使用双层叠合膜在电极垫上形成突起的方法技术

一种在电极垫上形成突起的方法，它包括在含有基片和多个电极垫的印刷线路板上至少进行下列步骤（ａ）－（ｄ）：（ａ）在印刷线路板上形成双层叠合膜并在对应于电极垫的位置形成孔图案的步骤，所述双层叠合膜包括含有碱溶性对辐照不灵敏的树脂组合物的下层和含有负的对辐照灵敏的树脂组合物的上层；（ｂ）将低熔点金属填入所述孔图案中的步骤；（ｃ）通过压制或加热软熔所述低熔点金属以形成突起的步骤；（ｄ）从印刷线路板上剥离并除去所述双层叠合膜的步骤。所述带有不同性能双层的叠合膜能形成高分辨率并容易剥离。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种形成低熔点金属突起(如用于将IC芯片固定在多层印刷线路板上的焊料突起)的方法。
技术介绍
低熔点金属突起(例如焊料突起)用于固定IC芯片等。这种突起形成于IC芯片上或者形成于多层印刷线路板上。BGA(球网阵列)是一种类型的组合件(package)，其中IC芯片上带有突起。该术语一般是指一种组合件，其中IC芯片固定在组合件基片上。WL-CSP(晶片级-芯片尺寸的组合件)是一种用于高密度安装的新技术。在WL-CSP中，在一片晶片上形成多个IC芯片电路并将其共同形成电极，封装并老化试验；随后将晶片切割成IC芯片组合件。在WL-CSP中共同形成电极的步骤可由下列步骤完成电镀、填充金属糊料随后软熔，或者放置金属球随后软熔。IC芯片密度的上升需要在IC芯片上形成更高密度和小型化的突起。由于焊料突起的连接可靠性和低的加工成本，因此在WL-CSP安装技术中越来越多地对其进行研究并投入实际使用。具体地说，焊料突起是用掩模通过电镀形成的，该掩模是在至少50微米厚的膜上形成图案制得的，而该膜又是通过施加或叠合正的或负的液态蚀刻剂或由于膜形成的。当在多层印刷线路板上形成焊料突起时，在线路板上形成焊料蚀刻剂层以防止焊料突起之间发生熔融连接。在对应于电极垫的位置提供的焊料蚀刻剂层带有孔。为了在焊料蚀刻剂层中形成焊料突起，采用掩模印刷焊料糊浆的方法。在所述掩模印刷中使用的掩模具有对应于焊料蚀刻剂层的孔的图案(孔图案)。在实施掩模印刷时，将掩模置于焊料蚀刻剂层上使掩模图案和焊料蚀刻剂层的孔对齐。随后透过掩模将焊料糊浆印刷至电极垫上的焊料蚀刻剂层的孔中，随后，软熔该焊料糊浆，在电极垫上形成焊料突起。业已进行各种研究以减小焊料突起之间的间距。例如，JP-A-H10-350230公开了在焊料蚀刻剂上形成可剥离的焊料控制蚀刻剂、JP-A-2000-208911公开了一种方法，它将干膜叠合在焊料蚀刻剂层上，在对应于电极垫的位置形成孔，施加焊料糊浆随后软熔，最后剥离该干膜。在上述形成突起的方法中，尽管正的蚀刻剂总体上容易剥离，但是它难以控制孔图案的形状，常常形成不均匀的突起尺寸。另一方面，负的蚀刻剂相对容易控制图案形状，但是由于其光交联特性而总体上难以剥离。具体地说，在填充并软熔糊浆形成焊料突起以后，由于软熔施加的热量使负的蚀刻剂进一步交联，造成该蚀刻剂更难以剥离。蚀刻剂膜的剥离一般是使用氢氧化钠或碳酸钠水溶液用喷雾法实现的。对于干膜或液态负的蚀刻剂，越来越多地采用浸泡法使用含有高极性溶剂和有机碱的剥离溶液。前一种方法尽管不昂贵，但是它常在高密度的突起周围形成残留的蚀刻剂，造成突起的品质下降。后一种方法的缺点在于剥离溶液是昂贵的，在提高有机碱浓度和剥离溶液温度以提高单位剥离溶液的剥离效率时，突起的金属表面和下层线路板表面会受到腐蚀。专利技术的内容本专利技术要解决上述问题。如图1(a)和5(a)所示，在线路板上形成双层叠合膜，它包括含有碱溶性对辐照不灵敏的树脂组合物的下层和含有对辐照灵敏的负的树脂组合物上层。随后进行一次光辐照和显影，形成用于在对应于电极垫的位置形成突起的孔图案。本专利技术叠合膜包括两层具有不同性质的层，从而兼有高分辨率和容易剥离的性能。也就是说，使用含有带酚羟基的化合物下层可获得下列效果(1)下层具有合适的碱显影性，从而一次曝光和显影就可形成图案；(2)下层树脂组合物中的酚羟基起使光活性基团失活的作用，即使上层和下层发生相互混合，它也可抑制上下层之间的界面上和下层和线路板之间的界面上的固化反应。结果，可保持双层叠合膜的良好剥离性能。由于剥离性差而通常不适合使用的负的蚀刻剂可用作上层。使用负的蚀刻剂作为上层能使蚀刻剂图案具有足够的机械强度，这种机械强度是如图1(b)或5(b)所示的将低熔点金属填入形成突起的小孔图案步骤所需要的。另外，下层具有优良的剥离性能，即便单独使用高极性的有机溶剂(例如二甲亚砜或者N-甲基吡咯烷酮)也可进行剥离。剥离的膜片带有已经交联的并且几乎不溶于这种高极性有机溶剂的上层。因此，可通过沉淀分离或循环过滤容易地除去剥离的膜片。当所述剥离处理使用带有多级浸泡浴的剥离装置时，可设计该剥离处理使之在第一个含有机溶剂的浸泡浴中剥离大部分负的蚀刻剂膜，并在第二个和随后的带有含碱组分的剥离溶液的浸泡浴中除去残余的下层。如此可改进剥离效率而无需提高剥离溶液的碱浓度，对焊料突起和下层线路板的损害降至最小。附图描述图1是本专利技术突起形成方法的剖面示意图；图2是本专利技术突起形成方法的剖面示意图；图3是本专利技术突起形成方法的剖面示意图；图4是本专利技术突起形成方法的剖面示意图；图5是本专利技术突起形成方法的剖面示意图；图6是本专利技术突起形成方法的剖面示意图；图7是本专利技术突起形成方法的剖面示意图；图8是本专利技术突起形成方法的剖面示意图。具体实施例方式下面参照附图说明本专利技术形成突起的方法。本专利技术在电解垫上形成突起的方法的第一个实例将参照图2进行详细描述。在本实例中，线路板包括硅晶片203作为基片，置于该基片表面上的多个电极垫201，突起形成孔220填有用焊料糊浆表示的低熔点金属糊浆。形成钝化膜202以包埋电极垫201的侧面和端面。图2(a)是半导体晶片的剖面结构，排列电极垫201从而在半导体的整个表面上形成一个区域。在硅晶片203上形成电极垫201以后，在线路板上覆盖厚度例如为1微米的钝化膜202，从而露出电极垫201的主表面。如图2(b)所示，通过溅射、沉积等在电极垫201和钝化膜202的整个表面上形成电极金属扩散防止膜204。该金属扩散防止膜204是使用任何一种Ni、Cr、TiN、TaN、Ta、Nb和WN形成的，厚度例如为1微米。金属扩散防止膜204可以是单层膜或者是叠层膜。如图2(c)所示，在形成有金属扩散防止膜204的线路板整个表面上形成阻挡金属层205。该阻挡金属层可利用溅射装置或电子束沉积装置通过沉积选自Ti、Ni、Pd和Cu厚度为数千埃的阻挡金属的膜而制得。如图2(d)所示，在带有阻挡层205的线路板上形成双层叠合膜。该双层叠合膜包括下层206和上层207，下层206包括碱溶性对辐照不灵敏的树脂组合物，上层207包括负的辐照灵敏的树脂组合物。例如，下层206可通过施涂一层厚度为2-3微米的液态下层材料制得。随后，通过施涂厚度至少为50微米的负的蚀刻剂或叠合厚度至少为50微米的负的干膜蚀刻剂在下层206上形成上层207。得到的由下层206和上层207组成的双层叠合膜经透过掩模的辐照并显影，在对应于电极垫201上形成突起的位置处形成突起形成孔220。用于形成双层叠合膜的适用的蚀刻剂组合(包括上面方法中的组合)有例如(1)下层为液态蚀刻剂、上层为液态蚀刻剂；(2)下层为液态蚀刻剂、上层为干膜蚀刻剂；(3)下层为干膜蚀刻剂、上层为液态蚀刻剂；(4)下层为干膜蚀刻剂、上层为干膜蚀刻剂；(5)具有下层/上层结构的双层干膜蚀刻剂。如图2(e)所示，使用橡皮刮板209等将低熔点金属糊浆208(例如焊料糊浆)填入突起形成孔220。在图2(f)和2(g)中，将填充有金属糊浆的线路板在氮气氛中加热，金属会见软熔形成突起210。随后，如图2(h)所示剥离叠合膜。随后对线路板进行电气试验并切割成芯片，对该芯片进行倒装焊接。尽管上述实例使用焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在电极垫上形成突起的方法，它包括在含有基片和多个电极垫的印刷线路板上至少进行下列步骤（ａ）－（ｄ）：（ａ）在印刷线路板上形成双层叠合膜并在对应于电极垫的位置形成孔图案的步骤，所述双层叠合膜包括含有碱溶性对辐照不灵敏的树脂组合物的 下层和含有负的对辐照灵敏的树脂组合物的上层；（ｂ）将低熔点金属填入所述孔图案中的步骤；（ｃ）通过压制或加热软熔所述低熔点金属以形成突起的步骤；（ｄ）从印刷线路板上剥离并除去所述双层叠合膜的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田克，猪俣克巳，岩永伸一郎，
申请(专利权)人：捷时雅株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]