11/26 半導体後工程・パッケージング技術の基礎、 各製造プロセス技術と今後のトレンド

蛭牟田技術士事務所 代表　蛭牟田 要介　氏

　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ナノメートルと更に微細化とトランジスタ構造変化により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もあります。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を進めている状況です。

　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。

＜得られる知識・技術＞
・半導体パッケージに対する基礎的な理解
・半導体製造プロセスの概要（主にパッケージングプロセス）
・半導体パッケージング技術・封止技術とその実際
・評価技術、解析技術の実際
・2.xD/3Dパッケージングとチップレットについて

＜プログラム＞
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
　3.4 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ト
　　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
　6.2 樹脂の難燃材改良
　6.3 PFAS/PFOAフリーが次の課題

７．今後の2.xD/3Dパッケージとチップレット技術
　7.1 2.xDパッケージ・3Dパッケージ
　7.2 ハイブリッドボンディング
　7.3 製造のキーはチップとインターポーザー間接合とTSV
　7.4 基板とインターポーザーの進化が未来を決める

８．その他、補足

　　□質疑応答□

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