최근 전자부품의 소형화의 추세에 따라서 솔더 볼도 소경화되는 경향이 있는데, 이 경우, 복수의 솔더 볼이 개구부 내에 삽입되기 쉬워지게 된다. 따라서 더블 볼 등의 발생에 기인하는 솔더 볼의 위치 어긋남이라는 문제가 한층 더 심각하게 될 가능성이 있다. 본 발명은 더블 볼 등의 발생을 방지하여 소망하는 위치에 솔더 범프를 정확하게 형성 가능하게 함으로써 제조수율을 향상시킬 수 있는 솔더 범프를 가지는 배선기판의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

요약             

본 발명의 목적은 더블 볼 등의 발생을 방지하여 소망하는 위치에 솔더 범프를 정확하게 형성 가능하게 함으로써 제조수율을 향상시킬 수 있는 솔더 범프를 가지는 배선기판의 제조방법을 제공하는 것이다. 배선기판은 기판 준비 공정, 볼 탑재 공정 및 리플로 공정을 거쳐서 제조된다. 기판 준비 공정에서는 기판 주면(13) 상의 범프 형성 영역(R1) 내에 패드(21)가 배치된 기판(11)을 준비한다. 볼 탑재 공정에서는 기판(11)의 가장자리부(12)와의 접촉을 회피하는 오목부(59)가 형성된 솔더 볼 탑재용 마스크(51)를 사용하며, 솔더 볼 탑재용 마스크(51)를 기판 주면(13)측에 배치한 상태에서 관통구멍부(54)를 통해서 패드(21) 상에 솔더 볼(61)을 탑재시킨다. 리플로 공정에서는 솔더 볼(61)을 가열 용융시켜서 솔더 범프(62)를 형성한다.
본 발명은 솔더 볼을 탑재함에 의해서 솔더 범프를 형성하는 배선기판의 제조방법 및 솔더 볼의 탑재에 사용되는 솔더 볼 탑재용 마스크에 관한 것이다.

배경 기술             

종래에는 IC칩을 탑재하여 이루어지는 배선기판(이른바 반도체 패키지)이 잘 알려져 있다. IC칩의 바닥면에는 통상 다수의 단자가 형성되어 있으며, 이들 단자와의 전기적 접속을 도모하기 위한 구조로서, 배선기판의 주면(主面) 상에는 솔더 범프를 가지는 패드(이른바 C4패드 : Controlled　Collapsed　Chip　Connection 패드)가 다수 형성되어 있다. 또한, 상기 배선기판에 솔더 범프를 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 패드 상에 탑재한 솔더 볼을 가열 용융시켜서 솔더 범프를 형성하는 것이 제안되어 있다(일본국 특개 2002-151539호 공보, 참조). 이하, 솔더 범프의 형성방법의 구체적인 예를 간단하게 설명한다.
우선, 기판 주면(101) 상의 범프 형성 영역(R0) 내에 형성된 복수의 패드(102)에 대해서 플럭스를 인쇄 도포한다. 이어서 복수의 개구부(103)를 가지는 솔더 볼 탑재용 마스크(104)를 기판 주면(101) 상에 배치하고, 이 상태에서 각 개구부(103)를 통해서 복수의 패드(102) 상에 솔더 볼(105)을 공급하고 또한 탑재시킨다(일본국 특개 2002-151539호 공보, 참조). 이어서, 리플로우에 의해서 솔더 볼(105)을 가열 용융시킴으로써 솔더 범프가 형성된다.

발명의 내용                    

해결하려는 과제                
그런데, 기판(100)의 가장자리부(106)가 마스크 이면(107)측으로 말려 올라가는 경우가 있다. 이 경우, 솔더 볼 탑재용 마스크(104)의 일부가 상기 가장자리부(106)에 의해서 떠밀려서 들뜨게 되기 때문에, 솔더 볼 탑재용 마스크(104)와 기판(100)의 사이에 간극이 생기게 된다. 그 결과, 1개의 개구부(103) 내에 2개의 솔더 볼(105)이 삽입된 상태가 되어 솔더 볼(105)의 위치가 패드(102) 상에서 어긋나게 되는 등의 사태(이른바 더블 볼)가 발생하기 쉬워지게 된다. 따라서 소망하는 위치에 솔더 범프를 정확하게 형성할 수 없게 되기 때문에, 불량품 발생률이 커지게 되어 제조수율이 저하된다는 문제가 있다.
또한, 최근에는 전자부품의 소형화의 추세에 따라서 솔더 볼(105)도 소경화(小經化)되는 경향이 있는데, 이 경우, 복수의 솔더 볼(105)이 개구부(103) 내에 삽입되기 쉬워지게 된다. 따라서 더블 볼 등의 발생에 기인하는 솔더 볼(105)의 위치 어긋남이라는 문제가 한층 더 심각하게 될 가능성이 있다.
본 발명은 상기한 과제에 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 더블 볼 등의 발생을 방지하여 소망하는 위치에 솔더 범프를 정확하게 형성 가능하게 함으로써 제조수율을 향상시킬 수 있는 솔더 범프를 가지는 배선기판의 제조방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 다른 목적은 솔더 범프의 형성에 최적한 솔더 볼 탑재용 마스크를 제공하는 것에 있다.

과제의 해결 수단                
상기 과제를 해결하기 위한 수단(제 1 수단)으로서는, 기판 주면(主面) 상의 범프 형성 영역 내에 복수의 패드가 배치된 기판을 준비하는 기판 준비 공정과; 마스크 표면 및 마스크 이면을 가지며, 상기 복수의 패드에 대응하는 위치에 상기 마스크 표면 및 상기 마스크 이면을 관통하는 관통구멍부가 형성되고, 상기 관통구멍부의 외측 영역이고 또한 상기 마스크 이면 측에 있어서 상기 범프 형성 영역의 외측 영역에 대응하는 위치에 상기 기판 주면에 접촉하여 상기 기판을 누르는 누름부가 형성되고, 상기 누름부의 외측 영역이고 또한 상기 마스크 이면 측에 있어서 상기 기판의 가장자리부에 대응하는 위치에 상기 가장자리부와의 접촉을 회피하는 오목부가 형성된 솔더 볼 탑재용 마스크를 사용하며, 상기 솔더 볼 탑재용 마스크를 상기 기판 주면 측에 배치한 상태에서 상기 관통 구멍부를 통해서 상기 복수의 패드 상에 솔더 볼을 공급하고 또한 탑재시키는 볼 탑재 공정과; 탑재된 상기 솔더 볼을 가열 용융시켜서 솔더 범프를 형성하는 리플로 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 범프를 가지는 배선기판의 제조방법이 있다.
따라서, 제 1 수단에 의하면, 기판의 가장자리부와의 접촉을 회피하는 오목부가 형성된 솔더 볼 탑재용 마스크를 사용하기 때문에, 가장자리부가 마스크 이면 측으로 말려 올라가 있다 하더라도, 가장자리부는 마스크 이면에 접촉하지 않고 오목부 내에 수용되게 된다. 그 결과, 가장자리부에 의해서 떠밀리는 것에 기인한 솔더 볼 탑재용 마스크의 들뜸이 방지되기 때문에, 솔더 볼 탑재용 마스크와 기판의 사이에 간극이 생기기 어렵게 된다. 따라서, 더블 볼 등의 발생에 기인하는 솔더 볼의 위치 어긋남이 발생하기 어렵게 되어 소망하는 위치에 솔더 범프를 정확하게 형성할 수 있게 되기 때문에, 불량품 발생률이 낮게 억제되어 제조되는 배선기판의 제조수율이 높아지게 된다.
이하, 상기 제 1 수단에 관한 솔더 범프를 가지는 배선기판의 제조방법에 대해서 설명한다.
기판 준비 공정에서는 기판 주면 상의 범프 형성 영역 내에 복수의 패드가 배치된 기판을 준비한다. 기판 재료는 특별히 한정되지 않고 임의적인 것이지만, 예를 들면 수지기판 등이 최적합하다. 최적합한 수지기판으로서는 EP수지(에폭시 수지), PI수지(폴리이미드 수지), BT수지(비스말레이드-트리아진 수지), PPE수지(폴리페닐렌에테르 수지) 등으로 이루어지는 기판을 들 수 있다. 그 외, 이들 수지와 유리섬유(유리 직포나 유리 부직포)의 복합재료로 이루어지는 기판을 사용하여도 좋다. 그 구체적인 예로서는 유리-BT 복합기판, 고Tg유리-에폭시 복합기판(FR-4, FR-5 등) 등의 고내열성 적층판 등이 있다. 또, 이들 수지와 폴리아미드 섬유 등과 같은 유기섬유의 복합재료로 이루어지는 기판을 사용하여도 좋다. 혹은 연속 다공질 PTFE 등의 삼차원 망상 불소계 수지 기재에 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 함침시킨 수지-수지 복합재료로 이루어지는 기판 등을 사용하여도 좋다. 다른 기판 재료로서는 예를 들면 각종의 세라믹 등을 선택할 수도 있다. 또한, 이러한 기판의 구조로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 코어 기판의 편면 또는 양면에 빌드업 층을 가지는 빌드업 다층 배선기판이 최적합하다.
기판 주면 상의 범프 형성 영역의 위치 및 개수는 특별히 한정되지 않고 임의적인 것이지만, 예를 들면 이른바 멀티플 패터닝 기판(Multiple-Patterning Board)인 경우에는 배선기판의 패턴 수에 상당하는 개수만큼 범프 형성 영역이 존재하고 있다. 범프 형성 영역은 기판에 있어서의 일측 주면에만 존재하고 있어도 되지만, 타측 주면에도 존재하고 있어도 된다. 범프 형성 영역 내에 배치되는 복수의 패드에 대해서는 그 용도가 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 IC칩을 플립칩 접속하기 위한 패드(이른바 C4 패드)인 것이 좋다. 즉, 플립칩 접속을 위한 패드 상에는 크기가 작은 IC칩의 단자와의 전기적 접속을 도모하기 위해서 작은 솔더 범프를 형성할 필요가 있으며, 따라서 작은 직경의 솔더 볼이 사용되는 경우가 많기 때문이다. 이어서, 볼 탑재 공정에서는 솔더 볼 탑재용 마스크를 사용하여 솔더 볼을 탑재한다. 여기서 사용하는 솔더 볼 탑재용 마스크는 마스크 표면 및 마스크 이면을 가지며, 복수의 패드에 대응하는 위치에 마스크 표면 및 마스크 이면을 관통하는 관통 구멍부가 형성되고, 관통 구멍부의 외측 영역이고 또한 마스크 이면 측에 있어서 범프 형성 영역의 외측 영역에 대응하는 위치에 기판 주면에 접촉하여 기판을 누르는 누름부가 형성되고, 누름부의 외측 영역이고 또한 마스크 이면 측에 있어서 기판의 가장자리부에 대응하는 위치에 가장자리부와의 접촉을 회피하는 오목부가 형성된 구조를 가지고 있다. 이러한 솔더 볼 탑재용 마스크는 금속, 수지, 세라믹 등의 임의의 재료를 사용하여 제작하는 것이 가능하나, 예를 들면 스테인리스, 구리, 알루미늄, 니켈 등의 금속 재료를 사용하여 제작하는 것이 바람직하다. 그 이유는 다음과 같다. 즉, 솔더 볼 탑재용 마스크에 있어서 관통 구멍부를 형성한 개소는 다른 개소에 비해서 낮은 강도로 되어 있다. 한편, 솔더 볼 탑재용 마스크는 탑재할 솔더 볼의 직경에 비해서 너무 두껍게 하면 취급성 등의 저하를 초래하기 때문에, 어느 정도 얇게 평판형상으로 형성할 필요가 있다. 이러한 점에서, 금속 재료를 선택한 경우에는 솔더 볼 탑재용 마스크를 얇게 형성하였을 때에도 소정의 강도를 부여할 수 있기 때문이다.
솔더 볼 탑재용 마스크의 마스크 판 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 탑재할 솔더 볼의 직경보다도 약간 큰 마스크 판 두께를 가지는 것이 바람직하며, 구체적으로는 탑재할 솔더 볼의 직경보다도 5㎛ 이상 20㎛ 이하만큼 큰 마스크 판 두께를 가지는 판재인 것이 바람직하다. 만일 5㎛ 미만이면, 재료에 따라서는 솔더 볼 탑재용 마스크에 충분한 기계적 강도를 부여할 수 없을 우려가 있다. 한편 20㎛ 이상이면, 솔더 볼의 위치결정 정밀도가 저하될 우려가 있다.
또한, 관통 구멍부는 마스크 표면에서 개구되는 마스크 표면 측 개구부와 마스크 이면에서 개구되는 마스크 이면 측 개구부에 의해서 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 마스크 이면 측 개구부의 점유영역이 범프 형성 영역보다도 큰 경우에, 범프 형성 영역 전체에 플럭스를 공급하고, 볼 탑재 공정에서 솔더 볼 탑재용 마스크를 배치하였다 하더라도 플럭스가 마스크 이면에 대해서 접촉, 부착되지 않게 된다. 따라서 솔더 볼 탑재용 마스크에 의한 솔더 볼의 들러붙음이나 위치 어긋남이 발생하기 어렵게 되어 소망하는 위치에 솔더 범프를 정확하게 형성할 수 있다.
또한, 관통 구멍부는 마스크 표면 측 개구부를 복수개 가지고 있으며, 복수의 마스크 표면 측 개구부는 마스크 이면 측 개구부의 내측 저면에서 개구되는 것이 바람직하다. 이 경우, 각각의 마스크 표면 측 개구부 내에 솔더 볼이 1개씩 삽입되도록 설정할 수 있기 때문에, 마스크 이면 측 개구부의 점유영역을 마스크 표면 측 개구부의 점유 영역보다도 크게 하였다 하더라도 소정의 위치에 솔더 볼을 확실하게 탑재할 수 있다. 따라서 소망하는 위치에 솔더 범프를 정확하게 형성할 수 있기 때문에, 불량품 발생률이 낮아지게 되어 제조수율이 향상된다. 여기서 각 마스크 표면 측 개구부의 형성방법으로서는 마스크 형성재료에 따라서 에칭, 드릴가공, 펀칭가공, 레이저가공 등의 종래의 공지수법을 임의로 채용할 수 있다. 상기 마스크 표면 측 개구부의 내경은 탑재할 솔더 볼의 직경보다도 크게 되도록 형성되며, 예를 들면 탑재할 솔더 볼의 직경보다도 5㎛ 이상 100㎛ 이하만큼 크게 형성되는 것이 바람직하다. 만일 5㎛ 미만이면, 마스크 표면 측 개구부를 통해서 솔더 볼을 확실하게 통과시키는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 한편, 100㎛ 이상이면, 마스크 표면 측 개구부를 통해서 솔더 볼을 확실하게 통과시킬 수 있지만 소정의 위치에 솔더 볼을 탑재하기 어렵게 될 우려가 있다. 또한, 범프 형성 영역 내에 있는 복수의 패드가 파인 피치인 경우에 적용하기 어렵게 된다.
또, 오목부는 누름부의 외측 영역이고 또한 마스크 이면 측에 있어서 기판의 가장자리부에 대응하는 위치에서 개구된다. 또한, 상기 오목부는 상기 가장자리부를 따라서 형성된 홈부인 것이 바람직하다. 이와 같이 한 경우, 마스크 이면에 있어서 오목부가 개구되는 면적을 작게 할 수 있기 때문에, 오목부를 형성하였을 때의 솔더 볼 탑재용 마스크의 강도 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.
솔더 볼 탑재용 마스크에 마스크 이면 측 개구부 및 오목부를 형성하는 방법은 마스크 재료에 따라서 적절하게 선택하는 것이 가능하다. 예를 들면 금속 재료를 선택한 경우, 상기 마스크 이면 측 개구부 및 상기 오목부는 하프 에칭에 의해서 동시에 형성되어 서로 같은 깊이로 되어 있는 것이 생산성 및 코스트성의 관점에서 최적하다.
또한, 하프 에칭 이외에도 절삭가공이나 프레스가공 등의 방법을 채용하는 것도 가능하다. 또한, 솔더 볼 탑재용 마스크의 최적한 제조방법으로서는, 예를 들면 스테인리스 판을 선택함과 아울러, 상기 스테인리스 판에 있어서 마스크 이면측이 되는 면을 하프 에칭하여 마스크 이면 측 개구부 및 오목부를 동시에 형성한 후, 마스크 이면 측 개구부가 있는 개소의 소정 위치에 대해서 레이저 펀칭을 실시하여 복수의 마스크 표면 측 개구부를 형성하는 것을 들 수 있다. 이 제조방법의 이점은 마스크 이면 측 개구부를 형성한 후의 두께가 얇은 개소에 대해서 펀칭을 실시하고 있기 때문에, 펀칭시의 가공 부하가 적고, 코스트성 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 다른 이점은 펀칭을 먼저 실시한 후에 마스크 이면 측 개구부를 형성하는 경우에 비해서 형상이 좋은 복수의 마스크 표면 측 개구부를 높은 정밀도로 형성할 수 있다.
볼 탑재 공정에서 사용되는 솔더 볼의 크기는 특별히 한정되는 것이 아니고 형성할 솔더 범프의 용도에 따라서 적절하게 설정 가능하지만, 예를 들면 직경이 200㎛ 이하의 마이크로 볼을 사용하는 것이 좋다. 마이크로 볼을 사용한 경우, 이른바 C4 패드의 파인화에 대응하여 작은 솔더 범프를 비교적 용이하게 형성할 수 있기 때문이다. 또, 미소(微小)하고 경량인 솔더 볼을 사용한 경우 이른바 더블 볼의 발생이라는 본원 특유의 문제가 발생하기 쉬우며, 따라서 상기 수단을 채용하는 의의가 크기 때문이다.
솔더 볼에 사용되는 솔더 재료로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 주석 납 공정 솔더(Sn/37Pb, 융점 183℃)가 사용된다. 주석 납 공정 솔더 이외의 Sn/Pb계 솔더, 예를 들면 Sn/36Pb/2Ag라는 조성의 솔더(융점 190℃) 등을 사용하여도 좋다. 또, 상기한 바와 같은 납 함유 솔더 이외에도 Sn-Ag계 솔더, Sn-Ag-Cu계 솔더, Sn-Ag-Bi계 솔더, Sn-Ag-Bi-Cu계 솔더, Sn-Zn계 솔더, Sn-Zn-Bi계 솔더 등의 납 프리 솔더를 선택하는 것도 가능하다.
그리고 상기 솔더 볼 탑재용 마스크를 사용함과 아울러, 상기 솔더 볼 탑재용 마스크를 기판 주면 측에 배치한 상태에서 관통 구멍부(복수의 마스크 표면측 개구부)를 통해서 복수의 패드 상에 솔더 볼을 공급하고 또한 탑재시킨다. 이어서, 리플로우 공정에서는 각 패드 상에 탑재된 솔더 볼을 소정 온도로 가열하여 용융시킴으로써 소정 형상의 솔더 범프를 형성한다. 이상의 프로세스를 거쳐서 솔더 범프를 가지는 배선기판이 제조된다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단(제 2 수단)으로서는, 마스크 표면 및 마스크 이면을 가지며, 상기 마스크 표면 및 상기 마스크 이면을 관통하는 관통 구멍부가 형성되고, 기판의 기판 주면 측에 배치한 상태에서 상기 복수의 관통 구멍부를 통해서 상기 기판 주면 상에 솔더 볼을 공급하고 또한 탑재시키는 솔더 볼 탑재용 마스크로서, 상기 관통 구멍부의 외측 영역에 있어서의 상기 마스크 이면 측에 상기 기판 주면에 접촉하여 상기 기판을 누르는 누름부가 형성되고, 상기 누름부의 외측 영역에 있어서의 상기 마스크 이면 측에 상기 기판의 가장자리부와의 접촉을 회피하는 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 솔더 볼 탑재용 마스크가 있다.
따라서, 제 2 수단에 의하면, 솔더 볼 탑재용 마스크에 기판의 가장자리부와의 접촉을 회피하는 오목부가 형성되어 있기 때문에, 기판의 가장자리부가 마스크 이면 측으로 말려 올라간 경우에, 솔더 볼 탑재용 마스크를 기판 주면 측에 배치하였다 하더라도, 가장자리부는 마스크 이면에 접촉하지 않고 오목부 내에 수용되게 된다. 그 결과, 가장자리부에 의해서 떠밀리는 것에 기인한 솔더 볼 탑재용 마스크의 들뜸이 방지되기 때문에, 솔더 볼 탑재용 마스크와 기판의 사이에 간극이 생기기 어렵게 된다. 따라서 더블 볼 등의 발생에 기인하는 솔더 볼의 위치 어긋남이 발생하기 어렵게 되기 때문에, 솔더 범프의 형성에 최적한 솔더 볼 탑재용 마스크가 된다.


발명을 실시하기 위한 구체적인 내용           

    

이하, 본 발명을 구체화한 일 실시형태의 배선기판의 제조방법을 그림들에 의거하여 상세하게 설명한다. 그림 1에 나타낸 바와 같이 본 실시형태의 배선기판(10)은 양면에 빌드업 층(15, 16)을 구비하는 양면 빌드업 다층배선기판이다. 배선기판(10)을 구성하는 코어 기판(17)은 평면에서 보았을 때 대략 직사각형상의 판 형상 부재이며, 그 복수 개소에는 도시하지 않은 스루홀 도체가 형성되어 있다. 이들 스루홀 도체는 코어 기판(17)의 상면 측의 빌드업 층(15)의 도체와 코어 기판(17)의 하면 측의 빌드업 층(16)의 도체를 전기적으로 접속하고 있다.
빌드업 층(15)의 표면{제 1 기판 주면(13)} 상에는 대략 직사각형상(평면에서 보았을 때)의 범프 형성 영역(R1)이 설정되며, 이 범프 형성 영역(R1) 내에는 높이 80㎛∼100㎛ 정도의 솔더 범프(62)가 복수 배치되어 있다. 이들 솔더 범프(62)는 IC칩(71)의 단자와의 플립칩 접속에 사용되는 이른바 C4용 범프이다. 한편, 빌드업 층(16)의 표면{제 2 기판 주면(14)} 상에도 범프형성영역(도시생략)이 설정되며, 이 범프 형성 영역 내에는 높이 400㎛∼600㎛ 정도의 솔더 범프(63)가 복수 형성되어 있다. 이들 솔더 범프(63)는 도시하지 않은 마더보드 측의 단자와의 전기적 접속에 사용되는 이른바 BGA 범프이다.
본 실시형태의 빌드업 층(15, 16)은 모두 같은 구조를 가지는 것이기 때문에, 여기서는 상면 측의 빌드업 층(15)에 대해서만 상세하게 설명한다. 그림 2에 나타낸 바와 같이 빌드업 층(15)은 층간 절연층(31, 32)과 구리도금 도체층(43, 44)을 교호로 적층하여 이루어진다. 층간 절연층(31,32)은 각각의 두께가 약 30㎛이고, 예를 들면 연속 다공질 PTFE에 에폭시수지를 함침시킨 수지-수지 복합재료로 이루어진다. 또, 제 2 층이 되는 층간 절연층(32)의 표면에는 복수의 패드(21)가 어레이 형상으로 배치되어 있다. 또한, 층간 절연층(32)의 표면은 솔더 레지스트(33)에 의해서 거의 전체적으로 덮여져 있다. 상기 솔더 레지스트(33)에는 각 패드(21)를 노출시키는 개구부(22)가 형성되어 있다. 또한, 층간 절연층(31, 32)에 있어서의 소정 개소에는 각각 구리도금으로 이루어지는 필드 비아 도체(41, 42)가 형성되어 있다. 필드 비아 도체(41, 42)는 패드(21) 및 구리도금 도체층(43, 44)을 서로 전기적으로 접속하고 있다.



이어서, 솔더 범프(62,63)를 가지는 배선기판(10)의 제조방법에 대해서 설명한다. 우선, 기판 준비 공정에서는 제 1 기판 주면(13) 상의 범프형성영역(R1) 내에 복수의 패드(21)가 배치된 기판(11)을 준비한다(그림 3 참조). 또한, 이 단계에서는 솔더 레지스트(33)의 각 개구부(22)에서 각 패드(21)가 노출된 상태로 되어 있다. 이어서, 플럭스 공급 공정에서는 기판(11)을 도시하지 않은 종래 주지의 인쇄장치에 세트하고, 메시 마스크를 이용한 인쇄를 실시함으로써 제 1 기판 주면(13)측에 플럭스(F1)를 얇고 균일하게 도포한다(그림 4 참조). 이 때, 범프 형성 영역(R1)보다도 더 큰 영역인 플럭스 공급영역(R2) 전체에 플럭스(F1)를 도포하도록 한다. 이어서, 볼 탑재 공정에서는 솔더 볼 탑재용 마스크(51)를 사용하여 솔더 볼(61)을 탑재한다(그림 5 참조). 본 실시형태에서는 솔더 볼(61)로서 직경이 약 100㎛인 마이크로 볼을 사용하였다. 또, 솔더 볼 탑재용 마스크(51)는 마스크 표면(52) 및 마스크 이면(53)을 가지는 스테인리스 판으로 이루어진다. 또한, 솔더 볼 탑재용 마스크(51)는 탑재할 솔더 볼(61)의 직경보다도 10㎛ 정도 큰 마스크 판 두께(110㎛)를 가지는 판재이다.
 


또, 마스크 표면(52) 및 마스크 이면(53)은 돌출부분을 가지지 않는 평탄면으로 되어 있다. 그리고 솔더 볼 탑재용 마스크(51)에 있어서 각 패드(21)에 대응하는 위치에는 마스크 표면(52) 및 마스크 이면(53)을 관통하는 관통 구멍부(54)가 형성되어 있다. 상기 관통 구멍부(54)는 마스크 표면(52)에서 개구되는 복수의 마스크 표면측 개구부(55)와 마스크 이면(53)에서 개구되는 1개의 마스크 이면 측 개구부(56)에 의해서 구성되어 있다. 각 마스크 표면 측 개구부(55)는 마스크 표면(52)에서 개구되어 있을 뿐만 아니라 마스크 이면측 개구부(56)의 내측 저면(57)에서도 개구되어 있으며, 범프 형성 영역(R1)보다도 훨씬 작은 점유영역(R3)을 가지는 원형상(평면에서 보았을 때)의 관통구멍이다(그림 5, 그림 6 참조). 각 마스크 표면 측 개구부(55)는 탑재할 솔더 볼(61)의 직경보다도 수십 ㎛ 정도 큰 내경(130㎛∼170㎛ 정도)을 가지고 있다. 또, 각 마스크 표면 측 개구부(55)는 마스크 판 두께의 50%의 깊이(55㎛)로 설정되어 있다. 한편, 마스크 이면 측 개구부(56)는 마스크 이면(53)측에 있어서 범프 형성 영역(R1)에 대응하는 위치에 형성되며, 플럭스 공급영역(R2)보다도 약간 넓은 점유영역(R4)을 가지는 직사각형상(평면에서 보았을 때)의 관통 구멍이다(그림 5, 그림 6 참조). 따라서 마스크 이면측 개구부(56)의 점유영역(R4)은 각 마스크 표면 측 개구부(55)의 점유영역(R3)보다도 크게 되어 있다. 또, 마스크 이면 측 개구부(56)는 마스크 판 두께의 50%의 깊이(55㎛)로 설정되어 있다.

그림 5 및 그림 6에 나타낸 바와 같이 관통 구멍부(54)의 외측 영역에 있어서의 마스크 이면(53) 측에 있어서 범프 형성 영역(R1){및 플럭스 공급영역(R2)}의 외측 영역에 대응하는 위치에는 누름부(58)가 형성되어 있다. 누름부(58)는 마스크 판 두께와 같은 두께로 설정되어 있으며, 제 1 기판 주면(13)에 접촉하여 기판(11)을 누르는 기능을 가지고 있다. 그리고 누름부(58)의 외측 영역에 있어서의 마스크 이면(53)측에 있어서 기판(11)의 가장자리부(12)에 대응하는 위치에는 상기 가장자리부(12)와의 접촉을 회피하는 홈부(오목부)(59)가 형성되어 있다. 홈부(59)는 가장자리부(12)를 따라서 형성되어 있으며, 전체적으로 직사각형 환형상을 이루고 있다(그림 5, 그림 6 참조). 홈부(59)는 상기 가장자리부(12)가 마스크 이면(53)측으로 말려 올라간 부분{그림 5, 그림 7에 나타내는 가장자리부(12)}을 수용할 수 있도록 되어 있다. 또한, 홈부(59)의 폭은 가장자리부(12)의 폭보다도 약간 크며, 본 실시형태에서는 200㎛ 정도로 설정되어 있다. 또, 홈부(59)는 스테인리스 판에 있어서 마스크 이면(53)이 되는 면을 하프 에칭함에 의해서 마스크 이면 측 개구부(6)와 동시에 형성되도록 되어 있다. 따라서 마스크 이면 측 개구부(56) 및 홈부(59)는 서로 같은 깊이로 되어 있다.
또한, 본 실시형태의 솔더 볼 탑재용 마스크(51)는 마스크 이면 측 개구부(56) 및 홈부(59)를 동시에 형성한 후, 마스크 이면측 개구부(56)의 내측 저면(57)에 레이저 펀칭을 실시하여 복수의 마스크 표면 측 개구부(55)를 형성하는 순서로 제조된 것이다. 이 제조방법에 의하면, 마스크 이면 측 개구부(56)를 형성한 후의 두께가 얇은 개소에 대해서 마스크 표면측 개구부(55)용의 펀칭을 실시하고 있기 때문에, 펀칭시의 가공 부하가 적고, 코스트성 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 또, 펀칭을 먼저 실시한 후에 마스크 이면 측 개구부(56)를 형성하는 경우에 비해서 형상이 좋은 마스크 표면 측 개구부(55)를 높은 정밀도로 형성할 수 있다. 또한, 기계적인 가공이 아닌 광학적인 가공을 선택함으로써 미세한 구멍을 효율 좋게 다수개 형성할 수 있다.
그리고 볼 탑재 공정에서는 마스크 이면 측 개구부(56)를 플럭스 공급영역(R2)에 대향시킴과 아울러 홈부(59)를 기판(11)의 가장자리부(12)에 대향시킨 상태에서, 솔더 볼 탑재용 마스크(51)의 마스크 이면(53)을 제 1 기판 주면(13)측에 있는 솔더 레지스트(33)의 표면에 밀착시켜서 배치한다(그림 5 참조). 이 때, 마스크 이면 측 개구부(56)의 내측 저면(57)과 솔더 레지스트(33)의 표면의 사이에 공극이 생기기 때문에, 플럭스(F1)가 마스크 이면(53)에 접촉, 부착되는 것과 같은 사태가 회피된다. 또, 홈부(59) 내로 가장자리부(12)에 생긴 말려 올라간 부분이 수용되기 때문에, 솔더 볼 탑재용 마스크(51)가 가장자리부(12)에 의해서 떠밀려서 들뜨게 되는 것 같은 사태가 회피된다. 이어서, 솔더 볼 탑재용 마스크(51)의 마스크 표면(52)측으로 직경이 약 100㎛인 솔더 볼(61)을 다수 공급한다. 그 결과, 솔더 볼(61)이 마스크 표면 측 개구부(55) 내로 떨어져서 마스크 표면 측 개구부(55)의 직하에 있는 패드(21) 상에 놓이며, 플럭스(F1)의 접착력에 의해서 패드(21)에 임시 고정된다(그림 2 참조). 즉, 볼 탑재 공정을 실시함으로써, 복수의 솔더 볼(61)이 관통 구멍부(54)를 통해서 복수의 패드(21) 상에 공급, 탑재된다.
이어서, 리플로우 공정에서는 기판(11)을 종래 주지의 리플로 노(爐) 내에 세트하고, 각 패드(21) 상에 탑재된 각 솔더 볼(61)을 소정 온도로 가열하여 용융시킨다. 그 결과, 그림 2에 나타내는 형상의 솔더 범프(62)가 형성된다. 또한, 상세한 설명은 생략하였으나 제 2 기판 주면(14)측에 대한 솔더 범프(63)의 형성도 이에 준거하여 실시한다. 이상의 프로세스를 거쳐서 솔더 범프(62, 63)를 가지는 배선기판(10)이 제조된다.
따라서 본 실시형태에 의하면 이하의 효과를 얻을 수 있다.



(1) 본 실시형태의 제조방법에서는 기판(11)의 가장자리부(12)와의 접촉을 회피하는 홈부(59)가 형성된 솔더 볼 탑재용 마스크(51)를 사용하기 때문에, 가장자리부(12)가 마스크 이면(53)측으로 말려 올라가 있다 하더라도, 가장자리부(12)는 마스크 이면(53)에 접촉하지 않고 홈부(59) 내에 수용되게 된다. 그 결과, 가장자리부(12)에 의해서 떠밀리는 것에 기인한 솔더 볼 탑재용 마스크(51)의 들뜸이 방지되기 때문에, 솔더 볼 탑재용 마스크(51)와 기판(11)의 사이에 간극이 생기기 어렵게 된다. 따라서 더블 볼(그림 8 참조) 등의 발생에 기인하는 솔더 볼(61)의 위치 어긋남이 발생하기 어렵게 되어 소망하는 위치에 솔더 범프(62, 63)를 정확하게 형성할 수 있다. 그러므로 불량품 발생률이 낮게 억제되어 제조되는 배선기판(10)의 제조수율이 높아지게 된다.
(2) 본 실시형태에서는 관통 구멍부(54)가 마스크 표면 측 개구부(55)와 마스크 이면 측 개구부(56)에 의해서 구성되고, 마스크 이면 측 개구부(56)의 점유영역(R4)이 플럭스 공급영역(R2)보다도 크게 형성되어 있다. 따라서 플럭스 공급영역(R2)에 플럭스(F1)를 공급하고, 볼 탑재 공정에서 솔더 볼 탑재용 마스크(51)를 배치하였다 하더라도 플럭스(F1)가 마스크 이면(53)에 대해서 접촉, 부착되지 않게 된다. 그러므로 솔더 볼 탑재용 마스크(51)에 의한 솔더 볼(61)의 들러붙음이나 위치 어긋남이 발생하기 어렵게 되어 소망하는 위치에 솔더 범프(62)를 정확하게 형성할 수 있다.
또한, 본 실시형태를 이하에 나타낸 바와 같이 변경하여도 좋다.
▶ 상기 실시형태의 솔더 볼 탑재용 마스크(51)에서는 관통 구멍부(54)가 복수의 마스크 표면 측 개구부(55)와 1개의 마스크 이면 측 개구부(56)에 의해서 구성되어 있었다. 그러나 1개의 마스크 표면 측 개구부(55)와 1개의 마스크 이면 측 개구부(56)에 의해서 구성되는 개구부를 복수개 형성하되, 각각의 마스크 이면 측 개구부(56)의 점유 면적을 각각의 마스크 표면 측 개구부(55)의 점유 면적보다도 크게 하여도 좋다. 또, 마스크 이면 측 개구부(56)를 생략하고, 각 마스크 표면 측 개구부(55)를 마스크 표면(52) 및 마스크 이면(53)의 양방에서 개구시키도록 하여도 좋다.
▶ 상기 실시형태에서는 솔더 볼 탑재용 마스크(51)의 마스크 이면 측 개구부(56) 및 홈부(59)를 하프 에칭에 의해서 형성하였으나, 이것을 절삭가공 등에 의해서 형성하여도 좋다. 또, 상기 실시형태에서는 솔더 볼 탑재용 마스크(51)에 있어서의 복수의 마스크 표면 측 개구부(55)를 레이저 펀칭에 의해서 형성하였으나, 이것들을 드릴 가공 등에 의해서 형성하여도 좋다.
▶ 상기 실시형태에서는 솔더 볼 탑재용 마스크(51)를 금속 재료에 의해서 형성하였으나, 예를 들면 수지 재료에 의해서 형성하여도 좋다. 이 경우, 금형 성형 시에 마스크 표면 측 개구부(55), 마스크 이면 측 개구부(56) 및 홈부(59)를 동시에 형성하도록 하여도 좋다.
▶ 상기 실시형태에서는 탑재할 솔더 볼(61)로서 직경이 약 100㎛인 마이크로 볼을 사용하였으나, 예를 들면 직경이 300㎛∼500㎛ 정도의 비교적 큰 솔더 볼을 사용할 수도 있다.
▶ 상기 실시형태에서는 배선기판(10)이 구비하는 복수의 패드(21)가 IC칩(71)을 플립칩 접속하기 위한 패드로 되어 있었으나, IC칩(71) 이외의 전자부품이나 다른 배선기판을 플립칩 접속하기 위한 패드로 되어 있어도 좋다.



▶ 상기 실시형태의 솔더 볼 탑재용 마스크(51)에서는 마스크 이면(53)에 있어서 가장자리부(12)에 대응하는 위치에 홈부(59)가 형성되어 있었다. 그러나 그림 9에 나타내는 솔더 볼 탑재용 마스크(81)와 같이 마스크 이면(83)에 있어서 가장자리부(12)에 대응하는 위치에 가장자리부(12)에 생긴 마스크 이면(83) 측으로 말려 올라간 부분을 유지하는 유지부(89)를 연질 재료에 의해서 형성하여도 좋다. 이와 같이 한 경우, 유지부(89)가 가장자리부(12)에 의해 떠밀려서 변형됨으로써 오목부가 생기기 때문에, 가장자리부(12)에 의해서 떠밀리는 것에 기인한 솔더 볼 탑재용 마스크(81)의 들뜸이 방지된다.
▶ 상기 실시형태의 제조방법에서는 마스크 이면(53)에 있어서 가장자리부(12)에 대응하는 위치에 홈부(59)를 형성한 솔더 볼 탑재용 마스크(51)가 사용되었다. 그러나 그림 10에 나타낸 바와 같이 가장자리부(12)에 대응하는 위치를 만곡시킴에 의해서 가장자리부(12)와의 접촉을 회피하는 오목부(99)를 형성한 솔더 볼 탑재용 마스크(91)를 사용하여도 좋다. 이 경우, 오목부(99)의 형성에 수반하여 마스크 표면(92)측으로 돌출되는 돌조(93)가 생기기 때문에, 솔더 볼(61)의 솔더 볼 탑재용 마스크(91) 밖으로의 탈락이 돌조(93)에 의해서 방지된다.