『半導体製造における
　後工程・パッケージング実装・設計の基礎・入門講座』

　蛭牟田要介（ひるむたようすけ）　氏　

　　　蛭牟田技術士事務所 代表

　

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1つになりました。アメリカと中国の半導体覇権をめぐって激化する一方で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ものが大半です。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と拡大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。また、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も紹介します。

　

　

　1　半導体パッケージの基礎〜パッケージの進化・発展経緯〜
　　1.1　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
　　1.2　THD（スルーホールデバイス）とSMD（表面実装デバイス）
　　1.3　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

　2　パッケージングプロセス（代表例）
　　2.1　セラミックスパッケージのパッケージングプロセス
　　2.2　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
　　2.3　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
　　3.1　前工程
　　　3.1.1　BG（バックグラインド）とダイシング
　　　3.1.2　DB（ダイボンド）
　　　3.1.3　WB（ワイヤーボンド）
　　3.2　封止・モールド工程
　　　3.2.1　SL（封止：セラミックパッケージの場合）
　　　3.2.2　モールド
　　3.3　後工程
　　　3.3.1　外装メッキ
　　　3.3.2　切断整形
　　　3.3.3　ボール付け
　　　3.3.4　シンギュレーション
　　　3.3.5　捺印
　　　3.3.6　リーク試験（セラミックスパッケージ）
　　3.4　バンプ・FC（フリップチップ）パッケージの工程
　　　3.4.1　再配線・ウェーハバンプ
　　　3.4.2　FC（フリップチップ）
　　　3.4.3　UF（アンダーフィル）
　　3.5　試験工程とそのキーポイン
　　　3.5.1　代表的な試験工程
　　　3.5.2　BI（バーンイン）工程
　　　3.5.3　外観検査（リードスキャン）工程
　　3.6　梱包工程とそのキーポイント
　　　3.6.1　ベーキング
　　　3.6.2　トレイ梱包・テーピング梱包

　4　過去に経験した不具合
　　4.1　チップクラック
　　4.2　ワイヤー断線
　　4.3　パッケージが膨れる・割れる
　　4.4　実装後、パッケージが剥がれる
　　4.5　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
　　5.1　とにかく破壊試験と強度確認
　　5.2　MSL（吸湿・リフロー試験）
　　5.3　機械的試験と温度サイクル試験
　　5.4　SAT（超音波探傷）、XRAY（CT）、シャドウモアレ
　　5.5　開封、研磨、そして観察
　　5.6　ガイドラインはJEITAとJEDEC

　6　RoHS、グリーン対応
　　6.1　鉛フリー対応、樹脂の難燃材改良
　　6.2　梱包材の脱PVC、エンドプラグゴムの鉛廃止、印刷インク
　　6.3　生成分解プラスチックの開発
　　6.4　PFOA/PFOS対応がこれからの課題

　7　今後の2.5D/3Dパッケージとチップレット技術
　　7.1　2.5Dパッケージ
　　7.2　3Dパッケージ
　　7.3　ハイブリッドボンディング
　　7.4　製造のキーはチップとインターポーザー間接合とTSV
　　7.5　基板とインターポーザーの進化が未来を決める