半導体製造における後工程・実装・設計の基礎

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本セミナーでは、半導体後工程の基礎・各プロセスの技術から注目の2.5D/3Dパッケージングとチップレット技術について、開発当時の失敗や苦労、得られた代表的な知見などを講師の経験も踏まえて解説いたします。

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半導体業界はコロナ禍による半導体不足が発端となって、それまでは単なる部品だったものが、経済の安全保障のキーパーツの一つになりました。半導体の先端テクノロジは2ナノメートルというこれまでとは別次元を目指しています。しかし、多くの半導体は最先端のテクノロジを必要としていない方が大半です。最先端のデバイスではトータル性能をより向上させるために機能別に色々なチップを集めて実装するチップレットの技術開発に向かっている状況にあります。  本セミナーでは半導体後工程の基礎・基本的なパッケージングの各プロセスの技術と開発当時の失敗や苦労、得られた代表的な知見などを講師の経験も踏まえて解説します。

  1. 半導体パッケージの基礎〜パッケージの進化・発展経緯〜
    1. 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
    2. THD (スルーホールデバイス) とSMD (表面実装デバイス)
    3. 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
    4. AI時代におけるパッケージの役割:単なる保護から「性能の要」へ
  2. パッケージングプロセス (代表例)
    1. セラミックスパッケージのパッケージングプロセス
    2. 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
    3. プリント基板パッケージのパッケージングプロセス
  3. 各製造工程 (プロセス) の技術とキーポイント
    1. 前工程 (BG、ダイシング、DB、WB)
    2. 封止・モールド工程 (SL、モールド)
    3. 後工程
      • メッキ
      • 切断整形
      • ボール付け
      • シンギュレーション
      • 捺印
    4. バンプ・FC (フリップチップ) パッケージの工程 (再配線、UF)
    5. 試験工程
      • 代表的な試験
      • BI
      • 外観検査
    6. 梱包工程
      • ベーキング
      • トレイ・テーピング
  4. 過去に経験した不具合
    1. チップクラック
    2. ワイヤー断線
    3. パッケージが膨れる・割れる
    4. 実装後、パッケージが剥がれる
    5. BGAのボールが落ちる・破断する
  5. 試作・開発時の評価、解析手法の例
    1. 破壊試験と強度確認 /
    2. MSL (吸湿・リフロー試験)
    3. 機械的試験と温度サイクル試験
    4. SAT (超音波探傷) 、XRAY (CT) 、シャドウモアレ
    5. 開封、研磨、そして観察
    6. ガイドラインはJEITAとJEDEC
  6. RoHS、グリーン対応とサステナビリティ
    1. 鉛フリー対応
    2. 樹脂の難燃材改良
    3. PFAS/PFOAフリーが次の課題
    4. 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
  7. AI基盤を支える2.5D/3Dパッケージとチップレット技術
    1. 2.5D (CoWoS等) ・3Dパッケージの構造
    2. ハイブリッドボンディングと微細バンプ接続
    3. 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)
    4. 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)
    5. AI向け大面積パッケージ特有の不具合
      • 反り
      • 局所熱応力
  8. AIの進化とパッケージングの未来 (新設項目)
    1. 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
    2. 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
    3. 光電融合 (CPO:Co-Packaged Optics) 技術とAI通信の高速化
    4. 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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