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モールド時のチップへの応力緩和とは?課題と対策・製品を解説

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モールディングにおけるモールド時のチップへの応力緩和とは?
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モールディングにおけるモー ルド時のチップへの応力緩和
モールディングにおけるモールド時のチップへの応力緩和とは?
半導体パッケージングプロセスにおけるモールディング工程では、半導体チップを保護するために樹脂で封止します。この際、樹脂の硬化収縮や熱膨張率の違いにより、チップや基板に応力が 加わります。応力緩和とは、これらの応力を低減し、チップの信頼性低下や破損を防ぐための技術や手法を指します。
課題
樹脂硬化時の収縮応力
モールディング樹脂が硬化する際に体積が収縮し、チップや基板に応力集中を引き起こします。
熱膨張率の不一致
チップ、基板、封止材の熱膨張率の違いにより、温度変化時に応力が発生し、チップにダメージを与えます。
ワイヤボンドへの影響
チップと外部端子を接続するワイヤボンドに応力が集中し、断線や接触不良の原因となります。
チップ割れ・剥離リスク
過大な応力は、チップ自体の割れや、チップと封止材の剥離を引き起こし、製品の信頼性を著しく低下させます。
対策
低応力封止材の採用
硬化収縮が少なく、熱膨張率がチップや基板に近い低応力タイプの封止材を選択します。
モールド条件の最適化
樹脂の充填温度、圧力、硬化時間などのモールド条件を調整し、応力発生を抑制します。
構造設計の工夫
チップや基板の形状、厚み、配置などを工夫し、応力集中を分散させる設計を行います。
応力緩和層の導入
チップと封止材の間に、応力を吸収・分散するバッファ層を設けます。
対策に役立つ製品例
低弾性率封止材
硬化時の収縮応力が小さく、熱膨張による応力も吸収しやすい特性を持つ封止材です。
応力分散構造設計支援ツール
有限要素法(FEM)解析などを活用し、モールド時の応力分布をシミュレーションし、最適な構造設計を支援するソフトウェアです。
特殊充 填技術を用いたモールド装置
樹脂を低圧・低速で充填することで、チップへの直接的な衝撃や応力集中を低減するモールド装置です。
高機能バッファ層材料
チップ表面に塗布または積層することで、封止材からの応力を効果的に吸収・分散させる材料です。
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