現在、半導体は単なる電子部品から、経済安全保障の鍵となる重要コンポーネントへと位置づけが大きく変化しています。前工程では2ナノメートルといった最先端技術が注目されますが、多くの半導体は最先端技術を必要としていないのが実情です。一方で、高性能化を追求する最先端デバイスにおいては、異なる機能を持つ複数のチップ (チップレット) を集積し、トータル性能を向上させる「ヘテロジーニアスインテグレーション」へと技術開発の方向性が進んでいます。
本講座は、この半導体後工程 (パッケージング・実装) の基礎と、現在進行形の革新的な技術 (2.5D/3Dパッケージング、チップレット技術など) を体系的に学ぶ絶好の機会です。長年、半導体後工程関連技術に携わってきた講師が、各パッケージングプロセスの基礎技術から、現場で実際に遭遇した開発当時の失敗談や苦労話、そしてそこから得られた実践的な知見やキーポイントを、具体的な事例と共に詳細に解説します。
- 半導体パッケージの基礎〜パッケージの進化・発展経緯〜
- 始まりはSIPとDIP、プリント板の技術進化に伴いパッケージ形態が多様化
- THD (スルーホールデバイス) とSMD (表面実装デバイス)
- セラミックスパッケージとプラスチック (リードフレーム) パッケージとプリント基板パッケージ
- パッケージングプロセス (代表例)
- セラミックスパッケージのパッケージングプロセス
- プラスチック (リードフレーム) パッケージのパッケージングプロセス
- プリント基板パッケージのパッケージングプロセス
- 各製造工程 (プロセス) の技術とキーポイント
- 前工程
- BG (バックグラインド) とダイシング
- DB (ダイボンド)
- WB (ワイヤーボンド)
- 封止・モールド工程
- 封止:セラミックパッケージの場合
- プラズマクリーニング
- モールド
- 後工程
- 外装メッキ
- 切断整形
- ボール付け
- シンギュレーション
- 捺印
- バンプ・FC (フリップチップ) パッケージの工程
- 再配線・ウェーハバンプ
- FC (フリップチップ)
- UF (アンダーフィル)
- 試験工程とそのキーポイント
- 代表的な試験工程
- BI (バーンイン) 工程
- 外観検査 (リードスキャン) 工程
- 梱包工程とそのキーポイント
- ベーキング・トレイ梱包・テーピング梱包
- 過去に経験した不具合
- チップクラック
- ワイヤー断線
- パッケージが膨れる・割れる
- 実装後、パッケージが剥がれる
- BGAのボールが落ちる・破断する
- 捺印方向が180度回転する
- 試作・開発時の評価、解析手法の例
- とにかく破壊試験と強度確認
- MSL
- 機械的試験と温度サイクル試験
- SAT (超音波探傷) 、XRAY (CT) 、シャドウモアレ
- 開封、研磨、そして観察
- ガイドラインはJEITAとJEDEC
- RoHS、グリーン対応とサステナビリティ
- 鉛フリー対応
- 樹脂の難燃材改良
- PFAS/PFOA/対応が次の課題
- AIデータセンターの電力消費削減に貢献するパッケージ材料 (追加)
- AI基盤を支える2.5D/3Dパッケージとチップレット技術
- 2.5D (CoWoS等) ・3Dパッケージの構造
- ハイブリッドボンディングと微細バンプ接続
- 製造のキーはチップとインターポーザー間接合とTSV (シリコン貫通電極)
- 基板とインターポーザーの進化 (シリコンからガラス基板へ)
- AI向け大面積パッケージ特有の不具合
- AIの進化とパッケージングの未来
- AIデータセンター向け超多ピン・大型パッケージの熱マネジメント
- フィジカルAI (自動運転・ロボット) に求められる高信頼性・耐環境性
- 光電融合 (CPO:Co-Packaged Optics) 技術とAI通信の高速化
- AIを支える電源供給技術 (Power Delivery) とパッケージ内統合
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