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熱伝導率・低応力性・高密着性・高耐熱性・高放熱性・トラブルに対応するための

最新!半導体・LEDにおける
 
封止技術材料開発大全集

■ 執筆者(敬称略)
日本化薬(株)
新日鐵化学(株)
ジャパンエポキシレジン(株)
松下電工(株)
松下電工(株)
日東電工(株)
(株)ミスズ工業
サンスター技研(株)
ナガセケムテックス(株)
ジャパンエポキシレジン(株)
旭有機材工業(株)
北興化学工業(株)
(有)アイパック
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梶 正史
村田 保幸
斉藤 英一郎
紺田 哲史
三宅 清
原 秀和
奥野 辰弥
谷岡 由男
大沼 吉信
稲富 茂樹
大橋 賢治
越部 茂
半導体材料技術コンサルタント
(株)トクヤマ
(独)産業技術総合研究所
アユミ工業(株)
住友ベークライト(株) 
ローム(株) 
サンユレック(株)
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東レ・ダウコーニング(株)
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ダイセル化学工業(株)
(株)スリーボンド
鈴木 宏
浦川 孝雄
高尾 泰正
阿部 英之
伊藤 慎吾
田畑 晴夫
奥野 敦史
田部井 栄一
吉武 誠
壁田 桂次
井 英行
椙尾 孝司
■ 目  次
 

第1章 封止材料における強靭化、耐熱性向上、低応力化と硬化剤、
      フィラーの配合設計
 

●第1節 エポキシ樹脂の強靭化と耐熱性の向上および内部応力解析

1.著作権の都合上、掲載しておりません

2.ノボラック型エポキシ樹脂

 1.クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
 2.ナフタレン含有ノボラック型エポキシ樹脂
 3.ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂
 4.トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂
 5.テトラキスフェノールエタン型エポキシ樹脂
 6.ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂
 7.フェノール・ビフェニル型エポキシ樹脂
 8.結晶性エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂の混合物

3.エポキシ樹脂の耐熱性、耐湿性向上技術

 1.ナフタレン型エポキシ樹脂
   1-1 架橋密度の耐熱性、耐湿性におよぼす影響
   1-2 ナフタレン系硬化剤より得られる硬化物の物性

4.著作権の都合上、掲載しておりません

5.ナノハイブリッド化によるエポキシ樹脂高機能化の概念

 1.ナノハイブリッド化によるエポキシ樹脂高機能化の概念
 2.使用材料と評価方法
   2-1 原材料
   2-2 ナノハイブリッド化および物性評価
 3.評価結果
   3-1 長鎖モノアミン修飾剤の評価
   3-2 トリアミン修飾剤の評価
   3-3 グアニルウレア修飾剤の評価

6.著作権の都合上、掲載しておりません

7.半導体パッケージにおける反りと残留応力の熱粘弾性解析技術

 1.緒言
 2.封止樹脂の硬化収縮率の評価方法
 3.封止樹脂の熱粘弾性解析技術
 4.TSOPパッケージの反り解析への適用
   4-1 背景と目的
   4-2 TSOPパッケージ反りの測定
   4-3 TSOPパッケージ反りの数値解析
 5.BGAパッケージの反り変形解析への適用
   5-1 背景と目的
   5-2 BGAパッケージ反りの測定
   5-3 BGAパッケージ反りの数値解析
 6.結言


第2節 アンダーフィル材料における低応力化と信頼性評価および塗布・硬化技術

1.フリップチップボンディング工法における先アンダーフィル工法の適用

 1.先塗布型フリップチップボンディング工法の説明
   1-1 アンダーフィル工法の分類
 2.先にアンダーフィル材を塗布することによるメリット/デメリット
   2-1 工法によるメリット/デメリット
   2-2 生産におけるメリット
   2-3 最適なアンダーフィル方法
 3.先アンダーフィル工法でなければできない技術
  3-1 先アンダーフィル工法が応用できる製品
  3-2 先アンダーフィル工法の特徴技術(ボイド対策)

2.著作権の都合上、掲載しておりません

3.リペアブルアンダーフィル材の設計と信頼性

 1.アンダーフィル材の動向
 2.リペア技術の動向
 3.新規加熱硬化技術とアンダーフィル材としての設計
 4.アンダーフィル材としての信頼性
  4-1 リペア性について
  4-2 電気絶縁性
  4-3 ヒートサイクル性
  4-4 落下衝撃性
  4-5 曲げ特性


第3節 硬化剤における選定と配合技術

1.アミン硬化剤

 1.アミン硬化剤の分類と特徴
   1-1 脂肪族ポリアミン
   1-2 脂環式アミン
   1-3 芳香族アミン
   1-4 ポリアミドアミン
   1-5 第三アミン
 2.アミン硬化剤と硬化収縮率
   2-1 硬化収縮率の抑制剤の種類と特性
   2-2 硬化パターンと線収縮率

 3.アミン硬化剤による耐熱性
   3-1 耐熱タイプのアミン硬化剤
 4.高機能エポキシ樹脂の耐熱性・強靭性
   4-1 高機能エポキシ樹脂の種類と特性
 5.アミン硬化剤による強靭性
   5-1 耐熱タイプのアミン硬化剤の特徴
   5-2 強靭性の高い芳香族アミン硬化剤

2.酸無水物系硬化剤

 1.酸無水物系硬化剤の種類と用途
   1-1 汎用液状酸無水物
   1-2 半導体封止材用酸無水物
   1-3 LED封止材用酸無水物
 2.新規な酸無水物系硬化剤
   2-1 耐熱性酸無水物
   2-2 耐熱性透明酸無水物
   2-3 低粘度可撓性酸無水物
 3.酸無水物の配合および取り扱い上の注意
   3-1 酸無水物の最適配合部数
   3-2 硬化促進剤の影響
   3-3 吸湿による遊離酸の生成
   3-4 炭酸ガスの発生
   3-5 安全衛生

3.フェノール系硬化剤

 1.フェノール樹脂の基礎
   1-1 レゾール樹脂の生成及び硬化反応機構
   1-2 ノボラック樹脂の生成及び硬化反応機構
 2.フェノール樹脂の用途
   2-1 レゾール樹脂の用途
   2-2 ノボラック樹脂の一般的な工業用途
   2-3 ノボラック樹脂のエポキシ樹脂用途
 3.ノボラック樹脂の構造制御
   3-1 フェノール核間連結鎖の結合位置(オルソ/パラ配向性)制御
   3-2 狭分子量分散ノボラック
 4.エポキシ基とフェノール性水酸基の反応
 5.フェノール樹脂系硬化剤に要求される特性
 6.汎用IC封止材用フェノールノボラック樹脂硬化剤
 7.先端IC封止材に用いられる特殊リンケージを有するフェノール樹脂
 8.分子量分散度が及ぼす硬化特性と硬化物の物性影響
 9.硬化剤樹脂のリンケージ位置(オルト/パラ比)が及ぼす硬化特性への影響


第4節 硬化促進剤

1.イミダゾール系硬化促進剤

 1.イミダゾール系
   1-1 イミダゾールとは
   1-2 硬化剤(硬化促進剤)としてのイミダゾールの特長
   1-3 封止材料における硬化促進剤
   1-4 代表的なイミダゾール類
 
2.リン系硬化促進剤

 1.はじめに
   1-1 リン系化合物
   1-2 窒素系化合物
   1-3 硬化促進剤と他材料との相互作用


第5節 フィラー

1.フィラーの概要とその使用実績
  1-1 シリカ
  1-2 シリカと半導体
  1-3 シリカフィラーの種類
  1-4 シリカフィラーの製法
  1-5 シリカの使用実績
  1-6 今後の課題

2.封止材料におけるフィラーの特性と配合設計

 1.はじめに
 2.エポキシ封止材製法、パッケージ成形封止工程およびパッケージ信頼性試験条件の概要
   2-1 エポキシ封止材製法の概要
   2-2 パッケージ成形封止工程の概要
   2-3 パッケージ信頼性試験条件の事例
 3.封止材用フィラーに要求される性質
 4.フィラー配合比と封止材特性
   4-1 フィラー配合比と線膨張率
   4-2 フィラー配合比と熱伝導率
   4-3 フィラー(石英ガラス粉)配合比と機械的性質
   4-4 フィラー(石英ガラス粉)配合比と吸湿特性
 5.フィラー(石英ガラス粉)の球状化の効果
   5-1 フィラー粒子先端における集中応力の分散化
   5-2 フィラー粒子形状と成形時金型磨耗性
   5-3 フィラー配合比、粒子形状と成形時流動性
 6.パッケージの熱応力低減による耐熱衝撃性向上
   6-1 封止材起因熱応力の低減策
   6-2 封止材の線膨張率、曲げ弾性率、円筒応力と薄型パッケージの耐クラック性
   6-3 封止材の線膨張率、ガラス転移点とパッケージ中Au線の耐断線性
 7.吸湿後リフロー時パッケージクラックの発生機構とその対策
   7-1 吸湿後リフロー時パッケージクラックの発生機構
   7-2 リフロー時パッケージクラック発生の防止策
   7-3 フィラー(石英ガラス粉)形状、配合比の効果
   7-4 フィラー(石英ガラス粉)高充填化、高接着化封止材の諸特性

3.半導体封止材用シリカフィラーの技術動向

 1.封止材で使用されるシリカの分類とその製法/特徴/主な用途
   1-1 溶融球状シリカ
   1-2 溶融破砕シリカ
   1-3 結晶質シリカ
   1-4 ゾルゲルシリカ
   1-5 煙霧状シリカ
 2.固形封止材用シリカの技術動向
   2-1 高流動化/低粘度化
   2-2 狭流路充填性の向上
   2-3 高純度化
 3.液状封止材用シリカの技術動向
   3-1 粗大粒子除去ポイントの低下
   3-2 狭ギャップ浸透性の向上
   3-3 高純度化

4.窒化アルミ系フィラー粉体と高放熱封止材料の開発

 1.技術分野の背景と課題
 2.粒子モルフォロジーの外的形状や内部構造の製法


第6節 著作権の都合上、掲載しておりません


第7節 半導体デバイスにおける気密封止技術

 1.リフローによるはんだ還元接合
 2.陽極接合装置
   2-1 AB-60S-M
   2-2 MAB-60
   2-3 AB-40R
 3.表面活性化接合装置
   3-1 SAB-60RD1
   3-2 SAB-60R
 4.貼り合せ装置
   4-1 VJ-60S
   4-2 VJ-60R
 5.アライメント装置


第8節 難燃剤フリーエポキシ樹脂封止材料の特性と高性能化


 1.エポキシ樹脂成形材料の難燃剤フリー化
   1-1 代替難燃剤の添加
   1-2 フィラーの高充填化による難燃化
   1-3 自己消火性を有する樹脂の適用
 2.難燃剤フリーエポキシ樹脂成形材料の特性と高性能化
 3.住友ベークライト(株)の難燃剤フリーエポキシ樹脂成形材料


●第9節 半導体封止用樹脂材料の不良発生メカニズムとその対策


 1.半導体封止の基礎知識
   1-1 半導体の封止方法
   1-2 半導体封止用樹脂材料
   1-3 難燃化
  2.樹脂材料と不良発生
   2-1 粗粒による問題
   2-2 難燃剤による腐食
   2-3 成形時の問題
 3.半導体の不良防止
   3-1 加速試験の理解
   3-2 材料組成の確認
 4.半導体開発動向と樹脂材料
   4-1 半導体の開発動向
   4-2 封止システムの改革
 5.今後の課題


第10節 半導体封止樹脂の試験方法と信頼性評価


 1.成型性の評価と試験方法
 2.封止樹脂の成形性に関する以外の試験法
 3.封止樹脂の信頼性評価法
   3-1 TEG (Test Element Group)について
   3-2 耐湿信頼性
   3-3 低応力性の評価(内部熱応力評価)
   3-4 吸湿後リフロー
   3-5 高温放置試験
   3-6 フィラーダメージの評価


第11節 半導体封止材料のコンパウンド技術

 1.技術分野の背景と課題
 2.粒子モルフォロジーの制御と評価のポイント
 3.粒子モルフォロジーの外的形状や内部構造の製法
 4.粒子モルフォロジーの外的形状や内部構造の調整法
 5.粒子モルフォロジーの外的形状や内部構造の評価法

 

第2章 LED・ディスプレイ用封止技術の開発と特性および信頼性

第1節 独自の白色 LED 封止システム


第2節 LED用シリコーン封止材料の特性

 1.LEDの形状と封止材料の必要特性
 2.軟質シリコーン封止材料
 3.硬質シリコーン封止材料
 4.ダイボンド剤
 5.その他周辺材料へのシリコーンの応用


第3節 LED封止材としてのシリコーンの応用

 1.LED封止材としてのシリコーンへの要求特性
   1-1 LED封止材用シリコーン材料
   1-2 硬化前特性
   1-3 硬化物の初期物性
   1-4 硬化物の耐久性
 2.シリコーンのLED封止材への適用
   2-1 LED用シリコーン封止材の種類
   2-2 シリコーンゲル封止材
   2-3 シリコーンエラストマー封止材
   2-4 シリコーンレジン封止材
   2-5 レンズ材料


第4節 透明シリコーン樹脂の特徴とLED材料への応用

 1. シリコーン樹脂の特徴
   1-1 シリコーン樹脂とは
   1-2 シリコーン樹脂の特徴
   1-3 シリコーン樹脂とエポキシ樹脂の耐熱性・耐UV性の比較
 2. シリコーン樹脂のLEDへの応用
   2-1 シリコーン樹脂のLED用途への応用例
   2-2 シリコーンエンキャップ材
    2-2-1 流動性の高いエンキャップ材
    2-2-2 グローブトップ用のエンキャップ材(COB)
   2-3 LED用エンキャップ材の設計
   2-4 LED用エンキャップ材の使用上の注意
    2-4-1 ステップキュア
    2-4-2 蛍光体の混合
    2-4-3 硬化不良
   2-5 レンズ材料


第5節 エポキシ樹脂を用いたLED封止材料の特性と信頼性


 1.LED封止材料の役割
 2.透明封止材料の劣化要因
 3.透明な硬化物を作るための指針
   3-1 エポキシ樹脂
   3-2 硬化剤
   3-3 硬化促進剤
   3-4 熱カチオン触媒
 4.透明な硬化物を作る硬化条件設定例
 5.硬化物の経時的な着色対策
 6.割れ及び剥がれの対応


第6節 著作権の都合上、掲載しておりません



第7節 有機ELディスプレイ用封止技術
 1.はじめに
 2.シール材に求められる特性
 3.紫外線硬化性樹脂とは
 4.有機EL用シール剤
 5.有機EL用シール剤の今後の課題
 6.固体封止について
 7.まとめ