専門書籍

プリント配線板材料の開発と実装技術
~自動車、5G用途を中心に~

・発行/2020年5月29日
・定価/80,000円(税別)
・体裁/A4判・713頁

本書のポイント

車載、小型高密度への対応

・ECUの小型化に向けた一括封止技術
・車載基板におけるはんだ熱応力・クラック対策
・銅インレイ基板、厚銅箔基板による放熱
・銅ヒートシンク一体型絶縁基板の開発
・TLP法による銅-窒化アルミニウム基板の接合
・Cu/Ag焼結系ナノ粒子を用いた接合技術
・両面冷却型パワー半導体のPbフリーはんだ材選定
・Cuワイヤ、Agワイヤの耐酸化性向上
・パワーエレクトロニクス主回路へのプリント基板実装技術
・絶縁性フィルムを基材としたフレキシブルな部品内蔵配線板の開発

5G、高速通信への対応

・FPCの高速伝送への対応
・フレキシブルな基板材料の開発
・5Gに適用可能な誘電特性を持つコネクター用材料の開発
・低誘電率、低誘電正接、高耐熱を有するFPC用接着剤
・低伝送損失基板向けた層間絶縁材料の低誘電正接化、信頼性の向上
・ふっ素系高周波基板のミリ波アプリケーションへの展開
・5Gやミリ波帯向けの基板材料特性の測定
・感光性レジスト材料の高解像度、高密着性への対応と微細回路形成

実装、設計技術の高度化

・インクジェットによる3次元曲面への回路形成
・キャリア付極薄銅箔の微細化への対応
・低粗化かつ高密着性を有する銅箔処理技術
・SiPによる小型・薄型・高放熱配線技術
・Fan-Outプロセス、2.5D、3D実装に対応した基板、パッケージング材料の開発
・回路基板の反り予測技術
・鉛フリーはんだプロセスの対策と良否判定の観察ポイント
・プリント配線板の加湿試験と絶縁信頼性評価
・プリント基板のEMC設計に盛り込むべきポイント
・5G時代の高速・高周波基板の設計

執筆者(敬称略)

    明星大学 大塚寛治 (株)マイクロジェット 上野明
    日立化成(株) 串田圭祐 技術研究組合光電子融合基盤技術研究所 大島大輔
    住友ベークライト(株) 松尾誠 富士通インターコネクトテクノロジーズ(株) 山内仁
    (株)フジクラ 海津雅洋 新光電気工業(株) 種子田 浩志
    三菱マテリアル(株) 大井宗太郎 (株)フジクラ 中尾 知
    大同大学 山田靖 ナミックス(株) 佐藤牧子
    トヨタ自動車(株) 門口卓矢 三井金属鉱業(株) 飯田浩人
    共創企画 中條博則 デクセリアルズ(株) 良尊弘幸
    TOWA(株) 三浦宗男 日立化成(株) 大橋武志
    (株)デンソー 荒尾修 AGC(株) 小林悠波
    東芝マテリアル(株) 那波隆之 リンテック(株) 田久真也
    大陽工業(株) 秦恵子 三菱マテリアル(株) 増山弘太郎
    三菱マテリアル(株) 寺﨑伸幸 日立化成(株) 満倉一行
    (株)ダイワ工業 冨澤達也 楠本化成(株) 小林吉一
    三菱電機(株) 西村隆 富士通アドバンストテクノロジ(株) 長岡秀明
    日本製鉄(株) 宇野智裕 (株)電子技研 古川勝紀
    (株)日本スペリア社 熊谷圭祐 (株)微小めっき研究所 大阪府立大学 近藤和夫
    (株)東芝 平塚大祐 長岡技術科学大学 河合晃
    三菱電機(株) 白形雄二 上村工業(株) 笹村 哲也
    富士電機(株) 両角朗 JX金属商事(株) 珍田聡
    ポリプラスチックス(株) 長永昭宏 (株)オーク製作所 佐藤仁
    荒川化学工業(株) 田崎崇司 (株)ニコン 川上雄介
    味の素(株) 西村嘉生 DIC(株) 村川 昭
    日本ピラー工業(株) 石田薫 奥野製薬工業(株) 北原悠平
    芝浦工業大学 須藤俊夫 岩手大学  八甫谷明彦
    富士通アドバンストテクノロジ(株) 高橋 一生 ユニオンツール(株) 星 幸義
    古河電気工業(株) 鳥光 悟 LPKF Laser & Electronics(株) 上舘寛之
    (国研)産業技術総合研究所 加藤悠人 (株)JCU 佐波正浩
    (株)PCテクノロジーサポート 柏木修二 ウシオ電機(株) 遠藤真一
    シライ電子工業(株) 岡田浩一 ゼストロンジャパン(株) 加納裕也
    東洋紡(株) 前田郷司 金井重要工業(株) 山本淳一郎
    実装技研 河合一男 (株)システムデザイン研究所 久保寺忠
        アポロ技研(株) 遠藤聡

目次と内容

第1章 次世代システムから見た実装部品の将来動向

1.実装構造の変換期
 1.1 衝撃のタイトル
 1.2 世界のハイエンドシステムの動向

2.先端技術のシステムの動向
 2.1 データや情報処理のプロセッサの工夫
 2.2 検索エンジン

3. データ転送5Gの世界
 3.1 リアルタイム処理の前提
 3.2 エッジシステムの高性能化

4.Heterogeneous System IntegrationまたはHeterogeneous Integration Package(HIP)
 4.1 HIP動向調査の必用理由
 4.2 チップレットの動向
 4.3 HIPの実用化動向

第2章 車載機器基板の開発と耐熱、耐振性の向上

第1節 車載対応はんだクラック抑制樹脂基板材料の開発
1.車載基板におけるはんだクラックの現状
2.車載基板におけるはんだクラック問題の基板材料からの対策手法
3.低弾性プリプレグのはんだクラック抑制効果確認-シミュレーション解析
4. 低弾性プリプレグの設計コンセプト及び特性
 4.1 低弾性プリプレグの設計コンセプト
 4.2 低弾性プリプレグのはんだクラック抑制効果確認-チップ部品実装基板
 4.3 低弾性プリプレグの耐熱性およびスルーホール信頼性

5.今後の展開
 5.1 BGA実装基板での低弾性プリプレグのはんだクラック抑制効果確認-シミュレーション解析
 5.2 BGA実装基板での低弾性プリプレグのはんだクラック抑制効果確認

第2節 電子部品実装基板の一括封止対応に向けたモールド樹脂材料の開発状況
1.ECUにおける一括封止工法適用への流れ
2.一括封止用モールド樹脂材料のコア技術
 2.1 一括封止による半田接続信頼性向上
 2.2 有機基板との密着性向上
 2.3 熱可塑性樹脂コネクタ付き有機基板の一括封止技術

第3節 車載シートに向けた統合型デバイスの開発
1.シート内蔵型電装デバイスコンセプト
2.乗員検知センサの概要
3.SBR乗員検知センサ
4.体格検知着座センサ
5.シートヒータの概要
6.SBRとシートヒータのハイブリッド化
7.ハイブリッドSBRヒータデバイスの構造と特徴

第4節 電動車向け高放熱パワー半導体モジュール用銅ヒートシンク一体型絶縁基板の検討
1.従来型パワー半導体モジュールと今後の課題
 1.1 従来型パワー半導体モジュールの構造
 1.2 従来型構造の改良
 1,3 従来型構造の今後の課題

2.Cu-Al固相拡散接合技術を応用したモジュール構造
 2.1 Cu-Al固相拡散接合技術
 2.2 Cu-Al固相拡散接合技術を応用したモジュール構造
 2.3 提案構造のCTEミスマッチ対策
 2.4 提案構造の信頼性評価結果

第3章 カーエレクトロニクス、車載基板への実装技術

第1節 パワーデバイス用Cuナノ粒子接合技術
1.自動車の電動化とパワーデバイス実装
2、無加圧Cuナノ粒子接合
 2.1 接合材料の作製
 2.2 評価に用いる試料の構造
 2.3 熱特性
 2.4 パワーサイクル信頼性

 2.5 接合部のヤング率の測定とパワーサイクル信頼性との関係
3.無加圧Cuナノ粒子接合
 3.1 試料構造と接合材料
 3.2 冷熱サイクル信頼性
 3.3 パワーサイクル信頼性

第2節 電動車向けパワーモジュールの実装技術
1.PCU,およびパワーモジュール構造
 1.1 PCUの変遷
 1.2 パワーモジュールの変遷
2.パワーモジュール向けPbフリーはんだ
3.樹脂とCuヒートシンクの密着性
 3.1 樹脂内部応力の計測
 3.2 樹脂収縮による引張応力
 3.3 モールド流動解析
4.Niめっき/Sn-Cuはんだ接合界面の設計
 4.1 Ni拡散の活性化エネルギー
 4.2 Ni-Pめっき中のP濃度におけるPリッチ層の変化
 4.3 めっき条件によるPリッチ層厚の変化
5.はんだ接合部のエレクトロマイグレーション
 5.1 金属配線のエレクトマイグレーション原理
 5.2 エレクトマイグレーションによる破壊メカニズム
 5.3 エレクトマイグレーションにおけるSn結晶方位の影響
6.ダイアタッチ接合部の高耐熱化
 6.1 過共晶Sn-Cu系はんだによるNiめっき界面の高耐熱化
 6.2 Ni-Sn TLP接合による高耐熱化

第3節 車載カメラの耐熱・高放熱実装
1.車載カメラの種類、市場規模
2.耐熱実装設計が必要となる多画素化、多機能化の進展
3.耐熱実装設計事例

第4節 車載用エレクトロニクス実装におけるモールド封止技術
1.モールド封止技術への要求課題
 1.1 一括封止成形技術
 1.2 露出成形技術
 1.3 コストダウン成形技術

2.モールド封止技術
 2.1 トランスファモールド
 2.2 コンプレッションモールド

3.求められるモールド封止技術
 3.1 CAE解析技術
 3.2 真空成形技術
 3.3 可動ピン成形技術
 3.4 露出成形技術
 3.5 低圧成形技術
 3.6 ウェハレベル成形技術

第5節 車載信頼性確保に向けた導電性接着剤の電気抵抗解析
1.緒言
2.実験方法
 2.1 実験の考え方
 2.2 実験手順
3.実験結果
 3.1 界面抵抗評価
 3.2 FIB-SEM観察
4.考察
 4.1 接触抵抗の定量化
 4.2 接触点数による考察
 4.3 接触面積による考察

第4章 パワエレ機器に向けた高耐熱・高放熱基板材料の開発

第1節 高熱伝導窒化ケイ素基板の開発とその応用
1.窒化ケイ素の高熱伝導化と主要特性
2.高熱伝導窒化ケイ素基板関連特性
 2.1 高熱伝導窒化ケイ素基板適用時の熱抵抗特性
 2.2 熱疲労特性
 2.3 曲げ強度・最大たわみ量
 2.4 電気絶縁特性
 2.5 窒化ケイ素製銅回路基板としての線膨張係数
3.高熱伝導窒化ケイ素基板の適用事例
 3.1 多様化する実装形態への適用
 3.2 次世代半導体素子実装への適用

第2節 銅インレイ基板によるパワエレ機器の高放熱・大電流対応
1.銅インレイ基板
 1.1 銅インレイ基板の構造
 1.2 銅インレイ基板による放熱の考え方
2.銅インレイ基板と従来の基板放熱の比較
 2.1 サーマルビアによる放熱との比較
 2.2 アルミ基板(金属基板)との比較
3.銅インレイ基板と大電流化

第3節 金属/ セラミックス接合技術を用いた高信頼性パワーモジュール基板の開発
1.TLP 法に基づくアルミニウム – 窒化アルミニウム接合技術
 1.1 実験方法
 1.2 実験結果
2.TLP 法の液相供給過程を応用した銅 – 窒化アルミニウム接合技術
 2.1 実験方法
 2.2 実験結果
3.非銀系接合材を用いた銅 – 窒化アルミニウム接合技術
 3.1 実験方法
 3.2 実験結果

第4節 厚銅大電流対応基板の開発と基板小型化の実現
1.厚銅箔基板
 1.1 厚銅箔基板とは
 1.2 厚銅箔基板の使用で気を付けるべき点 
2.厚銅箔基板の大電流対応
 2.1 基板に流せる電流値
 2.2 厚銅箔基板に流せる電流値
3.厚銅箔基板による製品の小型化
 3.1 厚銅箔基板のポテンシャル
 3.2 パワーと制御を一体化可能な厚銅箔基板
 3.3 特殊加工が可能な厚銅箔基板

第5節 金属柱(銅バンプ・銅ピン)による高熱伝導性、高信頼性を実現した特殊メタル基板
1.従来のプリント基板における放熱構造
 1.1 リジット基板
 1.2 メタル基板
2.高熱伝導メタル基板(DPGA基板)のご紹介
 2.1 DPGA基板とは
 2.2 DPGA基板の特性
 2.3 DPGA基板の応用
 2.4 DPGA基板の信頼性
 2.5 DPGA基板を活用した実績事例
3.高熱伝導リジット基板(DPGA-EF基板)のご紹介
 3.1 DPGA-EF基板とは
 3.2 DPGA-EF基板の特徴

第5章 パワエレ機器応用に向けた高耐熱実装技術

第1節 絶縁セラミックス板、およびセラミックスフィラー複合樹脂の開発状況とパワーモジュールへの適用技術
1.パワーモジュールに用いられる部材と構造
 1.1 汎用型パワーモジュール
 1.2 高放熱型パワーモジュール

2.パワーモジュール向け絶縁層の開発状況  
 2.1 セラミックス板
 2.2 セラミックスフィラー複合樹脂の開発状況

3.絶縁層の新規適用技術
 3.1 回路板の厚銅化  
 3.2 ベース板レス構造
 3.3 ヒートシンク一体化構造 

第2節 高機能ワイヤボンディング技術の動向と脱Auボンディングワイヤの取り組み
1.ボンディング技術とワイヤ要求性能
2.Cuワイヤの技術課題と新製品開発
3.高機能被覆Cuワイヤの特徴
 3.1 ワイヤ接合性
 3.2 ボール形成ガスの水素フリー化
 3.3 接合信頼性の向上
 3.4 PCCワイヤの実用化

4. 高信頼性Agワイヤの開発
 4.1 Agワイヤの要求
 4.2 メモリー用Agワイヤの開発

第3節 高信頼性銀ナノペースト接合材とパワーデバイスへの適用
1.高温環境用途の金属ナノ粒子接合材
 1.1 接合用途の金属ナノ粒子の特徴
 1.2 金属粒子の接合材への展開
 1.3 Cuへのダイレクトボンディング

2. Cuへの接合メカニズムの解明を指向した表面保護剤の挙動の解析
 2.1 Agナノ粒子の酸化抑制機構の調査
 2.2 Agナノ粒子保護剤の熱挙動
 2.3 Cu接合メカニズムの考察

3.接合信頼性
 3.1 高温放置試験
 3.2 パワーサイクルテスト(PCT)

4.高温環境適応への新規技術
 4.1 Niへのダイレクトボンディング
 4.2 高温での接合とメカニズム

第4節 パワーデバイスの高温動作に向けたダイボンド材料及び焼結接合技術
1.高温対応ダイボンド材料の必要性
2.高温対応ダイボンド材料のベンチマーク
3.Agナノ粒子およびAgナノ粒子ペースト
 3.1 粒子微細化による焼成温度低下のメカニズム
 3.2 粒子微細化によるデメリット
 3.3 Agナノ粒子ペースト

4.Agナノ粒子の焼結接合
 4.1 焼結現象の基礎
 4.2 焼結法の基礎

5.Agナノ粒子焼結接合の高温脆化現象と高信頼化
 5.1 Agナノ粒子焼結接合の高温脆化現象
 5.2 Agナノ粒子焼結接合の高信頼化

第5節 プリント基板を活用したパワエレ機器の実装技術
1.PAB技術
 1.1 プリント基板の利点
 1.2 補助部材による放熱構造
 1.3 PAB技術の適用事例

2.金属筐体への伝導冷却
 2.1 要素技術
 2.2 絶縁型降圧DC/DC コンバータへの適用事例

第6節 パワー半導体モジュールの高電力密度化を支える熱設計と実装技術
1.パワーモジュールに求められる熱設計、実装技術
2.パワーモジュールの高耐熱化技術
 2.1 パワーモジュール構成部材に要求される耐熱温度
 2.2 接合材高耐熱化技術
 2.3 ワイヤ接合部高耐熱化技術

3.パワーモジュールの高放熱化技術
 3.1 パワーモジュールの放熱構造
 3.2 絶縁基板の高放熱化
 3.3 放熱グリス層の高放熱化
 3.4 直接冷却構造による高放熱化

第6章 高周波基板材料の開発と低誘電率化技術

第1節 5Gに対応したLCP材料設計と特徴を最大限利用するための材料・成形法選択
1.液晶ポリマー
2.誘電特性に優れたラペロスRLCPとその特徴
 2.1 高周波対応電子部品に要求される誘電特性
 2.2 誘電特性とその測定方法について
 2.3 LCPの誘電特性
 2.4 高周波伝送に対応するコネクター用LCP材料

3.材料選択における注意点

第2節 高周波基板に向けた層間絶縁樹脂の低誘電正接化
1.樹脂設計
2.樹脂特性
3.FPC向け接着剤特性
 3.1 用途例1(低誘電カバーレイ)
 3.2 用途例2(高速伝送FPC用FCCL)
 3.3 用途例3(リジッド基板用銅箔プライマー)

3.低伝送損失基板を実現する低誘電・高接着な層間絶縁樹脂の設計
4.ふっ素系高周波基板材料の技術動向と今後の展開

第3節 低伝送損失基板を実現する低誘電・高密着な層間絶縁樹脂の設計
1.フリップチップパッケージとその工法
 1.1 フリップチップパッケージ
 1.2 セミアディティブ法

2.低伝送損失基板向け層間絶縁材料への要求特性
 2.1 低伝送損失基板の用途と要求特性
 2.2 低伝送損失基板向け層間絶縁材料への要求特性

3.低伝送損失基板向け層間絶縁材料の設計
 3.1 低誘電正接化
 3.2 絶縁材料と導体界面の平滑化

第4節 ふっ素系高周波基板材料の技術動向と今後の展開
1.最近のふっ素基板の市場動向について
2.なぜふっ素樹脂基板なのか
3.ふっ素樹脂基板の種類、製法
4.ミリ波向け基板材料への要求事項
 4.1 低損失化
 4.2 低線膨張係数化
 4.3 薄型化
 4.4 比誘電率の低バラツキ化

5.日本ピラー工業でのミリ波の取り組み
 5.1 ミリ波比誘電率・誘電正接測定
 5.2 ミリ波アンテナ設計開発・評価測定
 5.3 ミリ波多層基板設計開発

6.今後の技術の展開の可能性

第7章 高周波基板の設計と測定技術

第1節 5G時代の高速・高周波基板の設計
1.信号配線の特性インピーダンス制御
 1.1 シングルエンド配線構造と特性インピーダンス
 1.2 差動信号伝送の配線構造と差動インピーダンス

2.信号伝搬モードと信号伝搬速度
3.クロストークノイズ
4.ヴィア部のインピーダンス不連続とオープンスタブ
 4.1 ヴィアのインピーダンス不連続
 4.2 ヴィアのオープンスタブの違いによる信号の減衰極周波数

5.高周波域での信号損失
 5.1 表皮効果による導体損失
 5.2 誘電損失
 5.3 散乱損失
 5.4 FR-4材と低損失材との比較例

6.ガラスクロスの影響

第2節 5Gやミリ波帯向けの基板材料特性を高精度に測定する構造
1.複素誘電率の測定方法
 1.1 周波数依存性の測定方法
 1.2 温度依存性の測定方法

2.複素誘電率の取得結果
 2.1 周波数依存性の取得結果
 2.2 温度依存性の取得結果

3.伝送損失シミュレーション
 3.1 伝送損失の計算方法
 3.2 伝送損失の計算結果

第3節 プリント配線板用電解銅箔の材料・高周波特性
1.電解銅箔の製法
 1.1 原箔の製造方法
 1.2 表面処理箔の製造方法

2.電解銅箔の特長
 2.1 結晶組織
 2.2 機械的特性
 2.3 代表的品種紹介

3.Sパラメータを用いた導体表面粗さの抽出
4.高速デジタル回路の検討

第4節 高周波基板材料の誘電率計測技術
1.誘電率とは
2.誘電率の代表的な測定方法
 2.1 反射伝送法
 2.2 共振器法

3.面内方向の共振器法誘電率測定:Split-cylinder共振器法
4.面直方向の共振器法誘電率測定:平衡型円板共振器法

第8章 フレキシブルプリント配線板の開発とフレキシブルデバイスへの実装

第1節 FPCの材料、技術開発動向と今後の展望
1.FPCの材料と開発動向
 1.1 FPCの特長
 1.2 FPCの種類と構造
  1.2.1 片面FPCの構造
  1.2.2 両面FPCの構造
  1.2.3 多層FPC(4層の例)の構造
  1.2.4 リジッドフレキ(4層の例)の構造

2.FPCの構成材料
 2.1 絶縁フイルム(ベースフイルム/カバーレイフイルム)
 2.2 銅箔(電解銅箔、圧延銅箔)
 2.3 FCCL
 2.4 カバー材(カバーレイ、カバーコート)
 2.5 シールドフイルム
 2.6 補強板
 2.7 接着剤
 2.8 まとめ

3.次世代FPCの市場と開発動向
 3.1 高速伝送FPCの市場と開発動向
  3.1.1 高速伝送FPCの市場
  3.1.2 高速伝送FPCへの要求特性
  3.1.3 高速伝送FPCの材料開発
  3.1.4 スマートフォン向け高速伝送FPC
  3.1.5 アンテナモジュール向けFPC
  3.1.6 LCP-FPCの製造プロセス
  3.1.7 5G 向けFPCの今後の展開
 3.2 高密度配線(ファイン回路・多層)FPC
  3.2.1 高密度配線の最新動向
  3.2.2 多層FPCの種類と製造プロセス
  3.2.3 リジッドフレキ(R/F)の製造プロセス
 3.3 SAP(Semi Additive Process)/MSAP(Modified SAP)量産化
 3.3.1 SAP/MSAPの製造プロセス

4.まとめ

第2節 透明フレキシブル基板“SPET”の特性と市場動向
1.透明サブストレート市場
2.透明フレキシブル基板“SPET”
 2.1 透明フレキシブル基板“SPET”の特徴
 2.2 透明フレキシブル基板“SPET”の構造
 2.3 透明フレキシブル基板“SPET”の製造工程

3.透明フレキシブル基板“SPET”の用途

第3節 プリンテッドエレクトロニクス用基板材料の開発、国際標準化
1.プリンテッドエレクトロニクス
 1.1 電子産業における印刷技術の適用とプリンテッドエレクトロニクス
 1.2 パターン複製技術としての印刷技術と印刷技術の特性
  1.2.1 印刷法と写真法
  1.2.2 印刷技術固有の特性
 1.3 プリンテッドエレクトロニクスにおける基板材料への要求特性

2. プリンテッドエレクトロニクス用高分子フィルム
 2.1 代表的な高分子フィルム
 2.2 表面平滑性
  2.2.1 滑剤制御
  2.2.2 オリゴマー制御
 2.3 低熱収縮率
  2.3.1 アニール処理
  2.3.2 剛直分子構造による低熱収縮率化
 2.4 低線膨張係数

3.プリンテッドエレクトロニクス用基板材料に関する国際標準化動向
 3.1 国際標準化の意義
 3.2 IEEEにおける標準化
 3.3 米国における標準化(IPC,ASTM)
 3.4 IECにおける国際標準化
  3.4.1 IEC/TC119と日本国内委員会
  3.4.2 プリンテッドエレクトロニクス標準化専門委員会とJEITA規格
  3.4.3 プリンテッドエレクトロニクス用基板材料に関する国際規格

第4節 量産現場における鉛フリーはんだの問題と対策
1.はんだ付けの基本
 1.1 フラックスの役割と効果
 1.2 温度プロファイル
 1.3 フラックスの熱反応特性

2.特殊基板のはんだ付け
 2.1 3D(MID)実装
3.実装工法の変更
 3.1 立体リフロー
 3.2 耐熱性の低い部品のリフロー化

4.現場における良否判定基準
 4.1 温度プロファイルの違い
 4.2 良否判定の観察ポイント

第5節 エアロゾルジェット技術による3次元曲面への回路印刷
1.ピエゾ方式インクジェット技術の原理と課題
 1.1 ピエゾ方式インクジェット技術の原理
 1.2 ピエゾ方式インクジェット技術の3次元曲面への印刷における課題

2.エアロゾルジェット技術の原理と特徴
 2.1 エアロゾルジェット技術の原理
 2.2 エアロゾルジェット技術の特徴

3.エアロゾルジェット技術の3次元曲面への印刷における課題と実例

第9章 部品内蔵基板技術の開発と実装技術

第1節 小型・薄型・高放熱SiPを実現する配線技術の開発
1.従来構造の課題
2.最適インダクタンス設計
 2.1 概要
 2.2 提案構造への適用
 2.3 各層の配線パターン

3.評価
 3.1 信号品質
 3.2 電源品質
 3.3 放熱特性

4.動作実証
 4.1 LSIテスト
 4.2 実機による動作確認
 4.3 近傍磁界特性
 4.4 放熱特性
 4.5 温度サイクル試験

第2節 薄膜キャパシタ内蔵基板の開発と製品化
1.パッケージ基板構造
 1.1 コア層付きビルドアップ基板への適用
 1.2 コアレス・ビルドアップ基板への適用

2.TFC内蔵パッケージ基板のメリット
 2.1 高周波領域での性能向上
 2.2 容量設計の自由度向上
 2.3 実装部品の薄型化高周波領域での性能向上

3.電気特性評価結果
4.信頼性評価結果

第3節 2.3D 高密度配線パッケージ基板開発
1.ヘテロジーニアスにおけるシリコンインターポーザーと代替材料
2.2.5D パッケージ基板と2.1D,2.3Dパッケージ基板の比較
3.2.3Dパッケージ基板
 3.1 構造による製造コストの利点
 3.2 製造プロセス
  3.2.1 ビルドアップ基板
  3.2.2 薄膜配線基板
  3.2.3 薄膜微細配線基板実装,チップ実装の工程

3.実装評価
 3.1 低融点はんだによる接続部分の応力緩和と基板反り抑制の効果
 3.2 ビルドアップ基板材料のCTEによる基板反り

第4節 絶縁性フィルムを基材とした部品内蔵配線板の開発と展望
1.フィルム基材部品内蔵配線板とは
 1.1 分類
 1.2 材料
 1.3 構造

2.フィルム基材部品内蔵配線板のタイプと特徴
3.製造方法
 3.1 多層化および部品埋め込みプロセス
 3.2 逐次積層法
 3.3 一括積層法

4.試作例と評価

第10章 小型、薄層化に対応したプリント基板周辺材料の開発

第1節 低粗化かつ高密着性を有する銅箔処理技術
1.CuTAP処理技術
2.性能評価
 2.1 評価銅箔
 2.2 銅箔表面状態の確認
 2.3 密着性評価
 2.4 配線形成性
 2.5 伝送損失

第2節 キャリア付極薄銅箔の最近の技術開発動向
1.MicroThin?の特長 
2.サブトラクティブ法とMSAP法の違い
3.極薄銅箔に対する要求特性
 3.1 フラッシュエッチング性
 3.2 キャリア箔剥離強度
 3.3 Low CTE基材への対応
 3.4 SAP法への応用

第3節 集積回路の高密度化に向けた電磁ノイズ抑制熱伝導シートの開発
1.はじめに
2.Thermal Interface Material (TIM)とは
3.炭素繊維熱伝導シート
4.電磁ノイズ抑制高熱伝導シート構成2)
5.熱伝導特性
6.炭素繊維の配向性解析
7.比誘電率と比透磁率の測定
8.電磁波減衰特性
9.放射電磁界シミュレーション
 9.1 解析モデル
 9.2 放射電界抑制効果

10.使用構造における電磁ノイズ抑制効果
11.まとめ

第4節 微細回路形成用感光性材料の開発動向
1.感光性フィルムについて
2.開発品の設計手法
3.レジストパターン欠損の低減
4.開発品の銅回路加工性

第5節 Fan-Outプロセス、2.5D、3D実装に対応した半導体パッケージへのガラス基板の応用
1.WLP/PLP技術でのキャリアガラス
 1.1 WLP/PLP技術、キャリア基板への要求仕様
 1.2 WLP/PLP技術、キャリア基板への要求仕様
 1.3 PLP技術へのガラス適用

2.サブストレートとしてのガラス
 2.1 サブストレートとしてのガラスの特徴
 2.2 Through Glass Via、Through Quartz Via

第6節 WLP、Fan-Out WLPに対応したプロセス、材料、装置の提案
1.Wafer Level Package向け材料の提案
 1.1 WLP用裏面保護テープ
 1.2 スティルス・ダイシング透過型裏面保護テープ
 1.3 バンプ・サポート・フィルム

2.Fan-Out Wafer Level Package向け装置、材料の提案
 2.1 エキスパンド装置
 2.2 高エキスパンド・テープ

第11章 基板実装材料の開発と基板の接続信頼性向上技術

第1節 焼結型Agペーストによる無加圧接合技術と信頼性評価
1.背景
 1.1 Ag接合材料の概要
2.無加圧低温接合と信頼性 
 2.1 実験方法
 2.2 結果考察
3.無加圧Cu直接接合と信頼性 
 3.1 実験方法
 3.2 結果考察
4.まとめ
 4.1 無加圧低温接合
 4.2 無加圧Cu直接接合

第2節 低銀および銀フリーはんだの開発と接続信頼性向上

第3節 アンダーフィル材の開発と絶縁信頼性に優れた微細配線層の開発
1.アンダーフィル材
 1.1 アンダーフィル材の役割
 1.2 先塗布型アンダーフィルの積層方式
 1.3 先塗布型アンダーフィルのCoC積層事例
 1.4 先塗布型アンダーフィルのCoW方式の検討事例
 1.5 先塗布型アンダーフィルの生産性に優れたTSVチップ積層方式の検討事例
 1.6 新規アンダーフィルによる噛込改善とリフロー接続プロセス
2.感光性絶縁材料を用いた微細配線層
 2.1 微細配線層の役割
 2.2 微細配線層の作製プロセス
 2.3 感光性材料を用いた微細配線層の検討事例
 2.4 高周波パッケージ向け感光性絶縁材料の開発事例


第4節 プリント配線板の加湿試験における留意知見と絶縁信頼性への影響
1.加湿試験とは?
2.加湿試験の実際と疑問点
3.加湿試験における温湿度パラメータの影響
 3.1 吸湿試験
 3.2 腐食試験
4.加湿試験における絶縁信頼性への影響
 4.1 代表的な温湿度条件における材料と吸水率の関係
 4.2 代表的な温湿度条件における吸水率、絶縁抵抗、絶縁寿命の関係

第5節 樹脂の硬化収縮による物性変化を考慮した回路基板の反り予測技術
1.基板反りの実測およびシミュレーション方法
 1.1 測定用基板の概要
 1.2 基板の熱反り測定
 1.3 基板の熱反りシミュレーション
 1.4 基板反りシミュレーションに用いる材料物性測定
2.基板反りとシミュレーション用材料物性値の測定結果
 2.1 基板の熱反り測定結果
 2.2 基板反りシミュレーション用材料物性値の測定結果
3.基板反りシミュレーション結果と実測値との比較

第6節 減圧プラズマ表面改質によるフッ素樹脂、LCP等低誘電率基板へのダイレクトめっき、接着剤レス ダイレクト貼り合わせ技術
1.背景及び目的
 1.1 背景
 1.2 目的
2.実験方法
 2.1 フッ素(FEP,PTFE)フィルム、LCPフイルムのプラズマ表面改質
 2.2 フッ素フィルム、LCPフイルム、ポリイミド、ガラスへのダイレクト銅めっき
 2.3 FEPフィルム、LCPフイルム、銅(Cu)箔への直接貼り合わせ
 2.4 特性評価
3.結果及び考察
 3.1 フッ素フィルムのプラズマ表面改質及びめっき
  3.1.1 フッ素フィルムのプラズマ表面改質
  3.1.2 フッ素フィルムへのダイレクト銅めっき
  3.1.3 フッ素フイルム剥離界面の解析
 3.2 LCPフィルムのプラズマ表面改質及びめっき
 3.3 COPフィルムのプラズマ表面改質及びめっき
 3.4 ポリイミドフィルムのプラズマ表面改質及びめっき
 3.5 ガラス基板のプラズマ表面改質及びめっき
 3.6 FEPフィルム、LCPフイルム、銅(Cu)箔への直接貼り合わせ

第12章 回路基板への微細配線形成技術

第1節 低熱膨張係数銅めっき技術の開発
1.実験方法
2.結果と考察
3.結論

第2節 レジストプロセスの最適化とトラブル対策
1.リソグラフィープロセス
 1.1 プロセスフロー
 1.2 DFRレジストによるメッキプロセス
 1.3 シランカップリング処理

2.レジストプロセスに起因した欠陥
 2.1 レジスト膜の表面硬化層
 2.2 濡れ欠陥(ピンホール
 2.3 ポッピング
 2.4 環境応力亀裂(クレイズ)
 2.5 乾燥むら
 2.6 微小気泡

第3節 ファインパターン対応無電解金/無電解パラジウム/無電解金(IGEPIG)工程の紹介
1.実験条件
 1.1 評価基板
 1.2 めっき工程

2.皮膜評価結果
 2.1 細線パターン性
 2.2 はんだ接合信頼性
 2.3 ワイヤボンディング特性
 2.4 伝送損失特性
3.反応初期における結晶成長観察

第4節 耐熱性に優れたダイレクト無電解Pd/Auめっきプロセスの開発
1.開発上の課題と目標
 1.1 開発の背景
 1.2 開発課題
 1.3 開発目標

2.銅配線浸食作用の低減
3.銅配線上のPdとAuめっき液の析出性
 3.1 析出速度の改善
 3.2 酸化防止処理工程の開発
 3.3 新開発プロセスと処理条件
4.新規ダイレクトPd/Auめっき膜の組立特性
 4.1 はんだボール接合性
 4.2 金ワイヤボンディング性
 4.3 Pdめっき膜の銅拡散防止性

5.微細配線へのめっき処理

第5節 露光装置の微細化への対応
1.要求されるアプリケーション
2.ダイレクト描画露光Diシリーズ装置性能と評価結果
3.ステッパー露光PPSシリーズ装置性能と評価結果

第6節 Additiveプロセス型Roll to Roll微細配線形成技術と光応答性表面処理材料の開発
1.提案するAdditiveプロセスについて
 1.1 Subtractiveプロセスの課題
 1.2 Roll to Roll直描露光装置
 1.3 露光波長365nmの適用  
 1.4 従来のプリント基板の製造工程と課題
 1.5 めっき・印刷を用いたAdditiveプロセスへのアプローチ

2. めっき配線技術と触媒捕捉性の光制御    
 2.1 アミノ基表面基板での無電解めっきの析出機構
 2.2 光応答性表面処理材料の設計と合成・評価  
 2.3 表面処理基板の触媒捕捉能検証
 2.4 めっき工程検証結果

3.印刷配線技術とインク反撥性の光制御 
 3.1 輪転印刷の原理と表面自由エネルギー
 3.2 印刷用光応答性表面処理剤の設計と合成・評価
 3.3 表面処理基板の選択的インク反撥性の検証とSFEの解析
 3.4 印刷工程検証結果

第7節 銀ナノ粒子をシード層に用いたセミアディティブ法による銅配線形成技術
1.開発の経緯
2.銀をシード層とする銅めっきプロセスの概要と特徴
3.銀を使用するセミアディティブ法「銀SAP」
4.基材/高分子密着層/銀ナノ粒子層/銅配線の密着機構
5.絶縁信頼性
6.今後の展望

第8節 表題:Line/Space=1/1 μmの配線形成技術とその課題
1.無電解銅めっきプロセス 
 1.1 薄膜化に対応する無電解銅めっき
  1.1.1 微細配線形成に対する要求と課題
  1.1.2 薄膜時のビアつきまわり性改善
 1.2 ビア底部における結晶連続性が接続信頼性に与える影響
  1.2.1 無電解銅めっきの薄膜化
  1.2.2 ビア底部における有機物残差の影響
  1.2.3 結晶連続性による接続信頼性の向上

2.硫酸銅めっき
3.フラッシュエッチングに求められる選択性

第9節 分子接合技術による次世代配線形成技術
1.分子接合技術の概要
2.フレキシブルプリント配線板(FPC)への応用
3.レジストを使わないダイレクトパターン形成
4.放熱分野への展開

第13章 基板積層のためのビア、導通経路形成技術と研磨技術

第1節 プリント配線板の各応用に向けたドリル、ルーターの技術開発
1.プリント配線板加工用のドリル、ルーター
 1.1 プリント配線加工用ドリル
 1.2 プリント配線加工用ルーター

2.プリント配線板用工具のコーティングと、プリント配線板加工用工具への応用事例
 2.1 DLC(ダイヤモンドライクカーボン)コーティング工具の応用事例
 2.2 耐摩耗系(遷移金属窒化物、ダイヤモンド)コーティング工具の応用事例

第2節 プリント回路基板のレーザーカット技術とその展望
1.PCB切断技術/レーザーデパネリング
2.レーザーデパネリングに使用するレーザー
3.レーザーデパネリングの利点
4.レーザーデパネリングの欠点

第3節 微細配線化とビアフィリング技術
1.硫酸銅めっきへの要求
2.ビアフィリング技術
3.半導体集積回路のビアフィリング技術
4.プリント配線板の製造方法
 4.1 リジッド配線板のビアフィリング技術
 4.2 サブストレートのビアフィリング技術
 4.3 インターポーザの微細配線化とビアフィリング技術

4.4 FOWLP (Fan Out Wafer Level Package)
5.ビアフィリング関連技術

第4節 フォトデスミア処理と有機配線層の信頼性試験
1.パッケージ技術
 1.1 セミアディティブプロセス
 1.2 ドライプロセス化

2.フォトデスミアプロセス
 2.1 フォトデスミア装置
 2.2 スパッタ技術の利用
 2.3 インテグレーテッドドライプロセス

3.信頼性試験
 3.1 基礎評価
 3.2 テストビーグル

第5節 フラックス洗浄の動向と今後の課題
1.フラックス洗浄における概要
 1.1 洗浄とは?
 1.2 乾式洗浄と湿式洗浄
 1.3 溶解と分散の違い
 1.4 リンス・乾燥の重要性
 1.5 有機溶剤と水系洗浄液

2.日本の「特殊」な洗浄環境
 2.1 相違の原点は?
 2.2 有機溶剤洗浄の歴史
 2.3 有機溶剤洗浄の台頭と変化
 2.4 海外のフラックス洗浄
 2.5 洗浄技術の幅と蓄積

3.洗浄を難しくする化学的要因
 3.1 はんだペーストの組成
 3.2 はんだペースト組成の変化
 3.3 搭載部品の多様化

4.洗浄を難しくする物理的要因
 4.1 小型化に伴う高密度化の現状
 4.2 高密度化の具体例
 4.3 スタンドオフ洗浄の原理
 4.4 スタンドオフ洗浄の最大のポイント ⇒ 液の置換性

5.新たな洗浄の考え方
 5.1 環境と人に対しての配慮
 5.2 「剥離」という新たな考え方 難溶性物質
 5.3 狭ピッチ・スタンドオフ洗浄 ⇒ 水系×スプレー方式の有用性

6.今後の洗浄に求められるもの

第6節 プリント基板に向けた不織布研磨ホイールの提案
1.不織布研磨ホイールの製造プロセス
 1.1 不織布基材
 1.2 研磨材原反
 1.3 研磨ホイール

2.不織布研磨ホイールの用途(プリント基板製造プロセス)
 2.1 穴あけ後バリ取り研磨(めっき前研磨)
 2.2 ドライフィルムラミネート前研磨(回路形成前研磨)
 2.3 ソルダーレジスト塗布前研磨
 2.4 穴埋めインク(樹脂)除去研磨

3.オーダーメイド型不織布研磨ホイールの提案
 3.1 サイクロンホイール(Cy)
 3.2 ヴォルケーノホイール(Vo)
 3.3 ストーンホイール(St)
 3.4ミストホイール(Mst)

第14章 プリント基板のノイズ対策技術

第1節 プリント基板のEMC設計に盛り込むべきポイントと効果
1.回路設計を行う前に電気設計者が実施すべきこと
2.プリント基板のノイズを低減するための基礎知識
 2.1 クーロンの法則をプリント基板に応用
 2.2 リターン電流経路について
 2.3 層をまたぐ信号配線のリターン電流
 2.4 層構成について

3.グラウンド面を効果的に使う
 3.1 ノイズ電流を広げないためにスルーホールを活用
 3.2 スルーホールを並べて配置することによる弊害
 3.3 バス信号間のグラウンドの効果と問題点

第2節 高速メモリ設計に向けたシミュレーション技術と動作不具合対策
1.DDR2 SDRAMを実装したプリント基板における動作不具合
 1.1 動作不具合内容、および、機器のシステム概要
2.プリント基板シミュレーション技術と動作不具合対策
 2.1 プリント基板設計の目視による懸念点の洗い出し
 2.2 シミュレーションによる設計検証
 2.3 考察および動作不具合の原因の推測
 2.4 対策検討
 2.5 Power-Aware-SIシミュレーション

3.電源設計の重要性

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