先端半導体パッケージ向けガラス基板の動向と導体層形成、微細加工技術

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第1部 先端半導体パッケージの技術動向とガラスインターポーザ

(2024年7月19日 10:30〜12:00)

　半導体市場は年々拡大しており、2023年実績は〜70兆円、2030年には100兆円に迫る勢いで成長を続けている。半導体の更なる高性能化・小型化には半導体素子の微細化が必須であるが、電気的課題・プロセス複雑化・高コスト化により更なる微細化は限界に近づきつつあると言われている。当該課題に対し、ロジックやメモリなど機能の異なる複数チップを1つの基板上に高密度実装し、スケーリングを保ちつつ高密度化・高性能化・低コスト化を実現する現実的な方法として2.x/3Dパッケージング技術が注目されており、そのキーコンポーネントとしてチップと基板を電気的に接続するインターポーザへの関心が高まっている。インターポーザ材料としては、シリコン・ガラス・樹脂があり、バンプの狭ピッチ化、配線の微細化等、多様化するパッケージ構造へ対応すべく精力的な開発が関連企業・研究機関で進められている。そして、このインターポーザが今後の先端半導体パッケージ高性能化において重要な役割を果たすと考えられている。 　本講演では、従来のシリコンインターポーザに対し、高速信号の伝送特性に優れ、かつ、低コスト化が期待されるガラス&樹脂インターポーザについて比較解説するとともに、インターポーザ製造に関わる要素技術 (穴あけ加工、メッキ等) についてガラスインターポーザを事例に述べる。また、3次元実装関連材料の動向についても触れる。

  1. 市場環境
    1. 半導体市場の動向
    2. 半導体パッケージ技術の動向
  2. ガラスインターポーザ
    1. ガラス物性
    2. ガラス微細加工技術
    3. Si・ガラス・有機インターポーザのメリット・デメリット
    4. ガラスインターポーザ製造要素技術 (穴あけ加工など)
    5. 次元実装材料の動向
  3. まとめ

第2部 めっきプライマーのガラス貫通基板への適用

(2024年7月19日 13:00〜14:10)

　半導体基板のサブストレート、インターポーザーとしてガラスへの代替が有望視されている。ガラスへの導電化方法が各種提案されており、現行技術の課題とめっきプライマーの優位性について紹介する。

  1. めっきプライマーについて
    1. 構成要素
    2. 優位性
    3. 活用事例
  2. ガラス貫通基板について
    1. ガラスインターポーザー
    2. ガラスサブストレート
    3. 低誘電基板
  3. めっきプライマー「メタロイド」 のガラスへの適用
    1. 密着性、耐熱性
    2. 平滑性、寸法安定性
    3. 光学特性、誘電特性
    4. 絶縁信頼性、相関密着性
    5. ガラス貫通基板への適用
  4. 今後の開発動向
    1. ガラス貫通基板の将来性
    2. めっきプライマーの将来性

第3部 ガラス基板への穴あけ、微細加工技術

(2024年7月19日 14:30〜15:40)

　次世代のパッケージ基板コア材としてガラス素材が注目されている。現在使用されている有機材料ではパッケージの大型化に対応が難しいためである。しかしながら従来のガラス加工方法では小径の貫通孔 (TGV) 加工の難点が多く、加工コストの上昇が懸念されていた。LPKFが開発したLIDE工法で高速かつ安定してTGVが製造できるようになった。TGV以外のガラスの微細加工技術を紹介する。

  1. LPKF会社案内
  2. 半導体先端パッケージ
    1. 半導体の微細化の必要性
    2. 半導体の微細化+パッケージ技術開発
    3. ガラスパッケージ例
  3. ガラスを使用する理由
    1. ガラス素材の利点
    2. パッケージ材料の比較
    3. 従来のガラス加工方法
  4. LIDE工法について
    1. TGV
    2. ガラスカッティング
    3. Cavity加工
    4. ダイシングライン加工
    5. 応用例
  5. LPKFビジネスモデル

第4部 ガラス基材へのDry技術による導体層形成技術

(2024年7月19日 16:00〜17:00)

　AI技術などの発展における半導体パッケージング技術が大きく変わろうとしている。その中でもガラス基材の採用と関連技術の確立は、次世代以降の新しい半導体パッケージング技術のスタートとして非常に重要な状況にある。 　ここでは、次世代以降の半導体パッケージングに欠かせないガラス基材への導体層形成技術として、ガラス基材への高密着性、TGVへのカバレッジ性を実現するPVD技術について概説する。

  1. MV-PVD技術概要
    1. MV-PVD技術の開発経緯
    2. MV-PVD技術のメリット
    3. MV-PVD装置の特長
    4. MV-PVDプロセス
  2. ガラスへの導体層形成技術
    1. 導体層形成技術
    2. 高密着導体層技術
    3. TGVへのカバレッジ技術
    4. 回路形成技術
    5. 信頼性特性
  3. 前後プロセス関連技術
    1. アニール技術
    2. フォトリソ
    3. エッチング特性
  4. MV-PVD装置概要
    1. 販売概要仕様
    2. 装置構成とランニングコスト
  5. まとめ

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