印刷で半導体後工程に革新 10µmピッチのバンプも開発基板側にバンプを設け、多品種・少量・変量生産を可能に Web版 nkbp.jp/NE1510026 今後、IoT（Internet of Things）て脆化している半導体チップの実装、クロバンプの形成には凹版の印刷技機器の増大に伴って課題となる半導高温に弱い基板への実装、 MEMS（微術を使う（図1）。インクには銀ナノペ体パッケージの多品種・少量・変量生小電子機械システム）のフリップチッーストを採用した。バンプ形成後は、産に対応できる。そんなチップ実装プ実装など、現在半導体の後工程でその上に非導電性樹脂を塗布する。技術を持った企業が現れた。2009年課題となっている問題を一気に解決印刷方式のため、「基板の材料を選に創業した新潟県妙高市に拠点を置できる」（コネクテックジャパン代表ばずに配線を形成でき、多品種少量くコネクテックジャパンだ。現在は、取締役の平田勝則氏）という。可能（平田氏）とする。またマイクロ半導体後工程の受託開発・製造を主業務としている。バンプを形成する時間が短縮できる凹版印刷で実現上、装置も大幅に簡略化できる。同社が独自開発した実装技術は MONSTER PACの肝は、チップチップ側にマイクロバンプを形成「MONSTER PAC」と呼ぶもの。「多と基板を接合するためのマイクロバする従来の方法では、ウエハーにめ品種少量生産に加え、low-k化によっンプを基板側に用意すること。マイっき処理を施すことでバンプを作る。そのためには、フォトレジスト膜の形印刷済みソフトバンプ ●バンプ印刷成、めっき処理、フォトレジスト膜の剥離などが必要だ。装置も大規模になる。印刷方式であれば、こうした基板処理は不要である。 ●非導電性樹脂塗布非導電性樹脂 MEMSのフリップチップ実装も可能にした。MEMSではチップ上に溝などの構造体があるため、チップのチップ ●フリップチップ実装チップソフトバンプ非導電性樹脂 MONSTER PACであれば、チップ側への加工が不要になるため、フリ基板図 1　基板側にバンプを印刷基板側にバンプを印刷することで、多様な素材の基板に対応可能。非導電性樹脂はバンプの形状を維持し、チップと基板の界面を保護する役割を果たす。（図と写真：コネクテックジャパン） 26 電極にめっき処理できない。しかし、ップチップ実装が可能という。低温・低荷重で接合 MONSTER PACでは従来に比べ NIKKEI ELECTRONICS 2015.10 SID=f9b57910d35c6ec9ac81394838b4429641133152580ab746　無断複製・無断転載禁止　日経BP社レプリカモールド 10µmピッチ配線上バンプ基板て、チップ実装の作業も簡単である。マイクロバンプを印刷した基板の上にチップを置き、170℃、0.12g重/バ既存技術を使ったベース基板（樹脂、セラミックス、フィルムなど）ンプの過重を与えることで接合できる。チップ側にマイクロバンプを形成する従来の方式では、接合荷重と 10µm 配線して2.4g重/バンプ、260℃までの加熱が必要だった。2.4g重/バンプは小さな荷重に見えるが、数千個のマイクロバンプがある場合、合算する図 2　10µm 配線にメド印刷技術とインクペーストを改良して、10µm 配線を描き、130℃で接合できるようにした。具体的には、レーザー照射で硬化するインクを使って凸形のマスターモールドを製造。ここから凹形レプリカモールドを作り、これを原版にして印刷する。（図：コネクテックジャパン）フリップチップボンダー非導電性樹脂塗布装置バンプ印刷機と大きな力となる。この力によって、チップが破損することがあるという。特にこの問題は最近顕著になってきている。微細化により生じた配線間の電気容量の影響を減らすため、配線を支える層間絶縁膜材料に誘電率の低いlow-k材料を使う傾向があ 1.4m 2.5m 0.8 m るためだ。low-kを実現するために一た材料を選ばないところが、少量多般的なのが、材料を多孔質にして誘品種に向くとする。電率を空気に近づけるという方法。内部的に多数の穴が開いた状態なのフリップチップボンダーの試作機図 3　コネクテックジャパンが描く将来の後工程長机に置かれた 3 台の機械でパッケージングの工程を完了させることを狙う。（図と写真：コネクテックジャパン）技術の外販も狙う「2017年には10µmピッチ技術を使った製品を量産できるようになる」（平田氏）という。 MONSTER PACは現在、コネクで材料強度は弱くなる。MONSTER 同社は現在、10µmピッチのバンテックジャパン内部で利用している PACはこうした問題を考慮しなくてプ・配線技術を開発中で、実用化のめだけだが、今後は後工程の製造装置済むことから、ダメージフリーなのだどを立てた（図2）。ウエハー側にめっを広く販売していく計画を立てていという。きでバンプを形成する従来方式では、る。製造装置は、型の製造、バンプのこの他、MONSTER PACでは1種 40µmで長い間頭打ちになっていた。印刷や配線、実装までを含んで長机類の実装装置でセラミックス、有機接合時に加える熱で有機材料が大きに収まる程度の大きさにすることを材料、フィルム材など、さまざまな基く膨張するためだ。開発中の技術で狙う（図3）。これらは家庭用の100V 板材料に対応するという特徴もある。は、130℃で接合できるため、膨張量電源で稼働するようにする。平田氏極端な例では1工程ごとに異なる基板が少ない。このため、10µmピッチには「コンビニエンスストア程度の小さに実装することができる。従来方式できるという。10µmにピッチ幅を減な床面積で、半導体のパッケージングの場合、基板材料によって異なる装らした結果、パッケージの面積を75 工程を受託する企業を日本に多数生置を用意する必要があった。こうし％縮小することができるとする。みだす」という夢を描く。（中道理） NIKKEI ELECTRONICS 2015.10 SID=f9b57910d35c6ec9ac81394838b4429641133152580ab746　無断複製・無断転載禁止　日経BP社 27