本実施形態の電極構造体１０Ｃは、基板２０上に設けられるとともに側面１１Ｃ及び上面１２Ｃを備え、上面１２Ｃが側面１１Ｃよりも良好なはんだ濡れ性を有する。詳しく言えば、上面１２Ｃは、サンドブラスト処理などの粗面化処理が施こされている。例えば、側面１１Ｃをレジスト膜などで覆い、露出している上面１２Ｃにサンドブラスト処理を施す。粗面化処理によってはんだ濡れ性が向上する理由は、自然酸化膜が除去されるため、又は金属表面が活性化されるためと考えられる。この処理により、上面１２Ｃが側面１１Ｃよりも良好なはんだ濡れ性を有することになる。電極構造体１０Ｃによれば、ニッケル層１１のみで前述の特徴を実現可能であるので、層構造を簡略化できるという利点がある。
【００３２】
図２は図１［１］［２］の電極構造体の製造方法を示し、図２［１］〜図２［５］の順に工程が進行する。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００３３】
基板２０上には、例えば銅端子１４ａなどの金属膜が予め形成されている。まず、基板２０の全面にスパッタでシード層１４ｂを形成し、更にその上をレジスト膜１３で覆う。続いて、銅端子１４ａ及びシード層１４ｂ上に開口部が形成されるように、レジスト膜１３をフォトリソグラフィによってパターニングする（図２［１］）。
【００３４】
続いて、シード層１４ｂ上のレジスト膜１３に形成された開口部に、電解メッキによりニッケル層１１を形成する（図２［２］）。このとき、シード層１４ｂを電極として用いるので、ニッケル層１１はレジスト膜１３に囲まれた内側だけに成長する。電解メッキによるニッケル層１１は、他の成膜方法に比べて、厚い膜を得ることが容易である。なお、シード層１４ｂは、クロム層及び銅層、又は、チタン層及び銅層などである。
【００３５】
続いて、ニッケル層１１を電極とする電解メッキにより、ニッケル層１１上に金層１２を形成する（図２［３］）。このとき、ニッケル層１１の上面は露出しているので金層１２が形成されるものの、ニッケル層１１の側面はレジスト膜１３に覆われているのでそのままである。なお、金層１２が薄い場合は、電解メッキの代わりに置換メッキを用いてもよい。
【００３６】
続いて、レジスト膜１３及びシード層１４ｂを剥離することにより、図１［１］に示す電極構造体１０Ａが完成する（図２［４］）。
【００３７】
最後に、必要に応じて、電極構造体１０Ａを大気中で加熱すると、図１［２］に示す電極構造体１０Ｂが得られる（図２［５］）。つまり、ニッケル層１１から成る側面１１Ａは、酸化することによって酸化膜１１ｂから成る側面１１Ｂに変化するので、更にはんだ濡れ性が悪化する。この大気中での加熱によっても、金層１２のはんだ濡れ性は良好なまま変わることはない。
【００３８】
図３は本発明に係る突起電極及びその製造方法の一実施形態を示す断面図であり、図３［１］〜図３［３］の順に工程が進行する。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１［１］と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００３９】
図３［１］は基板２０上にはんだ材料Ｓを塗布した状態であり、図３［２］は基板２０及びはんだ材料Ｓを加熱中の状態であり、図３［３］はその加熱が終了した状態である。なお、図３では、上下方向は左右方向よりも拡大して示している。
【００４０】
まず、本実施形態で使用するはんだ材料Ｓについて説明する。はんだ材料Ｓは、多数のはんだ粒子Ｓ１ａと脂肪酸エステルからなる液体Ｓ２との混合物からなり、電極構造体１０Ａにはんだ層１６ｂ，１６ｃを形成して突起電極１５ｂ，１５ｃを製造するために用いられる。そして、液体Ｓ２は、常温の状態で基板２０に滴下すると自重で広がって均一な厚みになる粘度と、はんだ粒子Ｓ１ａの融点以上に加熱された状態ではんだ粒子Ｓ１ａによるはんだ濡れを電極構造体１０Ａの上面１２Ａにのみ引き起こすフラックス作用とを有する。はんだ粒子Ｓ１ａは、液体Ｓ２とともに基板２０に滴下した際に液体Ｓ２とともに広がって均一に分散する、混合比及び粒径を有する。
【００４１】
また、はんだ粒子Ｓ１ａは表面に自然酸化膜（図示せず）のみを有する。液体Ｓ２は、脂肪酸エステルであるので、有機酸の一種である遊離脂肪酸を元々含んでいる。遊離脂肪酸は、はんだ粒子Ｓ１の融点以上に加熱された状態で、はんだ粒子Ｓ１ａ同士の合一をある程度抑制しつつ、はんだ粒子Ｓ１ａと電極構造体１０Ａとのはんだ付けを促進するとともに、電極構造体１０Ａに形成されたはんだ層１６ｂとはんだ粒子Ｓ１ｂとの合一を促進する作用を有する。
【００４２】
液体Ｓ２に含まれる有機酸は、必要に応じて添加しても良い。つまり、はんだ粒子Ｓ１ａの酸化度合いや分量に応じて、液体Ｓ２の有機酸含有量を調整する。例えば、多量の突起電極１５ｃを形成する場合は、はんだ粒子Ｓ１ａも多量になるので、全てのはんだ粒子Ｓ１ａの酸化膜を還元するのに十分な有機酸を含有する必要がある。
【００４３】
はんだ粒子Ｓ１ａは液体Ｓ２中に均一に分散している必要があるので、はんだ材料Ｓは使用直前に撹拌しておくことが望ましい。はんだ粒子Ｓ１ａの材質は、鉛フリーはんだ又は錫鉛系はんだ等を使用する。また、隣接する電極構造体１０Ａ同士の周端間の最短距離よりも、はんだ粒子Ｓ１ａの直径を小さくするとよい。この場合、隣接する二つの電極構造体１０Ａ上のはんだ層１６ｂにそれぞれ到達したはんだ粒子Ｓ１ｂ同士は、接触しないため合一してはんだブリッジを形成することがない。
【００４４】
はんだ材料Ｓは、電極構造体１０Ａを有する基板２０上に、常温において自然落下により滴下させる。これだけで、基板２０上に均一な厚みのはんだ材料Ｓを塗布できる。つまり、スクリーン印刷を用いることなく、均一な膜厚のはんだ材料Ｓの塗布膜を基板２０上に形成することができる。塗布の均一性は突起電極１５ｃの品質のばらつきに影響を及ぼすため、できる限り均一に塗布する。その後、基板２０全体を均一に加熱することにより、突起電極１５ｃの形成が可能となる。加熱は短時間ではんだ融点以上まで昇温する。短時間で昇温することにより、プロセス中での有機酸活性力の低下を抑えることができる。
【００４５】
次に、基板２０について説明する。基板２０は例えばプリント配線板である。基板２０の表面２１には、電極構造体１０Ａが形成されている。電極構造体１０Ａ上には、はんだ層１６ｃが形成される。基板２０は、突起電極１５ｃを介して、他のプリント配線板などに電気的及び機械的に接続される。電極構造体１０Ａは、形状が例えば円であり、直径ｃが例えば４０μｍである。隣接する電極構造体１０Ａの中心間の距離は、例えば８０μｍである。はんだ粒子Ｓ１ａの直径は、例えば３〜１５μｍである。基板２０上の電極構造体１０Ａ以外の部分は、保護膜で覆われていてもよい。
【００４６】
はんだ粒子Ｓ１ａの材質としては、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ（融点２１８℃）、Ｓｎ−Ａｇ（融点２２１℃）、Ｓｎ−Ｃｕ（融点２２７℃）、Ｓｎ−Ｐｂ（融点１８３℃）、Ｓｎ−Ｂｉ（融点１３８℃）等を使用する。図示しない加熱手段は、例えばブロワと電熱ヒータとからなり、熱風を当てて基板２０側（下側）からはんだ材料Ｓを加熱する。
【００４７】
図４は、図３の製造方法の前工程を示す断面図である。つまり、図４は浸漬工程を示し、図３はリフロー工程を示す。したがって、図４［１］〜図４［３］→図３［１］〜図３［３］の順に工程が進行する。以下、図３及び図４に基づき説明する。ただし、図４において図３と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００４８】
図４では、基板２０上の電極構造体１０Ａの図示を略している。まず、図４［１］に示すように、受け容器３０に基板２０を入れる。そして、注ぎ容器３１中で必要に応じはんだ材料Ｓを撹拌した後、注ぎ口３２からはんだ材料Ｓを基板２０上に滴下させる。すると、はんだ材料Ｓが自重で広がって均一な厚みになる。このときは、常温でよく、しかも、はんだ材料Ｓの自然落下を利用できる。なお、印刷機や後述する吐出機を用いてはんだ材料Ｓを基板２０上に塗布してもよい。
【００４９】
なお、受け容器３０は、リフロー工程で基板２０とともに加熱するので、耐熱性があって熱伝導が良く、かつはんだ粒子Ｓ１によるはんだ濡れが生じない金属例えばアルミニウムからなる。また、受け容器３０は、平板状の基板２０を載置する平らな底面３３と、はんだ材料Ｓの横溢を防止する周壁３４とを有する。この場合は、受け容器３０の底面３３上に基板２０が密接するので、熱伝導が向上する。なお、図３では受け容器３０の図示を略している。
【００５０】
また、浸漬工程の途中又は後に、基板２０を水平に回転させることによって、基板２０上のはんだ材料Ｓを均一な厚みにしてもよい。基板２０を水平に回転させるには、市販のスピンコート装置を用いればよい。
【００５１】
浸漬工程の終了は、受け容器３０内の基板２０の無い箇所におけるはんだ材料Ｓの液面を、基板２０の表面よりも下にするか上にするか、によって二通りに分かれる。図４［２］は、当該液面を基板２０の表面の下にする場合である。この場合、基板２０上のはんだ材料Ｓの厚みｔ１は、はんだ材料Ｓの主に表面張力及び粘性によって決まる値である。一方、図４［３］は、当該液面を基板２０の表面の上にする場合である。この場合、基板２０上のはんだ材料Ｓの厚みｔ２は、滴下するはんだ材料Ｓの量に応じた所望の値に設定できる。
【００５２】
以上の浸漬工程によって、図３［１］に示すように、複数の電極構造体１０Ａが離間して設けられた基板２０上に、はんだ材料Ｓがベタ塗りによって載置されたことになる。このとき、複数の電極構造体１０Ａを含む面に、全体的にはんだ材料Ｓが載置される。はんだ材料Ｓは、ちょうどインクのような状態である。
【００５３】
続いて、リフロー工程で、基板２０及びはんだ材料Ｓの加熱が始まると、液体Ｓ２の粘性が低下する。すると、はんだ粒子Ｓ１ａは、液体Ｓ２よりも比重が大きいので、沈降して電極構造体１０Ａ上に積み重なり、その一方で液体Ｓ２の対流に伴って舞い上がる。
【００５４】
続いて、基板２０及びはんだ材料Ｓの温度は、上昇してはんだ粒子Ｓ１ａの融点以上になる。すると、図３［２］に示すように、はんだ粒子Ｓ１ａの合一が進んでより大きなはんだ粒子Ｓ１ｂになるとともに、はんだ粒子Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが電極構造体１０Ａの上面１２Ａにのみ濡れて、合金層１２ｂ及びはんだ層１６ｂが形成される。このとき、電極構造体１０Ａの側面１１Ａは、はんだ濡れ性が悪いため、はんだ粒子Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが濡れない。したがって、隣接する電極構造体１０Ａ間で、側面１１Ａ同士を接続するはんだブリッジが発生しない。
【００５５】
また、このとき、液体Ｓ２に含まれる有機酸の作用によって、次のような状態が引き起こされる。まず、はんだ粒子Ｓ１ａ同士は必要以上の合一が抑えられる。なお、はんだ粒子Ｓ１ａ同士は合一しても一定の大きさ以下であれば問題ない。一方、はんだ粒子Ｓ１ａは、電極構造体１０Ａの上面１２Ａ上に広がって界面に合金層１２ｂを形成する。その結果、電極構造体１０Ａ上にはんだ層１６ｂが形成され、はんだ層１６ｂに更にはんだ粒子Ｓ１ｂが合一する。その結果、はんだ層１６ｂは成長して、図３［３］に示すようなはんだ層１６ｃを有する突起電極１５ｃとなる。
【００５６】
なお、図３［３］において、突起電極１５ｃの形成に使用されなかったはんだ粒子Ｓ１ｃは、残った液体Ｓ２とともに後工程で洗い落とされる。
【００５７】
以上のとおり、本実施形態の電極構造体１０Ａによれば、上面１２Ａが側面１１Ａよりも良好なはんだ濡れ性を有することにより、上面１２Ａに比べて側面１１Ａでははんだが濡れにくくなるので、側面１１Ａのはんだ濡れに起因するはんだブリッジの発生を抑制できる。また、本実施形態の突起電極１５ｃによれば、電極構造体１０Ａを用いたことにより、突起電極１５ｃ製造時における突起電極１５ｃ間でのはんだブリッジの発生を抑制できる。更に、本実施形態の突起電極１５ｃの製造方法によれば、多数のはんだ粒子Ｓ１ａとフラックス作用を有する液体Ｓ２との混合物から成るはんだ材料Ｓを用いた場合でも、電極構造体１０Ａを用いたことによりはんだ粒子Ｓ１ａが電極構造体１０Ａの側面１１Ａに濡れにくくなるので、はんだブリッジの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る電極構造体の実施形態を示す断面図であり、図１［１］は第一実施形態、図１［２］は第二実施形態、図１［３］は第三実施形態である。
【図２】図１［１］［２］の電極構造体の製造方法を示し、図２［１］〜図２［５］の順に工程が進行する。
【図３】本発明に係る突起電極及びその製造方法（リフロー工程）の一実施形態を示す断面図であり、図３［１］〜図３［３］の順に工程が進行する。
【図４】本発明に係る突起電極の製造方法（浸漬工程）の一実施形態を示す断面図であり、図４［１］〜図４［３］の順に工程が進行する。
【符号の説明】
【００５９】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  電極構造体
１１  ニッケル層
１１ｂ  ニッケル層の酸化膜
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  電極構造体の側面
１２  金層
１２ｂ  合金層
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  電極構造体の上面
１３  レジスト膜
１４  下地層
１５ｃ  突起電極
１６ｂ，１６ｃ  はんだ層
２０  基板
Ｓ  はんだ材料
Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ  はんだ粒子
Ｓ２  液体
【図１】
2006294949.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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