(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の配列パターンに対応した開口部を有し、前記開口部に導電性ボールを振り込むことで所定の位置に前記導電性ボールを搭載するボール配列用マスクであって、
前記ボール配列用マスクの表面側の複数の部位に離間して形成された複数の一次電着層と、前記一次電着層以外の部位および前記一次電着層上に一体として形成された二次電着層と、を備え、
前記ボール配列用マスクの被搭載体と対面する側には、前記一次電着層と前記二次電着層によって形成された突起部を備え、
前記突起部の一次電着層と二次電着層との界面に係止部を備え、
前記突起部の一次電着層は二次電着層から欠落し難いことを特徴とするボール配列用マスク。
【請求項２】
前記突起部の一次電着層は、平面視において環状であり、前記係止部が一次電着層の内周面と二次電着層との間の界面であることを特徴とする請求項１記載のボール配列用マスク。
【請求項３】
前記係止部は、断面視において、キノコ状または略紡錘状であることを特徴とする請求項１記載のボール配列用マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ボールを配列するのに好適なボール配列用マスク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、導電性ボール配列用メタルマスク（以下、単にマスクという。）においては、導電性ボール搭載部の電極上に形成されたフラックス等が、マスクに付着するのを防止することを目的として、基板面側の開口パターンの周辺部に凹部が形成されたマスクが使用されている。その凹部の形成方法としては、複数回の電鋳法により一次電着層の上に、二次電着層を積層して凸部を形成するとともに、一次電着層を設けず二次電着層のみで形成した部位を凹部とするマスクの製造方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、電気メッキ法を複数回行うことにより凸部を形成するマスクの製造方法として、以下に説明する特許文献２がある。特許文献２に記載のマスクの製造方法は、メッキにより形成され、振り込まれた導電性ボールが挿通する複数の開口部が形成されたマスク本体と、メッキにより形成され、前記マスク本体裏面の前記開口部以外に部分的に突出された突起とを備え、前記突起の先端部は、その周縁エッジ部が丸味を持ったＲ形状に形成されるボール配列用マスクの製造方法であって、ＳＵＳ母材上に前記突起形成用のレジスト層を形成する工程と、前記突起が所定の高さとなるようにＳＵＳ母材上にメッキすることにより、一次メッキ層を形成する工程と、一次メッキ層の形成が終わったら、前記突起形成用のレジスト層を除去する工程と、前記突起以外の一次メッキ層を取り除き、ＳＵＳ母材上に一次メッキ層による突起を残す工程と、前記ＳＵＳ母材上の前記突起間に複数の開口部形成用のレジスト層を形成する工程と、前記マスク本体が指定の厚さとなるようにＳＵＳ母材上及び前記突起上にメッキすることにより、二次メッキ層を形成する工程と、二次メッキ層の形成が終わったら、前記複数の開口部形成用のレジスト層を除去する工程と、前記ＳＵＳ母材から一次メッキ層及び二次メッキ層からなる突起とマスク本体のメッキ層を剥離する工程とを備えたことを特徴とするボール配列用マスクの製造方法である（特許文献２参照）。
なお、電鋳法と電気メッキ法は、単に表現が異なるだけであって、技術内容としては実質的に同一である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４７５００号公報
【特許文献２】特開２０１７−５０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１や特許文献２に記載の製造方法により、マスク裏面に任意の形態の突起（以下、突起部または凸部ともいう。）を形成することができる。この突起は一次電着層の上に二次電着層を積層して形成されるものであり、一次電着層は一次電鋳工程により、二次電着層は二次電鋳工程により形成される。そのため、これら二つの工程には時間差があり、一次電鋳工程と二次電鋳工程とにおいて、電鋳条件をまったく同じに設定しても、一次電着層と二次電着層との間には境界が存在することになる。
【０００６】
境界が存在すると一次電着層と二次電着層との界面で密着性が低下する。界面における密着性を向上させることを目的として、一次電鋳工程後に、一次電着層に塩酸処理等の化学的な表面処理を行ったとしても、密着性の向上には限界がある。そして、マスクを繰り返し使用する段階で洗浄作業等が繰り返し行われると、密着性が弱いマスクでは、マスクに加わる外力によって突起を形成している二次電着層から一次電着層が欠落してしまうという問題があった。
【０００７】
図１０は、従来技術により製造されたマスク１において、突起２を形成している二次電着層４から一次電着層３が欠落する様子を示している。図１０（ａ）は正常状態を示し、図１０（ｂ）は突起側（マスクの裏面側）から外力Ｆが加わった状態を示している。マスクの厚さは数十μm程度と薄いため、突起側から外力が加わるとマスクは容易に変形する。その結果、一次電着層の外周部と二次電着層との界面に隙間が生じ、一次電着層は押し出されるように欠落することがある。実際に一次電着層が欠落するか否かは外力の大きさに依存することになるが、マスクを繰り返し使用すると、相当数の突起の一次電着層が欠落することが確認されている。
【０００８】
突起を形成している二次電着層から一次電着層が欠落すると、突起全体としての強度が低下し、マスクの使用中に突起が破損されることもある。その結果、導電性ボール搭載部の電極上に形成されたフラックスがマスクに付着してしまい、ボールの搭載率が低下するという課題があった。
【０００９】
また、突起を形成している二次電着層から一次電着層が欠落すると、導電性ボールを振り込むマスクの表面側に欠落跡としての凹みが生じるため、凹みの縁に導電性ボールが引っ掛かり、導電性ボールを確実に配列できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、所定の配列パターンに対応した開口部を有し、前記開口部に導電性ボールを振り込むことで所定の位置に前記導電性ボールを搭載するボール配列用マスクであって、前記ボール配列用マスクの表面側の複数の部位に離間して形成された複数の一次電着層と、前記一次電着層以外の部位および前記一次電着層上に一体として形成された二次電着層と、を備え、前記ボール配列用マスクの被搭載体と対面する側には、前記一次電着層と前記二次電着層によって形成された突起部を備え、前記突起部の一次電着層と二次電着層との界面に係止部を備え、前記突起部の一次電着層は二次電着層から欠落し難いことを特徴とするボール配列用マスクである。
また、本発明の前記突起部の一次電着層は、平面視において環状であり、前記係止部が一次電着層の内周面と二次電着層との間の界面であることを特徴とするボール配列用マスクである。
また、本発明の前記係止部は、断面視において、キノコ状または略紡錘状であることを特徴とするボール配列用マスクである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマスクによれば、突起を形成している一次電着層と二次電着層との界面の密着性を高め、二次電着層から一次電着層が欠落するのを防止できる。その結果、マスクの使用中に突起が破損されるのを防止でき、導電性ボール搭載部の電極上に形成されたフラックスがマスクに付着することはなく、導電性ボールの搭載率が低下するのを防止することができる。また、導電性ボールを振り込むマスクの表面側に凹みが生じないため、導電性ボールを円滑、かつ確実に配列することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１のマスクの突起を模式的に示す拡大断面図である。
【図２】実施例２のマスクの突起を模式的に示す拡大断面図である。
【図３】実施例３のマスクの突起を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】実施例１のマスクの製造方法を示す工程説明図である。
【図５】図４（ｃ）のＡ−Ａ矢視平面図である。
【図６】図４（ｆ）のＢ−Ｂ矢視平面図である。
【図７】図４（ｊ）のＣ−Ｃ矢視平面図である。
【図８】実施例２のマスクの製造方法を示す工程説明図である。
【図９】実施例３のマスクの製造方法を示す工程説明図である。
【図１０】従来技術によるマスクの突起を模式的に示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。ボール配列用マスクにおいては、複数回の電鋳工程を行うことによりマスク裏面に突起を形成することができる。従来技術による突起は、一次電着層に二次電着層を積層して形成されるが、一次電着層と二次電着層との界面の密着性が弱く、マスクを繰り返し使用すると、二次電着層から一次電着層が欠落することがある。
【００１５】
そこで、本発明の発明者は、一次電着層と二次電着層との界面の密着性を高めるべく鋭意検討した。密着性を高めるためには界面の面積自体を大きくすることが考えられる。しかし、突起の平面視形状の大きさには当然ながら制約があり、突起を構成する一次電着層の平面視の面積を増加させることには限界がある。
［実施例１］
【００１６】
図１は、実施例１のマスク１の突起２を模式的に示す拡大断面図である。図示した突起２は、一次電着層３に二次電着層４を積層して形成され、一次電着層３は平面視において環状とされている。環状の形態は円形に限らず、楕円形や小判形、さらに多角形などとすることも可能であるが、本実施例では円環状とされている。実際のマスクの多くは、一辺が数百ｍｍの大きさを有することから、一つのマスクには図示したような突起２が数千個形成されることになる。
【００１７】
このように一次電着層３の平面視形状を円環状にすると、一次電着層３と二次電着層４との平面視における界面５の面積は、環状の内側に一次電着層３との界面がなくなる分だけ減少することになる一方、一次電着層３の環状の内側にも二次電着層４が形成されるため、環状の内側に一次電着層３の厚さに相当する縦方向の環状界面６が形成され、界面の面積は増加することになる。例えば、環状の内径寸法と一次電着層３の厚さ寸法が等しい場合、界面の面積は減少分に対し０.７５π（２.３６）倍だけ増加することになる。その結果、環状の一次電着層３の外周における界面７を含む、一次電着層３と二次電着層４との界面全体の面積が増加する。
【００１８】
界面の面積が増加することは、一次電着層３と二次電着層４との界面の密着性を高めるのに有効ではあるが、面積の増加以上に重要なことは、一次電着層３の平面視形状を環状にすると、突起２側から外力Ｆが作用しても環状の一次電着層３は二次電着層４に係止され、難欠落構造を実現できることである。
【００１９】
図１に示すマスク１において、突起２側から外力Ｆが作用すると、マスク１の厚さは数十μm程度と薄いため、マスク１は変形して一次電着層３の外周面と二次電着層４との界面７において、隙間を生じさせるような力が作用する。そして、一次電着層３の外周面と二次電着層４との界面７において、実際に隙間が生じることもある。他方、環状の一次電着層３の内周面と二次電着層４との間には界面６が存在するため、突起２側から外力Ｆが作用すると、外力Ｆはこの界面６では、界面を拡径する方向の押圧力となって作用する。したがって、外力Ｆが作用しても一次電着層３は二次電着層４との界面６に係止された状態を維持でき、当該界面６における密着性は損なわれず、突起２を形成している二次電着層４から一次電着層３が欠落するのを防止できる。
［実施例２］
【００２０】
図２は、実施例２のマスク１の突起２を模式的に示す拡大断面図である。この実施例における突起２は、断面視において一次電着層３が逆キノコ状に形成されている。すなわち、キノコ状の傘８と柄９を逆さにした形状を有している。したがって、突起２側から外力が作用しても、キノコ状の傘８を構成する一次電着層３と二次電着層４との界面には、相互に離反するような大きな力は作用しない。仮に大きな力が作用してもキノコ状の柄９の外周に相当する部分の界面７に僅かな隙間が生じるだけであり、キノコ状の傘８の部分は二次電着層４に係止する。したがって、突起２側から外力が作用しても一次電着層３は二次電着層４との係止部１１に係止された状態を維持でき、一次電着層３が二次電着層４から欠落するのを防止できる。
［実施例３］
【００２１】
図３は、実施例３のマスク１の突起２を模式的に示す拡大断面図である。この実施例における突起２は、断面視において一次電着層３が略紡錘状に形成されている。ここで、略紡錘状とは、円柱状の中間部の直径が太く、両端の直径が次第に細くなる形状をいう。断面視において一次電着層３が略紡錘状に形成された突起２では、実施例２と同様の作用効果を奏する。すなわち、突起２側から外力が作用しても、略紡錘状の一次電着層３の外周に相当する部分の界面７に僅かな隙間が生じるだけであり、一次電着層３の最大径部分が二次電着層との係止部１１に係止する。したがって、突起２側から外力が作用しても一次電着層３は二次電着層４との係止部１１に係止された状態を維持でき、一次電着層３が二次電着層４から欠落するのを防止できる。
［製造方法の説明］
【００２２】
本発明の実施例１に係るボール配列用マスクの製造方法について、図４に示す工程に基づいて順次説明する。
【００２３】
図４（ａ）に示すように、母型２０を用意し、その母型２０の表面上にフォトレジスト膜２１を形成する。母型２０は導電性を有するものであれば何でも良く、本実施例ではＳＵＳ材を用いた。次に、図４（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜２１上に、一次パターンレジスト膜２２を周知の方法で露光する。
【００２４】
図４（ｃ）に示すように、一次パターンを描画した一次パターンレジスト膜２２を現像、乾燥し、一次パターンレジスト膜２２を母型２０上に形成する。ここまでの工程において形成された一次パターンレジスト膜２２の平面視形状は、図５に示すように、中心部の円形レジストと同心状の環状レジストとから構成される。ここで、一次パターンレジスト膜２２は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジスト膜を、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして形成することができる。
【００２５】
一次パターンレジスト膜２２が形成された母型２０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図４（ｄ）に示すように、一次パターンレジスト膜２２の高さと同じ程度まで母型２０の一次パターンレジスト膜２２で覆われていない表面に電着金属を電鋳し、一次電着層３を形成する。電着金属としては、Ｎｉを用いて一次電着層３を形成することができる。次に、図４（ｅ）に示すように、一次パターンレジスト膜２２を除去する。
【００２６】
図４（ｆ）に示すように、マスクとして不要な捨て電着層２３などを除去する。ここまでの工程において形成された一次電着層３の平面視形状は、図６に示すように、円環状となる。
【００２７】
図４（ｇ）に示すように、一次電着層３および母型２０の表面上に、フォトレジスト膜２５を形成する。このフォトレジスト膜２５は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジスト膜を、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして形成する。次に、図４（ｈ）に示すように、フォトレジスト膜２５上に二次パターンレジスト膜２６を周知の方法で露光する。
【００２８】
図４（ｉ）に示すように、二次パターンを描画した二次パターンレジスト膜２６を現像し、未露光部分を除去することにより、二次パターンレジスト膜２６を母型２０上に形成する。
【００２９】
図４（ｊ）に示すように、母型２０上に形成された一次電着層３の表面および二次パターンレジスト膜２６で覆われていない母型２０の表面に、一次電着層３と同じ材料であるＮｉを電鋳して、二次電着層４を形成する。ここまでの工程において二次電着層４により形成された突起２の平面視形状は、図７に示すような円環状となる。ただし、円環状の一次電着層３の内径が小さく、かつ二次電着層４の厚さが厚い場合、突起２の中央部にも電着層が形成され、外観上、環状の突起と認め難くなることもある。次に、図４（ｋ）に示すように、二次パターンレジスト膜２６を除去し、導電性ボールを配列するための開口部３０を形成する。
【００３０】
そして、図４（ｌ）に示すように、一体化した一次電着層３と二次電着層４を、母型２０から剥離するとボール配列用マスク１を得ることができる。このようにして製造されたボール配列用マスク１によれば、突起側から外力Ｆが作用しても一次電着層３は二次電着層４に係止された状態を維持でき、一次電着層３が二次電着層４から欠落するのを防止できる。
【００３１】
次に、本発明の実施例２に係るボール配列用マスク１の製造方法について、図８に基づいて説明する。実施例２に係るボール配列用マスク１の製造方法は、図４に示す実施例１に係るボール配列用マスク１の製造方法と基本的に同じである。そこで、図８では図４と異なる工程についてのみ説明する。
【００３２】
図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す工程は、実施例１の図４（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す工程に、それぞれ対応している。なお、図４（ｄ）（ｅ）（ｆ）は模式的な拡大断面図であるが、実施例２については、より一層拡大して説明する必要があることから、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す右半部のみを示す模式的な拡大断面図としている。
【００３３】
一次電着層３を形成する工程では、図８（ａ）に示すように、一次パターンレジスト膜２２が形成された母型２０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、一次パターンレジスト膜２２の厚みを越えて電着する。このようにして一次電着層３に、いわゆるオーバーハングを形成して係止部１１とする。オーバーハング量は電鋳工程の時間で管理することができる。次に、図８（ｂ）に示すように、一次パターンレジスト膜２２を除去する。
【００３４】
図８（ｃ）に示すように、マスクとして不要な捨て電着層２３などを除去する。ここまでの工程において形成される一次電着層３の断面視形状は、逆キノコ状となる。
【００３５】
次に、本発明の実施例３に係るボール配列用マスク１の製造方法について、図９に示す工程に基づいて説明する。実施例３に係るボール配列用マスク１の製造方法は、図４に示す実施例１に係るボール配列用マスク１の製造方法と基本的に同じである。そこで、図９では図４と異なる工程についてのみ説明する。
【００３６】
図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す工程は、実施例１の図４（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｊ）に示す工程に、それぞれ対応している。なお、実施例２を示す図８と同様、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は、図４（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｊ）に示す右半部のみを示す模式的な拡大断面図としている。
【００３７】
実施例３に係るボール配列用マスク１の製造方法は、一次パターンレジスト膜２２を露光する工程が特徴的である。露光は市販されているレーザービーム露光装置を用いて行うことができるが、レーザービームとして標準的なエネルギーより過剰なエネルギーの強度で照射する。そうすると、母型にはＳＵＳ材が使用され、表面は鏡面仕上げされていることから、過剰なエネルギーは母型の表面でハレーションを伴って反射する。その結果、一次パターンレジスト膜２２は、図９（ａ）に示すように母型に接する側が裾引き状に硬化される。
【００３８】
次に、図９（ｂ）に示すように、一次パターンを描画した一次パターンレジスト膜２２を現像、乾燥し、一次パターンレジスト膜２２を母型２０上に形成し、図９（ｃ）に示すように、一次パターンレジスト膜２２が形成された母型２０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、一次パターンレジスト膜２２の高さと同じ程度まで母型２０の一次パターンレジスト膜２２で覆われていない表面に電着金属を電鋳し、一次電着層３を形成する。
【００３９】
さらに、図９（ｄ）に示すように、一次パターンレジスト膜２２を除去し、図９（ｅ）に示すように、マスクとして不要な捨て電着層２３などを除去する。そして、図４（ｇ）（ｈ）（ｉ）と同様の工程を経た後、図９（ｆ）に示すように、一次電着層３および母型２０の表面上に一次電着層３と同じ材料であるＮｉを電鋳して、二次電着層４を形成する。このようにして、断面視形状が略紡錘状の一次電着層３を形成することができる。
［欠落試験の結果］
【００４０】
実施例１に関して、以下の３種類のマスク試料を作成し、φ３ｍｍの突き刺し端子を有するフォースゲージを用い、マスクの突起側から１００Ｎの外力を３０秒間加える欠落試験を行った。マスク試料は、マスクの総厚さ（一次電着層と二次電着層の合計厚さ）４５μm，８０μm，１２０μm、突起の高さ２５μm，５０μm，６０μmとし、突起の平面視の直径は約２００μmとした。試験結果は、いずれの突起についても欠落は発生しなかった。
【００４１】
実施例２および実施例３に関しても実施例１と同様、以下の３種類のマスク試料を作成し、φ３ｍｍの突き刺し端子を有するフォースゲージを用い、マスクの突起側から１００Ｎの外力を３０秒間加える欠落試験を行った。マスク試料は、マスクの総厚さ（一次電着層と二次電着層の合計厚さ）４５μm，８０μm，１２０μm、突起の高さ２５μm，５０μm，６０μmとし、突起の平面視の直径は約２００μmとした。試験結果は、いずれの突起についても欠落は発生しなかった。
【００４２】
比較のため、従来技術によるマスクの突起についても、上記実施例と同様の欠落試験を行ったところ、３種類の突起とも大半が欠落した。これらの試験結果から、本発明によるマスクの一次電着層と二次電着層との界面の密着性向上が確認できた。
【００４３】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。たとえば、上述した実施例１では、突起を形成する一次電着層の平面視形状を一重の円環としたが、環形態は一重に限らず多重の環形態であってもよい。また、上述した実施例では、捨て電着層を設けるマスクの製造方法について説明したが、捨て電着層を設けないマスクの製造方法にも適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係るボール配列用マスクは、基板等に導電性ボールを配列するのに適用でき、本発明に係る製造方法は、マスクの突起を形成する二次電着層から一次電着層が欠落するのを防止できるボール配列用マスクの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  ボール配列用マスク（マスク）
２  突起部（突起）
３  一次電着層
４  二次電着層
５，６，７  界面
１１  係止部
２０  母型
２２  一次パターンレジスト膜
２６  二次パターンレジスト膜
３０  開口部
【要約】
【課題】マスク裏面の突起部を形成している二次電着層から一次電着層が欠落して突起が破損し、導電性ボールの搭載率が低下する課題を解決する。
【解決手段】所定の配列パターンに対応した開口部３０を有し、前記開口部３０に導電性ボールを振り込むことで所定の位置に前記導電性ボールを搭載するボール配列用マスク１であって、前記ボール配列用マスク１の被搭載体と対面する側には、一次電着層３に二次電着層４を積層することによって形成された突起２を備え、前記突起２の一次電着層３は二次電着層４から欠落し難い難欠落構造を備える。また、前記突起２の一次電着層３は、平面視において環状であり、前記突起２の一次電着層３と二次電着層４との界面に係止部１１を備える。
【選択図】図１【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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