JP2009111196A

JP2009111196A - 半田バンプ付き配線基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2009111196A
Application number: JP2007282572A
Authority: JP
Inventors: Kiminori Tada; 公則多田
Original assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Current assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】半導体素子の電極と半田接合パッドとを半田バンプを介して正常かつ強固に接続することが可能な半田バンプ付き配線基板およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】上面に半導体素子１０１が搭載される搭載部Ａを有する絶縁基板１の搭載部Ａに半導体素子１０１の電極１０２が電気的に接続される多数の半田接合パッド３が格子状の並びに配列形成されているとともに半田接合パッド３の各々に半導体素子１０１の電極と接続するための半田バンプ４が溶着されて成る半田バンプ付き配線基板であって、絶縁基板１上面の搭載部Ａ周辺にダミーのパッド４が設けられており、かつダミーのパッド４にダミーの半田７Ａが溶着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子を搭載するための半田バンプ付き配線基板およびその製造方法に関する。

近年、半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するために用いられる配線基板には、ガラス基材および熱硬化性樹脂から成る絶縁基板と銅箔等から成る配線導体層とを交互に複数積層して成るプリント基板や、絶縁基板上に熱硬化性樹脂およびフィラーから成る絶縁層と銅めっき層から成る配線導体層とを複数積層して成るビルドアップ基板が用いられている。そして、このようなプリント基板やビルドアップ基板等の配線基板の上面には、半導体素子の電極を接続するために格子状の並びに配列された半田接合パッドおよびこの半田接合パッドの中央部を露出させるソルダーレジスト層が被着形成されており、さらに、ソルダーレジスト層から露出した半田接合パッド上には半導体素子と半田接合パッドとを接合するための半田バンプが形成されている。

そして、このような半田バンプ付き配線基板においては、半導体素子をその各電極がそれぞれ対応する半田バンプに当接するようにして配線基板の上面に載置するとともに、これらを例えば電気炉等の加熱装置で加熱して半田バンプを溶融させて半田バンプと半導体素子の電極とを接合させることによって、半導体素子が配線基板上に実装される。

なお、このような半田バンプ付き配線基板は、内部および表面に複数の配線導体を有する絶縁基板の表面に、配線導体に接続されて格子状の並びに配列された円形の複数の半田接合パッドおよびこの半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層を被着させ、次に各半田接合パッドに対応する位置にバンプ形成用開口部を有する印刷マスクを用いて各半田接合パッド上にフラックスおよび半田粉末から成る半田ペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して半田バンプに対応する量だけ印刷塗布するとともにこれを加熱して半田ペースト中の半田粉末を溶融させて半田接合パッド上に半田バンプを形成することによって製作されている。

しかしながら、従来の半田バンプ付き配線基板の製造方法によれば、半田ペーストを各半田接合パッド上に印刷塗布する際、格子状の並びに配列形成された半田接合パッドのうち最外周（特に角部）の半田接合パッドへの半田ペーストの塗布量が内側の半田バンプの半田量と比較して少なくなる傾向がある。そのため、半導体素子の電極と半田接合パッドとを半田バンプを介して接合する際に、最外周の半田バンプの半田量が不足し、半田バンプの強度が弱いものとなって、半導体素子の電極と半田接合パッドとを半田バンプを介して強固に接合することができなくなってしまうという問題点を有していた。

そこで、特許文献１には、配線導体を有する絶縁基板の上面に、半導体素子の電極が接続される多数の半田接合パッドを格子状の並びに配列形成するとともにこの半田接合パッドの中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層を被着させた配線基板と、前記各半田接合パッドに対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部およびこのバンプ形成用開口部の並びの外側にこのバンプ形成用開口部と同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミーの開口部を有する印刷マスクとを準備する工程と、この印刷マスクを用いて印刷することにより前記各半田接合パッド上にバンプ形成用の半田ペーストおよび前記半田接合パッドの並びの外側の前記ソルダーレジスト層上にダミーの半田ペーストを印刷塗布する工程と、前記バンプ形成用の半田ペーストおよびダミーの半田ペースト中の半田を加熱溶融させて、前記半田接合パッドに接合された半田バンプを形成するとともに前記半田接合パッドの並びの外側の前記ソルダーレジスト層上に半田ボールを形成する工程と、この半田ボールを除去する工程とを順次行なう半田バンプ付き配線基板の製造方法が提案されている。
特開２００４−１７９３６３号公報

しかしながら、この特許文献１で提案された半田バンプ付き配線基板の製造方法によると、半田接合パッドの並びの外側のソルダーレジスト層上に印刷塗布したダミーの半田ペースト中の半田を加熱溶融させる際に、溶融した半田ボールがソルダーレジスト層と濡れないことからソルダーレジスト層上を移動し易く、そのため、半田接合パッドの配列ピッチが例えば２００μｍ以下の狭いものとなると、ソルダーレジスト層上で溶融した半田ボールが製造工程中に受ける振動や衝撃、風圧等の影響で僅かに移動しただけでも隣接する半田バンプと接触して融合してしまい、その結果、一部の半田バンプの大きさが他の半田バンプよりも極端に大きくなったり、隣接する半田バンプ同士が融合して電気的に短絡してしまったりして半導体素子の電極と半田接合パッドとを半田バンプを介して正常かつ強固に接続することができない事態が発生するという問題点がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、格子状の並びに配列された半田接合パッドに均一な大きさの半田バンプが互いに短絡することなく形成され、それにより半導体素子の電極と半田接合パッドとを半田バンプを介して正常かつ強固に接続することが可能な半田バンプ付き配線基板およびその製造方法を提供することにある。

本発明の半田バンプ付き配線基板は、上面に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板の前記搭載部に前記半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッドが格子状の並びに配列形成されているとともに該半田接合パッドの各々に前記半導体素子の電極と接続するための半田バンプが溶着されて成る半田バンプ付き配線基板であって、前記絶縁基板上面の前記搭載部周辺にダミーのパッドが設けられており、かつ該ダミーのパッドにダミーの半田が溶着されていることを特徴とするものである。

また、本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法は、上面に半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッドが格子状の並びに配列形成された搭載部を有するとともに前記上面の前記搭載部周辺にダミーのパッドが形成された絶縁基板と、前記各半田接合パッドに対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部および該バンプ形成用開口部の並びの外側に該バンプ形成用開口部と同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミーの開口部を有する印刷マスクとを準備する工程と、該印刷マスクを用いて印刷することにより前記各半田接合パッド上にバンプ形成用の半田ペーストおよび前記ダミーのパッド上にダミーの半田ペーストを印刷塗布する工程と、前記バンプ形成用の半田ペーストおよびダミーの半田ペースト中の半田を加熱溶融させて、前記半田接合パッドに溶着された半田バンプを形成するとともに前記ダミーのパッド上に溶着されたダミーの半田を形成する工程とを順次行なうことを特徴とするものである。

さらに、本発明の半田バンプ付き配線基板の別の製造方法は、上面に半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッドが格子状の並びに配列形成された搭載部を有する絶縁基板と、前記各半田接合パッドに対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部および該バンプ形成用開口部の並びの外側に該バンプ形成用開口部と同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミーの開口部を有する印刷マスクとを準備する工程と、該印刷マスクを用いて印刷することにより前記各半田接合パッド上にバンプ形成用の半田ペーストおよび前記搭載部周辺の前記絶縁基板上にダミーの半田ペーストを印刷塗布する工程と、前記バンプ形成用の半田ペーストおよびダミーの半田ペースト中の半田を加熱溶融させて、前記半田接合パッドに溶着された半田バンプを形成するとともに前記搭載部周辺の前記絶縁基板上に半田ボールを形成する工程と、前記半田ボール除去する工程とを順次行なう半田バンプ付き配線基板の製造方法において、前記絶縁基板は、前記半田ボールが形成される位置に該半田ボールが載座される凹部を有することを特徴とするものである。

本発明の半田バンプ付き配線基板によれば、半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッドが格子状の並びに形成された絶縁基板上面の搭載部周辺にダミーのパッドが設けられており、そのダミーのパッドにダミーの半田が溶着されているので、ダミーの半田は溶融の際にダミーのパッドに拘束されて動かない。したがって、搭載部に形成された半田接合パッドに溶着された半田バンプとダミーのパッドに溶着されたダミーの半田とが溶融の際に接触して融合することはなく、半田バンプの大きさは均一であり、その結果、半導体素子の電極と半田接合パッドとを均一な大きさの半田バンプを介して正常かつ強固に接続することができる。

また本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法によれば、上面に半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッドが格子状の並びに配列形成された搭載部を有するとともに前記上面の前記搭載部周辺にダミーのパッドが形成された絶縁基板と、各半田接合パッドに対応する位置に配列形成されたバンプ形成用開口部およびこれらのバンプ形成用開口部の並びの外側にこれらのバンプ形成用開口部と同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミーの開口部を有する印刷マスクとを準備し、次にこの印刷マスクを用いて印刷することにより各半田接合パッド上にバンプ形成用の半田ペーストおよびダミーのパッド上にダミーの半田ペーストを印刷塗布し、次にバンプ形成用の半田ペーストおよびダミーの半田ペースト中の半田を加熱溶融させて、半田接合パッドに溶着された半田バンプを形成するとともにダミーのパッド上に溶着されたダミーの半田を形成することから、ダミーの半田は加熱溶融の際にダミーのパッドに拘束されて動かない。したがって、搭載部に形成された半田接合パッドに溶着された半田バンプとダミーのパッドに溶着されたダミーの半田とが溶融の際に接触して融合することはなく、半田バンプの大きさが均一となり、半導体素子の電極と半田接合パッドとを半田バンプを介して正常かつ強固に接続することが可能な半田バンプ付き配線基板を提供することができる。

さらに、本発明の半田バンプ付き配線基板の別の製造方法によれば、上面に半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッドが格子状の並びに配列形成された搭載部を有する絶縁基板と、前記各半田接合パッドに対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部および該バンプ形成用開口部の並びの外側に該バンプ形成用開口部と同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミーの開口部を有する印刷マスクとを準備し、次にこの印刷マスクを用いて印刷することにより各半田接合パッド上にバンプ形成用の半田ペーストおよび搭載部周辺の絶縁基板上にダミーの半田ペーストを印刷塗布し、次にバンプ形成用の半田ペーストおよびダミーの半田ペースト中の半田を加熱溶融させて、半田接合パッドに溶着された半田バンプを形成するとともに搭載部周辺の絶縁基板上に半田ボールを形成し、次に前記半田ボールを除去する半田バンプ付き配線基板の製造方法において、絶縁基板は前記半田ボールが形成される位置に該半田ボールが載座される凹部を有することから、ダミーの半田ペースト中の半田を溶融させて形成された半田ボールは前記凹部に載座され、製造工程中に受ける振動や衝撃、風圧程度では動かない。したがって、搭載部に形成された半田接合パッドに溶着された半田バンプと搭載部周辺の絶縁基板上に形成された半田ボールとが溶融の際に接触して融合することはなく、半田バンプの大きさが均一となり、半導体素子の電極と半田接合パッドとを半田バンプを介して正常かつ強固に接続することが可能な半田バンプ付き配線基板を提供することができる。

次に、本発明の半田バンプ付き配線基板の一例を図１および図２を基にして詳細に説明する。図１は本発明の半田バンプ付き配線基板の一実施形態を示す断面図であり、図２は図１に示す半田バンプ付き配線基板の上面図である。これらの図中、１は絶縁基板、２は配線導体、３は半田接合パッド、４はダミーのパッド、５はソルダーレジスト層、６は半田バンプ、７Ａはダミーの半田であり、主としてこれらにより本発明の半田バンプ付き配線基板が構成される。

なお、本実施形態の半田バンプ付き配線基板では、ガラス織物に熱硬化性樹脂を含浸させて成る絶縁層１ａの上下面に熱硬化性樹脂から成る絶縁層１ｂを２層ずつ積層して絶縁基板１を形成しており、最表層の絶縁層１ｂ上にソルダーレジスト層５が積層されている。また絶縁基板１の上面中央部には半導体素子１０１が搭載される搭載部Ａが形成されており、この搭載部Ａにはそれぞれ半導体素子１０１の電極１０２が電気的に接続される半田接合パッド３が形成されている。さらに、絶縁基板１の上面には搭載部Ａの周辺にダミーのパッド４が形成されている。また、絶縁基板１の下面には外部電気回路基板に電気的に接続される外部接続パッド８が形成されており、絶縁基板１の上面から下面にかけてはそれぞれ対応する半田接合パッド３と外部接続パッド８とを互いに電気的に接続する配線導体２が配設されている。そして、半田接合パッド３には半田バンプ６が溶着されており、ダミーのパッド４にはダミーの半田７Ａが溶着されている。

絶縁層１ａは、本実施形態の半田バンプ付き配線基板におけるコア部材であり、例えばガラス繊維束を縦横に織り込んだガラス織物にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る。この絶縁層１ａは、例えば厚みが０．３〜１．５ｍｍ程度であり、その上面から下面にかけて直径が０．１〜１ｍｍ程度の複数の貫通孔９を有している。そして、その上下面および各貫通孔９の内面には配線導体２の一部が被着されており、上下面の配線導体２が貫通孔９を介して電気的に接続されている。

このような絶縁層１ａは、ガラス織物に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁シートを熱硬化させた後、これに上面から下面にかけてドリル加工を施すことにより製作される。なお、絶縁層１ａ上下面の配線導体２は、絶縁層１ａ用の絶縁シートの上下全面に厚みが３〜５０μｍ程度の銅箔を貼着しておくとともにこの銅箔をシートの硬化後にエッチング加工することにより所定のパターンに形成される。また、貫通孔９内面の配線導体２は、絶縁層１ａに貫通孔９を設けた後に、この貫通孔９内面に無電解めっき法および電解めっき法により厚みが３〜５０μｍ程度の銅めっき膜を析出させることにより形成される。

さらに、絶縁層１ａは、その貫通孔９の内部にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る孔埋め樹脂１０が充填されている。孔埋め樹脂１０は、貫通孔９を塞ぐことにより貫通孔９の直上および直下に配線導体２および各絶縁層１ｂを形成可能とするためのものであり、未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂を貫通孔９内にスクリーン印刷法により充填し、それを熱硬化させた後、その上下面を略平坦に研磨することにより形成される。そして、この孔埋め樹脂１０を含む絶縁層１ａの上下面に絶縁層１ｂがそれぞれ２層ずつ積層されている。

絶縁層１ａの上下面に積層された各絶縁層１ｂは、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、それぞれの厚みが２０〜６０μｍ程度であり、各層の上面から下面にかけて直径が３０〜１００μｍ程度の複数の貫通孔１１を有している。これらの各絶縁層１ｂは、配線導体２を高密度に配線するための絶縁間隔を提供するためのものである。そして、上層の配線導体２と下層の配線導体２とを貫通孔１１を介して電気的に接続することにより高密度配線が立体的に形成可能となっている。このような各絶縁層１ｂは、厚みが２０〜６０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂から成る絶縁フィルムを絶縁層１ａの上下面に貼着し、これを熱硬化させるとともにレーザ加工により貫通孔１１を穿孔し、さらにその上に同様にして次の絶縁層１ｂを順次積み重ねることによって形成される。なお、各絶縁層１ｂの表面および貫通孔１１内に被着された配線導体２は、各絶縁層１ｂを形成する毎に各絶縁層１ｂの表面および貫通孔１１内に５〜５０μｍ程度の厚みの銅めっき膜を公知のセミアディティブ法等のパターン形成法により所定のパターンに被着させることによって形成される。

絶縁基板１の上面の搭載部Ａに形成された半田接合パッド３は、直径が５０〜１００μｍ程度の円形であり、搭載部Ａ内の領域にピッチが１００〜２００μｍの格子状の並びに多数配列形成されている。このような半田接合パッド３は、半導体素子１０１の電極１０２を配線導体２に電気的に接続するための端子部として機能し、最上層の絶縁層１ｂ上に形成された配線導体２の一部を、ソルダーレジスト層５に設けた直径が５０〜１００μｍの円形の開口部５ａ内に露出させることにより形成されている。

また、絶縁基板１の上面における搭載部Ａの周辺に形成されたダミーのパッド４は、直径が５０〜１００μｍ程度の円形であり、半田接合パッド３の並びの外側に搭載部Ａの各辺に対して一列ずつ半田接合パッド３と同じ大きさおよび同じ配列間隔で形成されている。このようなダミーのパッド４は、後述する半田バンプ６を半田接合パッド３に溶着する際に、半田バンプ６の大きさを均一とするためのダミーの半田７Ａを絶縁基板１上で動かないように拘束するための拘束部材として機能し、最上層の絶縁層１ｂ上に形成された配線導体２の一部を、ソルダーレジスト層５に設けた直径が５０〜１００μｍの円形の開口部５ｂ内に露出させることにより形成されている。

また、絶縁基板１の下面に形成された外部接続パッド８は、直径が３００〜５００μｍ程度の円形であり、絶縁基板１下面の略全領域にピッチが６００〜１０００μｍの格子状の並びに多数配列形成されている。外部接続パッド８は、配線導体２を外部電気回路基板に電気的に接続するための端子部として機能し、最下層の絶縁層１ｂ上に形成された配線胴体２の一部を、ソルダーレジスト層５に設けた直径が３００〜５００μｍの円形の開口部５ｃ内に露出させることにより形成されている。

半田接合パッド３に溶着された半田バンプ６は、例えば鉛−錫合金等の鉛含有半田や錫−銀−銅合金等の鉛フリー半田から成り、半田接合パッド３と半導体素子１０１の電極１０２とを電気的に接続するための接続部材として機能する。そして、半導体素子１０１の電極１０２を半田バンプ６に接触させた状態で半田バンプ６を溶融させることにより半田接合パッド３と半導体素子１０１の電極１０２とが半田バンプ６を介して電気的に接続されることとなる。このように半田バンプ６を半田接合パッド３に予め溶着させておくことにより半田接合パッド３への半導体素子１０１の接続の作業性が極めて良好なものとなる。
なお、半導体素子１０１の電極１０２を半田バンプ６に接触させるのに先立って、半田バンプ６の上端部をプレスして平坦にしておくと、半導体素子１０１の電極１０２と半田バンプ６とを接触させることが容易かつ確実なものとなる。従って、半導体素子１０１の電極１０２を半田バンプ６に接触させるのに先立って、半田バンプ６の上端部をプレスして平坦にしておくことが好ましい。

このような半田バンプ６は、各半田接合パッド３に対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部を有する印刷マスクを用いて半田バンプ６用の半田ペーストを各半田接合パッド３上に印刷塗布するとともに印刷された半田ペースト中の半田を加熱溶融させることにより各半田接合パッド３上に溶着される。

ダミーのパッド４に溶着されたダミーの半田７Ａは、半田バンプ６と同じ組成の半田から成り、半田バンプ６と同時に形成される。このダミーの半田７Ａは、半田接合パッド３に溶着される半田バンプ６の大きさを均一にするための捨て半田として機能し、半田バンプ６用の半田ペーストを印刷するための印刷マスクに、バンプ形成用開口部と同じ形状および配列間隔のダミー開口部をバンプ形成用開口部の並びの外側に形成しておくとともに、このダミーの開口部を通してダミーのパッド４にも前記半田ペーストと同じ半田ペーストをダミーの半田ペーストとして印刷塗布し、しかる後、そのダミーの半田ペースト中の半田を半田バンプ６用の半田ペースト中の半田と同時に加熱溶融させることによりダミーのパッド４上に溶着される。

この場合、半田ペーストを印刷するための印刷マスクにはバンプ形成用開口部の並びの外側にバンプ形成用開口部と実質的に同じ形状および配列間隔のダミーの開口部が形成されているので、最外周のダミー開口部に対応するダミーのパッド４では半田ペーストの塗布量が少なくなる傾向があるものの、その内側の各半田接合パッド３では塗布される半田ペーストの量は略均一になる。また、ダミーの半田７Ａはダミーのパッド４上で溶融するのでダミーのパッド４により拘束され、隣接する半田バンプ６と接触融合することはない。したがって、本発明の半田バンプ付き配線基板によれば、半田バンプ６の大きさは均一であり、その結果、半導体素子１０１の電極１０２と半田接合パッド３とを均一な大きさの半田バンプ６を介して正常かつ強固に接続することができる。

さらに、ダミーのパッド４では半田ペーストの塗布量が少なくなる傾向があるので、ダミーの半田７Ａの高さは半田バンプ６の高さより低くなる傾向にある。このようにダミーの半田７Ａの高さが半田バンプ６の高さより低い場合、半導体素子１０１の電極１０２を半田接合パッド３に半田バンプ６を介して接続する際にダミーの半田７Ａが邪魔になりにくい。

なお、上述の一実施形態では、ダミーのパッド４は半田接合パッド３と同じ大きさおよび同じ配列間隔であったが、図３に他の実施形態きとして示すように、ダミーのパッド４は半田接合パッド３より大きなものであっても良い。あるいは図４にさらに他の実施形態として示すように、搭載部Ａを取り囲む連続した帯状パターンであっても良い。これらの場合、ダミーの半田７Ａが溶着する面積が大きくなり、その分、ダミーの半田７Ａの高さをさらに低いものとすることができる。したがって、半導体素子１０１の電極１０２を半田接合パッド３に半田バンプ６を介して接続する際にダミーの半田７Ａがさらに邪魔になりにくい。

また、上述の３つの実施形態では、ダミーのパッド４は搭載部Ａ周辺の全周にわたり配設されていたが、図５や図６にさらに他の実施形態として示すように、ダミーのパッド４は絶縁基板１上面の搭載部Ａの角部に対応する領域のみに形成されていてもよい。この場合、各半田接合パッド３からの配線導体２の引出し経路の確保が容易となる利点がある。

なお、図３〜図６に示した他の実施形態の半田バンプ付き配線基板においては、上述の図１および図２に示した一実施形態の半田バンプ付き配線基板と比較してダミーのパッド４およびダミーの半田７Ａの大きさや形状、配置等が異なるだけであり、その他の構成については同じである。したがって、図１および図２に示した一実施形態と機能的に同一の個所には同一の符号を付し、簡略のため各部の説明は省略する。

次に、本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法を図７〜図９に基にして説明する。図７〜図９は本発明における半田バンプ付き配線基板の製造方法の一実施形態を説明するための工程毎の概略断面図であり、これらの図中、１は絶縁基板、２０は印刷マスクである。

先ず、図７に示すように、上面に半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッド３が格子状の並びに配列形成された搭載部Ａを有するとともに上面の記搭載部Ａ周辺にダミーのパッド４が形成された絶縁基板１と、各半田接合パッド３に対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部２０ａおよびこれらのバンプ形成用開口部２０ａの並びの外側にバンプ形成用開口部２０ａと同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミー開口部２０ｂを有する印刷マスク２０とを準備する。

絶縁基板１は、図１および図２で示した半田バンプ付き配線基板の一実施形態で説明したものと同一である。したがって、図１および図２で示した絶縁基板１と同一個所には同一符号を付し、簡略のため各部の説明は省略する。

印刷マスク２０は、厚みが２０〜５０μｍ程度のステンレス板から成り、均一な厚みのステンレス板にフォトリソグラフィー技術やレーザ加工技術を用いてバンプ形成用開口部２０ａおよびダミー開口部２０ｂを設けることにより形成され、図示しない枠状の金属フレームに適当な張力をもって支持されている。

次に、図８に示すように、絶縁基板１上に印刷マスク２０を、バンプ形成用開口部２０ａおよびダミーの開口部２０ｂがそれぞれ対応する半田接合パッド３およびダミーのパッド４上に位置するようにして載置するとともに印刷マスク２０を用いてスクリーン印刷することにより各半田接合パッド３上にバンプ形成用の半田ペースト６Ｐおよびダミーのパッド４上にダミーの半田ペースト７Ｐを印刷塗布する。

このとき、印刷マスク２０は、各半田接合パッド３に対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部２０ａの並びの外側にそれらのバンプ形成用開口部２０ａと同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミー開口部２０ｂを有しているので、この印刷マスク２０を用いて、スクリーン印刷することにより各半田接合パッド３上にバンプ形成用の半田ペースト６Ｐおよびダミーのパッド４上にダミーの半田ペースト７Ｐを印刷塗布すると、印刷マスク２０のバンプ形成用開口部２０ａの並びの外側に設けたダミー開口部２０ｂからの塗布量は少なくなるものの、その内側に並んだ半田接合パッド３に対応するバンプ形成用開口部２０ａからの塗布量は均一となる。したがって、各半田接合パッド３には均一な量の半田ペースト６Ｐが塗布される。

次に、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、半田接合パッド３上にバンプ形成用の半田ペースト６Ｐおよびダミーのパッド４上にダミーの半田ペースト７Ｐが印刷塗布された絶縁基板１をピーク温度が２００〜２６０℃のリフロー炉に通し、バンプ形成用の半田ペースト６Ｐおよびダミーの半田ペースト７Ｐ中の半田を加熱溶融させて半田接合パッド３に溶着された半田バンプ６を形成するとともにダミーのパッド４上に溶着されたダミーの半田７Ａを形成する。このとき、前述したように各半田接合パッド３に塗布されたバンプ形成用の半田ペースト６Ｐはその塗布量が均一であることから、各半田接合パッド３に半田量の均一な半田バンプ６を形成することができる。また、ダミーの半田７Ａはダミーのパッド４上で溶融するのでダミーのパッド４により拘束され、隣接する半田バンプ６と接触融合することはない。したがって、本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法によれば、半田バンプ６の大きさは均一であり、その結果、半導体素子の電極と半田接合パッド３とを均一な大きさの半田バンプ６を介して正常かつ強固に接続することが可能な半田バンプ付き配線基板を提供することができる。

また、ダミーのパッド４では半田ペースト７Ｐの塗布量が少なくなる傾向があるので、ダミーの半田７Ａの高さは半田バンプ６の高さより低くなる傾向にある。このようにダミーの半田７Ａの高さが半田バンプ６の高さより低い場合、半導体素子の電極を半田接合パッド３に半田バンプ６を介して接続する際にダミーの半田７Ａが邪魔になりにくい半田バンプ付き配線基板を提供することができる。

なお、上述した半田バンプ付き配線基板の製造方法の一実施形態においては、絶縁基板１として図１および図２に示す絶縁基板１を用いたが、絶縁基板１として図３〜図６に示した絶縁基板１を用いてもよい。これらの場合、印刷マスク２０としては上述と同様に、絶縁基板１の半田接合パッド３に対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部２０ａおよびこれらのバンプ形成用開口部２０ａの並びの外側にバンプ形成用開口部２０ａと同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミー開口部２０ｂを有するものを用いて、各半田接合パッド３上にバンプ形成用の半田ペースト６Ｐおよびダミーのパッド４上にダミーの半田ペースト７Ｐを印刷塗布する。ただし、図５および図６で示した絶縁基板１を用いる場合、印刷マスク２０のダミーの開口２０ａは絶縁基板１の搭載部Ａの角部に対応する領域のみに形成し、ダミーのパッド４上のみにダミーの半田ペースト７Ｐを印刷塗布する。そして、半田ペースト６Ｐおよびダミーの半田ペースト７Ｐ中の半田を加熱溶融させて半田接合パッド３に溶着された半田バンプ６を形成するとともにダミーのパッド４上に溶着されたダミーの半田７Ａを形成する。これらのうち、図３および図４、図５に示した絶縁基板１を用いた場合、ダミーの半田７Ａが溶着する面積が大きくなり、その分、ダミーの半田７Ａの高さをさらに低いものとすることができる。したがって、半導体素子の電極を半田接合パッド３に半田バンプ６を介して接続する際にダミーの半田７Ａがさらに邪魔になりにくい半田バンプ付き配線基板を提供することができる。

さらに、本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法の他の実施形態を図１０〜図１２を基にして説明する。図１０〜図１２は本発明における半田バンプ付き配線基板の製造方法の他の実施形態を説明するための概略断面図であり、これらの図中、１は絶縁基板、２０は印刷マスクである。

なお、この実施形態例で用いられる絶縁基板１は、図７で示した絶縁基板１においてダミーのパッド４が形成されておらず、それによりソルダーレジスト層５に設けた開口部５ｂにより後述する半田ボール７Ｂが載座される凹部Ｂが形成されている点を除いて同一である。また、印刷マスク２０も図７で示したものと同一である。したがって、図７で示した絶縁基板１とおよび印刷マスク２０と同一個所には同一符号を付し、簡略のため各部の説明は省略する。

先ず、図１０に示すように、上面に半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッド３が格子状の並びに配列形成された搭載部Ａを有するとともに上面の搭載部Ａ周辺に後述する半田ボール７Ｂが載座される凹部Ｂを有する絶縁基板１と、各半田接合パッド３に対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部２０ａおよびこれらのバンプ形成用開口部２０ａの並びの外側にバンプ形成用開口部２０ａと実質的に同じ形状および同じ配列で形成されたダミー開口部２０ｂを有する印刷マスク２０とを準備する。

次に、図１１に示すように、絶縁基板１上に印刷マスク２０を、バンプ形成用開口部２０ａおよびダミーの開口部２０ｂがそれぞれ対応する半田接合パッド３および凹部Ｂ上に位置するようにして載置するとともに印刷マスク２０を用いてスクリーン印刷することにより各半田接合パッド３上にバンプ形成用の半田ペースト６Ｐおよび凹部Ｂ上にダミーの半田ペースト７Ｐを印刷塗布する。

このとき、印刷マスク２０は、各半田接合パッド３に対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部２０ａの並びの外側にそれらのバンプ形成用開口部２０ａと同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミー開口部２０ｂを有しているので、この印刷マスク２０を用いて、スクリーン印刷することにより各半田接合パッド３上にバンプ形成用の半田ペースト６Ｐおよび凹部Ｂ上にダミーの半田ペースト７Ｐを印刷塗布すると、印刷マスク２０のバンプ形成用開口部２０ａの並びの外側に設けたダミー開口部２０ｂからの塗布量は少なくなるものの、その内側に並んだ半田接合パッド３に対応するバンプ形成用開口部２０ａからの塗布量は均一となる。したがって、各半田接合パッド３には均一な量の半田ペースト６Ｐが塗布される。

次に、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、半田接合パッド３上にバンプ形成用の半田ペースト６Ｐおよび凹部Ｂ上にダミーの半田ペースト７Ｐが印刷塗布された絶縁基板１をピーク温度が２００〜２６０℃のリフロー炉に通し、バンプ形成用の半田ペースト６Ｐおよびダミーの半田ペースト７Ｐ中の半田を加熱溶融させて半田接合パッド３に溶着された半田バンプ６を形成するとともに凹部Ｂ上に載座された半田ボール７Ｂを形成する。このとき、前述したように各半田接合パッド３に塗布されたバンプ形成用の半田ペースト６Ｐはその塗布量が均一であることから、各半田接合パッド３に半田量の均一な半田バンプ６を形成することができる。また、ダミーの半田ペースト７Ｐ中の半田が溶融して形成される半田ボール７Ｂは凹部Ｂ上で溶融するので凹部Ｂ上に載座されて製造工程中に受ける振動や衝撃、風圧程度では動かず、その結果、隣接する半田バンプ６と接触融合することはない。したがって、本実施形態の半田バンプ付き配線基板の製造方法によれば、半田バンプ６の大きさは均一であり、半導体素子の電極と半田接合パッド３とを均一な大きさの半田バンプ６を介して正常かつ強固に接続することが可能な半田バンプ付き配線基板を提供することができる。

最後に、図１２（ｃ）に示すように、凹部Ｂ上から半田ボール７Ｂを除去すれば、本実施形態による半田バンプ付き配線基板が完成する。この場合、絶縁基板１上に余分な半田ボール７Ｂが存在しないことから、半田ボール７Ｂが半導体素子の実装の邪魔になるようなことはない。このように凹部Ｂ上から半田ボール７Ｂを除去するには、半田バンプ６および半田ボール７Ｂが形成された絶縁基板１をアルカリ性の界面活性剤水溶液等を用いて浸漬洗浄あるいはスプレー洗浄し、その洗浄と同時に半田ボール７Ｂを洗い落として除去する方法が採用され得る。

なお、上述の他の実施形態例では、半田ボール７Ｂが載座される凹部Ｂを、ソルダーレジスト層５に開口部５ｂを設けることにより形成したが、凹部Ｂは、ソルダーレジスト層５にプレス加工を施すことにより形成されてもよい。また、絶縁基板１の凹部Ｂおよび印刷マスク２０のダミーの開口部２０ｂは、絶縁基板１上面の搭載部Ａの角部に対応する領域のみに半田接合パッド３と同じ配列間隔で設けてもよい。

本発明の半田バンプ付き配線基板の一実施形態を示す概略断面図である。図１に示す半田バンプ付き配線基板の上面図である。本発明の半田バンプ付き配線基板の他の実施形態を示す上面図である。本発明の半田バンプ付き配線基板のさらに他の実施形態を示す上面図である。本発明の半田バンプ付き配線基板のさらに他の実施形態を示す上面図である。本発明の半田バンプ付き配線基板のさらに他の実施形態を示す上面図である。本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法の一実施形態を説明するための概略断面図である。本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法の一実施形態を説明するための概略断面図である。（ａ），（ｂ）は本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法の一実施形態を説明するための概略断面図である。本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法の他の実施形態を説明するための概略断面図である。本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法の他の実施形態を説明するための概略断面図である。（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の半田バンプ付き配線基板の製造方法の他の実施形態を説明するための概略断面図である。

符号の説明

１：絶縁基板
３：半田接合パッド
４：ダミーのパッド
６：半田バンプ
６Ｐ：バンプ形成用の半田ペースト
７Ａ：ダミーの半田
７Ｂ：半田ボール
７Ｐ：ダミーの半田ペースト
２０：印刷マスク
２０ａ：バンプ形成用開口部
２０ｂ：ダミー開口部
Ｂ：凹部

Claims

上面に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基板の前記搭載部に前記半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッドが格子状の並びに配列形成されているとともに該半田接合パッドの各々に前記半導体素子の電極と接続するための半田バンプが溶着されて成る半田バンプ付き配線基板であって、前記絶縁基板上面の前記搭載部周辺にダミーのパッドが設けられており、かつ該ダミーのパッドにダミーの半田が溶着されていることを特徴とする半田バンプ付き配線基板。
前記ダミーのパッドが前記半田接合パッドの並びの外側に前記半田接合パッドと同じ形状および同じ配列間隔で設けられていることを特徴とする請求項１記載の半田バンプ付き配線基板。
前記ダミーのパッドが前記半田接合パッドより大きな面積を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半田バンプ付き配線基板。
前記ダミーのパッドが前記半田接合パッドの複数の並びに対応する長さの帯状パターンにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の半田バンプ付き配線基板。
前記ダミーのパッドが前記絶縁基板上面の前記搭載部の角部に対応する領域のみに形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半田バンプ付き配線基板。
前記ダミーの半田の高さが前記半田バンプの高さよりも低いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半田バンプ付き配線基板。
上面に半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッドが格子状の並びに配列形成された搭載部を有するとともに前記上面の前記搭載部周辺にダミーのパッドが形成された絶縁基板と、前記各半田接合パッドに対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部および該バンプ形成用開口部の並びの外側に該バンプ形成用開口部と同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミーの開口部を有する印刷マスクとを準備する工程と、該印刷マスクを用いて印刷することにより前記各半田接合パッド上にバンプ形成用の半田ペーストおよび前記ダミーのパッド上にダミーの半田ペーストを印刷塗布する工程と、前記バンプ形成用の半田ペーストおよびダミーの半田ペースト中の半田を加熱溶融させて、前記半田接合パッドに溶着された半田バンプを形成するとともに前記ダミーのパッド上に溶着されたダミーの半田を形成する工程とを順次行なうことを特徴とする半田バンプ付き配線基板の製造方法。
前記ダミーのパッドが前記半田接合パッドの並びの外側に前記半田接合パッドと同じ形状および同じ配列間隔で設けられていることを特徴とする請求項７記載の半田バンプ付き配線基板の製造方法。
前記ダミーのパッドが前記半田接合パッドより大きな面積を有することを特徴とする請求項７または８に記載の半田バンプ付き配線基板の製造方法。
前記ダミーのパッドが前記半田接合パッドの複数の並びに対応する長さの帯状パターンにより形成されていることを特徴とする請求項７記載の半田バンプ付き配線基板の製造方法。
前記ダミーのパッドが前記絶縁基板上面の前記搭載部の角部に対応する領域のみに形成されていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の半田バンプ付き配線基板の製造方法。
前記ダミーの半田の高さが前記半田バンプの高さよりも低いことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の半田バンプ付き配線基板の製造方法。
上面に半導体素子の電極が電気的に接続される多数の半田接合パッドが格子状の並びに配列形成された搭載部を有する絶縁基板と、前記各半田接合パッドに対応する位置に格子状の並びに配列形成されたバンプ形成用開口部および該バンプ形成用開口部の並びの外側に該バンプ形成用開口部と同じ形状および同じ配列間隔で形成されたダミーの開口部を有する印刷マスクとを準備する工程と、該印刷マスクを用いて印刷することにより前記各半田接合パッド上にバンプ形成用の半田ペーストおよび前記搭載部周辺の前記絶縁基板上にダミーの半田ペーストを印刷塗布する工程と、前記バンプ形成用の半田ペーストおよびダミーの半田ペースト中の半田を加熱溶融させて、前記半田接合パッドに溶着された半田バンプを形成するとともに前記搭載部周辺の前記絶縁基板上に半田ボールを形成する工程と、前記半田ボールを除去する工程とを順次行なう半田バンプ付き配線基板の製造方法において、前記絶縁基板は、前記半田ボールが形成される位置に該半田ボールが載座される凹部を有することを特徴とする半田バンプ付き配線基板の製造方法。