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図1
図1
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図2
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図3
図3
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 半導体パッケージ技術に関する国際学会「2015 Electronic Components and Technology Conference(ECTC)」(2015年5月26~29日、米国サンディエゴ)では、IBMチューリッヒ研究所がCuナノ粒子を用いてCuピラーのフリップチップ接合の低温化を目指した成果を発表した。講演タイトルは「Nanoparticle Assembly and Sintering Towards All-Copper Flip Chip Interconnects」。

 予備評価段階ではあるが、潜在的に150℃程度の低温で接合することが可能となり、組み立て時のチップとパッケージ間のストレスが緩和される利点がある。また、CuピラーをCuナノ粒子で接合するため、接合部は最終的にCuだけで構成されたバルクとなる。電流によって金属イオンが移動するエレクトロマイグレーションに対しても耐性があり、大電流を流せる接合を実現できるという。

 実際に評価したボンディング条件では、Cuナノ粒子を接合部に供給した後に250℃でオーブンベークすることで、Cuナノ粒子からバルクに焼成している。従来、Cuの表面同士を接合する方法として知られているのは熱圧着ボンディングだが、量産へのハードルは高い。接合部のコプラナリティ(平坦性)の要求精度が高いこと、接合面が清浄であることが求められること、400℃程度の高温で高圧接合することなどが課題となる。今回の技術を実用化できれば、Cuだけで構成されたバルク接合が容易になり、大きなメリットがある。