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はんだバンプとフリップチップボンディングー後工程半導体プロセス

はんだバンプ通称マイクロバンプとその未来と歴史 半導体後工程プロセスについて、書きます。

2/24/20251 分読む

はんだバンプとTCBボンドの半導体プロセス
はんだバンプとTCBボンドの半導体プロセス

1996年代にIBM社は鉛なしのC4バンプを発明しました。でも、そのはるか前にはじめてのフリップチップデバイスはバンプを使用する初めては1964年、IBM360Model40パソコン

60年代のはんだバンプの様子
60年代のはんだバンプの様子

IMAPS Device Packaging Conference 2011 March, 2011により:

三つの銅のボール、350マイクロンバンプでした(C2)。 現在最も優れている技術では、40マイクロン以下のピッチ(バンプとバンプとの間)とサイズは25マイクロンです。昔の技術の話に戻ると、PbSnのはんだを使っていた。ワイヤーボンドから変わってて、なぜなら、その昔で人が顕微鏡に通じてワイヤボンドを人の手でアラインメントしました。バンプなら、もっと強いです。左下の写真はIBMでその当時のパソコン写真。トランジスタとメモリー部分。

軽く他の歴史をふると、C4を70年代から使い始めて、日立社は1981年代に電解メッキプロセスを使うバンプの論文を発表。使っていた金属はチタン、ニッケルと銅。現在とバンプと一致している材料です。1984年に日立はアンダーフィルをフリップチップのセラミックの信頼性のために発明。バンプの間にアンダーフィルの材料は投入されます。時間と共に、バンプのピッチは徐々に進化しました。2011インテルが32ナノのプロセスノードの図は下に表示してます。

半導体マイクロバンプーインテル32ナノのプロセスノード - microbump - japanese language translation
半導体マイクロバンプーインテル32ナノのプロセスノード - microbump - japanese language translation

超音波熱圧着:

TCB - thermocompression bonding -

熱圧着接合機

フレキスブルのサーキットの熱圧接合機の映像

国内開発のフリップチップボンダーの機械

ヤマハ社ーYSB55w

*この題目にたくさんの研究発表と論文が書かれており、詳細な記事を完全に書くのは時間がかかります。予めご理解を頂ければ幸いでございます。*

https://www.youtube.com/watch?v=gFgmnEguVSQ

https://www.youtube.com/watch?v=78s148IR2gg

https://www.evgroup.com/products/bonding/permanent-bonding-systems/evg501

https://www.youtube.com/shorts/mQP9J4iYYtA

https://www.mdpi.com/2073-4352/13/7/989

https://ieeexplore.ieee.org/document/8811172

https://www.evgroup.com/fileadmin/media/products/bonding/Permanent_Bonding/EVG500_Series_Brochure_JP.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=zyL9w-SyhZw

https://www.youtube.com/watch?v=ekolKMigeQo

https://www.youtube.com/watch?v=PA49Drm-asM

https://www.youtube.com/watch?v=_ZyL0_3WrNA

https://www.youtube.com/watch?v=pigf04h7PEY

https://site.ieee.org/ocs-cpmt/files/2013/06/Solder-Bump-vs.-Copper-Pillar_ver3.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=Xt0So1S76L0

https://sst.semiconductor-digest.com/2001/03/c4-makes-way-for-electroplated-bumps/

https://www.circuitnet.com/news/uploads/1/Copper_Pillar_App_rev2.pdf

https://lintar.untar.ac.id/repository/penelitian/buktipenelitian_10387042_3A120921113347.pdf

http://www.meptec.org/Resources/11%20-%20Hayes.pdf

https://www.researchgate.net/figure/a-Schematic-diagram-of-flip-chip-assembly-b-flip-chip-interconnect-bumping-from-C4_fig1_362098735

https://www.tjgreenllc.com/wp-content/uploads/cmse/2023/presentations/CMSE2023-Presentation-Rahim-NGC.pdf

https://amicra.semi.asmpt.com/en/applications/3d-ic-tsv-and-tcb/

https://meridian.allenpress.com/ism/article/2016/1/000203/187962/Process-development-and-material-characterization

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9965429/

https://www.circuitinsight.com/pdf/status_outlooks_flip_chip_technology_ipc.pdf
https://www.shibuya.co.jp/en/semiconductor/fdb250.html

https://www.youtube.com/watch?v=IfX9Qn7p9-M

https://nepp.nasa.gov/wirebond/wirebonder_history.pdf

https://indico.scc.kit.edu/event/2678/contributions/10079/attachments/4941/7453/MT_ST3_workshop_Caselle_2022.pdf