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ワイヤボンディング 封止 書籍

No.1622

 
★ ボイド発生・腐食・耐湿性劣化・剥がれ・断線・ワイヤ潰し・ワイヤの流れ
               トラブルの解明とCuワイヤの信頼性、プロセス管理技術を収録!!
Cuワイヤを中心としたワイヤボンディング
不良原因と信頼性向上・評価技術



〜 Cuワイヤの腐食対策と接続信頼性 〜

発 刊:2011年7月29日  体 裁:B5判  271頁(上製本)  定 価:80,000(税抜)


■ 本書のポイント
Cuワイヤの特性と信頼性向上技術       
  ◎ Cuワイヤの腐食特性と接合信頼性向上技術
  ◎ 複層Cuワイヤのワイヤ接合性、ボール接合性、ループ制御
  ◎ 耐湿信頼性における推定不良メカニズムと影響因子の特定
  ◎ Cuボンディングワイヤ量産への必要条件と厳格なプロセスコントロール

接続信頼性向上へのワイヤの表面処理技術
  ◎ 各種めっきとワイヤボンディング性との関係
  ◎ ワイヤーボンディングの不良原因と膜質、表面状態、界面状態との関係
  ◎ 鉛フリーはんだの実用化、リフロー温度の上昇に対応する
                       最終表面処理技術と接合信頼性の向上
  ◎ 封止樹脂の密着性改善へのプラズマクリーニング技術

パワーデバイスのパッケージ構造とワイヤボンディングへの影響
  ◎ SiCパワーデバイス普及で求められる高耐圧、耐熱保証温度への対応技術
  ◎ パワーデバイス用封止材料の要求特性と高耐熱化
  ◎ ワイヤからの水分浸入、難燃剤がワイヤ接合部に及ぼす影響
  ◎ パワーモジュールの冷熱衝撃寿命向上の構造技術と接合部寿命信頼性
  ◎ 薄型パッケージに適応する低ループ接続における安定したループ形成技術

ワイヤボンディングの寿命信頼性・接続性信頼性の評価・解析
  ◎ ボンディングワイヤ、はんだ接合部、封止樹脂の疲労強度と構造設計
  ◎ 半導体パッケージの反り発生要因の解析とワイヤボンディングへの影響
  ◎ Alワイヤボンディングの加速耐久試験による寿命信頼性の評価手法
  ◎ ワイヤボンディングの熱疲労破壊と疲労寿命予測
■ 執筆者(敬称略)
大阪大学
巴工業(株)
新日本製鐵(株)
エスピーティー(株) 
日立化成工業(株)
メルテックス(株)
関東学院大学
パナソニックファクトリーソリューションズ(株)
(有) エー・アイ・ティ
TOWA(株)

田畑 晴夫
松田 洋明
宇野 智裕
須藤 正一郎
江尻 芳則
田嶋 和貴
小岩 一郎
永留 隆二
加藤 凡典
大西 洋平

日立化成工業(株)
日立化成工業(株)
富士電機(株)
三菱電機(株)
大分大学
(株)日立製作所
日本テキサスインスツルメンツ(株)
(株)日立製作所
富士電機デバイステクノロジー(株)
(株)東レリサーチセンター
阿部 秀則
吉井 正樹
武井 信二
上田 哲也
今戸 啓二
三島 彰
雨海 正純
北野 誠
石渡 統
橋本 秀樹
■ 目  次  
1章 Cuワイヤの特性と信頼性向上技術

2章 めっき処理、洗浄、最終表面処理技術による
                    信頼性の向上技術

3章 Cuワイヤパッケージの信頼性と
        封止樹脂のワイヤへの影響

4章 ワイヤボンディングの
      寿命信頼性・接続性信頼性の評価・解析

◆ 第1章 Cuワイヤの特性と信頼性向上技術
◇ 第1節 Cuワイヤボンディングと金線の細線化技術の動向 
1.金線の細線化技術
 1.1 プローブ痕による接続不良とは   
 1.2 金線の強度低下   
 1.3 配線抵抗
2.Cuワイヤボンディング
 2.1 1970年代のCuワイヤボンディング研究
 2.2 2000年代のCuワイヤボンディング研究
 2.3 Cuワイヤボンディングが量産出来るようになった理由

◇ 第2節 ワイヤボンディング用途に用いられる銅ワイヤの機械的・電気的特性
1.銅と銅ワイヤの化学的特性
2. 銅ワイヤ加工プロセス
3 ボンディング用途に使用される4N銅細線の特性
 3.1 原子特性、物理特性、機械特性   
 3.2 電気特性  
 3.3  ワイヤ表面の特性
4. 銅ワイヤボンディング

◇ 第3節 複層Cuボンディングワイヤの開発
1.Cuボンディングワイヤへの要求   
2.LSI用高機能Cuワイヤの開発
3.複層Cuワイヤの特長    
4.ワイヤ接合性     
5.ボール接合性
6.ループ制御         
7.接合信頼性
◇ 第4節 SU(銅線用)ボンディングキャピラリー

1.銅線ボンディングへの課題              
2.SPTのSUキャピラリーとは
3.SUキャピラリーと他のキャピラリーの相違     
4.SUによる銅線パッケージの量産


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◆ 第2章 めっき処理、洗浄、最終表面処理技術による信頼性の向上技術


◇ 第1節 ワイヤボンディング接続性向上へのめっき処理、洗浄、封止材料、パッケージ技術
1. 実験方法
 1. 1 試料作製方法  
 1.2 ワイヤボンディング強度評価方法
2. 結果および考察
 2. 1 各種めっきとワイヤボンディング性との関係   
  2. 2 結晶粒径および結晶成長
 2. 3 下地金属のAu表面への拡散挙動
 2. 4 結晶粒の大きさと下地金属の拡散モデルとワイヤボンディング性の関係

◇ 第2節 鉛フリー最終表面処理Ni/Pd/Auめっき技術とワイヤーボンディング特性および信頼性技術
1.最終表面処理技術動向
2.めっきの種類
 @電気めっき  
 A無電解めっき  
 B置換(浸漬)めっき  
 C不均化反応
3.無電解ニッケルの種類と鉛フリー化        
4.完全鉛フリープロセス
5.鉛フリー無電解ニッケル メルプレートNI-6522LFについて
6.ENIGの問題点                    
7.無電解ニッケル管理技術
8.Pdめっき浴種による違い              
9.ENEPIGの反応機構
10.Cuワイヤーボンディング              
11.微細配線形成
12.Pdめっきの管理課題

◇ 第3節 プリント配線板パッド部へのめっきとワイヤーボンディングでの不良原因
1.プリント配線板パッド部へのめっき
2.ワイヤーボンディングでの不良原因
3. 無電解Ni−Pめっきと金めっきの組み合わせ,およびPdめっき膜を挿入した場合
 3.1.無電解Ni−Pめっきのりん含有量
 3.2無電解めっきNi―Pめっきの錯化剤の影響
  3.2.1 浸漬電位        
  3.2.2 金ワイヤーボンディング強度
4.貴金属の薄膜化

◇ 第4節 ワイヤボンディング接合性向上のためのプラズマクリーニング技術
1プラズマクリーニング技術
 1.1プラズマとは    
 1.2 プラズマクリーニングについて
2 ワイヤボンディング金めっき
 2.1 ワイヤボンディング金めっき           
 2.2 ワイヤボンディング金めっきの課題
 2.3 ワイヤボンディング金めっきのプラズマ洗浄 
 2.4 プラズマクリーニング装置導入のメリット


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◆ 第3章 Cuワイヤパッケージの信頼性と封止樹脂のワイヤへの影響
◇ 第1節 ワイヤボンディングによる高密度実装技術と今後の課題
1. 半導体パッケージ技術の推移
2. 高密度実装とモジュールのパッケージング技術
 2.1 チップスタック  
 2.2 モジュール  
 2.3 POP  
 2.4 部品内蔵基板
 2.5 TSV        
 2.6 3次元半導体
3. 3次元による統合設計の重要性
4. 今後の課題
 4.1 EMSという巨大企業の成長と技術の平準化 
 4.2 小ロットを短納期、低コストで製造する技術
 4.3 熱 電磁気     
 4.5 テスト・品質保証   
 4.6標準化
 4.7 原材料価格、サプライチェーン、物流管理、環境対応 
 4.8 トレーサビリティ
5. 見えない実装を見える実装に

◇ 第2節 先端IC封止に対応する成形の最新技術

1.トランスファ成形の基本構造          
2.先端IC封止に対応するトランスファ成形技術
3.圧縮成形による半導体パッケージの封止  
4.IC封止に対応する成形技術の今後の展望

◇ 第3節 Cuワイヤパッケージの信頼性と封止材
1. 銅ワイヤの長所、短所
2. 高温放置(HTSL)
 2.1 実験概要    
 2.2 175℃での高温放置   
 2.3 200℃での高温放置
3. 耐湿信頼性
 3.1 実験概要    
 3.2 銅ワイヤと金ワイヤの比較、封止材種による影響
 3.3 ボンディング強度による影響、バイアスによる影響    
 3.4 パラジウム被覆による影響   
 3.5 HAST、uHAST、PCTの比較    
 3.6 耐湿信頼性に影響を与える要因
4. 耐湿信頼性における推定不良メカニズム
 4.1 Cu/Al接合部断面観察       
 4.2 化学モデルシミュレーションの概要
 4.3 Cu/Al合金種の推定、及び、合金と塩素イオン等との反応性の推定 
 4.4 推定不良メカニズム

◇ 第4節 半導体パッケージ用封止樹脂の硬化・流動特性とワイヤへの影響
1.硬化反応速度式と硬化特性
 1.1硬化反応速度式 
 1.2硬化パラメータ 
 1.3硬化反応速度 
 1.4硬化時間と硬化度
2.流動性(粘度)式と流動特性
 2.1粘度モデル  
   2.1.1 せん断速度依存性  
   2.1.2 硬化度依存性 
 2.2 流動特性(流動特性のキャラクタライゼーション)
3.ワイヤ変形と硬化・流動特性、他

◇ 第5節 パワーデバイス用封止材料の要求特性と高耐熱化
1.半導体パッケージ、樹脂材料、封止方法の動向
2.樹脂に要求される特性 ( ワイヤ関連不良メカニズムと改善方法について )
 2.1 ボンディングワイヤの変形     
 2.2 樹脂応力によるワイヤ変形
 2.3 リード端子側ワイヤへの影響   
 2.4 アンダーフィル材のCSPチップクラック
 2.5 ワイヤからの水分浸入       
 2.6 難燃剤がワイヤ接合部に及ぼす影響
3.次世代高耐熱性エポキシ樹脂    
 3.1 高耐熱樹脂の開発

◇ 第6節 樹脂封止型パワーモジュールとパッケージ構造技術
1.パワーモジュールパッケージ     
  1.1 パッケージ構造
2.パッケージへの要求特性
 2.1 絶縁性  
 2.2 大電流通電特性  
 2.3 内部接合安定性  
 2.4 放熱性
3.パワーモジュールパッケージ構造技術
 3.1 冷熱衝撃寿命向上の構造技術    
 3.2 P/C寿命向上の構造技術
 3.3 樹脂封止型パッケージの放熱性向上 
 3.4 DLB構造による電気・熱特性の改善
 (1) 内部配線の低抵抗化  
 (2) パッケージインダクタンスの低減 
 (3) チップ表面温度の低温化

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◆ 第4章 ワイヤボンディングの寿命信頼性・接続性信頼性の評価・解析
◇ 第1節 ワイヤボンディング技術とトライボロジ−
1.超音波ワイヤボンディング
2.超音波ワイヤボンディングに伴う相対運動
 2.1キャピラリ先端とパッドの間の相対運動  
 2.2 接着剤による相対運動
 2.3 基板とヒ−タ−プレ−トの相対運動
3.超音波を印加された際のペレットの運動
4.バキュ−ムによる吸着固定力について
5.キャピラリの固定法について

◇ 第2節 Alワイヤボンディングの熱応力解析/接続性評価技術
1.パワーモジュールの構造と接合部寿命信頼性
2.信頼性評価のための基礎理論
3.加速耐久試験による寿命信頼性の評価手法
4.加速耐久試験による寿命信頼性の実際

◇ 第3節 半導体パッケージの反り発生要因の解析とワイヤボンディングへの影響
1.材料の粘弾性
2 材料の硬化収縮   
  2.1 硬化収縮測定の前条件  
  2.2 硬化収縮
3.硬化条件による弾性率・ガラス転移点の変化
4.フィラー充填量による硬化収縮率の変化
5.パッケージ反りのモデル
6.ナノインデンターによる粘弾性
7.ナノインデンターの粘弾性パラメータを使用したパッケージ反りのモデル
8.半導体パッケージの反り発生要因の解析
9.半導体パッケージ反りのワイヤボンディングへ与える影響

◇ 第4節 ボンディングワイヤ、はんだ接合部、封止樹脂の疲労強度と構造設計
1.電子機器における疲労強度の課題と構造設計法
2.ボンディングワイヤの疲労強度
3.はんだ接合部の疲労強度
4.封止樹脂の疲労強度

◇ 第5節 半導体断面およびワイヤ接合部の解析
1.半導体と金属の接合について
2.断面試料作製法
 2.1 樹脂埋め込みによる機械研磨法     
 2.2 ミクロトーム法による薄膜切片作製法
 2.3 イオン研磨法                
 2.3 集束イオンビーム加工法(FIB)
3.断面形態および組成解析法
4.適用事例
 4.1 金ワイヤボンディングにおけるAu-Al金属間化合物の解析
 4.2 Cu-Sn金属間化合物の解析

◇ 第6節 パワーデバイスなど半導体デバイスの分析評価技術
1.半導体デバイスにおける分析評価の役割
2.半導体の解析・評価に用いられる主な手法
 2.1 構造・組成評価のための分析手法    
 2.2 不純物評価のための分析手法
 2.3 応力・歪評価のための分析手法     
 2.4 化学構造評価のための分析手法
 2.5 欠陥評価のための分析手法       
 2.6 物性評価のための分析手法
3.半導体デバイスの解析例
 3.1 良品解析    
 3.2 パワーデバイスの解析    
 3.3 接合部の評価
 3.4 パッケージ材料の熱劣化    
 3.5 ワイヤボンディングの解析




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