半導体製造における後工程・実装・設計の基礎・入門講座

(収録日 : 2025年7月24日 ※映像時間:約4時間1分)

　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
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
      1. BG (バックグラインド) とダイシング
      2. DB (ダイボンド)
      3. WB (ワイヤーボンド)
   2. 封止・モールド工程
      1. SL (封止:セラミックパッケージの場合)
      2. モールド
   3. 後工程
      1. 外装メッキ
      2. 切断整形
      3. ボール付け
      4. シンギュレーション
      5. 捺印
   4. バンプ・FC (フリップチップ) パッケージの工程
      1. 再配線・ウェーハバンプ
      2. FC (フリップチップ)
      3. UF (アンダーフィル)
   5. 試験工程とそのキーポイント
      1. 代表的な試験工程
      2. BI (バーンイン) 工程
      3. 外観検査 (リードスキャン) 工程
   6. 梱包工程とそのキーポイント
      1. ベーキング・トレイ梱包・テーピング梱包
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
   6. 捺印方向が180度回転する
5. 試作・開発時の評価、解析手法の例
   1. とにかく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
   1. 鉛フリー対応
   2. 樹脂の難燃材改良
   3. PFAS/PFOA対応が次の課題
7. 今後の2.xD/3.xDパッケージとチップレット技術
   1. 2.5Dパッケージ・3D/3.5Dパッケージ
   2. 立体構造の実現技術;ハイブリッドボンディングとマイクロバンプ接合
   3. 基板とインターポーザーの進化が未来を決める
• 質疑応答

半導体洗浄の基礎と要点、困ったときの対策

(収録日 : 2025年5月27日 ※映像時間:約4時間22分)

　半導体洗浄の基礎現象・要点から困った時の対策まで説明します。半導体にとって清浄面であることの意味と価値、薬液の働き方を改めて考え、水の流れを動画で眺めると、洗浄では何をどのようにしているのか分かります。ここでは、身近な流れ、枚葉式洗浄機とバッチ式洗浄機の流れの可視化実験動画を見て感覚をつかみ、数値シミュレーション結果で理解します。超音波の効果についても流れと気泡の動きを動画により理解します。それにより、洗浄機内の流れが結果を左右すること、流れを変えて使う工夫、微細パターン洗浄の特徴を考え、トラブル時の視点と対策を紹介します。

1. 洗う理由:汚れの種類と由来
2. 半導体洗浄の4要素
   • 温度
   • 時間
   • 化学
   • 力学
3. 半導体の洗浄に特有のこと
4. 先端技術情報 (半導体洗浄を取扱っている国際学会・国内学会)
5. 半導体洗浄の基礎現象 (薬液と流れの効果)
   1. 表面の現象とプロセス (付着・脱離・引き剥がす・乾かす)
      1. 表面現象、薬液洗浄と物理的洗浄
      2. 洗浄後の表面、乾燥とパターン倒れ
      3. ドライ洗浄と超臨界流体洗浄
   2. 流れ、熱、拡散、反応 (洗う=汚れを動かす操作)
   3. 身近な流れの可視化観察例
6. 洗浄機内の流れと反応
   1. 枚葉式洗浄機
      1. 水の流れ
         • 観察動画と計算例
         • 回転数
         • ノズルスイング
      2. 化学反応の例
         • 酸化膜エッチング速度の数値解析事例
   2. バッチ式洗浄機
      1. 水の流れ
         • 観察動画と計算例
      2. 水流を最適化した事例
         • 水噴出角度
         • 槽内循環流
      3. ウエハ挿入と取出しにおける汚れの動き
      4. 上下揺動の効果
   3. 超音波の働き、水と気泡の動き (観察動画)
      1. 超音波出力と水の動き
      2. ウエハ支持棒の周りの気泡の動き
      3. 超音波洗浄槽の工夫、最適化の要点
7. 洗浄の評価方法 (実験・計算・観察)
8. 狭い空間の洗浄
   1. 液の侵入と濡れ
      • 親水性
      • 疎水性
   2. 狭い空間における反応の速度
   3. 微細パターンの洗浄面積 (パターン表面積≫見かけのウエハ面積)
9. まとめ:困った時の視点と対策 (流れと境界層)
   1. 洗えない時
   2. 洗えるが残る時
• 質疑応答