(57)【要約】【課題】実装基板上に残渣のないハンダ付き実装基板を得るためのハンダ付き実装基板製造用フィルムを提供すること。【解決手段】プラスチックフィルム上に水溶性層を有するハンダ付き実装基板製造用フィルム、さらには基板上にハンダを形成させるハンダ付き実装基板の製造方法であって、（Ａ）ハンダ付き実装基板製造用積層体の基板より水溶性層側の層を除去して開口部を形成する工程、（Ｂ）前記開口部にハンダを形成する工程、（Ｃ）前記積層体を除去する工程、をこの順に有することを特徴とするハンダ付き実装基板の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックフィルム上に水溶性層を有するハンダ付き実装基板製造用フィルム。
【請求項２】
前記プラスチックフィルムの融点が、２２０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付き実装基板製造用フィルム。
【請求項３】
前記プラスチックフィルムが、ポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１または２に記載のハンダ付き実装基板製造用フィルム。
【請求項４】
前記水溶性層の５％重量減少温度が、２２０℃以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハンダ付き実装基板製造用フィルム。
【請求項５】
前記水溶性層が、水溶性ポリアミドを含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハンダ付き実装基板製造用フィルム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のハンダ付き実装基板製造用フィルムにおける前記水溶性層の前記プラスチックフィルムと反対側に、前記水溶性層と隣接する基板を有することを特徴とするハンダ付き実装基板製造用積層体。
【請求項７】
前記基板の前記水溶性層側の面に銅ピラーを有することを特徴とする請求項６に記載のハンダ付き実装基板製造用積層体。
【請求項８】
基板上にハンダを形成させるハンダ付き実装基板の製造方法であって、
（Ａ）請求項６または７に記載のハンダ付き実装基板製造用積層体の基板より水溶性層側の層を除去して開口部を形成する工程、
（Ｂ）前記開口部にハンダを形成する工程、
（Ｃ）前記積層体を除去する工程、
をこの順に有することを特徴とするハンダ付き実装基板の製造方法。
【請求項９】
前記（Ｃ）前記積層体を除去する工程において、前記プラスチックフィルムの除去をピール剥離で行うことを特徴とする請求項８に記載のハンダ付き実装基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のハンダ付き実装基板の製造方法により得られたハンダ付き実装基板を有する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＳＶ（スルーシリコンビア）電極を有する半導体チップ等に用いることができるハンダ付き実装基板を製造するための、ハンダ付き実装基板製造用フィルム、ハンダ付き実装基板製造用積層体、ハンダ付き実装基板の製造方法およびその製造方法により得られたハンダ付き実装基板を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンに代表される携帯通信機器やデジタルカメラ、デジタルビデオ等のモバイル製品の高機能化、小型化に伴い、これらの機器に搭載される電子デバイスに対して、小型・薄型化、高性能化への要求が厳しくなっている。半導体チップにおいては、ハンダ突起（半導体チップ素子面に形成された突起電極）の微細化が進んでいる。最近では、シリコン貫通ビア技術を活用した３次元積層化デバイスなどの開発に向けて、より微細なハンダ突起が必要となっている。
【０００３】
ハンダ突起形成に関して、今までハンダボールにて形成する技術があったが、バンプのファインピッチ化のため、リフロー時に溶融しない銅突起上に、ハンダキャップと呼ばれる小型のハンダ突起を形成する技術がファインピッチ用途の主流になっていくと考えられている。ハンダキャップを形成するために、ハンダペースト印刷法、電解めっき法など、様々な手法が開発されている。
【０００４】
ファインピッチ化によりバンプ接合部のハンダ体積が大幅に減少し、接合部の金属ピラーとハンダが反応して全て金属間化合物となってしまうなど、ハンダの機械特性が変化することが課題となると考えられている。そのため、接合部の信頼性に関係するハンダ組成は制御すべき重要な項目となるが、電解めっき法ではハンダの組成が安定せず、問題になると考えられている。その点、ハンダペースト印刷法は、ペーストの組成が安定で、レジスト材料によるマスクの微細化が可能であり、ハンダキャップ形成法の一つとして期待されている。またハンダペースト印刷法においては、ハンダ印刷をしない部分をマスクして、ハンダが印刷されないようにするのが一般的であるが、近年、基板へのダメージの観点から、水により除去できるマスクが求められている。
【０００５】
ハンダペースト印刷法でハンダキャップ形成を行う方法として、樹脂組成物フィルムを二層積層してハンダキャップを形成する方法が報告されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。この方法では、下層であるアルカリ可溶性である材料は、アクリル樹脂を用いているため水による除去が困難と予想される。
【０００６】
一方、レジスト材料として、アルカリ可溶性ポリイミドを使用した材料が報告されている（例えば、特許文献４参照）。ポリイミドは耐熱性が高く、高温に加熱しても分解しないため、ハンダペースト印刷法によるハンダキャップ形成に有効と考えられるが、水による除去が困難であった。また樹脂層の貫通孔内に導電素子を形成し、その後樹脂層を水によって除去する工程を有する半導体装置の製造方法が報告されているが、これもハンダペースト印刷法によるハンダキャップを形成させると、水による除去が困難となるものであった（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６６７９５号公報
【特許文献２】特開２００７−０５２３５１号公報
【特許文献３】特開２００７−０７９５５０号公報
【特許文献４】特開２００９−２５８４７１号公報
【特許文献５】特開２００９−０９９８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
かかる状況に鑑み、本発明は、水処理により基板上に残渣が残ることなく、ハンダ付き実装基板を得るためのハンダ付き実装基板製造用フィルム、ハンダ付き実装基板製造用積層体、ハンダ付き実装基板の製造方法およびその製造方法により製造されたハンダ付き実装基板を有する半導体装置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】
【０００９】
すなわち本発明は、プラスチックフィルム上に水溶性層を有するハンダ付き実装基板製造用フィルムである。
【００１０】
また本発明は、本発明のハンダ付き実装基板製造用フィルムにおける前記水溶性層の前記プラスチックフィルムと反対側に、前記水溶性層と隣接する基板を有することを特徴とするハンダ付き実装基板製造用積層体である。
【００１１】
また本発明は、基板上にハンダを形成させるハンダ付き実装基板の製造方法であって、
（Ａ）本発明のハンダ付き実装基板製造用積層体の基板より水溶性層側の層を除去して開口部を形成する工程、
（Ｂ）前記開口部にハンダを形成する工程、
（Ｃ）前記積層体を除去する工程、
をこの順に有することを特徴とするハンダ付き実装基板の製造方法である。
【００１２】
また本発明は、本発明のハンダ付き実装基板の製造方法により得られたハンダ付き実装基板を有する半導体装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２２０℃以上に加熱処理しても、アルカリ現像液による処理なしに、鋳型となるプラスチックフィルムおよび水溶性層を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プラスチックフィルムと水溶性層を同時に除去する場合で、ハンダペーストを用いてハンダを形成する場合の、本発明のハンダ付き実装基板の製造例である。
【図２】プラスチックフィルムと水溶性層に開口部を形成する工程で、金属電極より広い開口部を形成する場合の本発明のハンダ付き実装基板の製造例である。
【図３】ハンダペーストを、プラスチックフィルムと水溶性層の開口部と、プラスチックフィルムの全面領域に被覆した場合で、プラスチックフィルムと水溶性層を同時に除去する場合の、本発明のハンダ付き実装基板の製造例である。
【図４】プラスチックフィルムを除去した後に、水溶性層を除去する場合の本発明のハンダ付き実装基板の製造例である。
【図５】ハンダペーストを、プラスチックフィルムと水溶性層の開口部と、プラスチックフィルムの全面領域に被覆した場合で、プラスチックフィルムを除去した後に、水溶性層を除去する場合の、本発明のハンダ付き実装基板の製造例である。
【図６】溶融ハンダを用いて、プラスチックフィルムと水溶性層の開口部にハンダを形成する場合で、プラスチックフィルムを除去した後に、水溶性層を除去する場合の、本発明のハンダ付き実装基板の製造例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のハンダ付き実装基板製造用フィルムは、プラスチックフィルム上に水溶性層を有する。ここで言うハンダは、金属ピラー等の金属配線上で突起形状にて用いられ、例えば図１〜図６では、ハンダ突起６として用いられている。
【００１６】
金属ピラー等の金属配線の材質としては特に限定されないが、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、金、スズ、銀やそれら金属の複合品、それら金属の酸化物や金属複合品の酸化物などが挙げられる。なかでも接続信頼性に優れる銅を用いることが好ましい。また金属ピラー等の金属配線の上部は、実装基板の高さ位置と同じであってもよいし、異なっていてもよい。またここで言う金属配線とは、電気的な接合を行うための金属領域のことをいい、実装基板の水平面から垂直に見たときに、金属領域は点状であってもよいし、丸形状であってもよいし、四角形状であってもよいし、線形状であってもよいし、いずれの形状でもよい。
【００１７】
また実装基板として用いられる基板としては、特に限定されないが、半導体ウェハ等や半導体ウェハを個片化した半導体チップ等が挙げられる。またハンダ付き実装基板とは、実装基板上にハンダが形成された実装基板をいい、ハンダの形状としては、例えば突起形状が挙げられる。
【００１８】
本発明のプラスチックフィルムとは、支持フィルムがない状態でも機械的強度に優れ、容易に取り扱いができるフィルムのことを指し、例えばロール等で市販されているフィルム状製品が挙げられる。ここで言う機械的強度に優れ、容易に取り扱いができるフィルムというのは、１ｃｍ×５ｃｍサイズの試験片を作製して室温（２３℃）下で垂直にした状態とし、これの下辺に１００ｇの重りを吊り下げたときに、３０分間放置しても破断しないフィルムのことを指す。例えば、引張強さが１０ＭＰａのフィルムは、本発明で言うプラスチックフィルムに該当する。本発明で言う引張強さとは、引張試験機を用いて測定することができ、速度２００ｍｍ／分で引っ張り、試料が破断したときの強度として求めることができる。
【００１９】
プラスチックフィルムの例としては、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエステルフィルム、芳香族ポリエステルフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム（ＰＴＦＥ）等のフッ素含有ポリマーフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリフェニレンエーテルフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリスルホンフィルムなどが挙げられる。プラスチックフィルムの具体例としては（以下、商品名）、ルミラー、トレリナ、トレファン（東レ（株）製）、カプトン（東レ・デュポン（株）製）、ユーピレックス（宇部興産（株）製）、アピカル（（株）カネカ製）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。プラスチックフィルムと水溶性層との接触面には、界面における密着性や水溶性コーティング材の塗工性を向上させるために、シリコーン、シランカップリング剤、アルミキレート剤などの表面処理をプラスチックフィルムに施してもよい。
【００２０】
またハンダ形成においては、プラスチックフィルムは高温状態に晒されるため、変形抑制の観点から、融点の高いプラスチックフィルムを用いることが好ましい。すなわちプラスチックフィルムの融点としては、１５０℃以上であることが好ましく、２００℃以上であることがより好ましく、２２０℃以上であることがさらに好ましく、２４０℃以上であることがいっそう好ましく、２６０℃以上であることがよりいっそう好ましい。
【００２１】
また同様の理由で、プラスチックフィルムの５％重量減少温度は２２０℃以上が好ましく、２４０℃以上であることがより好ましく、２６０℃以上であることがさらに好ましく、３００℃以上であることがいっそう好ましい。ここで言う５％重量減少温度とは、熱重量減少測定により測定でき、ＴＧ−ＤＴＡ測定において窒素雰囲気下、１０℃／分にて昇温したときの５％重量減少温度を指す。
【００２２】
これらの観点から、プラスチックフィルムとしては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムやポリイミドフィルムを用いることが好ましく、ポリイミドフィルムを用いることがより好ましい。
【００２３】
また、プラスチックフィルムをピール剥離にて除去する場合、水溶性層からプラスチックフィルムを剥離することになるが、プラスチックフィルムをピール剥離にて除去する場合としては、水溶性層の凝集破壊により剥離する場合と、水溶性層とプラスチックフィルムの界面で剥離する場合が挙げられる。
【００２４】
ここで、水溶性層の凝集破壊によりプラスチックフィルムを剥離する場合は、水溶性層の凝集力より強い力でプラスチックフィルムを引っ張る必要がある。また水溶性層とプラスチックフィルムの界面で剥離する場合、水溶性層の接着力より強い力でプラスチックフィルムを引っ張る必要がある。さらに時間短縮のためピール剥離の速度を速くする場合があるが、その場合プラスチックフィルムにかかる力が強くなる。
【００２５】
これらの観点からプラスチックフィルムの機械的強度は高いことが好ましく、具体的には、プラスチックフィルムの引張強さ１０ＭＰａ以上であることが好ましく、また５０ＭＰａ以上であることがより好ましく、１００ＭＰａであることがさらに好ましく、１５０ＭＰａ以上であることがいっそう好ましい。ここで言う引張強さとは、引張試験機を用いて測定することができ、速度２００ｍｍ／分で引っ張り、試料が破断したときの強度として求めることができる。
【００２６】
これらの観点から、プラスチックフィルムとしては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムやポリイミドフィルムを用いることが好ましい。
【００２７】
またプラスチックフィルムの厚みは特に限定されないが、開口部を形成させるために、部分的に強力なエネルギー等を照射して分解させる際の加工時間の観点から、５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以下であることがさらに好ましい。またプラスチックフィルムの取り扱いの観点から、１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上であることがさらに好ましい。またプラスチックフィルムの厚みにより、金属ピラー等の金属配線上に形成されるハンダの大きさ、高さを制御することができる。
【００２８】
本発明で言う水溶性層とは水溶性を有する樹脂層のことをいい、水溶性とは実装基板上に層を形成させた場合、水により実装基板から除去できる特性のことをいう。水溶性層は水溶性樹脂を含有するが、水に不溶な成分を含有していてもよい。また水溶性層が形成される限り、ビスフェノールＡ型液状エポキシ化合物やイミダゾール等の硬化剤等の低分子有機化合物や、融解温度の低いオリゴマーやエラストマー等を含有してもよい。またシリカ等の無機充填剤を含有してもよい。
【００２９】
また実装基板からの除去性の観点から、水溶性層に占める水溶性樹脂の重量比率は７０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。ここで言う水溶性樹脂とは、２３℃の水１００ｇに３０ｇの樹脂を投入して９６時間攪拌したときに、樹脂の８０重量％以上、すなわち樹脂３０ｇ中２４ｇ以上が溶解するものをいい、例えば有機ポリマーや有機オリゴマー等の有機化合物が挙げられる。樹脂の溶解率（重量％）については、２３℃の水１００ｇに３０ｇの樹脂を投入して９６時間攪拌した後、ろ過を行って不溶物を取り出し、これを５０℃、８時間で乾燥させた後の重量（ｇ）を測定することにより求めることができる。すなわち樹脂の溶解率（重量％）＝（３０（ｇ）−不溶物の乾燥後の重量（ｇ））／３０（ｇ）×１００にて求めることができる。
【００３０】
水溶性層の成分である水溶性樹脂としては特に限定されないが、例えば水溶性ポリアミド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール等が挙げられる。また加工性や皮膜の安定性、皮膜の溶解性、プラスチックフィルムへの塗工性の観点から、水溶性樹脂単独の状態でも皮膜形成ができることが好ましい。またプラスチックフィルムに塗工した際の安定性の観点から、水溶性樹脂はアモルファス性を示すことが好ましく、結晶性が低いことが好ましい。また、加熱処理後の溶解性の観点から、水溶性樹脂単独では自己反応しないことが好ましい。
【００３１】
またハンダ形成においては、水溶性層はプラスチックフィルムと同様に高温状態に晒される。そのため変形抑制の観点から、５％重量減少温度が２２０℃以上であることが好ましく、２４０℃以上であることがより好ましく、２６０℃以上であることがさらに好ましく、３００℃以上であることがいっそう好ましい。ここで言う５％重量減少温度とは、熱重量減少測定により測定でき、ＴＧ−ＤＴＡ測定において窒素雰囲気下、１０℃／分にて昇温したときの５％重量減少温度を指す。これらの観点や製造の容易さから、水溶性樹脂として水溶性ポリアミドが好ましい。水溶性ポリアミドとは、水溶性樹脂の要件を満たすポリアミド、すなわち２３℃の水１００ｇに３０ｇの樹脂を投入して９６時間攪拌したときに樹脂の８０重量％以上、すなわち樹脂３０ｇ中２４ｇ以上が溶解するポリアミドのことをいい、具体的には（以下、商品名）、Ａ−９０、Ｐ−７０（東レ（株）製）等が挙げられる。樹脂の溶解率（重量％）については、前述の方法にて求めることができる。また水溶性ポリアミドは水に溶解した状態のものを用いてもよく、例えばＰ−９５（東レ（株）製）等が挙げられる。
【００３２】
水溶性層の厚みは特に限定されないが、乾燥後の膜厚が０．１μｍ以上１００μｍ以下となることが好ましい。プラスチックフィルム上に形成する水溶性層の厚みにより、金属ピラー等の金属配線上に形成されるハンダの大きさ、高さを制御することができる。
【００３３】
プラスチックフィルムに水溶性層を形成する方法は、水溶性樹脂コーティング材をプラスチックフィルムに塗布し、溶媒を揮発させて形成する方法や、水溶性樹脂フィルムをラミネート処理によりプラスチックフィルム上に形成する方法等が挙げられる。プラスチックフィルムに水溶性層を形成する方法はいずれの方法でもよいが、水溶性樹脂コーティング材をプラスチックフィルムに塗布し、溶媒を揮発させて形成する方法が製造の容易さから好ましい。ここで言う水溶性樹脂コーティング材とは、水溶性層を構成する成分を水や有機溶剤で溶解させた組成物のことをいい、水溶性に問題がない範囲において、界面活性剤や密着補助材等の添加剤を含んでもよい。
【００３４】
有機溶剤としては、具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル類、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチルなどのアセテート類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、２−ヘプタノンなどのケトン類、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ペンタノ−ル、４−メチル−２−ペンタノール、３−メチル−２−ブタノール、３−メチル−３−メトキシブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、その他、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。水溶性樹脂を溶解する溶媒として、水やこれら有機溶剤、水とこれらの有機溶剤の混合物、これら有機溶剤の混合物のいずれを用いてもよい。
【００３５】
また、界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。この中でも基板との親和性改善効果の高いフッ素系界面活性剤が好ましい。フッ素系界面活性剤の具体例としては（以下、商品名）、メガファックＦ１７１、Ｆ１７３、Ｒ−３０（ＤＩＣ（株）（旧大日本インキ化学工業（株））製）、フロラードＦＣ４３０、ＦＣ４３１（住友スリーエム（株）製）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳ−３８２、ＳＣ１０１、ＳＣ１０２、ＳＣ１０３、ＳＣ１０４、ＳＣ１０５、ＳＣ１０６（旭硝子（株）製）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、シリコーン系界面活性剤の具体例としては（以下、商品名）、ＢＹＫ−３７８、ＢＹＫ−３３７、ＢＹＫ−３０６、ＢＹＫ−３３３、ＢＹＫ−３７５、ＢＹＫ−３７０、ＢＹＫ−３７７、ＢＹＫ−３２３、ＢＹＫ−３２５（ビックケミー・ジャパン（株）製）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、界面活性剤は、複数種を組み合わせて用いることもできる。
【００３６】
また、密着補助材としては、例えば、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン類；トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン類；ヘキサメチルジシラザン、Ｎ，Ｎ’−ビス（トリメチルシリル）ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類；ビニルトリクロロシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（Ｎ−ピペリジニル）プロピルトリメトキシシラン等のシラン類；ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素環状化合物；１，１−ジメチルウレア、１，３−ジメチルウレア等の尿素、またはチオ尿素化合物等を挙げることができる。
【００３７】
水溶性樹脂コーティング材をプラスチックフィルムに塗布し、溶媒を揮発させて形成する方法において、水溶性樹脂コーティング材をプラスチックフィルムに塗布する方法としては、スプレー塗布、ロールコーティング、スクリーン印刷、ブレードコーター、ダイコーター、カレンダーコーター、メニスカスコーター、バーコーター、ロールコーター、コンマロールコーター、グラビアコーター、スクリーンコーター、スリットダイコーターなどの方法が挙げられるが、いずれの方法でもよい。また、水溶性樹脂コーティング材を用いてプラスチックフィルム上に塗布形成した後に、同じ水溶性樹脂コーティング材もしくは別組成の水溶性樹脂コーティング材を塗布形成して積層してもよい。また、水溶性樹脂コーティング材を用いてプラスチックフィルム上に塗布形成した後に、水溶性樹脂フィルムを用いて別の水溶性層を形成してもよい。
【００３８】
また、水溶性樹脂コーティング材をプラスチックフィルムに塗布した後に溶媒を揮発させる方法としては、オーブン、ホットプレート、赤外線などを使用することができる。乾燥温度及び乾燥時間は、水や有機溶剤を揮発させることが可能な範囲であればよい。
【００３９】
また、水溶性層を保護するために、水溶性層上に保護フィルムを有してもよい。これにより、大気中のゴミやチリ等の汚染物質から、水溶性層の表面を保護することができる。保護フィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエステルフィルム等が挙げられる。保護フィルムは、水溶性層との接着力が小さいものであると好ましい。また、保護フィルムを剥離するときに、水溶性層が凝集破壊しないことが好ましい。
【００４０】
次に、水溶性樹脂フィルムをラミネート処理によりプラスチックフィルム上に形成する方法について説明する。ここで言う水溶性樹脂フィルムとは、水溶性層および支持フィルム（ＰＥＴ等のポリエステルやその他のフィルム）を有するフィルムをいう。水溶性層を形成する組成物を水や有機溶剤で溶解させたものを、支持フィルムに塗工、乾燥して得ることができ、水溶性樹脂フィルムを用いてラミネート処理することにより、プラスチックフィルム上に水溶性層を形成させることができる。またラミネート方法としては、熱プレス処理、熱ラミネート処理、熱真空ラミネート処理等が挙げられる。
【００４１】
具体的には水溶性樹脂フィルムが保護フィルムを有する場合にはこれを剥離し、水溶性樹脂フィルムの水溶性層を有する層側の面とプラスチックフィルムが対向するように、貼り合わせ、その後支持フィルムを剥離する方法が挙げられる。貼り合わせる方法としては、上記の方法が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４２】
次に、水溶性樹脂フィルムを作製する方法について説明する。水溶性樹脂フィルムは上述の水溶性樹脂コーティング材を支持フィルム上に塗布し、次いでこれを必要により乾燥することにより得られる。その際用いられる支持フィルムは特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリイミドフィルムなど、通常市販されている各種のフィルムが使用可能である。水溶性層と支持フィルムとの接合面には、密着性と剥離性を向上させるために、シリコーン、シランカップリング剤、アルミキレート剤などの表面処理を施してもよい。また、支持フィルムの厚みは特に限定されないが、作業性の観点から、１０〜７５μｍの範囲であることが好ましい。
【００４３】
水溶性樹脂コーティング材を支持フィルムに塗布する方法としては、スプレー塗布、ロールコーティング、スクリーン印刷、ブレードコーター、ダイコーター、カレンダーコーター、メニスカスコーター、バーコーター、ロールコーター、コンマロールコーター、グラビアコーター、スクリーンコーター、スリットダイコーターなどの方法が挙げられる。また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘度などによって異なるが、通常、乾燥後の膜厚が、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
【００４４】
乾燥には、オーブン、ホットプレート、赤外線などを使用することができる。乾燥温度及び乾燥時間は、水や有機溶媒を揮発させることが可能な範囲であればよい。
【００４５】
次に、本発明のハンダ付き実装基板製造用積層体について説明する。本発明のハンダ付き実装基板製造用積層体は、本発明のハンダ付き実装基板製造用フィルムにおける前記水溶性層の前記プラスチックフィルムと反対側に、前記水溶性層と隣接する基板を有することを特徴とする。また本発明のハンダ付き実装基板製造用積層体は、基板の水溶性層側の面に銅ピラーを有することが好ましい。銅ピラーを有することにより、より接続信頼性に優れた接続が可能となる。
【００４６】
本発明のハンダ付き実装基板製造用積層体の作製方法について説明する。本発明のハンダ付き実装基板製造用積層体の作製方法は、本発明のハンダ付き実装基板製造用フィルムを実装基板にラミネートする方法や、実装基板に水溶性樹脂コーティング材や水溶性樹脂フィルムで水溶性層を形成した後に、プラスチックフィルムをラミネートする方法等により作製できる。
【００４７】
ハンダ付き実装基板製造用フィルムを実装基板にラミネートしてハンダ付き実装基板製造用積層体を作製する方法について説明する。ハンダ付き実装基板製造用フィルムの水溶性層が基板に接するようにハンダ付き実装基板製造用フィルムを設置し、熱プレス処理、熱ラミネート処理、熱真空ラミネート処理等による熱圧着により行うことで、ハンダ付き実装基板製造用積層体を作製することができる。
【００４８】
具体的にはハンダ付き実装基板製造用フィルムが保護フィルムを有する場合にはこれを剥離し、ハンダ付き実装基板製造用フィルムの水溶性層を有する層側の面と基板が対向するように、熱圧着により貼り合わせる。基板とハンダ付き実装基板製造用フィルムの間に空隙が生じることを避けるため、真空ラミネート処理が好ましく、真空ロールラミネート処理がより好ましい。また、凹凸のある基板上に作製する場合、真空ラミネート処理した後に、プレス処理することが好ましい。通常、凹凸のある基板に樹脂組成物を直接塗布する場合、基板の凹凸に追従して、塗膜表面は凹凸形状になることや、凹凸部に残存する空隙が発生することが問題となるが、ハンダ付き実装基板製造用フィルムを用いた場合、樹脂膜の平坦性や基板上の空隙を抑制することが可能となるため、ハンダ付き実装基板製造用フィルムを用いてハンダ付き実装基板製造用積層体を作製することが好ましい。
【００４９】
次に、実装基板に水溶性樹脂コーティング材や水溶性樹脂フィルムで水溶性層を形成した後に、プラスチックフィルムをラミネートして、ハンダ付き実装基板製造用積層体を作製する方法について説明する。
【００５０】
まず、実装基板に水溶性層を形成する方法について説明する。実装基板に水溶性層を形成する方法は、上述の水溶性樹脂コーティング材を実装基板に塗布し、溶媒を揮発させて形成する方法や、上述の水溶性樹脂フィルムをラミネート処理により基板上に形成する方法等が挙げられる。
【００５１】
水溶性樹脂コーティング材を実装基板に塗布し、溶媒を揮発させて形成する方法において、水溶性樹脂コーティング材を基板に塗布する方法としては、スピン塗布、スプレー塗布、ロールコーティング、スクリーン印刷、ブレードコーター、ダイコーター、カレンダーコーター、メニスカスコーター、バーコーター、ロールコーター、コンマロールコーター、グラビアコーター、スクリーンコーター、スリットダイコーターなどの方法が挙げられるが、いずれの方法でもよい。また、水溶性樹脂コーティング材を用いて実装基板上に塗布形成した後に、同じ水溶性樹脂コーティング材もしくは別組成の水溶性樹脂コーティング材を塗布形成して積層してもよい。また、水溶性樹脂コーティング材を用いて実装基板上に塗布形成した後に、水溶性樹脂フィルムを用いて水溶性層を形成してもよい。また、塗膜形成後に、プレス等により平坦化処理を行ってもよい。
【００５２】
また、水溶性樹脂コーティング材を基板に塗布した後に溶媒を揮発させる方法としては、オーブン、ホットプレート、赤外線などを使用することができる。乾燥温度及び乾燥時間は、水や有機溶剤を揮発させることが可能な範囲であればよい。
【００５３】
水溶性樹脂フィルムをラミネート処理により基板上に形成する方法としては、熱プレス処理、熱ラミネート処理、熱真空ラミネート処理等による熱圧着により行うことができる。
【００５４】
具体的には水溶性樹脂フィルムが保護フィルムを有する場合にはこれを剥離し、水溶性樹脂フィルムの水溶性層を有する層側の面と基板が対向するように、熱圧着により貼り合わせ、その後支持フィルムを剥離する。基板と水溶性樹脂フィルムの間に空隙が生じることを避けるため、真空ラミネート処理が好ましく、真空ロールラミネート処理がより好ましい。また、凹凸のある基板上に作製する場合、真空ラミネート処理した後に、プレス処理することが好ましい。通常、凹凸のある基板に樹脂組成物を直接塗布する場合、基板の凹凸に追従して、塗膜表面は凹凸形状になることや、凹凸部に残存する空隙が発生することが問題となるが、水溶性樹脂フィルムを用いた場合、樹脂膜の平坦性や基板上の空隙を抑制することが可能となるため、水溶性樹脂フィルムを用いて水溶性層を形成することが好ましい。
【００５５】
次に、基板上に形成した水溶性層の面に、プラスチックフィルムを積層して、ハンダ付き実装基板製造用積層体を作製する方法について説明する。水溶性層を有する実装基板に、水溶性層と隣接するようにプラスチックフィルムを設置し、熱プレス処理、熱ラミネート処理、熱真空ラミネート処理等による熱圧着により行うことで、ハンダ付き実装基板製造用積層体を作製することができる。
【００５６】
具体的には、水溶性層を有する実装基板の水溶性層を有する層側の面に、熱圧着によりプラスチックフィルムを貼り合わせる。水溶性層を有する基板とプラスチックフィルムの間に空隙が生じることを避けるため、真空ラミネート処理が好ましく、真空ロールラミネート処理がより好ましい。また、凹凸のある基板上に作製する場合、真空ラミネート処理した後に、プレス処理することが好ましい。
【００５７】
次に本発明のハンダ付き実装基板の製造方法について、説明する。本発明のハンダ付き実装基板の製造方法は、基板上にハンダを形成させるハンダ付き実装基板の製造方法であって、
（Ａ）本発明のハンダ付き実装基板製造用積層体の基板より水溶性層側の層を除去して開口部を形成する工程、
（Ｂ）前記開口部にハンダを形成する工程、
（Ｃ）前記積層体を除去する工程、
をこの順に有することを特徴とする。
【００５８】
まず（Ａ）本発明のハンダ付き実装基板製造用積層体の基板より水溶性層側の層を除去して開口部を形成する工程について説明する。ハンダ付き実装基板製造用積層体の基板より水溶性層側の層を除去する方法は、ＵＶ−ＹＡＧレーザーや炭酸ガスレーザー等の強力なエネルギー等を照射したり、イオン化したガス等を接触させて部分的に分解することで行うことができる。またマスクを使用してプラズマ処理により除去したり、レーザー照射により除去したりしてもよい。また、除去する水溶性層側の層の領域は、ハンダを形成する金属ピラー等の金属配線の周辺部であればよく、その領域はどのようなサイズでもよい。除去する水溶性層側の層の領域は、例えば図１のように金属ピラー等の金属配線部と同じ面積でもよいし、例えば図２のように金属ピラー等の金属配線部より大きい面積でもよい。また金属ピラー等の金属配線部より小さい面積を除去してもよい。除去するサイズを制御することにより、金属ピラー上に形成されるハンダの大きさ、高さを制御することができる。
【００５９】
次に（Ｂ）開口部にハンダを形成する工程について説明する。開口部にハンダを形成する工程とは、金属ピラー等の金属配線部にハンダ組成物を形成する工程のことをいう。ハンダの形状は曲面であってもよいし、角ばった形状であってもよい。（Ｂ）開口部にハンダを形成する工程は、例えばハンダ微粒子やフラックス等を含んだハンダペーストを開口部に充填し、その後ハンダ微粒子を溶融させてハンダを形成する方法が挙げられる。またハンダペーストの代わりに溶融したハンダを開口部に塗工してハンダを形成したり、ハンダボール等のハンダの塊を開口部に設置し、溶融してハンダを形成したり、メッキ工程によりハンダ組成を形成したり、いずれの方法でもよい。
【００６０】
ハンダペーストを用いて開口部にハンダを形成する方法について説明する。ハンダペーストを用いて開口部にハンダを形成する方法とは、例えばハンダペーストを開口部に充填し、加熱してハンダペーストを溶融して形成する方法が挙げられる。
【００６１】
ハンダペーストを開口部に充填する工程としては、ハンダ微粒子やフラックス等を含むハンダペーストを、例えば東レエンジニアリング社製真空印刷装置ＶＤ５００Ｃ等を用いて、開口部に埋め込む方法が挙げられる。ここで言うハンダペーストとは、ハンダ微粒子とハンダ微粒子の融解を促す成分等を含んだ組成物のことをいい、熱が加わることでハンダ微粒子が融解して大きいサイズのハンダに変形する。すなわち金属ピラー等の金属配線部上にてハンダ微粒子が融解して、金属ピラー等の金属配線上にハンダが形成される。
【００６２】
ハンダペーストの組成としては特に限定されないが、プラズマリフローやリフロー加熱により、ハンダペースト中のハンダ微粒子が融解する組成であればよい。ハンダ微粒子の金属組成は特に限定されないが銀、銅、ビスマス等が挙げられ、その比率も特に限定されないが、例えばＭ７０５−ＢＰＳ７（千住金属工業（株）社製）が挙げられる。
【００６３】
ハンダペーストに含まれるハンダ微粒子のサイズは、ビア内に充填されるサイズであれば特に限定されないが、ビアへの埋め込み性から２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。またビア直径が１０μｍより小さい場合は、さらに小さいハンダ微粒子を用いることが好ましい。また、ハンダ微粒子は、異なるサイズのものを混合して使用してもよい。
【００６４】
またハンダペーストを充填する際には、ビアへの埋め込み性を高めるため、真空下でハンダペーストを印刷することが好ましい。またハンダペーストの充填は、開口部にハンダペーストが充填されていればよく、開口部からハンダペーストがはみ出していてもよく、また実装基板全面にハンダペーストが印刷されていてもよい。この場合、プラスチックフィルム上に印刷されているハンダペーストの量により、金属ピラー等の金属配線部上に形成されるハンダの大きさ、高さを制御することができる。
【００６５】
次に加熱してハンダペーストを溶融させる工程について説明する。加熱してハンダペーストを溶融させる工程とは、ハンダペーストに含まれるハンダ微粒子をオーブン加熱やリフロー加熱等の加熱処理により融解させる工程のことをいう。リフロー加熱方法については、赤外線リフローや真空リフロー、ギ酸リフローなどがあるが、いずれの方法でも構わない。加熱する温度については、ハンダペーストが融解する温度であればいずれでも構わないが、鉛フリーハンダにより調合されたハンダペーストを用いる場合、２２０℃以上に加熱することが好ましく、２４０℃以上に加熱することがより好ましい。
【００６６】
ハンダペースト以外のハンダ組成物を用いて、開口部にハンダを形成する方法について説明する。溶融したハンダを用いてハンダを形成する場合、開口部が充填されるように溶融したハンダを、吐出等を行いながら溶融ハンダを塗工する。溶融ハンダを塗布する際には、開口部のみに充填してもよいし、溶融ハンダが開口部からはみ出していてもよい。また、ハンダ付き実装基板製造用積層体の全面に塗布して、金属ピラー等の金属配線以外のプラスチックフィルム上に図３におけるハンダ微粒子溶融物７のようなハンダ溶融物が残るように塗布してもよい。溶融ハンダを用いてハンダ付き実装基板を製造する一例を、図６に示す。また、ハンダボール等のハンダの塊を開口部に設置し、溶融する方法や、メッキ工程によりハンダ組成を開口部に形成する方法でもよい。
【００６７】
またポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等の融点の低いプラスチックフィルムを用いる場合は、融点の低いハンダ微粒子を含むハンダペーストや溶融ハンダを用いることが好ましい。融点の低いハンダ微粒子を含むハンダ組成物としては、例えばＢｉ５８Ｓｎ４２等のスズ−ビスマス系のハンダ組成物や、Ｉｎ５２Ｓｎ４８等のスズ−インジウム系のハンダ組成物が挙げられる。
【００６８】
次に（Ｃ）積層体を除去する工程について説明する。（Ｃ）積層体を除去する工程とは、鋳型となった積層体を除去する工程のことをいい、積層体の除去とともに、ハンダペースト等の残渣や、金属配線上に形成されたハンダ以外のハンダ微粒子溶融物等を併せて除去してもよい。積層体の除去は、プラスチックフィルムと水溶性層を同時に除去してもよいし、プラスチックフィルムを除去した後に、水溶性層を除去してもよい。また積層体を除去する工程は、基板へのダメージ、金属ピラー等の金属配線の腐食や形成されたハンダの腐食の観点から、水により除去させる工程であることが好ましい。
【００６９】
水によりプラスチックフィルムと水溶性層を同時に除去する方法としては、積層体を有するハンダ付き実装基板を水や加熱した水に一定時間浸漬して除去する方法や、積層体を有するハンダ付き実装基板に霧状の水や霧状の加熱した水を噴射して除去する方法が挙げられる。また積層体を有するハンダ付き実装基板に高圧の水や高圧の加熱した水を当てて除去する方法や、水や加熱した水に浸漬しながら超音波処理して除去する方法も挙げられる。基板へのダメージの観点から積層体は、水や温水に浸漬して除去することが好ましい。また、積層体を除去する前に、ハンダペーストの残渣等を除去してから、積層体を除去してもよい。
【００７０】
またプラスチックフィルムを除去した後に、水溶性層を除去する方法について説明する。プラスチックフィルムを除去する方法としては、有機溶剤やアルカリ液に浸漬させてプラスチックフィルムを膨潤させて除去する方法や、プラスチックフィルムをピール剥離等の機械的な方法により除去する方法が挙げられる。
【００７１】
有機溶剤やアルカリ液に浸漬させてプラスチックフィルムを膨潤させて除去する方法の場合、実装基板へのダメージ、金属ピラー等の腐食の観点から、有機溶剤やアルカリ液への浸漬時間は短くすることが好ましい。またプラスチックフィルムを除去した後に、水溶性層を除去する工程としては、水により水溶性層を除去させる工程であることが好ましい。また、基板へのダメージの観点から、水溶性層は水や温水に浸漬して除去することが好ましい。
【００７２】
またプラスチックフィルムの機械的強度が強い場合は、プラスチックフィルムを除去する工程は、ピール剥離で行うことが好ましい。ピール剥離にてプラスチックフィルムを除去すると、短時間でハンダの残渣等とプラスチックフィルムを除去できる。さらに水溶性層が実装基板表面に現れるため、水溶性層を水により除去すれば、短時間で水溶性層も除去できる。またピール剥離によりプラスチックフィルムを除去すると、金属配線部以外にハンダ微粒子の溶融物が残存することがないため、有機溶剤やアルカリ液による処理をほとんど行うことなくハンダペースト残渣等が除去できるため好ましい。
【００７３】
またプラスチックフィルムをピール剥離にて除去する場合、実装基板の割れ等の実装基板へのダメージの観点から、ピール剥離時の温度は水溶性層の凝集力が弱くなるように高くすることが好ましく、ホットプレート等で加熱しながらピール剥離することが好ましい。またピール剥離時の温度は、水溶性層のガラス転移温度以上が好ましく、ガラス転移温度プラス４０℃以上がより好ましく、ガラス転移温度プラス６０℃以上であることがさらに好ましく、ガラス転移温度プラス８０℃以上であることがいっそう好ましく、ガラス転移温度プラス１００℃以上であることがよりいっそう好ましい。さらにガラス転移温度プラス１４０℃以上であることがより好ましい。
【００７４】
プラスチックフィルムを除去した後に、水溶性層を除去する工程は、基板へのダメージ、金属ピラー等の金属配線の腐食の観点から、水により水溶性層を除去することが好ましい。水により水溶性層を除去する方法としては、水溶性層を有するハンダ付き実装基板を水や加熱した水に一定時間浸漬して水溶性層等を除去したり、水溶性層を有するハンダ付き実装基板に霧状の水や霧状の加熱した水を噴射して水溶性層等を除去したり、水溶性層を有するハンダ付き実装基板に高圧の水や高圧の加熱した水を当てて水溶性層等を除去したり、水や加熱した水に浸漬しながら超音波処理して水溶性層等を除去したり、いずれの方法でもよい。このように、プラスチックフィルムと水溶性層の積層体を用いて、ハンダペーストを用いてハンダ付き実装基板を製造する一例を、図１〜図５に示す。なお図３、図５においては、ハンダペーストをプラスチックフィルムの全面領域にも被覆しているため、開口部だけでなく、プラスチックフィルム上にもハンダが存在する（ハンダ微粒子溶融物７）。
【００７５】
本発明のハンダ付き実装基板の製造方法は、半導体ウェハ等や半導体ウェハを個片化した半導体チップ等の実装基板が金属ピラーを有している場合には、金属ピラー部にハンダを形成することができる。半導体ウェハのサイズは、６インチや８インチ、１２インチ等を用いることができる。また、矩形の半導体チップの金属ピラー等の金属配線部にハンダを形成することができる。
【００７６】
本発明のハンダ付き実装基板の製造方法により製造されたハンダ付き実装基板を有する半導体装置は、６インチや１２インチ等のハンダ付き実装基板をブレードダイシングやレーザーダイシングにより個片化したハンダ付き実装基板を用いてもよい。また、本発明でいう半導体装置とは半導体素子の特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路及び電子機器は全て半導体装置に含まれる。
【００７７】
本発明の半導体装置の製造方法について説明する。本発明の半導体装置は、本発明のハンダ付き実装基板の製造方法により製造されたハンダ付き実装基板と第二の回路部材を、前記ハンダ付き実装基板のハンダを介在させ、ハンダを溶融して前記ハンダ付き実装基板と前記第二の回路部材を電気的に接続させることにより得ることができる。ここで、回路部材とは、半導体装置を構成する、半導体チップ、チップ部品、回路基板、金属配線材料等の部材のことを言う。回路部材の具体例としては、めっきバンプやスタッドバンプなどのバンプが形成された半導体チップ、抵抗体チップやコンデンサチップ等のチップ部品、ＴＳＶ（スルーシリコンビア）電極を有する半導体チップおよびシリコンインターポーザー等が挙げられる。
【００７８】
半導体装置の信頼性を向上させることを目的として、ハンダ付き実装基板と第二の回路部材の間にアンダーフィル材と呼ばれる樹脂組成物を介在させてもよい。ハンダを溶融して前記ハンダ付き実装基板と前記第二の回路部材を電気的に接続させる方法として、マスリフローと呼ばれるリフロー処理によりハンダ接続してもよいし、ノンフローアンダーフィルと呼ばれる先付けアンダーフィル材をハンダ付き実装基板もしくは第二の回路部材に貼り付け、リフロー処理によりハンダ接続してもよいし、ノンコンダクティブペーストと呼ばれる先付け液状アンダービル材をハンダ付き実装基板もしくは第二の回路部材に供給し、ボンディング装置により加熱加圧条件でボンディングを行ってハンダ接続してもよいし、ノンコンダクティブフィルムと呼ばれる先付けアンダーフィル材をハンダ付き実装基板もしくは第二の回路部材に貼り付け、ボンディング装置により加熱加圧条件でボンディングを行ってハンダ接続してもよいし、特に限定されない。
【００７９】
ボンディングによるハンダ接続方法を具体的に説明する。まず、第一の電極を有するハンダ付き実装基板と、第二の電極を有する第二の回路部材とを、第一の電極と第二の電極とが対向するように配置する。次に、前記対向配置した第一の電極を有するハンダ付き実装基板と第二の電極を有する第二の回路部材の間に先付けアンダーフィル材を介在させる。ここで、先付けアンダーフィル材を介在させる方法は、ハンダ付き実装基板もしくは第二の回路部材の表面に、先付けアンダーフィル材を直接塗布してから揮発成分を除去してもよいし、フィルム状の先付けアンダーフィル材を貼り合わせてから支持フィルムを除去してもよい。先付けアンダーフィル材は、第一の電極を有するハンダ付き実装基板、第二の電極を有する第二の回路部材のいずれかのみの電極側の面に形成してもよいし、第一の電極を有するハンダ付き実装基板、第二の電極を有する第二の回路部材の両方の電極側の面に形成してもよい。そして、これらを加熱加圧して、第一の電極を有するハンダ付き実装基板と第二の電極を有する第二の回路部材を接着させると同時に、前記対向配置した第一の電極と第二の電極を電気的に接続させる。電極同士の電気的接続は、力学的な押し付けによってなされてもよいし、はんだなどを用いた金属接合によってなされてもよい。また、第一の電極を有するハンダ付き実装基板および／または第二の電極を有する第二の回路部材に貫通電極が形成され、第一の電極を有するハンダ付き実装基板、第二の電極を有する第二の回路部材の片面および／または両面に電極が形成されていてもよい。また、ボンディングによるハンダ接続後、先付けアンダーフィル材を焼成してもよい。
【００８０】
本発明のハンダ付き実装基板の製造方法は、２．５Ｄ実装や３Ｄ実装と呼ばれる半導体装置を構成するハンダ付き実装基板の製造に好適に使用することができる。
【実施例】
【００８１】
以下、本発明のハンダ付き実装基板の製造方法について例を挙げて説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００８２】
＜厚みの測定＞
ＤＩＧＩＭＩＣＲＯ  ＭＦＣ−１０１（ニコン社製）を用いて測定した。
【００８３】
＜プラスチックフィルムの融点の測定＞
各実施例で用いたプラスチックフィルムのＤＳＣ測定を行い、ＤＳＣ曲線における融解ピークのピークトップを融点とした。ＤＳＣ測定は、ＤＳＣ６２２０（ＳＩＩ社製）を用いて測定し、測定条件は、窒素雰囲気下、２０℃／分にて昇温して測定した。
【００８４】
＜水溶性層の５％重量減少温度の測定＞
水溶性層のＴＧ−ＤＴＡ測定を行い、５％重量減少温度を測定した。水溶性層の測定試料は、フィルムもしくはウェハ上に形成された水溶性層を、スパチュラで削りとり、測定パンに入れた。ＴＧ−ＤＴＡ測定は、ＴＧ／ＤＴＡ６２００（ＳＩＩ社製）を用いて測定し、測定条件は、窒素雰囲気下、１０℃／分にて昇温して測定した。
【００８５】
合成例１
乾燥窒素気流下、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン４．８２ｇ（０．０１６５モル）、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン３．０８ｇ（０．０１１モル）、ビスアミノプロピルテトラメチルジシロキサン４．９７ｇ（０．０２モル）、アニリン０．４７ｇ（０．００５モル）をＮ−メチルピロリドン１３０ｇに溶解した。ここに２，２−ビス｛４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル｝プロパン二無水物２６．０２ｇ（０．０５モル）をＮ−メチルピロリドン２０ｇとともに加えて、２５℃で１時間反応させ、次いで５０℃で４時間撹拌した。その後、１８０℃で５時間撹拌した。撹拌終了後、溶液を水３Ｌに投入し、ろ過して沈殿を回収し、水で３回洗浄した後、真空乾燥機を用いて８０℃にて２０時間乾燥した。
【００８６】
得られた粉体５．１５ｇ、ＹＬ９８０（三菱化学（株）製）を６．５２ｇ、ｊＥＲ１００９（三菱化学（株）製）を５．１５ｇ、２ＰＺ（四国化成工業（株）製）を０．３４ｇ、ＳＥ２０５０−ＫＮＫ（（株）アドマテックス製）を４５．５０ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を７．３５ｇを１００ｍＬポリ容器に添加し、室温下、ボールミル架台上で９６時間攪拌した。その後、保留粒子径１０μｍのフィルターを用いて、得られた混合液の加圧ろ過を行い、樹脂コーティング材１を得た。
【００８７】
実施例１
水溶性樹脂コーティング材Ｐ−９５（東レ（株）製）を、バーコーターを用いて６インチウェハに塗布した。１００℃で２０分間乾燥を行い、水溶性層を有するテスト基板１−１を得た。水溶性層の厚みは、３０μｍであった。また得られたテスト基板１−１の水溶性層の５％重量減少温度は３００℃以上であった。
【００８８】
なお水溶性樹脂コーティング材Ｐ−９５（東レ（株）製）は、変性ポリアミド樹脂４５〜５５重量％、水変性ポリアミド樹脂４５〜５５重量％の水溶性ポリアミドの水溶液である。すなわち水溶性樹脂コーティング材Ｐ−９５（東レ（株）製）中に含まれる変性ポリアミド樹脂は、水溶性樹脂といえるものである。
【００８９】
得られたテスト基板１−１を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られたテスト基板１−２を温度２３℃の水に浸漬したところ、１分後に水溶性層が除去されていることを確認した。
【００９０】
また得られた水溶性層を有するテスト基板１−１に、真空ラミネート装置ＶＴＭ−２００Ｍ（株式会社タカトリ製）を用いて、非水溶性であるポリイミドフィルムであるカプトン１００ＥＮ（東レ・デュポン（株）製、厚さ２５μｍ、融点３００℃以上）を積層し、水溶性層上にプラスチックフィルムを積層したテスト基板１−３を得た。積層条件は、ラミネート速度５ｍｍ／秒、ラミネートロール圧力０．２ＭＰａ、チャンバー圧力１５０Ｐａにて行った。
【００９１】
得られたテスト基板１−３を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られたテスト基板１−４の非水溶性であるポリイミドフィルムは、室温２３℃の部屋にてピール剥離により除去し、テスト基板１−４’を得た。
【００９２】
また得られたテスト基板１−３を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られたテスト基板１−５の非水溶性であるポリイミドフィルムを、１００℃のホットプレート上にてピール剥離により除去し、テスト基板１−５’を得た。上記テスト基板１−４’を得る際の剥離に比べ、１００℃のホットプレート上にて剥離を行ったため、より小さい力にて剥離できることを確認した。
【００９３】
テスト基板１−５’を温度２３℃の水に浸漬したところ、１分後に水溶性層が除去されていることを確認した。
【００９４】
実施例２
合成例１にて製造した樹脂コーティング材１を、バーコーターを用いて６インチウェハに塗布した。１００℃で１０分間乾燥した後に、２００℃で１時間焼成して、有機樹脂層を有する基板を得た。有機樹脂層の厚みは、３０μｍであった。得られた基板に、水溶性樹脂コーティング材Ｐ−９５（東レ株式会社製）を、バーコーターを用いて塗布した。１００℃で２０分間乾燥を行い、有機樹脂層上に水溶性層を有するテスト基板２−１を得た。水溶性層の厚みは、３０μｍであった。また得られたテスト基板２−１の水溶性層は、実施例１のテスト基板１−１の水溶性層と同一であり、５％重量減少温度は３００℃以上となる。
【００９５】
得られた水溶性層を有するテスト基板２−１を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られたテスト基板２−２を温度２３℃の水に浸漬したところ、１分後に水溶性層が除去されていることを確認した。
【００９６】
得られた水溶性層を有するテスト基板２−１に、真空ラミネート装置ＶＴＭ−２００Ｍ（株式会社タカトリ製）を用いて、非水溶性であるポリイミドフィルムであるカプトン１００ＥＮ（東レ・デュポン（株）製、厚さ２５μｍ、融点３００℃以上）を積層し、水溶性層上にプラスチックフィルムを積層したテスト基板２−３を得た。積層条件は、ラミネート速度５ｍｍ／秒、ラミネートロール圧力０．２ＭＰａ、チャンバー圧力１５０Ｐａにて行った。
【００９７】
得られたテスト基板２−３を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られたテスト基板２−４の非水溶性であるポリイミドフィルムは、室温２３℃の部屋にてピール剥離により除去し、テスト基板２−４’を得た。
【００９８】
得られたテスト基板２−３を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られたテスト基板２−５の非水溶性であるポリイミドフィルムを、１００℃のホットプレート上にてピール剥離により除去し、テスト基板２−５’を得た。上記テスト基板２−４’を得る際の剥離に比べ、１００℃のホットプレート上にて剥離を行ったため、より小さい力にて剥離できることを確認した。
【００９９】
テスト基板２−５’を温度２３℃の水に浸漬したところ、１分後に水溶性層が除去されていることを確認した。
【０１００】
実施例３
１４０℃に設定したホットプレート上に実施例２にて得られたテスト基板２−３を、６インチウェハ側の面がホットプレートと接するようにのせて、テスト基板２−３を加熱している状態にて、ステアリン酸とハンダ微粒子ＳＴ−５（三井金属鉱業（株）製）の混合物（重量比１：１）を１４０℃にて加熱、混合したハンダペーストをポリイミドフィルム側の面に塗工した。得られたハンダペースト付きのテスト基板２−６を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られた基板の非水溶性であるポリイミドフィルムを、１００℃のホットプレート上にてピール剥離により除去し、テスト基板２−７を得た。テスト基板２−７を温度２３℃の水に浸漬したところ、１分後に水溶性層が除去され、ハンダペースト由来の物質がないことを確認した。
【０１０１】
実施例４
実施例２にて得られたテスト基板２−３に、ハンダペーストＳＥＮＪＵ  Ｍ７０５−ＢＰＳ７（千住金属工業株式会社製）を塗工した。得られたハンダペースト付きのテスト基板２−８を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られた基板の非水溶性であるポリイミドフィルムを、１００℃のホットプレート上にてピール剥離により除去し、テスト基板２−９を得た。テスト基板２−９を温度２３℃の水に浸漬したところ、１分後に水溶性層が除去され、ハンダペースト由来の物質がないことを確認した。
【０１０２】
実施例５
基板上に直径７０μｍ銅ピラーが１２０μｍピッチにて形成され、かつ銅ピラー間に樹脂コーティング材１を乾燥（１００℃のオーブンにて１０分乾燥）、焼成（２００℃のオーブンにて１５分焼成）された有機樹脂層が形成され、銅ピラーの高さと有機樹脂層の高さが同じである実装基板（４ｃｍ×４ｃｍサイズ）に、水溶性樹脂コーティング材Ｐ−９５（東レ（株）製）を、バーコーターを用いて塗布した。１００℃で２０分間乾燥を行い、水溶性層を有するテスト基板３−１を得た。水溶性層の厚みは、３０μｍであった。また得られたテスト基板３−１の水溶性層は、実施例１のテスト基板１−１の水溶性層と同一であり、５％重量減少温度は３００℃以上となる。
【０１０３】
得られた水溶性層を有するテスト基板３−１に、真空ラミネート装置ＶＴＭ−２００Ｍ（株式会社タカトリ製）を用いて、非水溶性であるポリイミドフィルムであるカプトン１００ＥＮ（東レ・デュポン（株）製、厚さ２５μｍ、融点３００℃以上）を積層し、水溶性層上にプラスチックフィルムを積層したテスト基板３−２を得た。積層条件は、ラミネート速度５ｍｍ／秒、ラミネートロール圧力０．２ＭＰａ、チャンバー圧力１５０Ｐａにて行った。
【０１０４】
得られたテスト基板３−２を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られた基板の非水溶性であるポリイミドフィルムを、１００℃のホットプレート上にてピール剥離により除去し、テスト基板３−３を得た。テスト基板３−３を温度２３℃の水に浸漬したところ、１分後に水溶性層が除去されていることを確認した。
【０１０５】
実施例６
水溶性樹脂コーティング材Ｐ−９５（東レ（株）製）を、バーコーターを用いて、非水溶性であるポリイミドフィルムであるカプトン１００ＥＮ（東レ・デュポン（株）製、厚さ２５μｍ、融点３００℃以上）上に塗布した。１００℃で２０分間乾燥を行い、水溶性層を有するポリイミドフィルムを得た。また得られた水溶性層を有するポリイミドフィルムの水溶性層は、実施例１のテスト基板１−１の水溶性層と同一であり、５％重量減少温度は３００℃以上となる。
【０１０６】
得られた水溶性層を有するポリイミドフィルムを、真空ラミネート装置ＶＴＭ−２００Ｍ（株式会社タカトリ製）を用いて、６インチウェハに水溶性層が接するように積層し、テスト基板４−１を得た。積層条件は、ラミネート速度５ｍｍ／秒、ラミネートロール圧力０．２ＭＰａ、チャンバー圧力１５０Ｐａにて行った。得られたテスト基板４−１を、リフロー装置ＲＮ−Ｓ（型式ＡＮＵＲ８２０ｉＮ、パナソニックデバイスＳＵＮＸ竜野（株）製）を用いて、最高温度が２６５℃になる条件にて窒素雰囲気下、加熱処理を行った。得られた基板の非水溶性であるポリイミドフィルムを、１００℃のホットプレート上にてピール剥離により除去し、テスト基板４−２を得た。テスト基板４−２を温度２３℃の水に浸漬したところ、１分後に水溶性層が除去されていることを確認した。
【符号の説明】
【０１０７】
１  実装基板
２  有機樹脂層
３  金属ピラー
４ａ  水溶性層
４ｂ  プラスチックフィルム
５  ハンダペースト
６  ハンダ突起
７  ハンダ微粒子溶融物
【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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