(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷形状としての貫通孔又は凹部が形成された印刷マスクを用いて、被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する印刷方法において、
上記導電性ペーストが溶剤成分を含有し、該導電性ペーストは溶剤成分の含有率が低下することによって粘度が高まるものであり、上記導電性パッド表面にフラックスのコート層を形成し、乾燥させた該コート層に対して粗面処理した後、該コート層が該導電性ペーストの溶剤成分を吸収して、該導電性ペーストの粘度を高めて、上記印刷を行うことを特徴とする印刷方法。
【請求項２】
請求項１の印刷方法において、
乾燥させた上記コート層に対してサンドブラスト処理することにより、該コート層を粗面処理することを特徴とする印刷方法。
【請求項３】
印刷形状としての貫通孔又は凹部が形成された印刷マスクを用いて、被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する印刷方法において、
上記導電性パッド表面にフラックスのコート層を形成し、
乾燥させた上記コート層に、表面が湿った粘着状態のフラックスの微粉末を分散付着させることにより、該コート層を粗面処理した後、上記印刷を行うことを特徴とする印刷方法。
【請求項４】
印刷形状としての貫通孔又は凹部が形成された印刷マスクを用いて、被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する印刷方法において、
上記導電性パッド表面にフラックスのコート層を形成し、半乾き状態の該コート層にフラックスの微粉末を分散付着させて乾燥させた後、上記印刷を行うことを特徴とする印刷方法。
【請求項５】
印刷形状としての貫通孔又は凹部が形成された印刷マスクを通して、被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する印刷方法において、
上記導電性パッド表面に、発泡処理したフラックスのコート層を形成し、該コート層表面に、生成された気泡を露出させた状態で該コート層を乾燥させ、その後、上記印刷を行うことを特徴とする印刷方法。
【請求項６】
導電性パッドを有し、該パッド表面がフラックスのコート層を備える電子部品において、
該フラックスのコート層が発泡処理した多孔層であり、該コート層表面に、生成された気泡を露出させて、該コート層表面を多数の孔が開口した多孔質の状態としたことを特徴とする電子部品。
【請求項７】
導電性パッドを有し、該パッド表面がフラックスのコート層を備える実装基板において、該フラックスのコート層が発泡処理した多孔層であり、該コート層表面に、生成された気泡を露出させて、該コート層表面を多数の孔が開口した多孔質の状態としたことを特徴とする実装基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷形状としての貫通孔又は凹部が形成された印刷マスクを用いて、被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する印刷方法に関するものである。
また、本発明は、導電性パッドを有する電子部品及び実装基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器のダウンサイジング化及び低コスト化に伴い、ＩＣ、ＬＳＩ等のチップ状の半導体素子、半導体素子がモールドされたＢＧＡ、ＣＳＰ等のパッケージ、及びコネクタ等の電子部品が、フリップチップとしてＰＷＢなどの実装基板上にバンプ電極を介して表面実装される傾向となってきた。このフリップチップにおいては、電子部品側の導電性パッドと実装基板側の導電性パッドとが、バンプ電極を介して接続される。
【０００３】
上記バンプ電極の形成方法としては、印刷マスクを用いて、被印刷体としての電子部品側の導電性パッド上に、あるいは実装基板側の導電性パッド上に、バンプ材としての導電性ペーストを印刷する印刷方法が提案されている。この印刷方法においては、導電性ペーストが充填された印刷形状としての貫通孔又は凹部を有する印刷マスクを、被印刷体としての電子部品又は実装基板に密着させ、該印刷マスクを被印刷体から版離れさせることにより、導電性ペーストを被印刷体の導電性パッド上に印刷するものである。
【０００４】
このような印刷方法においては、近年の電子機器のダウンサイジング化の結果、使用する印刷マスクの貫通孔又は凹部の開口寸法も微細化してきている。そして、この微細化に伴って、印刷マスクの版離れの際の導電性ペーストの抜け性が悪化してきている。導電性ペーストの抜け性は、導電性ペーストが上記導電性パッドにくっつく力（タッキング力）と、印刷マスクの版離れの際、導電性ペーストを上に引き剥がそうとする力、すなわち、印刷マスクの内壁と導電性ペーストとのズリ応力との、２つの力の引っ張り合いによって決まる。このため、タッキング力の向上とズリ応力の低減とが要求される。
【０００５】
ここで、上記ズリ応力の低減に対しては、印刷マスクの内壁面の平滑化などの対策が進められてきた。一方、上記タッキング力の向上に対しては、上記導電性パッド上へのフラックスのプリコートが有効であることがわかっている。このフラックスのプリコートは、従来より、導電性ペーストの酸化防止を目的として、導電性パッド上に予めフラックスを塗布して該フラックスを乾燥させ、その後、導電性ペーストを該パッド上に印刷するものである。これによれば、乾燥したフラックスと導電性ペーストとが接触した際に、フラックスが導電性ペースト中のフラックスの溶剤成分を吸収するので、タッキング力を向上させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようにフラックスをプリコートした場合でも、導電性パッドと導電性ペーストとのタッキング力が充分ではなく、特に微細印刷時においては、導電性ペーストの抜け性を良好に保つことができない場合があった。
【０００７】
なお、上記タッキング力を向上させるためには、導電性パッド表面にレーザーを照射して表面改質を行い、導電性パッドに対する導電性ペーストの濡れ性を改善することにより、タッキング力を向上させる方法が考えられる。ところが、濡れ性を改善できても、導電性ペーストが導電パッド周囲にまで広がってしまい、リフロー時に該周囲にペーストが微細粉として残留する部分が生じてバンプとして一体化できず、良好なバンプ電極を形成できないおそれがあった。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その第１の目的とするところは、印刷マスクを用いて被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する際の、該ペーストの該パッドへのタッキング力を向上させることにより、該ペーストの抜け性を向上させることのできる印刷方法を提供することである。
また、第２の目的とするところは、印刷マスクを用いて被印刷体としての電子部品又は実装基板の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する際の、該ペーストの該パッドへのタッキング力を向上させることにより、該ペーストの抜け性を向上させることのできる電子部品、又は実装基板を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１の発明は、印刷形状としての貫通孔又は凹部が形成された印刷マスクを用いて、被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する印刷方法において、上記導電性ペーストが溶剤成分を含有し、該導電性ペーストは溶剤成分の含有率が低下することによって粘度が高まるものであり、該導電性パッド表面にフラックスのコート層を形成し、乾燥させた該コート層に対して粗面処理した後、該コート層が該導電性ペーストの溶剤成分を吸収して、該導電性ペーストの粘度を高めて、該印刷を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
この印刷方法においては、導電性パッド表面にフラックスのコート層を形成し、乾燥させた該コート層に対して粗面処理する。ここで、一般に知られているように、乾燥したフラックスに対する導電性ペースト中のフラックスの撥水角は９０°より小さく濡れやすいため、乾燥したフラックスのコート層と導電性ペーストとは密着しやすい状態となっている。このような状態に加えて、該コート層を粗面処理することにより、いっそう濡れやすい状態となるため、その後の印刷の際には、導電性パッドと導電性ペーストとが良好に密着し、該ペーストの該パッドへのタッキング力を向上させる。しかも、粗面処理により該コート層表面部と導電性ペーストとの接触面積が増大するので、導電性ペースト中の溶剤成分を吸収可能な面積が増大し、より溶剤成分を吸収することができ、導電性ペーストの粘度を高める。このことからも、該ペーストの該パッドへのタッキング力を向上させることができる。これらの結果、導電性ペーストの抜け性を向上させることができ、良好な印刷が可能になる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の印刷方法において、乾燥させた上記コート層に対してサンドブラスト処理することにより、該コート層を粗面処理することを特徴とするものである。
【００１２】
この印刷方法においては、乾燥状態にある上記コート層に対してサンドブラスト処理することにより、該コート層の粗面化が可能になる。
【００１３】
請求項３の発明は、印刷形状としての貫通孔又は凹部が形成された印刷マスクを用いて、被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する印刷方法において、該導電性パッド表面にフラックスのコート層を形成し、乾燥させた上記コート層に、表面が湿った粘着状態のフラックスの微粉末を分散付着させることにより、該コート層を粗面処理した後、上記印刷を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
この印刷方法においては、乾燥させた上記コート層に、表面が湿った粘着状態のフラックスの微粉末を分散付着させることにより、該コート層の粗面化が可能になる。
【００１５】
請求項４の発明は、印刷形状としての貫通孔又は凹部が形成された印刷マスクを用いて、被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する印刷方法において、該導電性パッド表面にフラックスのコート層を形成し、半乾き状態の該コート層にフラックスの微粉末を分散付着させて乾燥させた後、上記印刷を行うことを特徴とする
【００１６】
この印刷方法においては、半乾き状態にある上記コート層に、フラックスの微粉末を分散付着させて乾燥させることにより、該コート層を粗面化する。これにより、請求項１の印刷方法と同様に、上記導電性ペーストの上記導電性パッドへのタッキング力を向上させるので、導電性ペーストの抜け性を向上させることができ、良好な印刷が可能になる。
【００１７】
請求項５の発明は、印刷形状としての貫通孔又は凹部が形成された印刷マスクを通して、被印刷体の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する印刷方法において、該導電性パッド表面に、発泡処理したフラックスのコート層を形成し、該コート層表面に、生成された気泡を露出させた状態で該コート層を乾燥させ、その後、該印刷を行うことを特徴とするものである。
【００１８】
この印刷方法においては、発泡処理したフラックスのコート層表面に、生成された気泡を露出させた状態で該コート層を乾燥させ、該コート層表面部を多数の孔が開口した多孔質の状態とする。これにより、該コート層表面部と導電性ペーストとの接触面積が増大するので、導電性ペースト中の溶剤成分を吸収可能な面積が増大するとともに、毛管現象により該溶剤成分を孔内で吸収保持できるので、よりいっそう溶剤成分を吸収できる。これにより、導電性ペーストの粘度をより高め、導電性ペーストの上記導電性パッドへのタッキング力を向上させることができるので、導電性ペーストの抜け性を向上させることができ、良好な印刷が可能になる。
【００２１】
上記第２の目的を達成するために、請求項６の発明は、導電性パッドを有し、該パッド表面がフラックスのコート層を備えた電子部品において、該フラックスのコート層が発泡処理した多孔層であり、該コート層表面に、生成された気泡を露出させて、該コート層表面を多数の孔が開口した多孔質の状態としたことを特徴とするものである。
【００２２】
この電子部品においては、導電性パッド表面のフラックスのコート層を備え、このコート層が発泡処理した多孔層であり、該コート層表面に、生成された気泡を露出させて、該コート層表面を多数の孔が開口した多孔質の状態とする。これにより、印刷マスクを用いて該電子部品の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する場合に、導電性ペーストとの接触面積が増大するとともに、毛管現象により該溶剤成分を孔内で吸収保持できるので、よりいっそう溶剤成分を吸収できる。これにより、上記請求項５と同様に、該ペーストの該パッドへのタッキング力を向上させることができるので、導電性ペーストの抜け性を向上させることができ、良好な印刷が可能になる。
【００２５】
請求項７の発明は、導電性パッドを有し、該パッド表面がフラックスのコート層を備えた実装基板において、該フラックスのコート層が発泡処理した多孔層であり、該コート層表面に、生成された気泡を露出させて、該コート層表面を多数の孔が開口した多孔質の状態としたことを特徴とするものである。
【００２６】
この実装基板においては、導電性パッド表面がフラックスのコート層を備え、このコート層が発泡処理した多孔層であり、該コート層表面に、生成された気泡を露出させて、該コート層表面を多数の孔が開口した多孔質の状態とする。これにより、印刷マスクを用いて該実装基板の導電性パッド上に導電性ペーストを印刷する場合に、導電性ペーストとの接触面積が増大するとともに、毛管現象により該溶剤成分を孔内で吸収保持できるので、よりいっそう溶剤成分を吸収できる。これにより、上記請求項５と同様に、該ペーストの該パッドへのタッキング力を向上させることができるので、導電性ペーストの抜け性を向上させることができ、良好な印刷が可能になる。
また、この実装基板に対して、導電性ペーストからなるバンプ電極が形成された電子部品がフリップチップとして表面実装される際にも、リフロー接合時の該バンプ電極と該実装基板側の導電性パッドとのタッキング力を向上させるので、良好なバンプ接続が可能になる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、電子部品としての半導体素子（半導体チップ）の導電性パッド上に導電性ペーストからなるバンプ電極を印刷する印刷方法に適用した実施形態について説明する。
【００３０】
〔実施形態１〕
図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る印刷方法の説明図である。この方法では、まず、図１（ａ）に示すように、半導体チップ１の導電性パッド１ａ表面にフラックスをプリコートし、フラックスのコート層３ａを形成する。このフラックスのプリコートについては、前述のように、導電性ペーストの酸化を防止するための技術として従来公知である。次いで、フラックスのコート層３ａを乾燥させた後、該コート層３ａに対して粗面処理を行う。粗面処理方法としては、例えばブラシで引っ掻く方法や、サンドブラスト処理などの方法を採ることができる。この粗面処理により、図２（ａ）に示すように、フラックスのコート層３ａの表面を粗面化することができる。
【００３１】
次いで、導電性パッド１ａ上に印刷形状としての貫通孔が形成された印刷マスク２を用いて、被印刷体としての半導体チップ１の導電性パッド１ａ上に導電性ペーストとしてのクリーム半田を印刷する。具体的には、図１（ｂ）に示すように、印刷マスク２の貫通孔２ａがくるように印刷マスク２を位置決めして半導体チップ１に接触した状態で、該貫通孔２ａにクリームはんだ３を充填する。このとき、フラックスのコート層３ａとクリームはんだ３とが接触する。ここで、一般に、乾燥したフラックスに対するクリームはんだ中のフラックスの撥水角は９０°より小さく濡れやすいため、該コート層３ａとクリームはんだ３とが密着しやすい状態となっている。このような状態に加えて、本実施形態においては、該コート層３ａを粗面処理することにより、いっそう濡れやすい状態となっているので、該コート層３ａとクリームはんだ３とが良好に密着し、クリームはんだ３の導電性パッド１ａへのタッキング力Ｆが増大する。しかも、該コート層３ａの粗面化により、該コート層３ａ表面部とクリームはんだ３との接触面積が増大するので、より溶剤成分を吸収することができ、クリームはんだ３の粘度を高める。このことからも、クリームはんだ３の導電性パッド１ａへのタッキング力Ｆが増大する。
【００３２】
次いで、図１（ｃ）に示すように、印刷マスク２を半導体チップ１から版離れさせる。このとき、クリームはんだ３の導電性パッド１ａへのタッキング力Ｆが増大したことにより、クリームはんだ３の抜け性が向上し、貫通孔２ａ内のクリームはんだ３の一部が印刷マスク２に付着して引きずられることなく良好に印刷することができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、フラックスのコート層３ａの粗面処理方法として、ブラシで引っ掻く方法や、サンドブラスト処理方法を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、乾燥させた該コート層３ａに、表面が湿った粘着状態のフラックスの微粉末を分散付着させることにより、図２（ｂ）で示すように、該コート層を粗面化する方法を採ることができる。
【００３４】
〔実施形態２〕
次に、第２の実施形態に係る印刷方法を、上記第１の実施形態と同様に、図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を用いて説明する。
この方法では、まず、図１（ａ）に示すように、半導体チップ１の導電性パッド１ａ表面にフラックスのコート層３ａと形成する。そして、半乾き状態のフラックスのコート層３ａにフラックスの微粉末を吹き付け、該コート層３ａの表面に該微粉末を分散付着させる。これにより、図２（ｂ）で示すように、該コート層３ａを粗面化することができる。
【００３５】
次いで、粗面化したコート層３ａを乾燥させ、その後、上記第１の実施形態と同様にして、印刷マスク２を用いて、半導体チップ１の導電性パッド１ａ上にクリーム半田を印刷する。本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、フラックスのコート層３ａを粗面化することにより、クリームはんだ３の導電性パッド１ａへのタッキング力Ｆを増大させるので、クリームはんだ３の抜け性が向上し、貫通孔２ａ内のクリームはんだ３の一部が印刷マスク２に付着して引きずられることなく良好に印刷することができる。
【００３６】
〔実施形態３〕
次に、第３の実施形態に係る印刷方法を、上記第１及び第２の実施形態と同様に、図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を用いて説明する。
この方法では、まず、図１（ａ）に示すように、半導体チップ１の導電性パッド１ａ表面に発泡剤を配合して発泡処理したフラックスのコート層３ａを形成する。そして、該コート層３ａ表面に、生成された気泡を露出させた状態で該コート層３ａを乾燥させることにより、図２（ｃ）で示すように、該コート層３ａ表面部を多数の孔が開口した多孔質の状態とする。
【００３７】
次いで、上記第１及び第２の実施形態と同様にして、印刷マスク２を用いて、半導体チップ１の導電性パッド１ａ上にクリームはんだを印刷する。本実施形態においても、上記コート層３ａ表面部が多孔質の状態であることから、該コート層３ａとクリームはんだ３との接触面積が増大するので、クリームはんだ３中の溶剤成分を吸収可能な面積が増大し、より溶剤成分を吸収できる。しかも、毛管現象により該溶剤成分を孔内で吸収保持できるので、よりクリームはんだ３の粘度を高める。これにより、クリームはんだ３の導電性パッド１ａへのタッキング力Ｆを増大させるので、クリームはんだ３の抜け性が向上し、貫通孔２ａ内のクリームはんだ３の一部が印刷マスク２に付着して引きずられることなく良好に印刷することができる。
なお、上記発泡処理により生成された気泡は、図２（ｄ）で示すような、上記コート層３ａ内部で連結した連続気泡であることが望ましい。これによれば、該コート層３ａの表面部の孔だけでなく、コート層内部まで連結した気泡内で上記クリームはんだ３中の溶剤成分を吸収保持することができるので、よりクリームはんだ３の粘度を高め、よりタッキング力を向上させることができる。
【００３８】
以上、上記各実施形態によれば、クリームはんだ３の導電性パッド１ａへのタッキング力を向上させることにより、クリームはんだ３の抜け性を向上させることができ、良好な印刷を行うことができる。
【００３９】
なお、上記各実施形態においては、電子部品としての半導体チップ１上にバンプ電極を印刷する場合について説明したが、本発明は、半導体チップがモールドされたＢＧＡ、ＣＳＰ等のパッケージ、及びコネクタ等の電子部品類にバンプ電極を印刷する場合にも適用することができる。
【００４０】
また、電子部品側の導電性パッドにバンプ電極を印刷する場合のみならず、ＰＷＢ等の実装基板側の導電性パッドに対して導電性ペーストを印刷する場合においても適用可能である。この場合、実装基板側の導電性パッド表面を、上記各実施形態で示したように粗面化したり、多孔質状態（連続気泡構造である場合も含む）とすることにより、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、実装基板側の導電性パッドを、上記各実施形態で示したように粗面化したり、多孔質状態（連続気泡構造である場合も含む）とすることにより、該実装基板にバンプ電極が形成された電子部品がフリップチップとして表面実装される際にも、リフロー接合時の該バンプ電極と該実装基板側の導電性パッドとのタッキング力を向上させることができるので、良好なバンプ接続が可能になる。
【００４１】
また、上記各実施形態においては、導電性ペーストとしてクリームはんだを用いる場合について説明したが、これ限定されるものではなく、フラックスや溶剤等、導電性パッド表面に濡れや吸収を生じさせる物質を含有した導電性ペーストであれば適用可能である。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１乃至７の発明によれば、導電性パッドと導電性ペーストとのタッキング力を向上させることにより、該ペーストの抜け性を向上させることができ、良好な印刷が可能になるという優れた効果がある。
【００４３】
特に、請求項２及び３の発明によれば、フラックスのコート層の粗面化が可能になる。
【００４４】
特に、請求項５、６、及び７の発明によれば、毛管現象により導電性ペースト中の溶剤成分を孔内でも吸収保持できるので、いっそう溶剤成分を吸収でき、導電性ペーストの上記導電性パッドへのタッキング力をより向上させることができる。
【００４６】
特に、請求項７の発明によれば、実装基板に対して、導電性ペーストからなるバンプ電極が形成された電子部品がフリップチップとして表面実装される際にも、リフロー接続時の該バンプ電極と該実装基板側の導電性パッドとのタッキング力を向上させるので、良好なバンプ接続が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明の実施形態に係る印刷方法の説明図。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、実施形態に係るフラックスのコート層の表面部拡大図。
【符号の説明】
１      半導体チップ
１ａ    導電性パッド
２      印刷マスク
２ａ    貫通孔
３      クリームはんだ（導電性ペースト）
３ａ    フラックスのコート層
【図１】
0004102522.tif 000002
【図２】
0004102522.tif 000003