일본산업뉴스요약

디지털 Biz&Tech
반도체 접합, IoT를 지원한다
저온∙저가중의 신기술로 기판소재의 다양화.

반도체수탁생산 벤처기업의 Connectec Japan(니이가타현)은, 저온(低溫)∙저가중(低 加重)으로 기판에 접합하는 장치를 개발하고 있다. 연산회로와 센서를 다양한 재료 위에 접합할 수 있게 되고, 각종 사물이 인터넷으로 이어지는「IoT」를 지탱하는 기술이 될 가능성이 있다. 현재는 시작단계이지만, 2018년 중에 제품으로써 판매를 시작할 계획이다.

원반상태의 웨이퍼로 형성한 다수의 전자회로를 한 조각씩 잘라낸 뒤, 복수의 반도체 칩을 한 세트로 하여 수지 등으로 봉지하는 작업을 패키징 공정이라고 부른다.

커넥텍재팬은 이 중 반도체 칩과 기판을 물리적으로 연결하는 신기술「MONSTER PAC」를 가진 벤처기업이다.

기판과 반도체 칩을 연결할 때, 이전은 얇은 와이어로 물리적으로 배선하는 것이 일반적이었다. 최근은 웨이퍼 표면에 금속도금으로 범프라고 불리는 돌기를 붙이고, 열과 압력을 가해 접합하는「플립칩 본딩(Flipchip Bonding)」이라고 하는 수법이 늘고 있다. 반도체부품을 소형화 가능하기 때문이다.

커넥텍재팬의 신기술은 플립칩과 비슷하다. 단 접합에는 독자개발의 도전 페이스트와 경화수지를 사용하고, 기판 측에 범프를 형성하는 점이 다르다. 구멍을 낸 금속 마스크 너머로 칠하는 형태로 기판의 융합부에 도전 페이스트를 인쇄한다. 열로 경화하는 수지를 주입하고, 반도체 칩을 씌우는 형태로 접착한다.

접착 시에 가하는 압력은 종래의 고작 20분의 1이다. 수지를 경화시키기 위해 일정 온도는 필요하지만, 종래의 260도와 비교하면 큰 폭으로 낮은 170도이다.

일례이지만, 반도체기술을 응용하여 복잡한 기계구조를 만드는 MEMS가 있다. 센서 등에 사용되지만, 도금으로 융합부분 만들 때에 구조가 부서지기 쉽고, 현재는 와이어 본딩에 의한 배선의 수단만 있다. 하지만 와이어는 플렉서블 기판에 접속하면 떨어지기 쉽다고 하는 과제가 있다.

신기술이라면 안정된 접합이 가능하다. MEMS와 메모리 및 연산회로를 일체로 패키징하는 것도 가능하다. 일례로 커넥텍에서는, 초음파장치의 센서의 제조에 활용하고, 접속 시에 압력이 가해져도 부서지기 어렵게 했다.

높은 열과 압력을 가할 필요가 없기 때문에, 장치는 큰 폭으로 소형화가 가능하다. 세 종류의 장치로 구성되는 가공라인은, 한 테이블 위에 올릴 수 있는「Desk Top Factory(DTF)」를 실현했다.

커넥텍재팬 창업자인 히라타 대표는, 원래 파나소닉의 반도체부문 출신이다. 다른 임원과 사원도, 일본의 대기업 출신으로 반도체기술에 정통한 인재가 많다.

패키징가공은 중국과 대만으로 옮겨가고, 현재도 일본에 남아 있는 공장은 2000년의 5분의 1 정도이다. 하지만 “재료기술 등이 집적하는 일본은 아직 새로운 것을 만들어 낼 수 있다.” 라고 강조한다. 장치개발에서는, 적은 힘의 가감을 컨트롤 가능한 중소기업의 기술을 활용했다.

앞으로는 보다 저온에서도 반도체 칩과 기판을 접합 가능한 경화수지의 개발을 추진한다고 한다. 목표는 80도 이다. 일반적으로 사용되는 수지에서도 변질되지 않는 온도가 되고, 웨어러블 소재에 실장하는 등 반도체 칩의 응용범위를 넓혀갈 것으로 보고 있다.

   -- 끝 --