3Mのアドバンスド半導体パッケージングソリューションは未来に向けて開発されたソリューションです。
5G、IoT、自動運転、AR(拡張現実)・VR(仮想現実)などの世界的なメガトレンドにより、演算速度の向上、低消費電力化、小型化などデバイスの多様化・高機能化が進んでおり、また、より低コストでの設計が求められています。近年、ムーアの法則によるスケーリングも鈍化しており、最新ノードでは、従来ノードで得られていたコストメリットが得られなくなっています。これらの要因に加えて、設計コストの上昇やシステム統合の複雑化により、多くのICメーカーは価値を高めるための新しい方法を模索しています。アドバンスド半導体パッケージングは、設計時間とコストを削減し、チップ性能の向上を図ることができる現実的なソリューションとして浮上しています。
アドバンスドパッケージングの採用には、新しい材料やプロセス、システム統合が必要になり、結果として、パフォーマンス、信頼性、生産性の向上などをもたらします。3Mは、100年以上にわたって問題解決に取り組んできた接着技術のグローバルリーダーとして、仮固定やプロセス保護などの課題解決をサポートします。これらは、半導体製造の未来に向けた重要な第一歩となります。
3Mは、単なる製品の提供元にとどまりません。当社は、材料科学者と製品開発者のグローバルネットワークであり、お客様の半導体アドバンスドICパッケージのニーズを理解しています。当社のチームは、現在のプロセスのための材料を特定したり、効率的で効果的な製造の新時代を切り開くためのソリューションを策定できます。
3Mの研究開発ラボと製造施設は、さらにグローバルなサポートを提供しており、テストから製品の認定、発売に至るまでのソリューションが常に手の届くところにあります。
半導体アドバンスドパッケージとは、チップをパッケージングするための特別な方法を指す言葉です。従来のパッケージングとの大きな違いは、より小さいフットプリントで高いデバイス密度と機能拡張を実現できるようにチップを接続する方法にあります。Si貫通電極(TSV)、ブリッジ、インターポーザ、ワイヤなどを用いて大規模な接続を行い、信号の高速化とエネルギー消費の低減を実現しています。方法としては、ファンアウトウエハーレベルパッケージ(FOWLP)、ファンアウトパネルレベルパッケージ(FOPLP)、ヘテロジニアスインテグレーション、2.5D、3D-IC、部品内蔵基板やシステムインパッケージ(SiP)などがあります。
3Mのアドバンスドパッケージ接着ソリューションにより、現在のアドバンスドパッケージングプロセスを最適化したり、製造を次の水準に引き上げます。仮固定やプロセス保護のための材料は、厳しい処理プロセスでのシリコンウエハーや主要部品の取り扱いや保護に効果的です。そのような材料を使用することで、設計の柔軟性を引き上げ、コストを削減して歩留まりの向上を図ることができます。
著者:Yong-suk Yang、Kyo-sung Hwang、Robin Gorrell
3Mのレーザー剥離仮固定フィルムは、優れた接着力で半導体デバイスとキャリアの接着をサポートします。3Mの技術が実現する工程の簡略化や材料の耐熱性の高さは、現在のパッケージング技術の方向性とよく一致しており、フィルムフォーマットは、ウエハや大型パネルでのプロセスにも対応しています。3Mのレーザー剥離式仮固定フィルムは、ガラス製キャリアを採用しています。ガラスキャリアを通してレーザースキャンすることで、物理的なストレスを与えることなくキャリアを分離することができ、薄い材料に物理的なダメージを与えることなくキャリアから簡単に取り外すことができます。また、3Mの仮固定フィルムは、250℃までの長時間の耐熱性があるため、パッシベーション層の硬化やスパッタリングプロセスを正確に行うことができます。3Mの仮固定フィルムを使用することで、プロセス設計者は、広いプロセスマージンと優れた品質のパッケージ生産プロセスを実現することができます。
50種類ものテクノロジープラットフォームを駆使してソリューションを見つけ出します。それが私たちの特徴です。
3Mは50年以上にわたり、半導体製造業界に革新的な接着ソリューションを提供してきました。1997年には、後に最新のアドバンスドICパッケージ製品のひとつに発展する接着技術に関する最初の特許を取得しました。それ以来、当社はIC製造を前進させるために、市場の動向を把握し、材料の課題を克服することに注力してきました。
3M™ ウエハーサポートシステム(3M™ WSS)は、IGBTやその関連アプリケーション用の極薄ウエハーを大量に製造するための、完全かつコスト効率の高いソリューションです。この技術により、お客様は新しい積層シリコンウエハー設計を生み出し、ファンアウトウエハーレベルパッケージやパネルレベルパッケージの性能を実感することができました。
最近では、3M™ WSSの主要機能である3M™ Light-To-Heat Conversion Release Coating (LTHC Ink)が、最初の量産型FOWLPの1つに採用され、薄型で最新のモバイル技術を搭載した量産型小型デバイスが誕生しました。
先端ICパッケージングにおける私たちのイノベーションは、3Mの材料専門家、グローバル研究開発者、開発施設での密接な協力関係によって推進されています。技術的な専門知識、お客様の洞察力、そして型破りな技術を探求する意欲の統合されたシステムが、当社が提供するすべての新しい材料の基礎となっています。
今後は、材料に関する最新の課題に対応する様々なソリューションに取り組んでいきます。例えば、アドバンスドパッケージング製造に対応した熱的性能の高い材料、複雑な基板を使用したセンサーを保護するための接着剤、加工中のはんだバンプをよりよく保護するための材料などです。
当社は、IC製造におけるイノベーションを誇りに思い、その経験を今後の方向性に活かしています。
当社の専門家チームは、半導体業界における数十年の経験と、最新のプロセス技術の問題を解決するための技術的なノウハウを提供します。あなたが抱える困難な課題をお聞かせください。