第１章 半導体パッケージングロードマップ
～今までの研究の歴史と現在の着地点、今後の動向～
1. 真空管の誕生
2. トランジスタの誕生
3. 半導体の誕生とパッケージング技術
4. コンピュータの誕生と情報処理の進化に伴うパッケージング技術の変遷
5. 中央集中処理から分散処理へ、パーソナル・コンピュータの誕生とパッケージング技術
6. 携帯電話からスマートフォンへ、3G, 4G から5G へ、新しいパッケージング技術の提案
7. DX 時代の到来、パッケージング技術の変化
8. AI 時代の到来、パッケージング技術の挑戦と課題
9. これからのパッケージング技術
第２章 半導体後工程パッケージング技術：基礎からトラブル対策
1. パッケージング技術の基礎
1.1 代表的なパッケージングの種類と特徴
1.1.1 リードフレーム型パッケージ(SOP, QFP など)
1.1.2 BGA (Ball Grid Array) 型パッケージ
1.1.3 CSP (Chip Scale Package) 型パッケージ
1.1.4 フリップチップパッケージ
1.2 パッケージングの主なプロセス
1.2.1 バックグラインド
1.2.2 ダイシング
1.2.3 ダイボンド
1.2.4 ワイヤーボンディング
1.2.5 モールディング
1.2.6 その他の工程
2. パッケージング製造におけるトラブル事例と対策
2.1 バックグラインド工程におけるトラブル
2.1.1 トラブル事例：背面毟れ
2.2 ダイシング工程におけるトラブル
2.2.1 トラブル事例：チッピング、クラック
2.3 ダイボンド工程におけるトラブル
2.3.1 トラブル事例：ボイド
2.3.2 トラブル事例：ダイボンド材のはみ出し( ブリードアウト)
2.3.3 トラブル事例：チップクラック
2.4 ワイヤーボンディング工程におけるトラブル
2.4.1 トラブル事例：ワイヤー切れ
2.4.2 トラブル事例：ワイヤー変形
2.4.3 トラブル事例：ボンディングパッド下ダメージ
2.4.4 トラブル事例：ボール剥がれ
2.4.5 トラブル事例：2nd ボンディング未着
2.5 モールディング工程におけるトラブル
2.5.1 トラブル事例：未充填・ボイド
2.5.2 トラブル事例：ワイヤー流れ( ワイヤーフロー)
2.5.3 トラブル事例：反り
2.6 その他の製造プロセスにおけるトラブル
2.6.1 トラブル事例：リード整形時の変形
2.6.2 トラブル事例：メッキ不良
2.6.3 トラブル事例：マーキング不良
2.7 品質トラブルと技術課題
2.7.1 チップクラック
2.7.2 温度サイクル試験におけるワイヤー切れ
2.7.3 パッケージクラック( ポップコーンクラック) 2 種類( 材料起因、工程起因)
2.7.4 半田ボール取れ
2.7.5 リード平坦性とパッケージ反り
2.7.6 基板実装接続信頼性
第３章 最先端半導体パッケージングの技術動向
第１節 2.xD/3Dパッケージの状況
1. インターポーザとRDL
2. 2.xD パッケージ
3. 3D パッケージ
第２節 チップレット
1. チップレットの定義
2. チップレットとUCIe
3. チップレットの実例
第３節 インターポーザー技術
1. 主なインターポーザー技術の紹介
2. RDL インターポーザー
2.1. RDL インターポーザーを用いた2.5D 構造パッケージと要素技術
2.2. 製造プロセス
2.3. 派生型RDL インターポーザー
2.3.1 部品内蔵型RDL インターポーザー
2.3.2 2.1D 構造型半導体パッケージ
3. まとめ
第４節 次世代パッケージングに向けた接合技術
1. 技術的背景と技術動向
2. チップレットベースの3D/2.5D 集積における接合技術
2.1 低温・高信頼性接合
2.2 表面処理・平坦化(CMP・洗浄)
2.3 アライメント精度
2.4 接合界面の材料設計・拡散制御
3. 次世代半導体3D 実装における接合技術の方式
3.1 親水化接合(Hydrophilic Bonding)
3.2 表面活性化接合(SAB: Surface Activated Bonding)
4. ハイブリッド接合(Hybrid Bonding)
4.1 シーケンシャルプラズマプロセス(sequential plasma process)
4.2 低温ハイブリッド接合の課題
第５節 TSV/TGV 技術を用いた実装
1. TSV やTGV の特徴
2. TSV を用いた実装例
2.1 CMOS イメージセンサー
2.2 DRAM モジュール
2.3 NAND フラッシュメモリ
2.4 セキュアデバイス
2.5 FPGA
2.6 HBM
2.7 プロセッサ
3. TGV の応用例
3.1 MEMS センサー
3.2 光学モジュール
3.3 高周波部品
第６節 ガラスサブストレート、ガラスインターポーザー、パネルパッケージの動向
1. 半導体パッケージングにおけるガラス材料への期待
2. ガラスコアサブストレート、ガラスインターポーザー
2.1 ガラスコアサブストレート、ガラスインターポーザーの構造と役割
2.2 コアのガラス材料
2.3 穴あけプロセス
2.4 シード層プロセス
2.5 電解めっきプロセス
2.6 CMP (Chemical Mechanical Polishing) プロセス
2.7 RDL (Redistribution Layer) プロセス
2.8 課題と今後の展望
3. パネルパッケージの動向
3.1 パネルパッケージングの概念
3.2 ガラスパネルパッケージの台頭
3.3 パネルパッケージのプロセス
3.4 適用分野の拡大
3.5 課題と今後の展望
第７節 先端半導体パッケージングと熱設計
1. マイクロプロセッサで採用される半導体パッケージと伝熱経路
1.1 マイクロプロセッサで採用される半導体パッケージ
1.2 マイクロプロセッサの伝熱経路
2. 先端半導体の構成と熱設計
2.1 先端半導体の構成と伝熱経路
2.2 先端半導体の熱設計
3. 先端半導体における低熱抵抗化に向けた考え方
3.1 熱回路網による伝熱経路の表示
3.2 部材の熱伝導率を変えた際の伝熱経路の熱抵抗への影響
第８節 次世代パッケージング対応洗浄技術
1. 代表的な洗浄技術
1.1 純水、薬液洗浄
1.2 ブラシ洗浄
1.3 超音波洗浄
1.4 ジェット洗浄
1.5 二流体スプレー洗浄
2. 先端パッケージング工程における洗浄技術
2.1 半田バンプ形成における洗浄
2.2 半田バンプ接続( マイクロバンプ/ 銅ピラーバンプ) における洗浄
2.3 ハイブリッド接続における洗浄
2.4 ウェーハグラインド後洗浄
2.5 ダイシング後洗浄
2.6 RDL ( 再配線層) 形成における洗浄
3. メタルロス対策技術、帯電対策技術
4. まとめ
第４章 最新パッケージング技術に向けた材料/装置と求められる性能
第１節 ガラス基板
1. ガラス基板の利点
2. ガラスを構成する成分と一般的なガラス系
3. ガラス基板の製造方法
4. 半導体パッケージ基板の用途に対するガラスの化学組成の影響
第２節 ふっ素樹脂基板を用いたビルドアップ多層基板
1. 最近のふっ素基板の市場動向について
2. なぜふっ素樹脂基板なのか
3. ふっ素樹脂基板の種類、製法
4. 半導体パッケージ基板材料への要求事項
4.1 低損失化
4.2 低線膨張係数化
4.3 薄型化
4.4 比誘電率の低バラツキ化
5. ふっ素樹脂基板多層化ソリューション
6. 今後の半導体パッケージ基板への技術展開の可能性
第３節 半導体封止材の動向
1. 基材との接続法
2. 封止材の成型法
2.1 ワイヤーボンドパッケージの成型法
2.2 フリップチップパッケージの成型法
3. 半導体封止剤の要求特性
3.1 パッケージ向け封止材共通の要求特性
3.1.1 吸湿リフロー特性
3.1.2 高純度
3.1.3 難燃性
4. 半導体封止材の設計
4.1 耐湿性
4.2 耐熱性
4.3 高接着性
4.4 低応力特性
4.5 高純度
4.6 難燃性
5. 半導体封止材の今後
5.1 高周波対応
5.1.1 高周波による伝送損失
5.1.2 化学構造と誘電特性
5.1.3 低誘電のための材料技術
5.1.4 低誘電封止材の開発状況
5.2 発熱対応
5.2.1 熱伝導の仕組み
5.2.2 熱伝導のための材料技術
第４節 絶縁材料
1. 次世代パッケージング絶縁材料に求められる特性と課題
2. 低誘電樹脂
3. 低誘電フィラー
4. 放熱フィラーと低誘電放熱材
5. まとめ
第５節 先端半導体パッケージにおけるモールディング技術の最新動向
1. 先端パッケージ技術のトレンド
1.1 大判化要求サイズ
1.2 パッケージング技術の進化とPLP
2. モールディング技術について
2.1 モールディングの役割
2.2 モールディング樹脂の特長
2.3 トランスファモールディングについて
2.4 コンプレッションモールドについて
3. 先端半導体パッケージの取り組み
3.1 最先端半導体プロセスにおけるTOWA の役割
3.2 キャビティダウン成形技術( コンプレッションモールド)
3.3 真空成形技術
3.4 フレキシブルディスペンス技術について
3.5 クリーンレベルの要求
4. 先端パッケージ封止技術( データセンタ向け、生成AI 向け半導体)
第５章 半導体パッケージの検査・評価技術
第１節 半導体パッケージの信頼性試験
1. 半導体パッケージの信頼性
2. 信頼性試験
2.1 信頼性試験とは
2.2 環境ストレスの種類
3. 試験規格、加速試験
3.1 半導体デバイスの試験規格
3.2 半導体パッケージの加速試験
4. 信頼性試験事例
4.1 熱応力と温度サイクル試験
4.2 エレクトロケミカルマイグレーション(ECM) とHAST
第２節 検査技術の動向
1. 高密度実装技術の進化による検査の課題
2. JTAG バウンダリスキャンテスト技術
2.1 JTAG テスト規格の基本原理
2.2 JTAG テストのメリット
2.3 JTAG テストの構成
2.4 JTAG テストのテストカバレッジ
2.5 JTAG テストで検出できる故障モード
3. 高密度実装時代の検査戦略
3.1 製品の全ライフサイクルで活用できるJTAG テスト
3.2 ハイブリッドテストの重要性
4. ハイブリッドテストの例
4.1 X 線CT 検査とJTAG テストのハイブリッド検査
4.2 フライングプローブテスタとJTAG テストのハイブリッド検査
4.3 ファンクションテストとJTAG テストのハイブリッド検査
4.4 環境試験( 温度試験、振動試験) とJTAG テストのハイブリッド検査
5. テスト容易化設計の重要性
5.1 検査の価値とは
5.2 テスト容易化設計
第６章 アプリケーションから見る半導体パッケージング
第１節 AI/生成AIの隆盛と半導体パッケージング
はじめに：AI/ 生成AI が要求する新たな半導体要件
1. AI ワークロードの特性と従来GPU の限界
2. AI/ 生成AI の進化を可能にする先進パッケージング技術( チップレット編)
3. AI/ 生成AI の進化を可能にする先進パッケージング技術(3D 積層編)
4. AI 向け高速・低遅延インターコネクトの進化
5. AI パッケージングにおける課題と展望( 熱・電力・信頼性・設計支援)
6. AI とパッケージングの共進化
第２節 モビリティの進化に向けた車載機器の動向と実装・パッケージ構造
1. モビリティの進化に向けた車載エレクトロニクス
2. CASE・SDV に向けた車載機器の動向
3. C, A, S ( コネクテッド、自動運転、シェアリング& サービス)、SDV に向けた車載機器実装・パッケージ構造
4. E( 電動化) に向けた車載機器実装構造
5. E( 電動化) に向けたインバータの実装・パッケージ構造
6. E( 電動化) に向けた車載充電器の実装・パッケージ構造
