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FreescaleがRCP技術に磨きをかける

[2007年10月号]

By Sally Cole Johnson
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 去年1年間に最新パッケージングの分野に現れた将来的に最も有望な技術の1つは、米Freescale Semiconductor社のRCP(Redistributed Chip Packaging)技術である。これは、ワイヤーボンド、パッケージ基板、フリップチップ用バンプ配線を不要にするソリューションである。

 この技術はすぐ業界から注目された。RCPがダイとシステムソリューションの機能的な一部としてパッケージに統合され、標準的なMAPBGA(Molded-Array Plastic Ball Grid Array)に比べ、チップ面積と膜厚がそれぞれ30%も削減される結果となるからである。

 Freescaleは2006年7月にRCPを導入し、この1年間で同技術に磨きをかけ、シングルダイからマルチチップソリューションに至るアプリケーションの中でそれを実証してきた。「信頼性と品質を確認した」とFreescaleのワイヤレス&パッケージングシステム研究所、バイスプレジデント兼シニアフェローKarl Johnson氏は説明する。「RCPの信頼性は商業的および工業的に示されており、いくつかの技術は感湿レベル[MSL:Moisture Sensitivitiy Level] 1にまで到達した。究極的には、同技術を自動車用のアプリケーションように合うように最適化させたい」。

 最近RCPが合格した信頼性と耐久性の仕様は、260°Cリフローテスト、前処理後の空対空の熱サイクル1500回、前処理後の96時間の無作為、高度加速ストレス試験(HAST)を含むMSLレベル3などである。
 他にRCP開発で考慮すべき点は、半導体技術(特にSi)が進歩を続けるので、パッケージの実装技術と半導体技術間の相互作用がますます大きくなっているということだ。全体的な性能と信頼性はこの相互作用に対して非常に反応しやすい。「これらの問題のいくつかを解決するために、特に90nmから65nm以降に移行する中で、半導体業界は層間絶縁膜をLow-kからUltra Low-k絶縁膜へと移行するだろう。そして、これらの材料は標準的な材料ほど耐久性がなく脆弱になる可能性がある」とJohnson氏は述べた。「その後、層間剥離と関連した問題が出てくる」。

 また、半導体業界は現在、Pbフリーソリューションに関係する問題や、これらの材料へのボンディングなど応力にかかわる問題を解決しようと努力している。RCPはRoHS指令の要求を満たし、さらにはPbフリー、ハロゲンフリーの技術で、複数のプラットフォームやアプリケーションに拡張できる。


図 この25mm×25mmの大きさの3Gラジオは、RCPとPoP技術を用いて作られた
(出典:Freescale Semiconductor)

 RCPはチップファースト技術で、フリップチップBGAの標準的なワイヤーボンド技術でダイが搭載された基板を不要にする。「材料セットは前工程の配線プロセスと互換性が高く、応力も低くなる傾向にある。これによって、フリップチップのPbフリーバンプに関連した問題のいくつかが解決される」とJohnson氏は指摘した。「そして、より高密度の配線を行うこともできる。なぜならRCP技術は、一般的にワイヤーボンドやフリップチップ用基板から連想される標準的な基板タイプのプロセスというより、半導体プロセスを使用するからだ」。

 また、Freescale社はRCPパッケージ内に埋め込み部品を実証してみせた。「それによって全体的なソリューションを縮小させることができる」とJohnson氏は述べる。「RCPとパッケージオンパッケージ(PoP)技術を用いて我々が作成したラジオ()において、パッケージの構成が原因で通常実践に付随する全体的な寄生容量が大幅に減少したことを発見した。我々が組み立てたラジオは柔軟性も高く、寄生容量の減少もあって、標準的なPCやPCBの部品を使った標準的なラジオより優れた性能を示す」。

 現在のところRCPのスケジュールは、パイロットラインからのサンプリングが2007年第3四半期末に開始される予定。「2008年を通して試作製造と技術評価。2009年には量産を加速させる計画」(Johnson氏)という。



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