国内の半導体工場新設で重要性が増す汎用半導体の封止・パッケージングの実用技術

近年、半導体産業において大きな転換が起きつつある。1980年代後半以降、先進的な半導体技術の主導権は主にアメリカと韓国が握ってきた。そして、汎用半導体の分野では中国に生産拠点を設けてきた。しかし、最近では「中国リスク」として知られる政治的、経済的リスクを回避する動きがあり、先進的な技術を必要としない汎用品の生産が日本へと移転してきている。例えば、TSMC (台湾積体電路製造) の日本工場建設や、日本国内のメーカーによるASIC (アプリケーション固有集積回路) やDiscrete (ディスクリート) 半導体の生産などが挙げられる。こうした動きにより、日本における半導体製造産業の活性化が期待されている。 　しかし、先端ではない汎用半導体生産にかかわる実務的な基礎知識や製造技術を保有する技術者は、日本では空白の40年を経て減少してしまっている。今後の半導体製造には、これらの実務的なスキルが求められる。特に半導体のパッケージングにおいては、樹脂封止の品質と性能が製品の信頼性や耐久性に直接影響を与えることから、封止材料の設計や製造、成形技術などの実務知識が不可欠となる。このような状況から、特にキーとなる関連の実務技術の引継ぎが急務となっており、その技術伝承が強く求められている。 　このような背景から、本セミナーでは、半導体パッケージング用樹脂材料およびその製造技術の基本から応用まで、実務知識と要点を分かりやすく説明する。封止材料の設計・製造技術、ボールミル条件 (ボール、ライニング等) 、混合条件 (仕込み量、回転速度等) から、その成形技術と装置選択 (プレス、金型等) 、成形条件 (圧力設定、温度等) に至るまで、半導体パッケージング実務で要求される知識・考え方やノウハウについて幅広く触れる予定である。

1. 第1部 封止材料の基本情報
   1. 樹脂材料の概要
      1. 開発経緯
         • 半導体
         • パッケージング
      2. 種類
         • 固形材料
         • 液状材料
      3. 封止方法
         • 気密封止
         • 樹脂封止
           • 移送法

1. 用途
   • 電極面
   • 接合面
     • パッケージ
     • 基板
   • チップ裏面
2. 製造会社

1. 樹脂材料の諸元
   1. 組成
      • 成分と配合比
   2. 原料
      • 種類
      • 開発経緯
      • 製法
      • 製造会社など
   3. 製法
      • 工程・設備
        • 粉砕
        • 混合
        • 予熱
        • シート化
        • 粉砕
        • 混合
        • 打錠
   4. 管理
      • 異物混入防止
        • 人体
        • 原料等
      • 環境制御
        • 温湿度
   5. 検査
      • 中間検査・製品検査
      • 主要検査方法ほか
   6. 取扱
      • 梱包方法
      • 保管条件
   7. 評価
      • 一般特性
      • 信頼性
        • 耐湿
        • 耐冷熱衝撃
        • 高温
      • 耐熱応力

1. 第2部 封止材料の設計技術
   1. 品質確認
      1. フィラー
         • 配合目的と特性
           • 寸法
           • 形状
           • 表面状態など
      2. 樹脂
         • 配合目的と特性
           • 純度
           • 不純物
           • 反応性
           • 接着性など
      3. 触媒:触媒活性とその制御
      4. 機能剤:微量成分とその特性
         • 改質剤
         • 離型剤
         • 補足剤
         • 応力緩和剤
         • 密着剤
         • 流動性付与剤ほか
   2. 寸法調整
      1. 接触界面:微量成分・主成分の界面状態
      2. 課題:粗大物の制御
         • 1次粒子
         • 凝集物=集団化
      3. 検証:確認方法
   3. 分散配置
      1. 分散設計:微量成分・主成分の分散制御
      2. 分散方法
         • 固形成分
         • 液体成分
      3. 評価方法
         • 観察
         • 機器分析
         • 代用特性
   4. 変質管理
      1. 品質変化
         • 触媒
         • 改質剤
      2. 制御方法
         • 環境管理
           • 温湿度
           • 密閉/開放
         • 安定化 (塩形成等)
2. 第3部 封止材料の製造技術
   1. 原料の均一混合:固形材料/液状材料
      1. 微量成分
         • 触媒
         • 機能剤の分散
           • 離型剤
           • 補足剤ほか
      2. 液体原料: 液状成分分散
         • 樹脂
         • 触媒
         • 機能剤
      3. 主成分: 主成分の分散
         • フィラー
         • 樹脂
      4. 全体混合
         • 固形成分
         • 液状成分
         • 機能剤の分散
   2. 成形材料の作業性
      1. 離型性
         • 連続成形期間・評価方法
         • 組成へのフィードバック
      2. 型汚れ
         • 現象
           • ランナー
           • パッケージ
           • 金型間隙など
      3. 熱時硬度:成形直後の作業性 (パッケージ取出)
   3. その他
      • 保管 (原料・中間品)
      • 固結対策ほか
3. 第4部 封止材料の成形技術
   1. 初期条件調整
      1. 常温戻し
         • 環境条件
         • 確認方法など
      2. 流れ
         • 金型構造と流動性
           • 寸法
           • 流動経路など
      3. 注入圧
         • 実効圧の調整 (損傷防止)
         • 成形法の選択
      4. 注入量
         • 未充填の防止
         • 作業性の向上
           • 抜け
           • バリなど
   2. 流動挙動確認
      1. 充填性 (充填挙動)
         • 材料量と流動状態
      2. 流動性
         • 多数タブレットと注入領域
      3. 狭間注入性
         • MUF
         • 3DPほか
   3. 金型状態確認
      1. 温度分布 (バラツキ)
         • 初期
         • 間隔
           • 定期
           • 放置など
      2. 馴染み
         • 成形開始時の離型性
      3. クリーニング (型汚れ対策)
         • クリーニング材料
         • クリーニング方法
   4. その他
      • バリ対策
      • 離型対策 (液状材料)
      • 圧縮成形対策ほか
• 質疑応答