半導体実装技術の基礎と応用　高集積化・高機能化を実現するマイクロ接合・評価・解析

半導体製品の製造は複雑で、多くの工程を必要とする。トランジスタや配線を半導体ウエハー上に形成し、電気回路を配置していく数々のウエハー工程（ 前工程） に続いて、チップの組立工程（ 後工程）、さらにはモジュール化工程を経て、最終的に半導体製品が完成する。かつては、半導体製造企業が前工程から後工程に至るまでを自社内で一貫して行うことが一般的であった。しかし近年では、組立工程が海外で行われることが多くなり、その工程も細分化され、関連する製造拠点や海外の OSAT（ Outsourced Semiconductor Assembly and Test） 企業に委託されるケースが増えている。その結果、各工程が水平分業化される中、最終的にチップを組み立てる実装技術については、長年にわたり蓄積されてきた知識や技能が散逸しつつあり、産業界における技術継承の停滞が危惧されている。
一方、大学教育においては、半導体実装に特化した学科の設置や授業の開講はほとんどなく、半導体工学などの講義の中で補足的に扱われる程度にとどまっている。その理由として、半導体実装が材料工学、電子デバイス工学、電気電子回路、機械工学（ 熱設計・応力解析） など幅広い分野にまたがり、1 つの講義として完結させにくいことが挙げられる。材料工学の分野に限っても、導電（ 金属） 材料と絶縁（ 有機・無機） 材料に分かれ、それぞれが独立した専門領域を形成している。また、実務的要素が強いため、大学よりも企業内教育の対象とされてきた面もある。そのため、大学教育に直接利用できる実装技術に関する書籍はきわめて限られているのが現状である。
本書は、筆者が企業や大学において半導体関連材料や実装技術の研究、実用化開発に携わってきた経験を基に、半導体の中間工程から後工程に至るチップインターコネクションに関わる材料技術と接続技術について、その基礎から応用までを解説するものである。
研究開発や製品不良解析における具体的な事例も数多く取り入れ、さらに今後重要性が高まる3 次元モジュール化やチップレット集積化技術、パワーデバイスにおける新たな実装技術についても言及している。本書が、大学での講義や企業内研修の教材として活用され、教育と実務の発展への一助となることを期待したい。

目次

１章　半導体と実装プロセスの概要
１.１　半導体実装とは
１.１.１　半導体実装の目的と要求される特性
１.１.２　半導体製造プロセス
１.２　半導体実装技術とチップインターコネクション技術の変遷
１.２.１　半導体実装技術の進展（ファインピッチ化、フリップチップ化）
１.２.２　チップインターコネクション技術の変遷
１.２.３　ムーアの法則とCPU の実装技術の進展
１.２.４　複数チップのモジュール化（HIC、MCM、SiP、Chiplet、Heterogeneous Integration）
１.３　各パッケージングタイプにおける進展
１.３.１　リードフレームタイプ（DIP、QFP）
１.３.２　基板タイプ（PGA、BGA、CSP、LGA）
１.３.３　Wafer-Level Packaging（WLP）
１.３.４　Fan-Out WLP
１.４　パワー半導体の実装技術
１.４.１　パワー半導体とは
１.４.２　パワー半導体の各種実装技術
１.４.３　新たなパワー半導体
コラム　Human Interconnection
２章　半導体チップインターコネクション
２.１　ワイヤボンディング
２.１.１　ワイヤボンディングプロセスと装置
２.１.２　超音波接合
２.１.３　ボンディングワイヤ材料（Au、Cu、Ag、Al）
２.１.４　ワイヤボンディングの接合信頼性
２.２　フリップチップ（Flip Chip）
２.２.１　フリップチップバンプの種類と接合方法
２.２.２　フリップチップ下地金属（UBM：Under Bump Metal）
２.２.３　プレソルダー形成技術
２.３　TAB実装
２.３.１　TABテープ技術
２.３.２　TAB用バンプ形成技術
２.３.３　TAB接合技術
２.４　はんだ材料とリフロー技術
２.４.１　はんだ材料
２.４.２　はんだリフロー技術
２.４.３　はんだリフロー装置
ほか

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