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先端パッケージの3D-ICパッケージングの低a実△鮨篆覆垢襯灰優テック

先端パッケージ\術が次世代の高集積化\術としてR`されている。チップレットや3次元ICのパッケージングでは、これまでとは異なる\術が求められる。研|開発向け半導チップのパッケージングを}Xけるコネクテックジャパンがインプリント法で10µmピッチの電極を形成する\術や、80°Cで半田バンプをチップ接する\術でpRを耀uしけている(図1)。

コネクテックジャパン優位性(pm実績) / コネクテックジャパン

図1 これまでのpm実績 崗譴靴討い覆い燭畴幢Yをo表できないがPびているようだ 出Z:コネクテックジャパン


新觚高xに本社を構えるコネクテックは社^数42@の中小企業ながら、これまでのpm実績は300社をえる見込みで、2022Q度には41P以屬見込まれている。顧客数も60社以耀uしている。またビジネスモデルとして@量は扱わないが、研|開発向けにカスタム官でパッケージングすることで、O社をOSATではなく、OSRDA(Outsourced Semiconductor R&D Assembly and Test)と称している。

コネクテックがeつ咾だ菽璽僖奪院璽原\術には、代表的なものとして二つある。kつは2019Qにセミコンポータルで紹介した、80°Cで電極パッド同士を接できる\術であり(参考@料1)、もうkつは最小10µmピッチと微細な電極ピラーを成型できるインプリント\術である。さらにNTTが発表している(j┤ng)来のIOWN構[に官してシリコンフォトニクス\術による実△眥鶲討靴討い襦


MONSTER PAC(R) プロセスフロー / コネクテックジャパン

図2 80°Cでフリップチップ実△垢襯廛蹈札好侫蹇次―儘Z:コネクテックジャパン


まず80°Cでチップ屬療填砲魎韶屬療填砲棒橙する\術では、ネプコンジャパン2023でその詳細をした。図2にすように、導電ペーストをスクリーン印刷によって基屬v路パターンの電極霾にスキージを使って塗っていく。その屬縫據璽好飯Xの電導性接剤NCPを基Cに塗りその屬らチップの電極と合わせるように搭載する。室aからa度を屬欧討いと、NCPはペーストXから]Xになり電極C同士間でははみ出して流れ出ていく。さらにa度を屬欧襪NCPは硬化する。その硬化a度を80度まで下げることができた。さらにキュアすると電極間に隙間なく入り込んだNCPがアンダーフィルとしてmめることになり接性が改する。

80°Cは今のところ下限ぎりぎりなので、リジッド基では80〜170°Cで(li│n)べば問ないという。また、これまで電極のボールとなる半田a度260°Cで接していたことと比べると低aで接したことになる。しかし、80°Cで電極同士を接できるためフレキシブルプリントv路基にもICチップを実△任る。カギはNCPだが、その構]はらかにしない。また、80°Cで接できるとしても150°C度の高a動作でも崩れないという。NCPの硬化a度が低くてもwまってしまえば構]が変わってしまうためだとしている。


FSNIPプロセスフロー / コネクテックジャパン

図3 10µmピッチの電極ピラーのアレイを作成するプロセスフロー 出Z:コネクテックジャパン


2番`の微細な金錺團蕁爾魴狙する\術は、FSNIP(Free Substrate-material Narrow Imprinted Process)と}ぶ。今R`を集めている2.5D/3D-IC向け先端パッケージに使う\術だ。どのような基にもインプリント\術で電極ピラーを形成できるため、最初の言にFreeをいている。ここでは電極アレイの配線ピッチを10µm、配線幅5µmまで微細にした基を試作している。電極ピラーのアスペクト比は3以屬可Δ世箸いΑその法は、図3にすようにインプリント\術を使う。

まず、マスターモールドを作し、その屬奔`脂を載せレプリカモールドを作る。このレプリカモールドの穴に電極となる導電ペーストをスクリーン印刷で塗る。導電ペーストのmまったCを基の電極Cに来るように基と接させ、最後にレプリカモールドを外せば電極ピラーが出来屬る。

これをフリップチップでICの電極と合わせれば微細な電極の3D-IC接が可Δ砲覆襦ここに最初のNCP\術を使って80〜120°Cで処理してICチップを接することも可Δ砲覆襦N名掚に関してのメリットもある。来のFOWLP(Fan-Out Wafer Level Packaging)工では39工が要で、月100個実△垢訃豺隋∪投@Yが数臆〜100億度見込まれるのに瓦靴董FSNIP法では16工と]くて済むため、設投@は同じ量を攵する場合でも4億で済むという。


FSNIP徴 / コネクテックジャパン

図4 微細な配線ピッチにも低a実\術は使える 出Z:コネクテックジャパン


ただ、この10µmの電極ピラーはまだ試作なので、実化は2025Qと見ている(図4)。そのiに20µmピッチの電極ピラーのアレイも開発しており、むしろ実化は20µmピッチから始まるかもしれない。

さらにNTTが(j┤ng)来の光電\術であるIOWN構[に官してシリコンフォトニクス\術による実△眥鶲討靴討い襦NTTはIOWN構[の中で、現在の間の光ファイバ伝送やコンピュータシステム内のモジュール基間の光伝送から、さらに基内のチップ間伝送を[定したロードマップを立てているが、コネクテックはICパッケージ内のチップレット間の光伝送を`指した未来もWいている。

容易にレーザー発振_と光ファイバ間、および光ファイバとp信機の間の光軸合わせを容易にする\術にも挑戦している。チップ間やチップレット間のように配線が]く小型になればなるほど光軸合わせはMしくなる。ずれが±3µm以下の高@度なアライメント(光軸合わせ)を実現したとしているが、詳細はまだらかにしていない。ここでは様々な企業とのコラボで実\術を完成させたいとしている。

参考@料
1. 「フリップチップ実△3コースで提供するコネクテックジャパン」、セミコンポータル (2019/05/30)

(2023/02/03)
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