先端半導体パッケージの熱管理と放熱技術、熱応力制御

第1部 半導体パッケージの伝熱経路と熱管理手法

(2024年10月8日 10:30〜12:00)

　本講座では、半導体パッケージの構造から熱管理手法までご紹介します。先端半導体で話題となっているマイクロプロセッサ等で採用されるものからパワー半導体向けのものまで半導体パッケージの構造、伝熱経路、放熱機構等について説明します。また、マイクロプロセッサを始めとする集積回路に的を絞って、熱設計や熱制御のしくみ、温度予測手法についても学びます。

1. 半導体パッケージの構造と伝熱経路
   1. 半導体パッケージとは
   2. マイクロプロセッサパッケージの構造
   3. パワー半導体パッケージの構造
   4. 半導体パッケージの伝熱経路
   5. 半導体パッケージの冷却で用いられる主な放熱機構
2. 集積回路のための電子機器の熱設計と定常温度予測
   1. 伝熱現象の基礎
   2. 熱抵抗の考え方
   3. 熱回路網基礎
   4. 半導体の3次元熱シミュレーション基礎
   5. 熱回路網を用いた伝熱経路の把握
3. 集積回路の熱制御と非定常温度予測
   1. マイクロプロセッサの温度制御
   2. マイクロプロセッサの最新熱制御
   3. 3次元非定常熱シミュレーションとその課題
   4. 非定常熱回路網による温度予測
   5. 熱回路網を用いた温度予測における課題と解決策
• 質疑応答

第2部 次世代半導体パッケージ向け封止材料の開発動向と高熱伝導化/高耐熱化

(2024年10月8日 13:00〜14:30)

　本講座では、次世代半導体パッケージ向け封止原料として、高熱伝導、高耐熱、信頼性向上、高速通信に寄与するエポキシ樹脂の開発動向を紹介する。高熱伝導パートでは、封止材料の高熱伝導化のためのアプローチとして、エポキシ樹脂自体の高熱伝導化を説明し、更にフィラー高充填化による高熱伝導化のために、低粘度樹脂や低弾性樹脂について紹介する。 　高耐熱パートでは、高耐熱化の設計を説明したあと、低分子型および高分子型の高耐熱エポキシ樹脂についてそれぞれ紹介する。最後に、更なる高耐熱化のために、エポキシ樹脂以外の硬化性樹脂に関する弊社取り組みを紹介する。

1. 会社紹介、事業紹介
2. 次世代半導体パッケージ向け封止材料の開発動向
   1. 半導体パッケージから樹脂特性への要望
   2. 信頼性向上に向けた低塩素樹脂
   3. 高速通信に向けた低誘電樹脂
3. 封止材料の高熱伝導化
   1. 封止材料の高熱伝導化のアプローチ
   2. 封止樹脂の高熱伝導化
   3. フィラー高充填による高熱伝導化
4. 封止材料の高耐熱化
   1. 封止材料の高耐熱化の設計
   2. 高耐熱低分子樹脂
   3. 高耐熱高分子樹脂
   4. 更なる高耐熱化に向けた弊社取り組み
• 質疑応答

第3部 負熱膨張材料を用いた集積回路の熱応力制御

(2024年10月8日 14:45〜16:15)

　半導体集積回路は昨今の高度情報化社会をハードウエア面から支えており、その重要性は年々高まっている。半導体集積回路を構成する半導体素子は基板である単結晶Siのひずみより特性が変動する。そのため、半導体集積回路のひずみ制御技術は非常に重要であり、その研究開発が世界中で活発に行われている。 　本講座では半導体集積回路のひずみ制御技術の一例として、負熱膨張材料による半導体集積回路内の熱応力制御技術を紹介する。

1. 集積回路の作製工程
   1. 前工程
   2. 後工程
2. トランジスタへの負熱膨張材料の応用
   1. ひずみSi技術
   2. ひずみ導入技術の動向
   3. 負熱膨張材料ゲート電極によるひずみ導入技術
3. 半導体パッケージング技術への負熱膨張材料の応用
   1. 三次元集積化技術
   2. 熱膨張係数差に起因した熱応力の課題
   3. 負熱膨張微粒子による熱応力の低減
• 質疑応答