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 [単行本]

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 の 商品概要

• 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
  ２.５　実装基板
  ２.５.１　プリント配線基板
  ２.５.２　パッケージ基板
  ２.５.３　ビルトアップ基板－微細配線
  コラム　Auボンディングワイヤのボールはなぜ柔らかい？（タヌキの○○８畳敷）
  ３章　半導体実装の信頼性と金属学の基礎
  ３.１　半導体信頼性と加速試験
  ３.１.１　信頼性試験
  ３.１.２　加速評価試験
  ３.２　半導体実装技術ならびに信頼性に関わる結晶構造、結晶欠陥と原子の拡散挙動
  ３.２.１　結晶構造と格子欠陥
  ３.２.２　金属の拡散の原理
  ３.２.３　拡散の機構と温度特性
  ３.２.４　カーケンダルボイドとパープルプレイグ
  ３.２.５　格子欠陥の回復
  ３.３　合金状態図
  ３.３.１　状態図の基礎
  ３.３.２　全率固溶型の状態図
  ３.３.３　共晶型の状態図
  ３.３.４　その他の状態図
  ３.３.５　金属間化合物の形成と課題
  ３.４　材料の強度と破壊
  ３.４.１　材料の変形と強度を支配する格子欠陥
  ３.４.２　金属材料の強度支配要因
  ３.４.３　回復と再結晶
  ３.４.４　材料の延性破壊と脆性破壊、疲労破壊
  コラム　現場技術者との対話 － Dr. K. TATSUMI
  ４章　半導体実装の故障解析と観察装置
  ４.１　光学式顕微鏡
  ４.２　走査型電子顕微鏡 （SEM：Scanning Electron Microscope）
  ４.２.１　原理と種類、特徴
  ４.２.２　高真空モードと低真空モード
  ４.２.３　エネルギー分散型分析（EDS：Energy Dispersive X-ray Spectroscopy）
  ４.２.４　電子後方散乱回折 （EBSD：Electron Backscatter Diffraction）による結晶方位解析
  ４.３　表面分析装置
  ４.３.１　オージェ電子分光分析 （AES：Auger Electron Spectroscopy）
  ４.３.２　グロー放電発光分析 （GD-OES：Glow Discharge Optical Emission Spectrometry）（表面分析スペクトルと深さ方向分析）
  ４.４　その他の観察、試験装置
  ４.４.１　超音波顕微鏡 （SAT：Scanning Acoustic Tomography）
  ４.４.２　マイクロビッカース硬さ試験（Micro Vickers Hardness Test）
  ４.４.３　シェアテスト、プルテスト
  ４.４.４　断面観察、断面研磨、イオン研磨
  コラム　固体中の音の減衰－岩にしみ入るセミの声－
  ５章　新たな半導体実装接続技術
  ５.１　導電接続技術の分類と今後の接続技術
  ５.２　システムインテグレーション実装技術－3次元実装技術
  ５.２.１　チップレット集積技術／異種チップ積層技術（Heterogeneous Integration）
  ５.２.２　中間領域の微細接合技術
  ５.３　パワー半導体用高温耐熱接続技術
  ５.３.１　パワーデバイス用太線ワイヤボンディング
  ５.３.２　TLP（Transient Liquid Phase）接合
  ５.３.３　ナノサイズ金属粒子による低温接合
  ５.４　メッキによるパワーデバイス電極の低温接合
  ５.４.１　パワーオーバーレイ（POL）
  ５.４.２　マイクロメッキ接合
  ５.４.３　ニッケルマイクロメッキ接合（NMPB：Nickel Micro-Plating Bonding）
  ５.５　太陽電池インターコネクタへのマイクロメッキ接合の応用
  コラム　IBM発祥の地を訪問

• 出版社からのコメント

  ワイヤボンディング、パワー半導体、モジュール化、フリップチップなどを半導体実装の仕組みを解説！カラー図像付き。

• 内容紹介

  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。

• 著者について

  巽 宏平 (タツミ　コウヘイ)
  早稲田大学大学院理工学研究科修士課程修了後、ドイツ政府奨学金（ DAAD） を受けてアーヘン工科大学に留学し、1983 年に博
  士課程を修了して帰国。新日本製鐵（ 現・日本製鉄） に入社し、先端技術研究所にて構造材料およびエレクトロニクス材料の研
  究開発、事業支援研究に従事。
  その後、新材料研究部長、新日鉄マテリアルズ（ 現・日鉄ケミカル＆マテリアル） 取締役技術部長を経て、2010 年より早稲田大学理工学術院教授。この間、早稲田大学大学院情報生産システム研究科長、情報生産システム研究センター長、東京工業大学および名
  古屋大学非常勤講師などを歴任。2023 年、早稲田大学名誉教授。工学博士（ ドイツ）。

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