半導体封止材の最新技術動向と設計技術

半導体封止材の中でも材料変革が起こっているテーマについて取り上げる。まず温室効果ガスの低減のための消費電力削減に対して重要な役割を担っているパワーデバイス向けの封止材である。 　ここではデバイスがSiからSiCやGaNへ移行していく事により封止材にもさらなる耐熱性の向上が必要となっており、従来から使用されてきたエポキシ樹脂だけでなくベンゾオキサジンやビスマレイミド、シアネートエステルのような材料の研究が加速している。それ以外のデバイスに置いては従来から継続している小型化、薄型化に加えて高速通信により高周波への対応が必要となって来ている。いわゆる低誘電材料の開発である。現在は基板材料を中心に開発が進んでいるが、いずれ封止材にも出て来る要求と思われるため、現在の基板における低誘電材料の開発動向から次世代の低誘電封止材の組成を考えてみたいと思う。

1. パワーデバイス用封止材
   1. パワーデバイス封止材の市場動向
   2. パワーデバイスの種類と役割
   3. WBG (SiC GaN) の特長
   4. WBG用封止材の要求特性
      1. エポキシ変性について
      2. 高耐熱エポキシ樹脂の設計
      3. 超高耐熱材料
         • ベンゾオキサジン
         • ビスマレイミド
         • シアネートエステル
      4. 難燃エポキシ樹脂の設計
      5. 熱伝導エポキシ樹脂の設計
         1. 高熱伝導エポキシ
         2. 高熱伝導フィラー
   5. パワーデバイス用封止材の評価
      1. 耐熱性
         • 短期
         • 長期
      2. 電気特性
      3. 熱伝導性
      4. 難燃性
2. 半導体パッケージ用封止材
   1. 半導体パッケージの技術動向
   2. ワイヤータイプパッケージ
      1. ワイヤータイプパッケージの成型法
      2. ワイヤータイプ向け封止材の要求特性
      3. ワイヤータイプ向け封止材の設計
   3. フリップチップタイプパッケージ
      1. フリップチップパッケージの封止法
         1. キャピラリーアンダーフィル
         2. ノンフローアンダーフィル
         3. NCF, NCP
         4. モールドアンダーフィル
      2. フリップチップタイプ向け封止材の要求特性
      3. フリップチップタイプ向け封止材の設計
   4. 半導体パッケージ向け封止材の評価法
      1. 耐湿リフロー試験
      2. 応力シミュレーション
      3. 密着性試験
      4. 電蝕試験
3. 高周波対応パッケージ
   1. 高周波通信の必要性
   2. 高周波での伝送損失
   3. 低誘電エポキシ樹脂の設計
   4. 各社の低誘電材料の開発動向
   5. 伝送損失を少なくするために
      1. FOWLP/PLPの概要
      2. FOWLP/PLP向け封止材の設計
   6. 高周波パッケージ用封止材の評価
      1. 誘電特性
         • 誘電率
         • 誘電正接