(57)【要約】【課題】略均一な大きさのバンプを形成することが可能な高品質のスクリーン印刷用マスク及びそれを用いた電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】多数の貫通孔２を一列もしくは複数列に配列して成り、該貫通孔２を介して印刷ペーストを被印刷物に対して印刷・塗布するスクリーン印刷用マスクであって、前記貫通孔２の配列密度が配列領域によって一部異なっており、且つ貫通孔２の開口面積を、貫通孔２の配列密度が大きい配列領域ほど小さく設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の貫通孔を一列もしくは複数列に配列して成り、該貫通孔を介して印刷ペーストを被印刷物に対して印刷・塗布するスクリーン印刷用マスクであって、前記貫通孔の配列密度が配列領域によって一部異なっており、且つ貫通孔の開口面積を、貫通孔の配列密度が大きい配列領域ほど小さく設定したことを特徴とするスクリーン印刷用マスク。
【請求項２】
前記貫通孔が複数列に配列されており、且つ前記貫通孔の配列密度が列毎に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷用マスク。
【請求項３】
前記貫通孔の配列が互いに略平行に配されていることを特徴とする請求項２に記載のスクリーン印刷用マスク。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスクリーン印刷用マスク上に印刷ペーストを載置させるとともに、該印刷ペーストを前記貫通孔の配列に沿って移動させることにより、印刷ペーストを前記貫通孔の直下に配されるバリアメタル層上に貫通孔を介して印刷・塗布し、バリアメタル層上にバンプを形成する工程を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フリップチップＩＣ等の電子部品に設けられるバリアメタル層上に、半田ペースト等の印刷ペーストを印刷・塗布するのに用いられるスクリーン印刷用マスク及びそれを用いた電子部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、フリップチップＩＣ等の電子部品に設けられるバリアメタル層上に半田ペースト等の印刷ペーストを印刷・塗布するために、スクリーン印刷用マスクが用いられている。
【０００３】
かかる従来のスクリーン印刷用マスクとしては、例えば図４に示す如く、ステンレス鋼などで形成されたメタルシート１１に多数の貫通孔１２を直線状に配列してなる貫通孔列１２を複数個有したものが知られており、かかるスクリーン印刷用マスクを用いてフリップチップＩＣの半田バンプを形成する場合、
（１）多数のバリアメタル層を有するシリコン基板を準備し、該シリコン基板上にスクリーン印刷用マスクをその貫通孔がバリアメタル層上に位置するように配置させ、
（２）次に、スクリーン印刷用マスク上に半田ペーストを所定量載置させ、
（３）次に、スキージの刃先をスクリーン印刷用マスクに突き当てた状態でスキージを貫通孔列に沿って移動させることにより半田ペーストが前記貫通孔を介してバリアメタル層上に印刷・塗布され、
（４）最後に、バリアメタル層上に塗布した半田ペーストを乾燥させ、これをリフローすることによってバリアメタル層上に略球状の半田バンプが形成されることとなる。
【０００４】
尚、前記貫通孔列１２ａ、１２ｂ、１２ｃを構成する貫通孔１２は、シリコン基板上のバリアメタル層に対応するように貫通孔列毎に所定の密度で配列されており、その開口面積は全ての貫通孔列１２ａ、１２ｂ、１２ｃで略等しく形成されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−４３０８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したスクリーン印刷用マスク上に載置された半田ペーストをスキージを用いて一定距離移動させる際、貫通孔１２の配列密度が大きな貫通孔列１２ａの近傍に存在するマスク上の半田ペーストは、貫通孔列１２ａよりも配列密度が小さな貫通孔列１２ｂ、１２ｃ近傍の半田ペーストに比べ、より多くの回数、バリアメタル層上に流出することから、かかる流出に伴ってマスク上で半田ペーストが激しく回転・流動することで貫通孔列１２ａ近傍の半田ペーストの粘性が他の貫通孔列近傍の半田ペーストよりも小さくなる傾向にある。それ故、バリアメタル層上に塗布される半田ペースト３の量は貫通孔列１２ｂ、１２ｃよりも貫通孔列１２ａで多くなり、半田バンプの大きさにばらつきが生じる欠点を有していた。なお、半田バンプの大きさが不均一となった場合、フリップチップＩＣを他の回路基板上に実装する際、フリップチップＩＣが傾くなどして回路基板に対するフリップチップＩＣの実装強度が低下する欠点を誘発する。
【０００７】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたものであり、その目的は略均一な大きさのバンプを形成することが可能な高品質のスクリーン印刷用マスク及びそれを用いた電子部品の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスクリーン印刷用マスクは、多数の貫通孔を一列もしくは複数列に配列して成り、該貫通孔を介して印刷ペーストを被印刷物に対して印刷・塗布するスクリーン印刷用マスクであって、前記貫通孔の配列密度が配列領域によって一部異なっており、且つ貫通孔の開口面積を、貫通孔の配列密度が大きい配列領域ほど小さく設定したことを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明のスクリーン印刷用マスクは、前記貫通孔が複数列に配列されており、且つ前記貫通孔の配列密度が列毎に設定されていることを特徴とするものである。
【００１０】
更に本発明のスクリーン印刷用マスクは、前記貫通孔の配列が互いに略平行に配されていることを特徴とするものである。
【００１１】
そして本発明の電子部品の製造方法は、上述のスクリーン印刷用マスク上に印刷ペーストを載置させるとともに、該印刷ペーストを前記貫通孔の配列に沿って移動させることにより、印刷ペーストを前記貫通孔の直下に配されるバリアメタル層上に貫通孔を介して印刷・塗布し、バリアメタル層上にバンプを形成する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、スクリーン印刷用マスクに設けられる貫通孔の開口面積を、該貫通孔の配列密度が大きい配列領域ほど小さく設定したことから、スクリーン印刷用マスク上に載置される印刷ペーストのうち、貫通孔の配列密度が大きな領域近傍に存在する印刷ペーストの粘性が小さくなっても、バリアメタル層上に塗布される印刷ペーストの量を全ての貫通孔で略均一に成すことができ、電子部品のバリアメタル層上に形成されるバンプの大きさを揃え、高品質の電子部品を得ること可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷用マスクの平面図であり、１はメタルシート、２ａ、２ｂ、２ｃは貫通孔列、２は貫通孔、３は半田ペーストである。
【００１４】
前記メタルシート１は、アルミニウム鋼、あるいはＮｉ合金等の金属材料により板状に形成されており、その厚みが２０μｍ〜８０μｍに形成され、かかるメタルシート１には多数の貫通孔２が所定パターンに設けられている。
【００１５】
このようなメタルシート１は、スクリーン印刷時、その上面に載置される半田ペースト３等の印刷ペーストを支持するためのものである。
【００１６】
前記多数の貫通孔２は、メタルシート１上に載置された半田ペースト３を各貫通孔２の直下に配されるバリアメタル層上に塗布するためのものであり、メタルシート１を厚み方向に貫通するように形成されている。
【００１７】
また前記多数の貫通孔２は、その各々が円形状、楕円形状、長円形状、多角形状等、種々の形状を成し、メタルシート１上に複数列に配列されており、これらの配列によって複数個の貫通孔列２ａ、２ｂ、２ｃを構成している。
【００１８】
前記複数個の貫通孔列２ａ、２ｂ、２ｃは、各列２ａ、２ｂ、２ｃが互いに略平行となるように配されており、貫通孔２の配列密度が貫通孔列２ａ、２ｂ、２ｃ毎に定められており、その一部の貫通孔列もしくは各貫通孔列で配列密度が異なっている（本実施形態においては各貫通孔列で配列密度を異ならせている）。
【００１９】
そして、ここで重要なことは、前記多数の貫通孔２の開口面積を、貫通孔２の配列密度が大きい配列領域、すなわち配列密度が大きい貫通孔列ほど小さくなるように設定したことである。例えば、貫通孔２の配列密度が、貫通孔列２ａで８０個／ｃｍ〜９０個／ｃｍに、貫通孔列２ｂで５０個／ｃｍ〜６０個／ｃｍに、貫通孔列２ｃで１０個／ｃｍ〜１５個／ｃｍにそれぞれ設定されている場合、貫通孔２の開口面積は貫通孔列２ａで７８５０μｍ２〜７９５０μｍ２に、貫通孔列２ｂで８４００μｍ２〜８５００μｍ２に、貫通孔列２ｃで８８００μｍ２〜８９００μｍ２にそれぞれ設定される。
【００２０】
このため、基板に設けられたバリアメタル層上にスクリーン印刷用マスクを用いて半田バンプを形成するにあたり、前記メタルシート１上に載置される半田ペースト３をスキージを用いて移動させる際、貫通孔列２ｂ、２ｃよりも貫通孔２の配列密度が大きな貫通孔列２ａ近傍の半田ペースト３が、貫通孔列２ｂ、２ｃ近傍の半田ペースト３よりもマスク上で激しく回転・流動して粘性が小さくなる場合であっても、バリアメタル層上に塗布される半田ペースト３の量を全ての貫通孔列２ａ、２ｂ、２ｃで略均一に成すことができ、電子部品のバリアメタル層上に形成される半田バンプの大きさを揃え、高品質の電子部品を得ること可能となる。
【００２１】
また全ての貫通孔２を略相似形状に成しておけば、半田バンプの形状も全ての貫通孔列２ａ、２ｂ、２ｃで略均一に揃えることができるという利点もある。
【００２２】
尚、前記メタルシート１及び多数の貫通孔２は、メタルシート１がＮｉ合金からなる場合、従来周知のアディティブ法を採用することによりに形成される。
【００２３】
次に上述したスクリーン印刷用マスクを用いて電子部品（本実施形態においてはフリップチップＩＣを例にする）の半田バンプを形成する方法について図２を用いて詳細に説明する。
（１）まず、被印刷物である基板４と半田ペースト３とスクリーン印刷用マスク８とを準備する。
【００２４】
前記基板４は、単結晶シリコン等からなる板体の一主面にアルミニウム等からなる回路パターン５や半導体素子等が高密度に集積され、かかる回路パターン５上には多数のバリアメタル層６が、該バリアメタル層６の非形成領域にはパッシベーション層７がそれぞれ被着されている。そして、前記多数のバリアメタル層６は、先に述べたスクリーン印刷用マスク８の貫通孔２と１対１に対応するように複数列に分けて列毎に所定の密度で配列されており、その各々が亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）を順次積層させた３層構造を有しており、一方、前記パッシベーション層７は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等の絶縁材料により先に述べたようにバリアメタル層６の非形成領域に形成される。尚、前記バリアメタル層６は従来周知の無電解メッキ法により、前記パッシベーション層７は従来周知のスパッタリング、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術等を採用することによって所定パターンに形成される。
【００２５】
また前記半田ペースト３としては、多数の半田粒子にフラックス等を添加・混合して所定の粘度に調整したものが好適に用いられる。
【００２６】
（２）次に前記基板４をスクリーン印刷機のステージに載置・固定し、かかる基板４に対して（１）の工程で準備したスクリーン印刷用マスク８を位置合わせする（図２（ａ））。
【００２７】
このとき、スクリーン印刷用マスク８は、前記多数の貫通孔２が基板４上の対応するバリアメタル層６の真上に位置するようにして配設される。
【００２８】
（３）次に、（１）の工程で準備した半田ペースト３とスキージとをスクリーン印刷用マスク８上に載置させ、スキージの刃先をスクリーン印刷用マスク８に突き当てた状態でスキージを貫通孔列２ａ、２ｂ、２ｃに沿って移動させることにより、半田ペースト３がスクリーン印刷用マスク８の貫通孔２を介してバリアメタル層６上に印刷・塗布される（図２（ｂ））。
【００２９】
このとき、スクリーン印刷用マスク８の貫通孔２は、その開口面積が配列密度の大きい配列領域、すなわち配列密度の大きい貫通孔列ほど小さくなるように設定されていることから、貫通孔２の配列密度が大きな貫通孔列２ａの近傍に存在する半田ペースト３が、配列密度が小さな貫通孔列２ｂ、２ｃの近傍に存在する半田ペースト３よりもスクリーン印刷用マスク８上で激しく回転・流動し、粘性が小さくなる場合であっても、バリアメタル層６上に塗布される半田ペースト３の量を全ての貫通孔列２ａ、２ｂ、２ｃで略均一に成すことができる。
【００３０】
（４）そして次に、バリアメタル層６上に塗布した半田ペースト３を乾燥させ、最後にこれをリフローすることによって半田ペースト３中に含まれている半田粒子を溶融して半田粒子同士を相互に結合させ、これをそのまま冷却することによってバリアメタル層６上に大きさが略均一に揃った球状の半田バンプ９が形成される（図２（ｃ））。
【００３１】
尚、本発明は上述の実施形態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において種々の変更、改良が可能である。
【００３２】
例えば、上述の実施形態においては、貫通孔２の配列密度を、貫通孔列２ａ、２ｂ、２ｃ毎に異なるようにしたが、これに代えて、一つの貫通孔列中で貫通孔の配列密度を可変させてもよく、この場合であっても、図３に示す如く、貫通孔２の開口面積を、貫通孔２の配列密度が大きい配列領域ほど小さくなるように設定しておくことにより、バリアメタル層６上に塗布される半田ペースト３の量を全ての貫通孔２で略均一に成すことができ、電子部品のバリアメタル層６上に形成される半田バンプの大きさを揃えることが可能となる。
【００３３】
また上述の実施形態においては、スクリーン印刷用マスク８としてメタルシート１に多数の貫通孔２を設けた“メタルマスク”を用いるようにしたが、これに代えて、ポリイミド樹脂やポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂といった種々の樹脂材料からなるマスクであっても、本発明は適用可能である。
【００３４】
更に上述の実施形態においては、スクリーン印刷用マスク８をフリップチップＩＣの半田バンプ形成に用いるようにしたが、これに代えて、抵抗やコンデンサ等の他の電子部品に設けられる半田バンプの形成に用いるようにしても良い。
【００３５】
また更に上述の実施形態においては、印刷ペーストとして半田ペースト３を用いるようにしたが、これに代えて、銀ペースト等の他の導電ペーストを用いてバンプを形成するようにしても構わない。
【００３６】
更にまた上述の実施形態において、貫通孔２の形状を楕円形状もしくは長円形状に成すとともに、その長手方向とスキージの移動方向とを直交させるように設定しておけば、バリアメタル層上に印刷される半田ペーストを極めて正確な量だけ塗布することができるようになるという利点もある。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、スクリーン印刷用マスクに設けられる貫通孔の開口面積を、該貫通孔の配列密度が大きい配列領域ほど小さく設定したことから、スクリーン印刷用マスク上に載置される印刷ペーストのうち、貫通孔の配列密度が大きな領域近傍に存在する印刷ペーストの粘性が小さくなっても、バリアメタル層上に塗布される印刷ペーストの量を全ての貫通孔で略均一に成すことができ、電子部品のバリアメタル層上に形成されるバンプの大きさを揃え、高品質の電子部品を得ること可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷用マスクの平面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図１のスクリーン印刷用マスクを用いてフリップチップＩＣのバリアメタル層上に半田バンプを形成する工程を説明するための図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかるスクリーン印刷用マスクの平面図である。
【図４】従来のスクリーン印刷用マスクの平面図である。
【符号の説明】
１・・・メタルシート
２・・・貫通孔
２ａ、２ｂ、２ｃ・・・貫通孔列
３・・・半田ペースト
４・・・基板
５・・・回路パターン
６・・・バリアメタル層
７・・・パッシベーション層
８・・・スクリーン印刷用マスク
９・・・半田バンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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