(57)【要約】配線基板３１の電極３２上にバンプ１９を形成する方法であって、配線基板３１の電極３２を含む第１領域１７の上に、導電性粒子１６と気泡発生剤を含有した流動体１４を供給する工程（ａ）と、電極３２の近傍にて流動体１４のメニスカス５５を形成する壁面４５が設けられた基板４０を、配線基板３１に対向するように配置する工程（ｂ）と、流動体１４を加熱して、該流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０を発生させる工程（ｃ）とを含む、バンプ形成方法である。
2007122868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板の電極上にバンプを形成する方法であって、
配線基板の電極を含む第１領域の上に、導電性粒子及び気泡発生剤を含有した流動体を供給する工程（ａ）と、
前記電極の近傍にて壁面が設けられた基板を、前記配線基板に対向するように配置する工程（ｂ）と、
前記流動体を加熱して、該流動体中に含有する前記気泡発生剤から気泡を発生させる工程（ｃ）と、
前記流動体を加熱して、前記樹脂中に含有する前記導電性粒子を溶融する工程（ｄ）とを含み、
前記工程（ｃ）において、前記流動体は、前記気泡発生剤から発生した気泡によって、前記電極上に自己集合し、
前記工程（ｄ）において、前記電極上に自己集合した前記流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、前記電極上にバンプを形成する、バンプ形成方法。
【請求項２】
前記工程（ｃ）において、前記電極上に自己集合した前記流動体は、前記壁面に接してメニスカスを形成している、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）において、前記流動体が供給される前記第１領域は、前記配線基板の一部の領域である、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項４】
前記基板のうち前記配線基板に対向する面には、突起部が形成されており、
前記壁面は、前記突起部の側面の少なくとも一部に存在している、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項５】
前記基板のうち前記配線基板に対向する面には、凹部が形成されており、
前記壁面は、前記凹部の内壁である、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項６】
前記凹部は、前記内壁に隣接した底面を有しており、
前記工程（ｂ）において、前記流動体は、前記壁面とともに前記底面に接触している、請求項５に記載のバンプ形成方法。
【請求項７】
前記基板は、
前記壁面を含む壁面構成部材と、
前記壁面構成部材の前記壁面から略垂直に伸びる天板部材と
から構成されている、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項８】
前記天板部材は、前記壁面構成部材の前記壁面に沿って摺動可能であり、
前記工程（ｂ）及び（ｃ）の少なくとも一つは、前記天板部材と前記配線基板との間のギャップを変動する工程を含む、請求項７に記載のバンプ形成方法。
【請求項９】
前記壁面は、前記基板上を支柱状に形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記支柱状に形成された壁面が前記電極上に位置するように、前記配線基板に対向して配置される、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１０】
前記支柱状に形成された壁面の幅は、前記電極の幅よりも小さい、請求項９に記載のバンプ形成方法。
【請求項１１】
前記電極は、前記配線基板上をアレイ状に複数個配列され、
前記支柱状に形成された壁面は、前記基板上をアレイ状に複数個形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記アレイ状に形成された壁面が前記各電極上に位置するように、前記配線基板に対向して配置される、請求項９に記載のバンプ形成方法。
【請求項１２】
前記工程（ｄ）の後、前記基板を除去する工程（ｅ）と、前記電極上に形成された前記バンプを再溶融する工程（ｆ）とをさらに含む、請求項９に記載のバンプ形成方法。
【請求項１３】
前記電極は、前記配線基板上を複数個配列され、
前記壁面は、前記基板上を支柱状に形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記壁面が隣接する前記電極間に位置するように、前記配線基板に対向して配置される、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１４】
前記電極は、前記配線基板上をアレイ状に複数個配列され、
前記壁面は、前記基板上を格子状に形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記壁面が前記各電極の周辺を囲むように、前記配線基板に対向して配置される、請求項１３に記載のバンプ形成方法。
【請求項１５】
前記電極は、前記配線基板上をアレイ状に複数個配列され、
前記壁面は、前記基板表面に十字状に形成された凹部の内壁で構成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記十字状に形成された凹部の角部が、前記アレイの角部に配列した電極の近傍に位置するように、前記配線基板に対向して配置される、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１６】
前記基板は、透光性基板である、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１７】
前記基板は、前記導電性粒子に対する濡れ性の悪い基板である、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１８】
前記流動体に含有されている前記気泡発生剤は、前記工程（ｃ）において、前記流動体が加熱されたときに沸騰する材料、または、熱分解することにより気体を発生する材料からなる、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１９】
前記工程（ｃ）において、前記気泡発生剤から発生した気泡は、前記基板と前記配線基板との間に設けられた隙間の周辺部から、外部に排出されることを特徴とする請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項２０】
前記工程（ｄ）の後、前記基板を除去する工程をさらに包含する、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項２１】
請求項１〜２０の何れか一つに記載のバンプ形成方法により配線基板の電極上にバンプを形成する装置であって、
配線基板を載置するステージと、
壁面が設けられた基板を保持する保持部と、
前記ステージまたは前記保持部を加熱するヒータと、
を備え、
前記ステージに載置された前記配線基板の電極を含む第１領域の上に、導電性粒子及び気泡発生剤を含有した流動体が供給され、
前記保持部で保持された基板が、前記壁面が前記電極近傍に位置するように、前記配線基板に対向して配置され、
前記ヒータにより前記流動体が加熱されて、該流動体中に含有する前記気泡発生剤から発生した気泡により前記流動体が前記電極上に自己集合し、
前記ヒータにより前記流動体が加熱されて、前記電極上に自己集合した前記流動体中に含有する前記導電粒子が溶融することによって、前記電極上にバンプが形成される、バンプ形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の電極上にバンプを形成する方法に関する。本発明はまた、バンプ形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に使用される半導体集積回路（ＬＳＩ）の高密度、高集積化に伴い、ＬＳＩチップの電極端子の多ピン、狭ピッチ化が急速に進んでいる。これらＬＳＩチップの配線基板への実装には、配線遅延を少なくするために、フリップチップ実装が広く用いられている。そして、このフリップチップ実装においては、ＬＳＩチップの電極端子上にはんだバンプを形成し、当該はんだバンプを介して、配線基板上に形成された電極に一括接合されるのが一般である。【０００３】
従来、バンプの形成技術としては、メッキ法やスクリーン印刷法などが開発されている。メッキ法は狭ピッチには適するものの、工程が複雑になる点、生産性に問題があり、また、スクリーン印刷法は、生産性には優れているが、マスクを用いる点で、狭ピッチ化には適していない。【０００４】
こうした中、最近では、ＬＳＩチップや配線基板の電極上に、はんだバンプを選択的に形成する技術がいくつか開発されている。これらの技術は、微細バンプの形成に適しているだけでなく、バンプの一括形成ができるので、生産性にも優れており、次世代ＬＳＩの配線基板への実装に適応可能な技術として注目されている。【０００５】
その一つに、ソルダーペースト法と呼ばれる技術（例えば、特許文献１）がある。この技術は、はんだ粉とフラックスの混合物によるソルダーペーストを、表面に電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって、はんだ粉を溶融させ、濡れ性の高い電極上に選択的にはんだバンプを形成させるものである。【０００６】
また、スーパーソルダー法と呼ばれる技術（例えば、特許文献２）は、有機酸鉛塩と金属錫を主要成分とするペースト状組成物（化学反応析出型はんだ）を、電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって、ＰｂとＳｎの置換反応を起こさせ、Ｐｂ／Ｓｎの合金を基板の電極上に選択的に析出させるものである。【０００７】
また、スーパージャフィット法と呼ばれる技術（例えば、特許文献３参照）は、表面に電極が形成された基板を薬剤に浸して、電極の表面のみに粘着性皮膜を形成した後、当該粘着性皮膜にはんだ粉を接触させて電極上にはんだ粉を付着させ、その後、基板を加熱することにより、溶融したはんだを電極上に選択的に形成させるものである。
【特許文献１】特開２０００−９４１７９号公報
【特許文献２】特開平１−１５７７９６号公報
【特許文献３】特開平７−７４４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したソルダーペースト法は、もともと、基板に形成された電極上にはんだを選択的にプリコートする技術として開発されたもので、フリップチップ実装に必要なバンプ形成に適用するためには、以下のような課題がある。【０００９】
ソルダーペースト法は、ともに、ペースト状組成物を基板上に塗布により供給するので、局所的な厚みや濃度のバラツキが生じ、そのため、電極ごとのはんだ析出量が異なり、均一なバンプを得ることが困難である。また、これらの方法は、表面に電極の形成された凹凸のある配線基板上に、ペースト状組成物を塗布により供給するので、凸部となる電極上には、十分なはんだ量を安定して供給すること難しいという問題もある。【００１０】
また、スーパーソルダー法で使用される化学反応析出型はんだの材料は、特定な化学反応を利用しているので、はんだ組成の選択の自由度が低く、Ｐｂフリー化への対応にも課題を残している。【００１１】
一方、スーパージャフィット法は、はんだ粉が均一に電極上に付着されるので、均一なはんだバンプを得ることができ、また、はんだ組成の選択の自由度が大きいので、Ｐｂフリー化への対応も容易である点で優れている。しかしながら、スーパージャフィット法では、電極表面に粘着性皮膜を選択的に形成する工程が必須であるが、この工程においては化学反応を利用した特殊な薬剤処理を行う必要があるので、工程が複雑になると共に、コストアップにもつながり、量産工程への適用には課題を残している。【００１２】
したがって、バンプの形成技術は、メッキ法やスクリーン印刷法のような普及した技術だけでなく、新たに開発された技術も課題を抱えている。本願発明者は、既存のバンプの形成技術にとらわれずに、新規なバンプ形成方法を開発することが、最終的には、ポテンシャルの高い技術に繋がると考え、研究開発を重ねていた。【００１３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、生産性に優れたバンプ形成方法およびバンプ形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のバンプ形成方法は、配線基板の電極上にバンプを形成する方法であって、配線基板の電極を含む第１領域の上に、導電性粒子及び気泡発生剤を含有した流動体を供給する工程（ａ）と、電極の近傍にて壁面が設けられた基板を、配線基板に対向するように配置する工程（ｂ）と、流動体を加熱して、該流動体中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程（ｃ）と、流動体を加熱して、樹脂中に含有する導電性粒子を溶融する工程（ｄ）とを含み、工程（ｃ）において、流動体は、気泡発生剤から発生した気泡によって電極上に自己集合し、工程（ｄ）において、電極上に自己集合した流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、電極上にバンプを形成することを特徴とする。【００１５】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｃ）において、電極上に自己集合した流動体は、壁面に接してメニスカスを形成している。【００１６】
ある好適な実施形態において、上記工程（ａ）において、流動体が供給される第１領域は、配線基板の一部の領域である。【００１７】
ある好適な実施形態において、上記基板のうち配線基板に対向する面には突起部が形成されており、壁面は突起部の側面の少なくとも一部に存在している。【００１８】
ある好適な実施形態において、上記基板のうち配線基板に対向する面には、凹部が形成されており、壁面は凹部の内壁である。【００１９】
ある好適な実施形態において、上記凹部は内壁に隣接した底面を有しており、上記工程（ｂ）において、流動体は壁面とともに底面に接触している。【００２０】
ある好適な実施形態において、上記基板は、壁面を含む壁面構成部材と、壁面構成部材の壁面から略垂直に伸びる天板部材とから構成されている。【００２１】
ある好適な実施形態において、上記天板部材は、壁面構成部材の前記壁面に沿って摺動可能であり、上記工程（ｂ）及び（ｃ）の少なくとも一つは、天板部材と配線基板との間のギャップを変動する工程を含む。【００２２】
ある好適な実施形態において、上記壁面は、基板上を支柱状に形成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、支柱状に形成された壁面が電極上に位置するように、配線基板に対向して配置される。【００２３】
ある好適な実施形態において、上記支柱状に形成された壁面の幅は、電極の幅よりも小さい。【００２４】
ある好適な実施形態において、上記電極は、配線基板上をアレイ状に複数個配列され、支柱状に形成された壁面は、基板上をアレイ状に複数個形成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、アレイ状に形成された壁面が各電極上に位置するように、配線基板に対向して配置される。【００２５】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｄ）の後、基板を除去する工程（ｅ）と、電極上に形成された前記バンプを再溶融する工程（ｆ）とをさらに含む。【００２６】
ある好適な実施形態において、上記電極は配線基板上を複数個配列され、壁面は基板上を支柱状に形成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、壁面が隣接する電極間に位置するように、配線基板に対向して配置される。【００２７】
ある好適な実施形態において、上記電極は配線基板上をアレイ状に複数個配列され、壁面は基板上を格子状に形成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、壁面が各電極の周辺を囲むように、配線基板に対向して配置される。【００２８】
ある好適な実施形態において、上記電極は配線基板上をアレイ状に複数個配列され、壁面は基板表面に十字状に形成された凹部の内壁で構成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、十字状に形成された凹部の角部が、アレイの角部に配列した電極の近傍に位置するように、配線基板に対向して配置される。【００２９】
ある好適な実施形態において、上記基板は透光性基板である。透光性基板は、ガラス基板が好ましい。【００３０】
ある好適な実施形態において、上記基板は、導電性粒子に対する濡れ性の悪い基板である。【００３１】
ある好適な実施形態において、上記流動体に含有されている気泡発生剤は、上記工程（ｃ）にいて、流動体が加熱されたときに沸騰する材料、または、熱分解することにより気体を発生する材料からなる。【００３２】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｃ）において、気泡発生剤から発生した気泡は、基板と配線基板との間に設けられた隙間の周辺部から、外部に排出される。【００３３】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｄ）の後、基板を除去する工程をさらに包含する。【００３４】
本発明のバンプ形成装置は、上記バンプ形成方法により配線基板の電極上にバンプを形成する装置であって、配線基板を載置するステージと、壁面が設けられた基板を保持する保持部と、ステージまたは保持部を加熱するヒータとを備え、ステージに載置された配線基板の電極を含む第１領域の上に、導電性粒子及び気泡発生剤を含有した流動体が供給され、保持部で保持された基板が、壁面が電極近傍に位置するように、配線基板に対向して配置され、ヒータにより流動体が加熱されて、該流動体中に含有する気泡発生剤から発生した気泡により流動体が電極上に自己集合し、ヒータにより流動体が加熱されて、電極上に自己集合した流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、電極上にバンプが形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のバンプ形成方法によれば、配線基板のうち電極を含む第１領域の上に、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体を供給し、その後、電極の近傍にて流動体のメニスカスを形成する壁面が設けられた基板を、配線基板に対向するように配置し、次いで、流動体を加熱して、気泡発生剤から気泡を発生させるので、第１領域内に選択的にバンプを形成することが可能となる。特に、流動体を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させることにより、導電性粒子を電極上に自己集合させることができる。その結果、生産性に優れたバンプ形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は、樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｄ）は、樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、樹脂の自己集合のメカニズムを説明する図である。
【図４】図４は、配線基板の一部の領域にバンプを形成する場合を説明するための上面図である。
【図５】図５は、一部の領域でバンプ形成を実行する例の配線パターンを説明するための顕微鏡写真である。
【図６】図６は、一部の領域でバンプ形成を実行する例の配線パターンを説明するための顕微鏡写真である。
【図７】図７は、樹脂の移動が観察された例を説明するための顕微鏡写真である。
【図８】図８は、樹脂の移動が観察された例を説明するための顕微鏡写真である。
【図９】図９は、樹脂の移動が観察された例を説明するための顕微鏡写真である。
【図１０】図１０は、バンプ形成における樹脂の移動機構を説明するための図である。
【図１１】図１１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程上面図および工程断面図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程断面図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程断面図である。
【図１４】図１４は、バンプ形成の実験結果を示した顕微鏡写真である。
【図１５】図１５は、バンプ形成の実験結果を示した顕微鏡写真である。
【図１６】図１６は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す一工程断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す一工程断面図である。
【図１８】図１８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程断面図である。
【図１９】図１９（ａ）は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程の断面図、図１９（ｂ）はその平面図である。
【図２０】図２０（ａ）は本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程の断面図、図２０（ｂ）はその平面図である。である。
【図２１】図２１は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程の平面図である。
【図２２】図２２は、電極のペリフェラルな配置を示す平面図である。
【図２３】図２３は、電極のエリアアレイの配置を示す平面図である。
【図２４】図２４は、本発明の実施形態に係るバンプ形成装置の構成を示す断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の実施形態に係る導電性粒子の材料を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施形態に係る気泡発生剤の材料を示す図である。
【図２７】図２７は、本発明の実施形態に係る気泡発生剤粉の材料を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１４    流動体
１６    導電性粒子
１７    領域
１９    バンプ
３０    気泡
３１    配線基板
３２    電極
３２ｅ  配線
４０    基板
４１    天井面
４２    突起部
４３    凹部
４５    壁面
４７    底面
４９    天井部材
５５    メニスカス
６０    バンプ形成装置
６１    ステージ
６３    ヒータ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本願出願人は、配線基板や半導体チップ等の電極上に、導電性粒子（例えば、はんだ粉）を自己集合させて、バンプを形成する方法、あるいは、配線基板と半導体チップの電極間に導電性粒子を自己集合させて、電極間に接続体を形成し、フリップチップ実装する方法について、種々検討を行ない、従来にない新規なバンプ形成方法、フリップチップ実装方法を提案している（特願２００４−２５７２０６号、特願２００４−３６５６８４号、特願２００５−０９４２３２号）。なお、これらの特許出願を本願明細書に参考のため援用する。【００３９】
図１（ａ）〜（ｄ）及び図２（ａ）〜（ｄ）は、本願出願人が上記特許出願明細書で開示したバンプ形成方法の基本工程を示した図である。【００４０】
まず、図１（ａ）に示すように、複数の電極３２を有する配線基板３１上に、はんだ粉１６と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１４を供給する。次に、図１（ｂ）に示すように、樹脂１４表面に、平板４０を配設する。【００４１】
この状態で、樹脂１４を加熱すると、図１（ｃ）に示すように、樹脂１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。そして、図１（ｄ）に示すように、樹脂１４は、発生した気泡３０が成長することで、この気泡３０は外に押し出される。【００４２】
押し出された樹脂１４は、図２（ａ）に示すように、配線基板３１の電極３２との界面、及び平板４０との界面に柱状に自己集合する。次に、樹脂１４をさらに加熱すると、図２（ｂ）に示すように、樹脂１４中に含有するはんだ粉１６が溶融し、電極３２上に自己集合した樹脂１４中に含有するはんだ粉１６同士が溶融結合する。【００４３】
電極３２は、溶融結合したはんだ粉１６に対して濡れ性が高いので、図２（ｃ）に示すように、電極３２上に溶融はんだ粉よりなるバンプ１９を形成する。最後に、図２（ｄ）に示すように、樹脂１４と平板４０を除去することにより、電極３２上にバンプ１９が形成された配線基板３１が得られる。【００４４】
この方法の特徴は、基板３１と平板４０の隙間に供給された樹脂１４を加熱することによって、気泡発生剤から気泡３０を発生させ、気泡３０が成長することで樹脂１４を気泡外に押し出すことにより、樹脂１４を基板３１の電極３２と平板４０との間に自己集合させる点にある。【００４５】
樹脂１４が電極３２上に自己集合する現象は、図３（ａ）、（ｂ）に示すようなメカニズムで起きているものと考えられる。【００４６】
図３（ａ）は、樹脂１４が、成長した気泡（不図示）によって、基板３１の電極３２上に押し出された状態を示した図である。電極３２に接した樹脂１４は、その界面における界面張力（いわゆる樹脂の濡れ広がりに起因する力）Ｆｓが、樹脂の粘度ηから発生する応力Ｆηよりも大きいので、電極３２の全面に亙って広がり、最終的に、電極３２の端部を境とした柱状樹脂が、電極３２と平板４０間に形成される。【００４７】
なお、電極３２上に自己集合して形成された柱状の樹脂１４には、図３（ｂ）に示すように、気泡３０の成長（または移動）による応力Ｆｂが加わるが、樹脂１４の粘度ηによる応力Ｆηの作用により、その形状を維持することができ、一旦自己集合した樹脂１４が消滅することはない。【００４８】
ここで、自己集合した樹脂１４が一定の形状を維持できるかどうかは、上記界面張力Ｆｓの他に、電極３２の面積Ｓ及び電極３２と平板４０との隙間の距離Ｌや、樹脂１４の粘度ηにも依存する。樹脂１４を一定形状に維持させる目安をＴとすると、定性的には、以下のような関係が成り立つものと考えられる。【００４９】
Ｔ＝Ｋ・（Ｓ／Ｌ）・η・Ｆｓ（Ｋは定数）
上記の説明のように、この方法は、樹脂１４の界面張力による自己集合を利用して、電極３２上に樹脂１４を自己整合的に形成するものであるが、かかる界面張力による自己集合は、基板３１表面に形成された電極３２が凸状に形成されているが故に、基板３１と平板４０間に形成されたギャップの中で狭くなっている電極３２上にて起きる現象を利用したものと言える。【００５０】
本願出願人が提案した上記の方法を用いると、樹脂中に分散したはんだ粉を効率良く電極上に自己集合させることができ、また、均一性に優れ、かつ、生産性の高いバンプ形成が実現できる。また、樹脂中に分散したはんだ粉を、樹脂が供給された基板上の複数の電極上に分け隔てなく自己集合させることができるので、上記の方法は、樹脂が供給された配線基板上の全ての電極上に一括してバンプを形成する際に特に有用である。【００５１】
本願出願人は、上記方法をさらに深く検討している際に、配線基板の一部の領域にバンプを形成する場合に或る現象を観察した。以下、その現象について説明する。【００５２】
配線基板の構造によっては、配線基板のうちの一部の電極上だけにバンプを形成すればよいこともある。例えば、図４に示す配線基板３１では、配線の先端部分である電極３２上にバンプを形成するケースである。【００５３】
図４に示した配線基板の場合、電極３２を含む領域１１７に、はんだ粉と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１４を塗布する。その塗布した樹脂１４を加熱すると、領域１１７内の電極３２の上に自己集合的にバンプが形成されることになる。しかしながら、この場合において、同図に示すように、領域１１７以外の領域１１９にまで、樹脂１４およびはんだ粉が移動して、電極３２だけでなく配線３２ｅの範囲にもはんだが濡れ広がったり、その配線３２ｅにはんだ粉の集合ができたりする現象が見つかった。また、僅かなバランス差によってはんだ粉が偏移集合する例も見つかった。なお、図４中の寸法ａは約１ｍｍであり、寸法ｂは約１．２５ｍｍである。【００５４】
さらに、図５に示すような配線パターンの中央の１２個の電極（ランド）にバンプを形成しようとした場合について説明する。なお、図５における中央部分を有するような配線パターンの他の例として図６を示す。【００５５】
この場合において、本願発明者は、次のような現象を観測した。まず、図７に示すように、はんだバンプがランド部位を越えて伸び広がった例があった。さらには、図８および図９に示すように、はんだ粉がランド部位とは関係ないところで集合した例も発見された。この関係ない箇所ではんだ粉が集合したのは、おそらく、図１０に示すように、樹脂１４が平板４０をつたって、他の部分まで移動し（樹脂１４ａ、１４ｂ、矢印５０参照）、バンプ形成を想定してない電極の上に、はんだ粉１６が移動してしまったことに基づくと思われる。また、場合によっては、樹脂が配線間をつたって遠方まで流れ出てはんだ粉が移動する現象も観察された。【００５６】
樹脂１４の移動を所定領域内にとどめることができるようなバンプ形成条件をその都度実験等により見つけ出して、その条件を厳密に制御したり、あるいは、所定領域以外をマスキングしたりすることも可能であるが、いずれも、本バンプ形成方法の簡便性が損なわれてしまう。【００５７】
そこで、本願発明者は、はんだ粉１６と気泡発生剤を含有した樹脂（流動体）１４を、配線基板の全面に付与して用いる場合に限らずに、配線基板の一部の領域に付与してもはんだバンプを簡便に形成することができる手法を鋭意検討して、本発明に至った。【００５８】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。本発明は以下の実施形態に限定されない。【００５９】
図１１（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態におけるバンプ形成方法を説明するための工程断面図である。ここで、図１１（ａ）は、上面透視図であり、図１１（ｂ）は側面断面図である。なお、図１１（ａ）に示した例では、説明を理解しやすいように、上述の図４に示したものと同様の電極３２のパターンを含む配線基板を用いている。【００６０】
本実施形態のバンプ形成方法は、配線基板３１の電極３２上にバンプを形成する方法である。【００６１】
まず、配線基板３１の電極３２を含む第１領域１７の上に、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体１４を供給する。本実施形態における流動体１４は、樹脂である。なお、導電性粒子１６、気泡発生剤の具体例は後述する。【００６２】
次に、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、壁面４５が形成された基板４０を配線基板３１に対向するように配置する。壁面４５は、流動体１４のメニスカス５５を形成できるように電極３２の近傍に位置付けられる。【００６３】
本実施形態の構成においては、基板（板状部材）４０のうち、配線基板３１に対向する面４１には、突起部４２が形成されており、流動体１４のメニスカス５５を形成するための壁面４５は、その突起部４２の側面の少なくとも一部に存在している。【００６４】
ここで、「メニスカス」とは、壁面に近いところで表面張力（または界面張力）によって液体の表面が曲がることをいい、本実施形態では、壁面４５（この例では、突起部４２の側面の少なくとも一部）に流動体１４が接し、流動体１４の表面張力（又は界面張力）によって流動体１４の表面が曲がった状態になっていることを意味する。【００６５】
なお、図示した例では、壁面４５と壁面４５に隣接する面４１（天井面）の一部との両方に流動体１４が接して流動体１４によるメニスカスが形成されているが、天井面４１には接触してなくてもメニスカスは形成されるとともに、突起部４２の側面の全部でなく一部に流動体１４が接していてもメニスカスは形成される。【００６６】
図１１（ｂ）から理解できるように、流動体１４は、壁面４５との界面張力によって壁面４５側に吸い寄せられており、この力によって流動体１４を所定領域内（第１領域１７）に保持することができる。【００６７】
第１領域１７は、配線基板３１の一部の範囲内の領域であることが多いが、配線基板３１の全部（又はほぼ全部）の領域であってもよい。なお、第１領域１７は、典型的には、バンプが形成される領域と同じ又はそれよりも一回り広い領域となる。第１領域１７は、典型的には、バンプが形成される領域に対応し、そこに流動体１４が供給されるのであるから、第１領域１７は、面積や形状等によって制約されず、配線パターンや電極（ランド）のレイアウトによって決定されるものである。【００６８】
図１１に示した領域１７を例にして説明すると、第１領域１７は、寸法ａ×寸法ｂに対応した範囲となる。一例を挙げると、例えば１ｍｍ×１．２５ｍｍ又はそれと同程度の面積の範囲となる。図示した構成図の場合、突起部４２が存在する領域は、第１領域１７に含めてもよいし、または便宜上除いてもよい。【００６９】
基板４０の寸法および形状、ならびに、突起部４２の寸法・高さ・形状は、バンプ形成条件に合わせてその都度、具体的に決定することができる。なお、本実施形態の一つの例では、基板４０は、１ｃｍ×１ｃｍの正方形で、突起部４２は０．６５ｍｍ×０．９ｍｍの矩形である。突起部４２の高さは、適切なメニスカス５５が形成できるのであれば、特に制約はない。なお、この数値などは、あくまで一例であり、この寸法や形状に限定されない。【００７０】
図１１（ａ）および（ｂ）に示した状態で、流動体１４を加熱すると、流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡が発生する。そして、この気泡発生剤から発生した気泡によって導電性粒子１６は電極３２上に自己集合する。【００７１】
本実施形態のバンプ形成方法によれば、配線基板３１の電極３２を含む第１領域１７の上に、導電性粒子１６と気泡発生剤を含有した流動体１４を供給した後、電極３２の近傍にて流動体１４のメニスカス５５を形成する壁面４５が設けられた基板４０を、配線基板３１に対向するように配置し、次いで、流動体１４を加熱して、気泡発生剤から気泡を発生させるので、第１領域１７内に選択的にバンプを形成することが可能となる。特に、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させることにより、導電性粒子１６を電極３２上に自己集合させることができ、生産性に優れたバンプ形成方法を実現することができる。【００７２】
次に、図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本実施形態のバンプ形成方法をさらに説明する。図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態におけるバンプ形成方法を説明するための工程断面図である。【００７３】
まず、図１２（ａ）に示すように、配線基板３１のうち電極３２を含む第１領域１７の上に、導電性粒子１６と気泡発生剤（不図示）を含有した流動体１４を供給する。配線基板３１は、樹脂製の配線基板（例えば、ＦＲ−４基板）、セラミック基板などを用いることができる。また、リジッド基板に限らず、フレキシブル基板を用いることも可能である。【００７４】
次に、図１２（ｂ）に示すように、流動体１４のメニスカスを形成する壁面４５を有する基板４０を配線基板３１に対向するように配置する。バンプを形成したい電極の近傍に（メニスカスを形成できる距離内で）壁面４５を配置することにより、壁面４５の界面張力を利用して流動体１４のメニスカスを形成させ、そして、壁面４５の界面張力により、流動体１４を電極３２上に保持できるようにする。つまり、図１２（ｂ）に示す状態では、壁面４５の周囲に電極３２は配置されているので、壁面４５の界面張力によって壁面４５の周囲に集められている流動体１４は、電極３２上に位置付けられ、かつ、保持されることになる。【００７５】
本実施形態では、壁面４５を構成する突起部４２を配線基板３１上にセットする。突起部４２の底面４７は、配線基板３１の上面と接触させてもよいし、突起部４２の底面４７と配線基板３１の上面との間に流動体１４が介在した状態であってもよい。【００７６】
壁面４５を有する基板４０を配置する際には、基板４０の突起部４２で流動体１４を押さえつけるので、流動体１４は、壁面４５に接触するとともに、壁面４５の外側を取り囲むようにセットされる。なお、流動体１４の供給は、壁面４５が形成された基板４０を配線基板３１上に配置した後でもよく、その場合には、壁面４５の周囲に流動体１４が位置するように流動体１４を供給すればよい。【００７７】
本実施形態における基板（板状部材）４０は、例えば、ガラス基板である。また、ガラス基板に限らず、セラミック基板、半導体基板（シリコン基板など）を用いることができる。基板４０として、透光性基板（ガラス基板、セラミック基板）を用いると、プロセスの進捗状況およびバンプ形成確認が容易となるメリットがある。シリコン基板を用いた場合には、赤外線を用いて透過観測をすることが可能である。【００７８】
また、セラミック基板を用いた場合、例えばガラス基板と比較して、熱伝導性を良好にすることができる。また、基板４０として平担性に優れ、加工が容易な基板（例えば、半導体基板、セラミック基板、ガラス基板）を用いることも好ましい。もちろん、基板４０が安価であれば、それだけ製造プロセス上のコストメリットも増える。【００７９】
基板４０には、導電性粒子１６に対する濡れ性の悪い基板を用いることが好ましく、そのような基板としては、ガラス基板、セラミック基板、半導体基板の他に限らず、金属基板であってもクロム基板を用いることができる。なお、基板の本体自体は、導電性粒子１６に対して濡れ性が良好なもの（例えば、銅基板又はアルミニウム基板のような金属基板）であっても、その表面をコーティングすることにより、導電性粒子１６に対する濡れ性を調整することが可能である。【００８０】
次に、図１２（ｂ）に示した状態で流動体１４を加熱すると、図１２（ｃ）に示すように、流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。本実施形態では、流動体１４は、基板４０の壁面４５の界面張力を利用して、流動体１４を第１領域１７に保持した状態で加熱を行う。図示した例では、流動体１４は電極３２上に位置した状態で加熱される。本実施形態では、突起部４２の底面４７を配線基板３１上に位置付けることによって、基板４０を固定することができ、電極３２と基板４０の天井面４１との間の距離を一定にすることができる。なお、電極３２と天井面４１との間の一定の隙間は、導電性粒子１６の粒径よりも広い。【００８１】
本実施形態によれば、図１２（ｂ）および（ｃ）に示すように、基板４０に壁面４５が形成されているので、第１領域１７に供給された流動体１４を、壁面４５との間の界面張力によって第１領域１７に留めることができる。つまり、流動体１４は第１領域１７に保持されるので、流動体１４が第１領域１７を大きく超えて広がることが無く、その結果、局所的なバンプ形成を簡便に実行できる有効なプロセスとなる。【００８２】
次に、図１３（ａ）から（ｄ）も参照して、気泡３０発生後の過程について説明を続ける。【００８３】
図１３（ａ）に示すように、流動体１４は、発生した気泡３０が成長することで、この気泡３０によって押し出される。なお、流動体１４中の気泡発生剤から発生した気泡３０は、基板４０と配線基板３１との間に設けられた隙間の周辺部から、外部に排出される。【００８４】
押し出された流動体１４は、図１３（ｂ）に示すように、配線基板３１の電極３２との界面に集合する。図示した例では、流動体１４は、基板４０と電極３２との界面で柱状に集合している。なお、流動体１４の集合状態は、気泡３０の成長に応じて変化し得るが、流動体１４は、電極３２と天井面４１との界面で柱状に集合してもよいし、電極３２と壁面４５との界面で柱状に集合してもよい。【００８５】
この流動体１４の自己集合とともに、流動体１４中の導電性粒子１６は、電極３２上に集合する。そして、流動体１４をさらに加熱すると、図１３（ｃ）に示すように、流動体１４中に含有する導電性粒子１６が溶融し、その結果、導電性粒子１６の自己集合が完了する。つまり、電極３２上に溶融した導電性粒子よりなるバンプ１９が形成される。【００８６】
なお、条件によっては、バンプ１９の高さが基板４０の天井面４１に達するようにバンプ形成プロセスを実行することも可能である。また、この場合、バンプ形成後に、適切な量だけ、基板４０を上下方向に移動させることにより、形成されたバンプ１９における高さのばらつきを押さえることができる。これにより、バンプ形成後に実施される、例えばフリップチップ実装時における金属接合時に、平行度を高めることができ、接続信頼性を高めることができる。【００８７】
最後に、図１３（ｄ）に示すように、基板４０を外すと、電極３２上にバンプ１９が形成された配線基板３１が得られる。基板４０の除去とともに流動体１４を除去してもよい。【００８８】
なお、基板４０を外した後、流動体（樹脂）１４を残しておいても構わないが、バンプ形成後、微小な導電性粒子（はんだ粉）が流動体１４上に残渣として残る場合もあるので、信頼性の面を考慮して、図１３（ｄ）に示すように、残渣と一緒に流動体１４を除去することを採用することも好適である。【００８９】
上述したように、本実施形態のバンプ形成方法によれば、電極３２の近傍にて流動体１４のメニスカス５５を形成する壁面４５を配置し、その壁面４５の界面張力によって流動体１４を第１領域１７上に留めることができる。したがって、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡３０を発生させた際に、流動体１４が第１領域１７を超えてそれ以外の領域に移動することを抑制することができる。【００９０】
これにより、第１領域１７内に選択的にバンプ１９を形成したい場合において、第１領域１７以外に移動したはんだ粉１６を事後的に取り除いたり、予めマスキングを施すといった手間を省き、簡易な方法で確実に、選択的にバンプを形成することが可能となる。【００９１】
また、流動体１４を界面張力によって積極的に第１領域１７内に留めることができることにより、バンプ１９を第１領域１７内に選択的に形成するための条件も緩和され、プロセス条件の自由度も大きくなる。【００９２】
さらに、本実施形態の方法では、気泡３０が成長することで流動体１４を気泡外に押し出し、その効果によって流動体１４を第１領域１７の電極３２上に自己集合させることができ、続いて、電極３２上に自己集合した流動体１４中に含有する導電性粒子１６を溶融させることによって、電極３２上に、溶融した導電性粒子からなるバンプ１９を自己整合的に形成することができる。これにより、流動体１４中に分散した導電性粒子１６を効率よく電極３２上に自己集合させることができ、均一性に優れ、かつ、生産性の高いバンプを電極上に形成することができる。【００９３】
再び、図１１（ａ）および（ｂ）を参照しながら図４と比較して説明すると、本実施形態の構成においては、基板４０の壁面４５によって流動体１４を第１領域１７に留めることができるので、図４に示した例の場合と異なり、バンプ１９は確実に電極（ランド）３２上に自己集合的に形成する。【００９４】
つまり、本実施形態の構成では、壁面４５による表面張力（界面張力）で流動体１４は領域１７内に保持されるので、配線３２ｅの箇所や、または、領域１７以外の他の電極パターンの一部に導電性粒子が集合しそれがショートの原因となったりすることを防止することができる。【００９５】
上述したように、本実施形態の方法では、気泡３０が成長することで、導電性粒子１６を含有する流動体１４を気泡外に押し出し、その作用によって、電極３２上に柱状に集合した流動体１４中に含有する導電性粒子１６を溶融させて、電極３２上に溶融した導電性粒子１６からなるバンプ１９を自己整合的に形成することができる。【００９６】
したがって、単に濡れ性だけを利用して電極上に自己集合させようと試みても実現できなかった場合であっても、本実施形態の方法によれば、電極３２上に溶融した導電性粒子１６からなるバンプ１９を自己集合的に形成することができる。また、効率良く導電性粒子１６を電極３２上に自己集合させることができるので、過剰の導電性粒子１６を流動体１４中に含有させることなく、適量の導電性粒子１６でもって、電極３２上に必要とするバンプ１９を形成することが可能となる。【００９７】
次に、図１４および図１５を参照しながら、本実施形態のバンプ形成方法の実験結果例を説明する。【００９８】
図１４は、図５に示した配線パターンを有する配線基板に対して、本実施形態の方法を適用した結果を示す写真である。図５でも示したように、この配線パターンでは、１２個の電極（ランド）が中央に配列されている。【００９９】
図１４に示すように、本実施形態の方法によれば、壁面４５の界面張力に起因するメニスカス５５によって流動体１４が第１領域１７に保持され、その結果、１２個の電極（ランド）上に確実にバンプを形成することができた。【０１００】
なお、図１５は、同様に本実施形態の方法を適用した結果を示す斜視図である。図１５からわかるように、実際にバンプとして使用可能な高さを有するバンプが電極（ランド）上に確実に形成されていることを確認できる。【０１０１】
また、図１６に示すように、基板４０における壁面４５が存在する面の高さを高くして、その面（例えば、突起部４２の側面）の一部を、メニスカス５５を形成可能な壁面４５にすることもできる。壁面４５が存在する面の高さが高い場合でも、メニスカス５５は、壁面４５との界面張力、重力、流動体１４の性質（粘度など）に応じて形成される。【０１０２】
上述の例では、第１領域１７の範囲内のうちの電極３２よりも内側（中心側）に、流動体１４のメニスカス５５を形成可能な壁面４５を配置したが、本実施形態の構成は、それに限定されない。【０１０３】
例えば、図１７に示すように、電極３２の外側（外縁側）に壁面４５を配置することも可能である。なお、この場合でも、壁面４５は、基板４０の突起部４２の側面の少なくとも一部に存在させてもよいし、あるいは、基板４０に凹部４３を形成して、その凹部４３の内壁を壁面４５としてもよい。【０１０４】
図１７に示した例では、凹部４３における内壁４５に隣接した底面が、天井面４１となっており、流動体１４は、内壁４５とともに底面（天井面）４１に接触して、メニスカス５５を形成している。【０１０５】
また、上述の例において、壁面４５は、配線基板３１に対して垂直（または略垂直）になるように配置したが、流動体１４のメニスカス５５を形成でき、その壁面４５の界面張力により流動体１４を所定領域に保持できるのであれば、壁面４５は垂直に限らず、傾斜（例えば、±３０°）していてもよい。【０１０６】
さらに、本実施形態の基板４０は、単一の部材又は材料から形成する場合に限らず、壁面４５を含む壁面構成部材となる突起部４２と、突起部４２の壁面４５から略垂直（例えば、９０°）に伸びる天板部材（天井面４１を含む部材）とから構成することもできる。なお、壁面構成部材となる突起部４２を支持できる支持部材をさらに設けてもよい。【０１０７】
加えて、天井部材を壁面構成部材に対して摺動可能な構成にしてもよい。図１８（ａ）に示した構成においては、天井部材４９は、突起部４２を摺動することができる。【０１０８】
すなわち、天井部材４９は上下動させることが可能である。天井部材４９の下降は、例えば、天井部材４９の上に配置した押圧手段によって行うことができ、天井部材４９の上昇は、例えば、天井部材４９を吸着可能な部材を用いて天井部材４９を引き上げることによって実行することができる。その他にも、天井部材４９の上昇・下降は適宜公好適な手法で実行可能である。【０１０９】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の状態から天井部材４９を低下させた構成を示している。図１８（ｂ）に示した構成において、電極３２の上に（第１領域１７内に）、導電性粒子１６と気泡発生剤（不図示）を含有した流動体１４を供給すると、壁面４５によって流動体１４のメニスカス５５が形成され、図１８（ｃ）に示す通りになる。【０１１０】
なお、突起部４２を配線基板３１上にセットする前に、流動体１４を供給し、突起部４２の底面４７で流動体１４を押し出して、図１８（ｃ）に示す状態にすることも可能である。【０１１１】
その後、流動体１４を加熱すると、上述したステップを経て、自己集合的に電極３２上にバンプ１９が形成される。流動体１４の加熱時に、天井部材４９を上下動させて、天井部材４９の天井面４１と電極３２との距離（ギャップ）を変動させることも可能である。この変動により、メニスカス５５の形成を調整したり、形成されるバンプ１９の高さを調整したりすることができる。【０１１２】
さらに、本実施形態における基板４０に設ける壁面４５を、図１９（ａ）、（ｂ）に示したような支柱状の構成にすることもできる。ここで、図１９（ａ）は、壁面４５が設けられた基板４０を、配線基板３１に対向するように配置する工程の断面図で、図１９（ｂ）は、その平面図である。【０１１３】
図１９（ａ）に示すように、壁面４５は、基板４０上を支柱状に形成されており、基板４０は、支柱状に形成された壁面４５が電極３２上に位置するように、配線基板３１に対向して配置されている。ここで、支柱状に形成された壁面４５の幅は、電極３２の幅よりも小さく形成されている。【０１１４】
また、図１９（ｂ）に示すように、電極３２が配線基板３１上をアレイ状に複数個配列されている場合には、支柱状に形成された壁面４５も、基板４０上をアレイ状に複数個形成してもよい。このとき、基板４０は、アレイ状に形成された壁面４５が、各電極３２上に位置するように、配線基板３１に対向して配置される。【０１１５】
本実施形態においては、図１９（ａ）に示すように、メニスカスを形成可能な壁面４５が、電極３２の略中心線に対して両側に配置されているため、流動体１４のメニスカスを壁面４５を構成する支柱の両面において形成することができる。そのため、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させた際に、流動体１４が電極３２以外の領域に広がるのをより効果的に抑制することができる。【０１１６】
このように、支柱状に形成された壁面４５を電極３２上に配置することによって、流動体１４の自己集合性を高めることができるため、特に、電極３２の高さが低い場合（例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｒａｓｓ）に用いるガラス基板上に形成された電極）に有効である。【０１１７】
ここで、壁面４５を構成するために基板４０表面に形成された支柱（突起部）の形状は、特に制限はないが、例えば、図１９（ｂ）に示したように、電極３２の一辺に沿った板状にすれば、より効果的に流動体１４が電極３２以外の領域に広がるのをより効果的に抑制することができる。【０１１８】
なお、本実施形態におけるバンプ形成方法において、電極３２上に自己集合した流動体１４中に含有する導電粒子１６を溶融することによって、電極３２上にバンプが形成されるが、その後、基板４０を除去すると、電極３２上に形成されたバンプは、壁面４５が配置されていた箇所に窪みが生じた形状になる。この場合、必要であれば、基板４０を除去後に、電極３２上に形成されたバンプを再溶融することによって、窪みのないバンプを得ることができる。【０１１９】
また、電極３２の配置は、図１９（ｂ）に示したようなアレイ状でなくても、当然、本実施形態の方法を適用することができる。【０１２０】
支柱状に形成れた壁面４５は、図２０（ａ）、（ｂ）に示すような構成にすることもできる。ここで、図２０（ａ）は、壁面４５が設けられた基板４０を、配線基板３１に対向するように配置する工程の断面図で、図２０（ｂ）は、その平面図である。【０１２１】
図２０（ａ）に示すように、壁面４５は、基板４０上を支柱状に形成されており、基板４０は、壁面４５が隣接する電極３２間に位置するように、配線基板３１に対向して配置されている。【０１２２】
また、図２０（ｂ）に示すように、電極３２が、配線基板３１上をアレイ状に複数個配列されている場合には、支柱状の壁面４５も、基板４０上を格子状に形成してもよい。このとき、基板４０は、壁面４５が各電極３２の周辺を囲むように、配線基板３１に対向して配置される。【０１２３】
本実施形態においては、図２０（ａ）に示すように、メニスカスを形成可能な壁面４５が、隣接する電極３２間に配置されているため、流動体１４のメニスカスを、壁面４５を構成する支柱の両面において、それぞれ隣接する電極３２上に形成することができる。そのため、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させた際に、流動体１４が隣接する電極３２に広がるのをより効果的に抑制することができる。【０１２４】
このように、支柱状に形成された壁面４５を隣接する電極３２間に配置することによって、流動体１４の自己集合性を高めることができるため、特に、電極３２の高さが低い場合（例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｒａｓｓ）に用いるガラス基板上に形成された電極）に有効である。【０１２５】
ここで、壁面４５を構成するために基板４０表面に形成された支柱（突起部）の形状は、特に制限はない。例えば、配線基板３１上をアレイ状に配列されている場合、図２０（ｂ）には、支柱状の壁面４５を格子状に形成したが、壁面４５を構成する支柱を、電極３２の各辺に沿って、互いに切り離して形成してもよい。【０１２６】
なお、本実施形態におけるバンプ形成方法においては、図１９（ａ）、（ｂ）に示した方法により形成されたバンプのような窪みが生じないため、基板４０の除去後に、バンプを再溶融させる工程が不要になる。【０１２７】
また、支柱状に形成された壁面４５を、複数の電極３２（例えば、２×２に配列した電極）の周りを囲むように、基板４０を配線基板３１に対して配置してもよい。【０１２８】
また、電極３２の配置は、図２０（ｂ）に示したようなアレイ状でなくても、当然、本実施形態の方法を適用することができる。【０１２９】
ところで、電極３２の幅やピッチが小さい場合、壁面４５を構成する支柱を、電極３２上、または隣接する電極３２間に配置することは難しい。このような場合には、基板４０に形成れた壁面４５を、図２１に示すような構成にしてもよい。ここで、図２１は、壁面４５が設けられた基板４０を、配線基板３１に対向するように配置する工程の平面図である。【０１３０】
図２１に示すように、電極３２は、配線基板上をアレイ状に複数個配列（図中では、２×２の配列）され、壁面４５は、基板４０表面に十字状に形成された凹部４３の内壁で構成されている。そして、基板４０は、十字状に形成された凹部４３の角部が、アレイの角部（２×２の配列の場合には、４つの電極３２の全て）に配列した電極の近傍に位置するように、配線基板に対向して配置される。【０１３１】
このような方法で基板４０を配置することによって、電極３２の近傍に、壁面４５の角部を配置することができるため、流動体１４のメニスカスを、壁面４５の角部において形成することができる。そのため、電極３２の大きさやピッチが小さい場合でも、流動体１４の自己集合性を高めることができる。本方法は、例えば、電極の幅が７５μｍ以下、電極のピッチが１５０μｍ以下の微小チップを配線基板３１に実装する場合に有効である。【０１３２】
なお、本実施形態のプロセスにおける導電性粒子１６の最適な含有量は、例えば、以下のように設定することができる。【０１３３】
配線基板３１上に供給される流動体（例えば、樹脂）１４の体積（ＶＢ）中に含有される導電性粒子１６の全てが、配線基板３１の電極３２上のバンプ１９の形成に寄与したとすると、バンプ１９の総体積（ＶＡ）と、流動体１４の体積（ＶＢ）とは以下のような関係式（１）が成り立つ。【０１３４】
ＶＡ：ＶＢ≒ＳＡ：ＳＢ・・・（１）
ここで、ＳＡは配線基板３１の電極３２の総面積、ＳＢは配線基板３１の所定領域（具体的には、上述の第１領域１７）の面積をそれぞれ表す。これにより、樹脂１４中に含まれる導電性粒子１６の含有量は、以下のような式（２）で表される。
（導電性粒子１６の含有量）＝ＳＡ／ＳＢ×１００［体積％］・・・（２）
よって、樹脂１４中に含まれる導電性粒子１６の最適な含有量は、概ね、以下のような式（３）に基づいて設定することができる。
（導電性粒子１６の含有量）＝（ＳＡ／ＳＢ×１００）±α［体積％］・・・（３）
なお、上記パラメータ（±α）は、導電性粒子１６が配線基板３１の電極３２上に自己集合する際の過不足分を調整するためのもので、種々の条件により決めることができる。【０１３５】
配線基板３１の電極３２の配置は、様々な形態を取り得るが、図２２、図２３に示したような典型的な電極３２の配置に対して、式（３）により最適な導電性粒子１６の含有量を求めると、概ね以下のような値になる。
図２２に示した配置（ペリフェラル配置）・・・０．５〜５体積％
図２３に示した配置（エリアアレイ配置）・・・１５〜３０％体積％
このことから、電極３２上に必要とするバンプ１９を形成するには、樹脂１４中に分散する導電性粒子１６は、０．５〜３０体積％の割合で樹脂１４中に含有していれば足りることになる。【０１３６】
特に、本実施形態のバンプ形成方法によれば、壁面４５が形成された基板４０を用いて流動体１４を界面張力によって第１領域１７上に留めることができ、それゆえ、流動体１４が第１領域１７を超えてそれ以外の領域に移動することを抑制することができるので、導電性粒子１６をさらに効率的な量に抑えることができる。すなわち、第１領域１７を超えて移動し損失してしまう分の（つまり、余分な）導電性粒子１６を考慮しなくてよかったり、あるいは、それを考慮する割合を少なくすることができる。【０１３７】
なお、一般に、導電性粒子１６と樹脂１４との重量比は約７程度なので、上記０．５〜３０体積％の割合は、概ね４〜７５重量％の割合に相当する。【０１３８】
図２４は、本実施形態のバンプ形成方法を実行するための好適なバンプ形成装置６０を表している。【０１３９】
図２４に示したバンプ形成装置６０は、配線基板３１を載置するためのステージ６１と、ステージ６１に対向して配置される基板４０とから構成されている。この基板４０の下面は、ステージ６１上に接触する突起部４２が形成されており、突起部４２に壁面４５が形成されている。そして、基板４０に形成された壁面４５によって、流動体１４のメニスカス５５が形成されている。【０１４０】
この形成装置６０において、ステージ６１上に載置された配線基板３１とステージ６１に対向して配置された基板４０との間に、導電性粒子１６と気泡発生剤を含有した流動体１４が供給される。本実施形態の構成において、壁面４５を有する基板（板状部材）４０は、脱着可能である。なお、流動体１４を供給可能な供給機を、本形成装置６０に設けることも可能である。流動体１４の供給後、その流動体１４を加熱することにより、流動体１４中の気泡発生剤から気泡が発生する。流動体１４の加熱は、ステージ６１にヒータを設置して、それによって実行してもよいし、基板４０にヒータをあててそれによって行っても良い。図２４に示した例では、ステージ６１の下にヒータ６３が取り付けられている。【０１４１】
ここで、本実施形態に使用する流動体１４、導電性粒子１６、及び、気泡発生剤は、特に限定されないが、それぞれ、以下のような材料を使用することができる。【０１４２】
流動体１４としては、室温から導電性粒子１６の溶融温度の範囲内において、流動可能な程度の粘度を有するものであればよく、また、加熱することによって流動可能な粘度に低下するものも含む。代表的な例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエステルエストラマ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は光（紫外線）硬化樹脂等、あるいはそれらを組み合わせた材料を使用することができる。樹脂以外にも、高沸点溶剤、オイル等も使用することができる。【０１４３】
また、導電性粒子１６及び気泡発生剤としては、図２５及び図２６に示すような材料から適宜組み合わせて使用することができる。なお、導電性粒子１６の融点を、気泡発生剤の沸点よりも高い材料を用いれば、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させて、流動体を自己集合させた後、さらに、流動体１４を加熱して、自己集合した流動体中の導電性粒子を溶融させ、導電性粒子同士を金属結合させることができる。【０１４４】
また、気泡発生剤は、沸点の異なる２種類以上の材料からなるものであってもよい。沸点が異なれば、気泡の発生、及び成長するタイミングに差が生じ、その結果、気泡の成長による流動体１４の押し出しが、段階的に行なわれるので、流動体１４の自己集合過程が均一化され、これにより、均一性のよい導電パターンを形成することができる。【０１４５】
なお、気泡発生剤としては、図２６に挙げた材料以外に、流動体１４が加熱されたときに、気泡発生剤が熱分解することにより気泡を発生する材料も使用することができる。そのような気泡発生剤としては、図２７に挙げた材料を使用することができる。例えば、結晶水を含む化合物（水酸化アルミニウム）を使用した場合、流動体１４が加熱されたときに熱分解し、水蒸気が気泡となって発生する。【０１４６】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、流動体１４を突起部４２と配線基板３１の電極３２間に自己集合させる工程において、突起部４２と配線基板３１とのギャップを変動させながら行なってもよい。このようにすることによって、流動体１４を突起部４２と電極３２間に効率よく自己集合させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明によれば、簡易な方法により選択的にバンプを形成する方法を提供することができる。
【図１】
2007122868.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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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１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年8月28日(2008.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板の電極上にバンプを形成する方法であって、
配線基板の電極を含む第１領域の上に、導電性粒子及び気泡発生剤を含有した流動体を供給する工程（ａ）と、
前記電極の近傍にて壁面が設けられた基板を、前記配線基板に対向するように配置する工程（ｂ）と、
前記流動体を加熱して、該流動体中に含有する前記気泡発生剤から気泡を発生させる工程（ｃ）と、
前記流動体を加熱して、前記樹脂中に含有する前記導電性粒子を溶融する工程（ｄ）とを含み、
前記工程（ｃ）において、前記流動体は、前記気泡発生剤から発生した気泡によって、前記電極上に自己集合し、
前記工程（ｄ）において、前記電極上に自己集合した前記流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、前記電極上にバンプを形成する、バンプ形成方法。
【請求項２】
前記工程（ｃ）において、前記電極上に自己集合した前記流動体は、前記壁面に接してメニスカスを形成している、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）において、前記流動体が供給される前記第１領域は、前記配線基板の一部の領域である、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項４】
前記基板のうち前記配線基板に対向する面には、突起部が形成されており、
前記壁面は、前記突起部の側面の少なくとも一部に存在している、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項５】
前記基板のうち前記配線基板に対向する面には、凹部が形成されており、
前記壁面は、前記凹部の内壁である、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項６】
前記凹部は、前記内壁に隣接した底面を有しており、
前記工程（ｂ）において、前記流動体は、前記壁面とともに前記底面に接触している、請求項５に記載のバンプ形成方法。
【請求項７】
前記基板は、
前記壁面を含む壁面構成部材と、
前記壁面構成部材の前記壁面から略垂直に伸びる天板部材と
から構成されている、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項８】
前記天板部材は、前記壁面構成部材の前記壁面に沿って摺動可能であり、
前記工程（ｂ）及び（ｃ）の少なくとも一つは、前記天板部材と前記配線基板との間のギャップを変動する工程を含む、請求項７に記載のバンプ形成方法。
【請求項９】
前記壁面は、前記基板上を支柱状に形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記支柱状に形成された壁面が前記電極上に位置するように、前記配線基板に対向して配置される、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１０】
前記支柱状に形成された壁面の幅は、前記電極の幅よりも小さい、請求項９に記載のバンプ形成方法。
【請求項１１】
前記電極は、前記配線基板上をアレイ状に複数個配列され、
前記支柱状に形成された壁面は、前記基板上をアレイ状に複数個形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記アレイ状に形成された壁面が前記各電極上に位置するように、前記配線基板に対向して配置される、請求項９に記載のバンプ形成方法。
【請求項１２】
前記工程（ｄ）の後、前記基板を除去する工程（ｅ）と、前記電極上に形成された前記バンプを再溶融する工程（ｆ）とをさらに含む、請求項９に記載のバンプ形成方法。
【請求項１３】
前記電極は、前記配線基板上を複数個配列され、
前記壁面は、前記基板上を支柱状に形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記壁面が隣接する前記電極間に位置するように、前記配線基板に対向して配置される、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１４】
前記電極は、前記配線基板上をアレイ状に複数個配列され、
前記壁面は、前記基板上を格子状に形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記壁面が前記各電極の周辺を囲むように、前記配線基板に対向して配置される、請求項１３に記載のバンプ形成方法。
【請求項１５】
前記電極は、前記配線基板上をアレイ状に複数個配列され、
前記壁面は、前記基板表面に十字状に形成された凹部の内壁で構成されており、
前記工程（ｂ）において、前記基板は、前記十字状に形成された凹部の角部が、前記アレイの角部に配列した電極の近傍に位置するように、前記配線基板に対向して配置される、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１６】
前記基板は、透光性基板である、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１７】
前記基板は、前記導電性粒子に対する濡れ性の悪い基板である、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１８】
前記流動体に含有されている前記気泡発生剤は、前記工程（ｃ）において、前記流動体が加熱されたときに沸騰する材料、または、熱分解することにより気体を発生する材料からなる、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項１９】
前記工程（ｃ）において、前記気泡発生剤から発生した気泡は、前記基板と前記配線基板との間に設けられた隙間の周辺部から、外部に排出されることを特徴とする請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項２０】
前記工程（ｄ）の後、前記基板を除去する工程をさらに包含する、請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項２１】
請求項１〜２０の何れか一つに記載のバンプ形成方法により配線基板の電極上にバンプを形成する装置であって、
配線基板を載置するステージと、
壁面が設けられた基板を保持する保持部と、
前記ステージまたは前記保持部を加熱するヒータと、
を備え、
前記ステージに載置された前記配線基板の電極を含む第１領域の上に、導電性粒子及び気泡発生剤を含有した流動体が供給され、
前記保持部で保持された基板が、前記壁面が前記電極近傍に位置するように、前記配線基板に対向して配置され、
前記ヒータにより前記流動体が加熱されて、該流動体中に含有する前記気泡発生剤から発生した気泡により前記流動体が前記電極上に自己集合し、
前記ヒータにより前記流動体が加熱されて、前記電極上に自己集合した前記流動体中に含有する前記導電粒子が溶融することによって、前記電極上にバンプが形成される、バンプ形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の電極上にバンプを形成する方法に関する。本発明はまた、バンプ形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に使用される半導体集積回路（ＬＳＩ）の高密度、高集積化に伴い、ＬＳＩチップの電極端子の多ピン、狭ピッチ化が急速に進んでいる。これらＬＳＩチップの配線基板への実装には、配線遅延を少なくするために、フリップチップ実装が広く用いられている。そして、このフリップチップ実装においては、ＬＳＩチップの電極端子上にはんだバンプを形成し、当該はんだバンプを介して、配線基板上に形成された電極に一括接合されるのが一般である。
【０００３】
従来、バンプの形成技術としては、メッキ法やスクリ−ン印刷法などが開発されている。メッキ法は狭ピッチには適するものの、工程が複雑になる点、生産性に問題があり、また、スクリーン印刷法は、生産性には優れているが、マスクを用いる点で、狭ピッチ化には適していない。
【０００４】
こうした中、最近では、ＬＳＩチップや配線基板の電極上に、はんだバンプを選択的に形成する技術がいくつか開発されている。これらの技術は、微細バンプの形成に適しているだけでなく、バンプの一括形成ができるので、生産性にも優れており、次世代ＬＳＩの配線基板への実装に適応可能な技術として注目されている。
【０００５】
その一つに、ソルダーペースト法と呼ばれる技術（例えば、特許文献１）がある。この技術は、はんだ粉とフラックスの混合物によるソルダーペーストを、表面に電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって、はんだ粉を溶融させ、濡れ性の高い電極上に選択的にはんだバンプを形成させるものである。
【０００６】
また、スーパーソルダー法と呼ばれる技術（例えば、特許文献２）は、有機酸鉛塩と金属錫を主要成分とするペースト状組成物（化学反応析出型はんだ）を、電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって、ＰｂとＳｎの置換反応を起こさせ、Ｐｂ／Ｓｎの合金を基板の電極上に選択的に析出させるものである。
【０００７】
また、スーパージャフィット法と呼ばれる技術（例えば、特許文献３参照）は、表面に電極が形成された基板を薬剤に浸して、電極の表面のみに粘着性皮膜を形成した後、当該粘着性皮膜にはんだ粉を接触させて電極上にはんだ粉を付着させ、その後、基板を加熱することにより、溶融したはんだを電極上に選択的に形成させるものである。
【特許文献１】特開２０００−９４１７９号公報
【特許文献２】特開平１−１５７７９６号公報
【特許文献３】特開平７−７４４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したソルダーペースト法は、もともと、基板に形成された電極上にはんだを選択的にプリコートする技術として開発されたもので、フリップチップ実装に必要なバンプ形成に適用するためには、以下のような課題がある。
【０００９】
ソルダーペースト法は、ともに、ペースト状組成物を基板上に塗布により供給するので、局所的な厚みや濃度のバラツキが生じ、そのため、電極ごとのはんだ析出量が異なり、均一なバンプを得ることが困難である。また、これらの方法は、表面に電極の形成された凹凸のある配線基板上に、ペースト状組成物を塗布により供給するので、凸部となる電極上には、十分なはんだ量を安定して供給すること難しいという問題もある。
【００１０】
また、スーパーソルダー法で使用される化学反応析出型はんだの材料は、特定な化学反応を利用しているので、はんだ組成の選択の自由度が低く、Ｐｂフリー化への対応にも課題を残している。
【００１１】
一方、スーパージャフィット法は、はんだ粉が均一に電極上に付着されるので、均一なはんだバンプを得ることができ、また、はんだ組成の選択の自由度が大きいので、Ｐｂフリー化への対応も容易である点で優れている。しかしながら、スーパージャフィット法では、電極表面に粘着性皮膜を選択的に形成する工程が必須であるが、この工程においては化学反応を利用した特殊な薬剤処理を行う必要があるので、工程が複雑になると共に、コストアップにもつながり、量産工程への適用には課題を残している。
【００１２】
したがって、バンプの形成技術は、メッキ法やスクリ−ン印刷法のような普及した技術だけでなく、新たに開発された技術も課題を抱えている。本願発明者は、既存のバンプの形成技術にとらわれずに、新規なバンプ形成方法を開発することが、最終的には、ポテンシャルの高い技術に繋がると考え、研究開発を重ねていた。
【００１３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、生産性に優れたバンプ形成方法およびバンプ形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のバンプ形成方法は、配線基板の電極上にバンプを形成する方法であって、配線基板の電極を含む第１領域の上に、導電性粒子及び気泡発生剤を含有した流動体を供給する工程（ａ）と、電極の近傍にて壁面が設けられた基板を、配線基板に対向するように配置する工程（ｂ）と、流動体を加熱して、該流動体中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程（ｃ）と、流動体を加熱して、樹脂中に含有する導電性粒子を溶融する工程（ｄ）とを含み、工程（ｃ）において、流動体は、気泡発生剤から発生した気泡によって電極上に自己集合し、工程（ｄ）において、電極上に自己集合した流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、電極上にバンプを形成することを特徴とする。
【００１５】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｃ）において、電極上に自己集合した流動体は、壁面に接してメニスカスを形成している。
【００１６】
ある好適な実施形態において、上記工程（ａ）において、流動体が供給される第１領域は、配線基板の一部の領域である。
【００１７】
ある好適な実施形態において、上記基板のうち配線基板に対向する面には突起部が形成されており、壁面は突起部の側面の少なくとも一部に存在している。
【００１８】
ある好適な実施形態において、上記基板のうち配線基板に対向する面には、凹部が形成されており、壁面は凹部の内壁である。
【００１９】
ある好適な実施形態において、上記凹部は内壁に隣接した底面を有しており、上記工程（ｂ）において、流動体は壁面とともに底面に接触している。
【００２０】
ある好適な実施形態において、上記基板は、壁面を含む壁面構成部材と、壁面構成部材の壁面から略垂直に伸びる天板部材とから構成されている。
【００２１】
ある好適な実施形態において、上記天板部材は、壁面構成部材の前記壁面に沿って摺動可能であり、上記工程（ｂ）及び（ｃ）の少なくとも一つは、天板部材と配線基板との間のギャップを変動する工程を含む。
【００２２】
ある好適な実施形態において、上記壁面は、基板上を支柱状に形成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、支柱状に形成された壁面が電極上に位置するように、配線基板に対向して配置される。
【００２３】
ある好適な実施形態において、上記支柱状に形成された壁面の幅は、電極の幅よりも小さい。
【００２４】
ある好適な実施形態において、上記電極は、配線基板上をアレイ状に複数個配列され、支柱状に形成された壁面は、基板上をアレイ状に複数個形成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、アレイ状に形成された壁面が各電極上に位置するように、配線基板に対向して配置される。
【００２５】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｄ）の後、基板を除去する工程（ｅ）と、電極上に形成された前記バンプを再溶融する工程（ｆ）とをさらに含む。
【００２６】
ある好適な実施形態において、上記電極は配線基板上を複数個配列され、壁面は基板上を支柱状に形成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、壁面が隣接する電極間に位置するように、配線基板に対向して配置される。
【００２７】
ある好適な実施形態において、上記電極は配線基板上をアレイ状に複数個配列され、壁面は基板上を格子状に形成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、壁面が各電極の周辺を囲むように、配線基板に対向して配置される。
【００２８】
ある好適な実施形態において、上記電極は配線基板上をアレイ状に複数個配列され、壁面は基板表面に十字状に形成された凹部の内壁で構成されており、上記工程（ｂ）において、基板は、十字状に形成された凹部の角部が、アレイの角部に配列した電極の近傍に位置するように、配線基板に対向して配置される。
【００２９】
ある好適な実施形態において、上記基板は透光性基板である。透光性基板は、ガラス基板が好ましい。
【００３０】
ある好適な実施形態において、上記基板は、導電性粒子に対する濡れ性の悪い基板である。
【００３１】
ある好適な実施形態において、上記流動体に含有されている気泡発生剤は、上記工程（ｃ）にいて、流動体が加熱されたときに沸騰する材料、または、熱分解することにより気体を発生する材料からなる。
【００３２】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｃ）において、気泡発生剤から発生した気泡は、基板と配線基板との間に設けられた隙間の周辺部から、外部に排出される。
【００３３】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｄ）の後、基板を除去する工程をさらに包含する。
【００３４】
本発明のバンプ形成装置は、上記バンプ形成方法により配線基板の電極上にバンプを形成する装置であって、配線基板を載置するステージと、壁面が設けられた基板を保持する保持部と、ステージまたは保持部を加熱するヒータとを備え、ステージに載置された配線基板の電極を含む第１領域の上に、導電性粒子及び気泡発生剤を含有した流動体が供給され、保持部で保持された基板が、壁面が電極近傍に位置するように、配線基板に対向して配置され、ヒータにより流動体が加熱されて、該流動体中に含有する気泡発生剤から発生した気泡により流動体が電極上に自己集合し、ヒータにより流動体が加熱されて、電極上に自己集合した流動体中に含有する導電粒子が溶融することによって、電極上にバンプが形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のバンプ形成方法によれば、配線基板のうち電極を含む第１領域の上に、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体を供給し、その後、電極の近傍にて流動体のメニスカスを形成する壁面が設けられた基板を、配線基板に対向するように配置し、次いで、流動体を加熱して、気泡発生剤から気泡を発生させるので、第１領域内に選択的にバンプを形成することが可能となる。特に、流動体を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させることにより、導電性粒子を電極上に自己集合させることができる。その結果、生産性に優れたバンプ形成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本願出願人は、配線基板や半導体チップ等の電極上に、導電性粒子（例えば、はんだ粉）を自己集合させて、バンプを形成する方法、あるいは、配線基板と半導体チップの電極間に導電性粒子を自己集合させて、電極間に接続体を形成し、フリップチップ実装する方法について、種々検討を行ない、従来にない新規なバンプ形成方法、フリップチップ実装方法を提案している（特願２００４−２５７２０６号、特願２００４−３６５６８４号、特願２００５−０９４２３２号）。なお、これらの特許出願を本願明細書に参考のため援用する。
【００３７】
図１（ａ）〜（ｄ）及び図２（ａ）〜（ｄ）は、本願出願人が上記特許出願明細書で開示したバンプ形成方法の基本工程を示した図である。
【００３８】
まず、図１（ａ）に示すように、複数の電極３２を有する配線基板３１上に、はんだ粉１６と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１４を供給する。次に、図１（ｂ）に示すように、樹脂１４表面に、平板４０を配設する。
【００３９】
この状態で、樹脂１４を加熱すると、図１（ｃ）に示すように、樹脂１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。そして、図１（ｄ）に示すように、樹脂１４は、発生した気泡３０が成長することで、この気泡３０は外に押し出される。
【００４０】
押し出された樹脂１４は、図２（ａ）に示すように、配線基板３１の電極３２との界面、及び平板４０との界面に柱状に自己集合する。次に、樹脂１４をさらに加熱すると、図２（ｂ）に示すように、樹脂１４中に含有するはんだ粉１６が溶融し、電極３２上に自己集合した樹脂１４中に含有するはんだ粉１６同士が溶融結合する。
【００４１】
電極３２は、溶融結合したはんだ粉１６に対して濡れ性が高いので、図２（ｃ）に示すように、電極３２上に溶融はんだ粉よりなるバンプ１９を形成する。最後に、図２（ｄ）に示すように、樹脂１４と平板４０を除去することにより、電極３２上にバンプ１９が形成された配線基板３１が得られる。
【００４２】
この方法の特徴は、基板３１と平板４０の隙間に供給された樹脂１４を加熱することによって、気泡発生剤から気泡３０を発生させ、気泡３０が成長することで樹脂１４を気泡外に押し出すことにより、樹脂１４を基板３１の電極３２と平板４０との間に自己集合させる点にある。
【００４３】
樹脂１４が電極３２上に自己集合する現象は、図３（ａ）、（ｂ）に示すようなメカニズムで起きているものと考えられる。
【００４４】
図３（ａ）は、樹脂１４が、成長した気泡（不図示）によって、基板３１の電極３２上に押し出された状態を示した図である。電極３２に接した樹脂１４は、その界面における界面張力（いわゆる樹脂の濡れ広がりに起因する力）Ｆｓが、樹脂の粘度ηから発生する応力Ｆηよりも大きいので、電極３２の全面に亙って広がり、最終的に、電極３２の端部を境とした柱状樹脂が、電極３２と平板４０間に形成される。
【００４５】
なお、電極３２上に自己集合して形成された柱状の樹脂１４には、図３（ｂ）に示すように、気泡３０の成長（または移動）による応力Ｆｂが加わるが、樹脂１４の粘度ηによる応力Ｆηの作用により、その形状を維持することができ、一旦自己集合した樹脂１４が消滅することはない。
【００４６】
ここで、自己集合した樹脂１４が一定の形状を維持できるかどうかは、上記界面張力Ｆｓの他に、電極３２の面積Ｓ及び電極３２と平板４０との隙間の距離Ｌや、樹脂１４の粘度ηにも依存する。樹脂１４を一定形状に維持させる目安をＴとすると、定性的には、以下のような関係が成り立つものと考えられる。
【００４７】
Ｔ＝Ｋ・（Ｓ／Ｌ）・η・Ｆｓ  （Ｋは定数）
上記の説明のように、この方法は、樹脂１４の界面張力による自己集合を利用して、電極３２上に樹脂１４を自己整合的に形成するものであるが、かかる界面張力による自己集合は、基板３１表面に形成された電極３２が凸状に形成されているが故に、基板３１と平板４０間に形成されたギャップの中で狭くなっている電極３２上にて起きる現象を利用したものと言える。
【００４８】
本願出願人が提案した上記の方法を用いると、樹脂中に分散したはんだ粉を効率良く電極上に自己集合させることができ、また、均一性に優れ、かつ、生産性の高いバンプ形成が実現できる。また、樹脂中に分散したはんだ粉を、樹脂が供給された基板上の複数の電極上に分け隔てなく自己集合させることができるので、上記の方法は、樹脂が供給された配線基板上の全ての電極上に一括してバンプを形成する際に特に有用である。
【００４９】
本願出願人は、上記方法をさらに深く検討している際に、配線基板の一部の領域にバンプを形成する場合に或る現象を観察した。以下、その現象について説明する。
【００５０】
配線基板の構造によっては、配線基板のうちの一部の電極上だけにバンプを形成すればよいこともある。例えば、図４に示す配線基板３１では、配線の先端部分である電極３２上にバンプを形成するケースである。
【００５１】
図４に示した配線基板の場合、電極３２を含む領域１１７に、はんだ粉と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１４を塗布する。その塗布した樹脂１４を加熱すると、領域１１７内の電極３２の上に自己集合的にバンプが形成されることになる。しかしながら、この場合において、同図に示すように、領域１１７以外の領域１１９にまで、樹脂１４およびはんだ粉が移動して、電極３２だけでなく配線３２ｅの範囲にもはんだが濡れ広がったり、その配線３２ｅにはんだ粉の集合ができたりする現象が見つかった。また、僅かなバランス差によってはんだ粉が偏移集合する例も見つかった。なお、図４中の寸法ａは約１ｍｍであり、寸法ｂは約１．２５ｍｍである。
【００５２】
さらに、図５に示すような配線パターンの中央の１２個の電極（ランド）にバンプを形成しようとした場合について説明する。なお、図５における中央部分を有するような配線パターンの他の例として図６を示す。
【００５３】
この場合において、本願発明者は、次のような現象を観測した。まず、図７に示すように、はんだバンプがランド部位を越えて伸び広がった例があった。さらには、図８および図９に示すように、はんだ粉がランド部位とは関係ないところで集合した例も発見された。この関係ない箇所ではんだ粉が集合したのは、おそらく、図１０に示すように、樹脂１４が平板４０をつたって、他の部分まで移動し（樹脂１４ａ、１４ｂ、矢印５０参照）、バンプ形成を想定してない電極の上に、はんだ粉１６が移動してしまったことに基づくと思われる。また、場合によっては、樹脂が配線間をつたって遠方まで流れ出てはんだ粉が移動する現象も観察された。
【００５４】
樹脂１４の移動を所定領域内にとどめることができるようなバンプ形成条件をその都度実験等により見つけ出して、その条件を厳密に制御したり、あるいは、所定領域以外をマスキングしたりすることも可能であるが、いずれも、本バンプ形成方法の簡便性が損なわれてしまう。
【００５５】
そこで、本願発明者は、はんだ粉１６と気泡発生剤を含有した樹脂（流動体）１４を、配線基板の全面に付与して用いる場合に限らずに、配線基板の一部の領域に付与してもはんだバンプを簡便に形成することができる手法を鋭意検討して、本発明に至った。
【００５６】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００５７】
図１１（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態におけるバンプ形成方法を説明するための工程断面図である。ここで、図１１（ａ）は、上面透視図であり、図１１（ｂ）は側面断面図である。なお、図１１（ａ）に示した例では、説明を理解しやすいように、上述の図４に示したものと同様の電極３２のパターンを含む配線基板を用いている。
【００５８】
本実施形態のバンプ形成方法は、配線基板３１の電極３２上にバンプを形成する方法である。
【００５９】
まず、配線基板３１の電極３２を含む第１領域１７の上に、導電性粒子と気泡発生剤を含有した流動体１４を供給する。本実施形態における流動体１４は、樹脂である。なお、導電性粒子１６、気泡発生剤の具体例は後述する。
【００６０】
次に、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、壁面４５が形成された基板４０を配線基板３１に対向するように配置する。壁面４５は、流動体１４のメニスカス５５を形成できるように電極３２の近傍に位置付けられる。
【００６１】
本実施形態の構成においては、基板（板状部材）４０のうち、配線基板３１に対向する面４１には、突起部４２が形成されており、流動体１４のメニスカス５５を形成するための壁面４５は、その突起部４２の側面の少なくとも一部に存在している。
【００６２】
ここで、「メニスカス」とは、壁面に近いところで表面張力（または界面張力）によって液体の表面が曲がることをいい、本実施形態では、壁面４５（この例では、突起部４２の側面の少なくとも一部）に流動体１４が接し、流動体１４の表面張力（又は界面張力）によって流動体１４の表面が曲がった状態になっていることを意味する。
【００６３】
なお、図示した例では、壁面４５と壁面４５に隣接する面４１（天井面）の一部との両方に流動体１４が接して流動体１４によるメニスカスが形成されているが、天井面４１には接触してなくてもメニスカスは形成されるとともに、突起部４２の側面の全部でなく一部に流動体１４が接していてもメニスカスは形成される。
【００６４】
図１１（ｂ）から理解できるように、流動体１４は、壁面４５との界面張力によって壁面４５側に吸い寄せられており、この力によって流動体１４を所定領域内（第１領域１７）に保持することができる。
【００６５】
第１領域１７は、配線基板３１の一部の範囲内の領域であることが多いが、配線基板３１の全部（又はほぼ全部）の領域であってもよい。なお、第１領域１７は、典型的には、バンプが形成される領域と同じ又はそれよりも一回り広い領域となる。第１領域１７は、典型的には、バンプが形成される領域に対応し、そこに流動体１４が供給されるのであるから、第１領域１７は、面積や形状等によって制約されず、配線パターンや電極（ランド）のレイアウトによって決定されるものである。
【００６６】
図１１に示した領域１７を例にして説明すると、第１領域１７は、寸法ａ×寸法ｂに対応した範囲となる。一例を挙げると、例えば１ｍｍ×１．２５ｍｍ又はそれと同程度の面積の範囲となる。図示した構成図の場合、突起部４２が存在する領域は、第１領域１７に含めてもよいし、または便宜上除いてもよい。
【００６７】
基板４０の寸法および形状、ならびに、突起部４２の寸法・高さ・形状は、バンプ形成条件に合わせてその都度、具体的に決定することができる。なお、本実施形態の一つの例では、基板４０は、１ｃｍ×１ｃｍの正方形で、突起部４２は０．６５ｍｍ×０．９ｍｍの矩形である。突起部４２の高さは、適切なメニスカス５５が形成できるのであれば、特に制約はない。なお、この数値などは、あくまで一例であり、この寸法や形状に限定されない。
【００６８】
図１１（ａ）および（ｂ）に示した状態で、流動体１４を加熱すると、流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡が発生する。そして、この気泡発生剤から発生した気泡によって導電性粒子１６は電極３２上に自己集合する。
【００６９】
本実施形態のバンプ形成方法によれば、配線基板３１の電極３２を含む第１領域１７の上に、導電性粒子１６と気泡発生剤を含有した流動体１４を供給した後、電極３２の近傍にて流動体１４のメニスカス５５を形成する壁面４５が設けられた基板４０を、配線基板３１に対向するように配置し、次いで、流動体１４を加熱して、気泡発生剤から気泡を発生させるので、第１領域１７内に選択的にバンプを形成することが可能となる。特に、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させることにより、導電性粒子１６を電極３２上に自己集合させることができ、生産性に優れたバンプ形成方法を実現することができる。
【００７０】
次に、図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本実施形態のバンプ形成方法をさらに説明する。図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態におけるバンプ形成方法を説明するための工程断面図である。
【００７１】
まず、図１２（ａ）に示すように、配線基板３１のうち電極３２を含む第１領域１７の上に、導電性粒子１６と気泡発生剤（不図示）を含有した流動体１４を供給する。配線基板３１は、樹脂製の配線基板（例えば、ＦＲ−４基板）、セラミック基板などを用いることができる。また、リジッド基板に限らず、フレキシブル基板を用いることも可能である。
【００７２】
次に、図１２（ｂ）に示すように、流動体１４のメニスカスを形成する壁面４５を有する基板４０を配線基板３１に対向するように配置する。バンプを形成したい電極の近傍に（メニスカスを形成できる距離内で）壁面４５を配置することにより、壁面４５の界面張力を利用して流動体１４のメニスカスを形成させ、そして、壁面４５の界面張力により、流動体１４を電極３２上に保持できるようにする。つまり、図１２（ｂ）に示す状態では、壁面４５の周囲に電極３２は配置されているので、壁面４５の界面張力によって壁面４５の周囲に集められている流動体１４は、電極３２上に位置付けられ、かつ、保持されることになる。
【００７３】
本実施形態では、壁面４５を構成する突起部４２を配線基板３１上にセットする。突起部４２の底面４７は、配線基板３１の上面と接触させてもよいし、突起部４２の底面４７と配線基板３１の上面との間に流動体１４が介在した状態であってもよい。
【００７４】
壁面４５を有する基板４０を配置する際には、基板４０の突起部４２で流動体１４を押さえつけるので、流動体１４は、壁面４５に接触するとともに、壁面４５の外側を取り囲むようにセットされる。なお、流動体１４の供給は、壁面４５が形成された基板４０を配線基板３１上に配置した後でもよく、その場合には、壁面４５の周囲に流動体１４が位置するように流動体１４を供給すればよい。
【００７５】
本実施形態における基板（板状部材）４０は、例えば、ガラス基板である。また、ガラス基板に限らず、セラミック基板、半導体基板（シリコン基板など）を用いることができる。基板４０として、透光性基板（ガラス基板、セラミック基板）を用いると、プロセスの進捗状況およびバンプ形成確認が容易となるメリットがある。シリコン基板を用いた場合には、赤外線を用いて透過観測をすることが可能である。
【００７６】
また、セラミック基板を用いた場合、例えばガラス基板と比較して、熱伝導性を良好にすることができる。また、基板４０として平担性に優れ、加工が容易な基板（例えば、半導体基板、セラミック基板、ガラス基板）を用いることも好ましい。もちろん、基板４０が安価であれば、それだけ製造プロセス上のコストメリットも増える。
【００７７】
基板４０には、導電性粒子１６に対する濡れ性の悪い基板を用いることが好ましく、そのような基板としては、ガラス基板、セラミック基板、半導体基板の他に限らず、金属基板であってもクロム基板を用いることができる。なお、基板の本体自体は、導電性粒子１６に対して濡れ性が良好なもの（例えば、銅基板又はアルミニウム基板のような金属基板）であっても、その表面をコーティングすることにより、導電性粒子１６に対する濡れ性を調整することが可能である。
【００７８】
次に、図１２（ｂ）に示した状態で流動体１４を加熱すると、図１２（ｃ）に示すように、流動体１４中に含有する気泡発生剤から気泡３０が発生する。本実施形態では、流動体１４は、基板４０の壁面４５の界面張力を利用して、流動体１４を第１領域１７に保持した状態で加熱を行う。図示した例では、流動体１４は電極３２上に位置した状態で加熱される。本実施形態では、突起部４２の底面４７を配線基板３１上に位置付けることによって、基板４０を固定することができ、電極３２と基板４０の天井面４１との間の距離を一定にすることができる。なお、電極３２と天井面４１との間の一定の隙間は、導電性粒子１６の粒径よりも広い。
【００７９】
本実施形態によれば、図１２（ｂ）および（ｃ）に示すように、基板４０に壁面４５が形成されているので、第１領域１７に供給された流動体１４を、壁面４５との間の界面張力によって第１領域１７に留めることができる。つまり、流動体１４は第１領域１７に保持されるので、流動体１４が第１領域１７を大きく超えて広がることが無く、その結果、局所的なバンプ形成を簡便に実行できる有効なプロセスとなる。
【００８０】
次に、図１３（ａ）から（ｄ）も参照して、気泡３０発生後の過程について説明を続ける。
【００８１】
図１３（ａ）に示すように、流動体１４は、発生した気泡３０が成長することで、この気泡３０によって押し出される。なお、流動体１４中の気泡発生剤から発生した気泡３０は、基板４０と配線基板３１との間に設けられた隙間の周辺部から、外部に排出される。
【００８２】
押し出された流動体１４は、図１３（ｂ）に示すように、配線基板３１の電極３２との界面に集合する。図示した例では、流動体１４は、基板４０と電極３２との界面で柱状に集合している。なお、流動体１４の集合状態は、気泡３０の成長に応じて変化し得るが、流動体１４は、電極３２と天井面４１との界面で柱状に集合してもよいし、電極３２と壁面４５との界面で柱状に集合してもよい。
【００８３】
この流動体１４の自己集合とともに、流動体１４中の導電性粒子１６は、電極３２上に集合する。そして、流動体１４をさらに加熱すると、図１３（ｃ）に示すように、流動体１４中に含有する導電性粒子１６が溶融し、その結果、導電性粒子１６の自己集合が完了する。つまり、電極３２上に溶融した導電性粒子よりなるバンプ１９が形成される。
【００８４】
なお、条件によっては、バンプ１９の高さが基板４０の天井面４１に達するようにバンプ形成プロセスを実行することも可能である。また、この場合、バンプ形成後に、適切な量だけ、基板４０を上下方向に移動させることにより、形成されたバンプ１９における高さのばらつきを押さえることができる。これにより、バンプ形成後に実施される、例えばフリップチップ実装時における金属接合時に、平行度を高めることができ、接続信頼性を高めることができる。
【００８５】
最後に、図１３（ｄ）に示すように、基板４０を外すと、電極３２上にバンプ１９が形成された配線基板３１が得られる。基板４０の除去とともに流動体１４を除去してもよい。
【００８６】
なお、基板４０を外した後、流動体（樹脂）１４を残しておいても構わないが、バンプ形成後、微小な導電性粒子（はんだ粉）が流動体１４上に残渣として残る場合もあるので、信頼性の面を考慮して、図１３（ｄ）に示すように、残渣と一緒に流動体１４を除去することを採用することも好適である。
【００８７】
上述したように、本実施形態のバンプ形成方法によれば、電極３２の近傍にて流動体１４のメニスカス５５を形成する壁面４５を配置し、その壁面４５の界面張力によって流動体１４を第１領域１７上に留めることができる。したがって、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡３０を発生させた際に、流動体１４が第１領域１７を超えてそれ以外の領域に移動することを抑制することができる。
【００８８】
これにより、第１領域１７内に選択的にバンプ１９を形成したい場合において、第１領域１７以外に移動したはんだ粉１６を事後的に取り除いたり、予めマスキングを施すといった手間を省き、簡易な方法で確実に、選択的にバンプを形成することが可能となる。
【００８９】
また、流動体１４を界面張力によって積極的に第１領域１７内に留めることができることにより、バンプ１９を第１領域１７内に選択的に形成するための条件も緩和され、プロセス条件の自由度も大きくなる。
【００９０】
さらに、本実施形態の方法では、気泡３０が成長することで流動体１４を気泡外に押し出し、その効果によって流動体１４を第１領域１７の電極３２上に自己集合させることができ、続いて、電極３２上に自己集合した流動体１４中に含有する導電性粒子１６を溶融させることによって、電極３２上に、溶融した導電性粒子からなるバンプ１９を自己整合的に形成することができる。これにより、流動体１４中に分散した導電性粒子１６を効率よく電極３２上に自己集合させることができ、均一性に優れ、かつ、生産性の高いバンプを電極上に形成することができる。
【００９１】
再び、図１１（ａ）および（ｂ）を参照しながら図４と比較して説明すると、本実施形態の構成においては、基板４０の壁面４５によって流動体１４を第１領域１７に留めることができるので、図４に示した例の場合と異なり、バンプ１９は確実に電極（ランド）３２上に自己集合的に形成する。
【００９２】
つまり、本実施形態の構成では、壁面４５による表面張力（界面張力）で流動体１４は領域１７内に保持されるので、配線３２ｅの箇所や、または、領域１７以外の他の電極パターンの一部に導電性粒子が集合しそれがショートの原因となったりすることを防止することができる。
【００９３】
上述したように、本実施形態の方法では、気泡３０が成長することで、導電性粒子１６を含有する流動体１４を気泡外に押し出し、その作用によって、電極３２上に柱状に集合した流動体１４中に含有する導電性粒子１６を溶融させて、電極３２上に溶融した導電性粒子１６からなるバンプ１９を自己整合的に形成することができる。
【００９４】
したがって、単に濡れ性だけを利用して電極上に自己集合させようと試みても実現できなかった場合であっても、本実施形態の方法によれば、電極３２上に溶融した導電性粒子１６からなるバンプ１９を自己集合的に形成することができる。また、効率良く導電性粒子１６を電極３２上に自己集合させることができるので、過剰の導電性粒子１６を流動体１４中に含有させることなく、適量の導電性粒子１６でもって、電極３２上に必要とするバンプ１９を形成することが可能となる。
【００９５】
次に、図１４および図１５を参照しながら、本実施形態のバンプ形成方法の実験結果例を説明する。
【００９６】
図１４は、図５に示した配線パターンを有する配線基板に対して、本実施形態の方法を適用した結果を示す写真である。図５でも示したように、この配線パターンでは、１２個の電極（ランド）が中央に配列されている。
【００９７】
図１４に示すように、本実施形態の方法によれば、壁面４５の界面張力に起因するメニスカス５５によって流動体１４が第１領域１７に保持され、その結果、１２個の電極（ランド）上に確実にバンプを形成することができた。
【００９８】
なお、図１５は、同様に本実施形態の方法を適用した結果を示す斜視図である。図１５からわかるように、実際にバンプとして使用可能な高さを有するバンプが電極（ランド）上に確実に形成されていることを確認できる。
【００９９】
また、図１６に示すように、基板４０における壁面４５が存在する面の高さを高くして、その面（例えば、突起部４２の側面）の一部を、メニスカス５５を形成可能な壁面４５にすることもできる。壁面４５が存在する面の高さが高い場合でも、メニスカス５５は、壁面４５との界面張力、重力、流動体１４の性質（粘度など）に応じて形成される。
【０１００】
上述の例では、第１領域１７の範囲内のうちの電極３２よりも内側（中心側）に、流動体１４のメニスカス５５を形成可能な壁面４５を配置したが、本実施形態の構成は、それに限定されない。
【０１０１】
例えば、図１７に示すように、電極３２の外側（外縁側）に壁面４５を配置することも可能である。なお、この場合でも、壁面４５は、基板４０の突起部４２の側面の少なくとも一部に存在させてもよいし、あるいは、基板４０に凹部４３を形成して、その凹部４３の内壁を壁面４５としてもよい。
【０１０２】
図１７に示した例では、凹部４３における内壁４５に隣接した底面が、天井面４１となっており、流動体１４は、内壁４５とともに底面（天井面）４１に接触して、メニスカス５５を形成している。
【０１０３】
また、上述の例において、壁面４５は、配線基板３１に対して垂直（または略垂直）になるように配置したが、流動体１４のメニスカス５５を形成でき、その壁面４５の界面張力により流動体１４を所定領域に保持できるのであれば、壁面４５は垂直に限らず、傾斜（例えば、±３０°）していてもよい。
【０１０４】
さらに、本実施形態の基板４０は、単一の部材又は材料から形成する場合に限らず、壁面４５を含む壁面構成部材となる突起部４２と、突起部４２の壁面４５から略垂直（例えば、９０°）に伸びる天板部材（天井面４１を含む部材）とから構成することもできる。なお、壁面構成部材となる突起部４２を支持できる支持部材をさらに設けてもよい。
【０１０５】
加えて、天井部材を壁面構成部材に対して摺動可能な構成にしてもよい。図１８（ａ）に示した構成においては、天井部材４９は、突起部４２を摺動することができる。
【０１０６】
すなわち、天井部材４９は上下動させることが可能である。天井部材４９の下降は、例えば、天井部材４９の上に配置した押圧手段によって行うことができ、天井部材４９の上昇は、例えば、天井部材４９を吸着可能な部材を用いて天井部材４９を引き上げることによって実行することができる。その他にも、天井部材４９の上昇・下降は適宜公好適な手法で実行可能である。
【０１０７】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の状態から天井部材４９を低下させた構成を示している。図１８（ｂ）に示した構成において、電極３２の上に（第１領域１７内に）、導電性粒子１６と気泡発生剤（不図示）を含有した流動体１４を供給すると、壁面４５によって流動体１４のメニスカス５５が形成され、図１８（ｃ）に示す通りになる。
【０１０８】
なお、突起部４２を配線基板３１上にセットする前に、流動体１４を供給し、突起部４２の底面４７で流動体１４を押し出して、図１８（ｃ）に示す状態にすることも可能である。
【０１０９】
その後、流動体１４を加熱すると、上述したステップを経て、自己集合的に電極３２上にバンプ１９が形成される。流動体１４の加熱時に、天井部材４９を上下動させて、天井部材４９の天井面４１と電極３２との距離（ギャップ）を変動させることも可能である。この変動により、メニスカス５５の形成を調整したり、形成されるバンプ１９の高さを調整したりすることができる。
【０１１０】
さらに、本実施形態における基板４０に設ける壁面４５を、図１９（ａ）、（ｂ）に示したような支柱状の構成にすることもできる。ここで、図１９（ａ）は、壁面４５が設けられた基板４０を、配線基板３１に対向するように配置する工程の断面図で、図１９（ｂ）は、その平面図である。
【０１１１】
図１９（ａ）に示すように、壁面４５は、基板４０上を支柱状に形成されており、基板４０は、支柱状に形成された壁面４５が電極３２上に位置するように、配線基板３１に対向して配置されている。ここで、支柱状に形成された壁面４５の幅は、電極３２の幅よりも小さく形成されている。
【０１１２】
また、図１９（ｂ）に示すように、電極３２が配線基板３１上をアレイ状に複数個配列されている場合には、支柱状に形成された壁面４５も、基板４０上をアレイ状に複数個形成してもよい。このとき、基板４０は、アレイ状に形成された壁面４５が、各電極３２上に位置するように、配線基板３１に対向して配置される。
【０１１３】
本実施形態においては、図１９（ａ）に示すように、メニスカスを形成可能な壁面４５が、電極３２の略中心線に対して両側に配置されているため、流動体１４のメニスカスを壁面４５を構成する支柱の両面において形成することができる。そのため、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させた際に、流動体１４が電極３２以外の領域に広がるのをより効果的に抑制することができる。
【０１１４】
このように、支柱状に形成された壁面４５を電極３２上に配置することによって、流動体１４の自己集合性を高めることができるため、特に、電極３２の高さが低い場合（例えば、ＣＯＧ（Chip on Grass）に用いるガラス基板上に形成された電極）に有効である。
【０１１５】
ここで、壁面４５を構成するために基板４０表面に形成された支柱（突起部）の形状は、特に制限はないが、例えば、図１９（ｂ）に示したように、電極３２の一辺に沿った板状にすれば、より効果的に流動体１４が電極３２以外の領域に広がるのをより効果的に抑制することができる。
【０１１６】
なお、本実施形態におけるバンプ形成方法において、電極３２上に自己集合した流動体１４中に含有する導電粒子１６を溶融することによって、電極３２上にバンプが形成されるが、その後、基板４０を除去すると、電極３２上に形成されたバンプは、壁面４５が配置されていた箇所に窪みが生じた形状になる。この場合、必要であれば、基板４０を除去後に、電極３２上に形成されたバンプを再溶融することによって、窪みのないバンプを得ることができる。
【０１１７】
また、電極３２の配置は、図１９（ｂ）に示したようなアレイ状でなくても、当然、本実施形態の方法を適用することができる。
【０１１８】
支柱状に形成れた壁面４５は、図２０（ａ）、（ｂ）に示すような構成にすることもできる。ここで、図２０（ａ）は、壁面４５が設けられた基板４０を、配線基板３１に対向するように配置する工程の断面図で、図２０（ｂ）は、その平面図である。
【０１１９】
図２０（ａ）に示すように、壁面４５は、基板４０上を支柱状に形成されており、基板４０は、壁面４５が隣接する電極３２間に位置するように、配線基板３１に対向して配置されている。
【０１２０】
また、図２０（ｂ）に示すように、電極３２が、配線基板３１上をアレイ状に複数個配列されている場合には、支柱状の壁面４５も、基板４０上を格子状に形成してもよい。このとき、基板４０は、壁面４５が各電極３２の周辺を囲むように、配線基板３１に対向して配置される。
【０１２１】
本実施形態においては、図２０（ａ）に示すように、メニスカスを形成可能な壁面４５が、隣接する電極３２間に配置されているため、流動体１４のメニスカスを、壁面４５を構成する支柱の両面において、それぞれ隣接する電極３２上に形成することができる。そのため、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させた際に、流動体１４が隣接する電極３２に広がるのをより効果的に抑制することができる。
【０１２２】
このように、支柱状に形成された壁面４５を隣接する電極３２間に配置することによって、流動体１４の自己集合性を高めることができるため、特に、電極３２の高さが低い場合（例えば、ＣＯＧ（Chip on Grass）に用いるガラス基板上に形成された電極）に有効である。
【０１２３】
ここで、壁面４５を構成するために基板４０表面に形成された支柱（突起部）の形状は、特に制限はない。例えば、配線基板３１上をアレイ状に配列されている場合、図２０（ｂ）には、支柱状の壁面４５を格子状に形成したが、壁面４５を構成する支柱を、電極３２の各辺に沿って、互いに切り離して形成してもよい。
【０１２４】
なお、本実施形態におけるバンプ形成方法においては、図１９（ａ）、（ｂ）に示した方法により形成されたバンプのような窪みが生じないため、基板４０の除去後に、バンプを再溶融させる工程が不要になる。
【０１２５】
また、支柱状に形成された壁面４５を、複数の電極３２（例えば、２×２に配列した電極）の周りを囲むように、基板４０を配線基板３１に対して配置してもよい。
【０１２６】
また、電極３２の配置は、図２０（ｂ）に示したようなアレイ状でなくても、当然、本実施形態の方法を適用することができる。
【０１２７】
ところで、電極３２の幅やピッチが小さい場合、壁面４５を構成する支柱を、電極３２上、または隣接する電極３２間に配置することは難しい。このような場合には、基板４０に形成れた壁面４５を、図２１に示すような構成にしてもよい。ここで、図２１は、壁面４５が設けられた基板４０を、配線基板３１に対向するように配置する工程の平面図である。
【０１２８】
図２１に示すように、電極３２は、配線基板上をアレイ状に複数個配列（図中では、２×２の配列）され、壁面４５は、基板４０表面に十字状に形成された凹部４３の内壁で構成されている。そして、基板４０は、十字状に形成された凹部４３の角部が、アレイの角部（２×２の配列の場合には、４つの電極３２の全て）に配列した電極の近傍に位置するように、配線基板に対向して配置される。
【０１２９】
このような方法で基板４０を配置することによって、電極３２の近傍に、壁面４５の角部を配置することができるため、流動体１４のメニスカスを、壁面４５の角部において形成することができる。そのため、電極３２の大きさやピッチが小さい場合でも、流動体１４の自己集合性を高めることができる。本方法は、例えば、電極の幅が７５μｍ以下、電極のピッチが１５０μｍ以下の微小チップを配線基板３１に実装する場合に有効である。      
【０１３０】
なお、本実施形態のプロセスにおける導電性粒子１６の最適な含有量は、例えば、以下のように設定することができる。
【０１３１】
配線基板３１上に供給される流動体（例えば、樹脂）１４の体積（ＶＢ）中に含有される導電性粒子１６の全てが、配線基板３１の電極３２上のバンプ１９の形成に寄与したとすると、バンプ１９の総体積（ＶＡ）と、流動体１４の体積（ＶＢ）とは以下のような関係式（１）が成り立つ。
【０１３２】
ＶＡ：ＶＢ≒ＳＡ：ＳＢ・・・（１）
ここで、ＳＡは配線基板３１の電極３２の総面積、ＳＢは配線基板３１の所定領域（具体的には、上述の第１領域１７）の面積をそれぞれ表す。これにより、樹脂１４中に含まれる導電性粒子１６の含有量は、以下のような式（２）で表される。
【０１３３】
（導電性粒子１６の含有量）＝ＳＡ／ＳＢ×１００［体積％］  ・・・（２）
よって、樹脂１４中に含まれる導電性粒子１６の最適な含有量は、概ね、以下のような式（３）に基づいて設定することができる。
【０１３４】
（導電性粒子１６の含有量）＝（ＳＡ／ＳＢ×１００）±α［体積％］  ・・・（３）
なお、上記パラメータ（±α）は、導電性粒子１６が配線基板３１の電極３２上に自己集合する際の過不足分を調整するためのもので、種々の条件により決めることができる。
【０１３５】
配線基板３１の電極３２の配置は、様々な形態を取り得るが、図２２、図２３に示したような典型的な電極３２の配置に対して、式（３）により最適な導電性粒子１６の含有量を求めると、概ね以下のような値になる。
【０１３６】
図２２に示した配置（ペリフェラル配置）・・・０．５〜５体積％
図２３に示した配置（エリアアレイ配置）・・・１５〜３０％体積％
このことから、電極３２上に必要とするバンプ１９を形成するには、樹脂１４中に分散する導電性粒子１６は、０．５〜３０体積％の割合で樹脂１４中に含有していれば足りることになる。
【０１３７】
特に、本実施形態のバンプ形成方法によれば、壁面４５が形成された基板４０を用いて流動体１４を界面張力によって第１領域１７上に留めることができ、それゆえ、流動体１４が第１領域１７を超えてそれ以外の領域に移動することを抑制することができるので、導電性粒子１６をさらに効率的な量に抑えることができる。すなわち、第１領域１７を超えて移動し損失してしまう分の（つまり、余分な）導電性粒子１６を考慮しなくてよかったり、あるいは、それを考慮する割合を少なくすることができる。
【０１３８】
なお、一般に、導電性粒子１６と樹脂１４との重量比は約７程度なので、上記０．５〜３０体積％の割合は、概ね４〜７５重量％の割合に相当する。
【０１３９】
図２４は、本実施形態のバンプ形成方法を実行するための好適なバンプ形成装置６０を表している。
【０１４０】
図２４に示したバンプ形成装置６０は、配線基板３１を載置するためのステージ６１と、ステージ６１に対向して配置される基板４０とから構成されている。この基板４０の下面は、ステージ６１上に接触する突起部４２が形成されており、突起部４２に壁面４５が形成されている。そして、基板４０に形成された壁面４５によって、流動体１４のメニスカス５５が形成されている。
【０１４１】
この形成装置６０において、ステージ６１上に載置された配線基板３１とステージ６１に対向して配置された基板４０との間に、導電性粒子１６と気泡発生剤を含有した流動体１４が供給される。本実施形態の構成において、壁面４５を有する基板（板状部材）４０は、脱着可能である。なお、流動体１４を供給可能な供給機を、本形成装置６０に設けることも可能である。流動体１４の供給後、その流動体１４を加熱することにより、流動体１４中の気泡発生剤から気泡が発生する。流動体１４の加熱は、ステージ６１にヒータを設置して、それによって実行してもよいし、基板４０にヒータをあててそれによって行っても良い。図２４に示した例では、ステージ６１の下にヒータ６３が取り付けられている。
【０１４２】
ここで、本実施形態に使用する流動体１４、導電性粒子１６、及び、気泡発生剤は、特に限定されないが、それぞれ、以下のような材料を使用することができる。
【０１４３】
流動体１４としては、室温から導電性粒子１６の溶融温度の範囲内において、流動可能な程度の粘度を有するものであればよく、また、加熱することによって流動可能な粘度に低下するものも含む。代表的な例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエステルエストラマ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は光（紫外線）硬化樹脂等、あるいはそれらを組み合わせた材料を使用することができる。樹脂以外にも、高沸点溶剤、オイル等も使用することができる。
【０１４４】
また、導電性粒子１６及び気泡発生剤としては、図２５及び図２６に示すような材料から適宜組み合わせて使用することができる。なお、導電性粒子１６の融点を、気泡発生剤の沸点よりも高い材料を用いれば、流動体１４を加熱して気泡発生剤から気泡を発生させて、流動体を自己集合させた後、さらに、流動体１４を加熱して、自己集合した流動体中の導電性粒子を溶融させ、導電性粒子同士を金属結合させることができる。
【０１４５】
また、気泡発生剤は、沸点の異なる２種類以上の材料からなるものであってもよい。沸点が異なれば、気泡の発生、及び成長するタイミングに差が生じ、その結果、気泡の成長による流動体１４の押し出しが、段階的に行なわれるので、流動体１４の自己集合過程が均一化され、これにより、均一性のよい導電パターンを形成することができる。
【０１４６】
なお、気泡発生剤としては、図２６に挙げた材料以外に、流動体１４が加熱されたときに、気泡発生剤が熱分解することにより気泡を発生する材料も使用することができる。そのような気泡発生剤としては、図２７に挙げた材料を使用することができる。例えば、結晶水を含む化合物（水酸化アルミニウム）を使用した場合、流動体１４が加熱されたときに熱分解し、水蒸気が気泡となって発生する。
【０１４７】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、流動体１４を突起部４２と配線基板３１の電極３２間に自己集合させる工程において、突起部４２と配線基板３１とのギャップを変動させながら行なってもよい。このようにすることによって、流動体１４を突起部４２と電極３２間に効率よく自己集合させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明によれば、簡易な方法により選択的にバンプを形成する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、樹脂の自己集合を利用したバンプ形成方法の基本工程を示した工程断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、樹脂の自己集合のメカニズムを説明する図である。
【図４】配線基板の一部の領域にバンプを形成する場合を説明するための上面図である。
【図５】一部の領域でバンプ形成を実行する例の配線パターンを説明するための顕微鏡写真である。
【図６】一部の領域でバンプ形成を実行する例の配線パターンを説明するための顕微鏡写真である。
【図７】樹脂の移動が観察された例を説明するための顕微鏡写真である。
【図８】樹脂の移動が観察された例を説明するための顕微鏡写真である。
【図９】樹脂の移動が観察された例を説明するための顕微鏡写真である。
【図１０】バンプ形成における樹脂の移動機構を説明するための図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程上面図および工程断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程断面図である。
【図１４】バンプ形成の実験結果を示した顕微鏡写真である。
【図１５】バンプ形成の実験結果を示した顕微鏡写真である。
【図１６】本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す一工程断面図である。
【図１７】本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す一工程断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程断面図である。
【図１９】（ａ）は、本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程の断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図２０】（ａ）は本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程の断面図、（ｂ）はその平面図である。である。
【図２１】本発明の実施形態に係るバンプ形成方法を示す工程の平面図である。
【図２２】電極のペリフェラルな配置を示す平面図である。
【図２３】電極のエリアアレイの配置を示す平面図である。
【図２４】本発明の実施形態に係るバンプ形成装置の構成を示す断面図である。
【図２５】本発明の実施形態に係る導電性粒子の材料を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態に係る気泡発生剤の材料を示す図である。
【図２７】本発明の実施形態に係る気泡発生剤粉の材料を示す図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１４    流動体
１６    導電性粒子
１７    領域
１９    バンプ
３０    気泡
３１    配線基板
３２    電極
３２ｅ  配線
４０    基板
４１    天井面
４２    突起部
４３    凹部
４５    壁面
４７    底面
４９    天井部材
５５    メニスカス
６０    バンプ形成装置
６１    ステージ
６３    ヒータ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007122868.tif 000030
【図２】
2007122868.tif 000031
【図３】
2007122868.tif 000032
【図４】
2007122868.tif 000033
【図１０】
2007122868.tif 000034
【図１１】
2007122868.tif 000035
【図１２】
2007122868.tif 000036
【図１３】
2007122868.tif 000037
【図１６】
2007122868.tif 000038
【図１７】
2007122868.tif 000039
【図１８】
2007122868.tif 000040
【図１９】
2007122868.tif 000041
【図２０】
2007122868.tif 000042
【図２１】
2007122868.tif 000043
【図２２】
2007122868.tif 000044
【図２３】
2007122868.tif 000045
【図２４】
2007122868.tif 000046
【図２５】
2007122868.tif 000047
【図２６】
2007122868.tif 000048
【図２７】
2007122868.tif 000049
【図５】
2007122868.tif 000050
【図６】
2007122868.tif 000051
【図７】
2007122868.tif 000052
【図８】
2007122868.tif 000053
【図９】
2007122868.tif 000054
【図１４】
2007122868.tif 000055
【図１５】
2007122868.tif 000056
【国際調査報告】
2007122868.tif 000057
2007122868.tif 000058