ダイボンディングとは?初心者でもわかる基礎ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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ダイボンディングとは?初心者でもわかる基礎ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
この記事を書いた人

高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


ダイボンディングとは?

ダイボンディングは、半導体デバイスの製造で使われる重要な工程です。ダイと呼ばれる小さなチップを、基板やパッケージの上に固定する作業のことを指します。ここでは、初心者にも分かるように、基本的な仕組みと現場でのポイントをわかりやすく紹介します。

ダイボンディングの基本的な流れ

まず、ダイボンディングでは以下の順番で作業が進みます。清浄さと正確さが最重要です。

工程説明
準備ダイと基板の表面を清潔にして、パッドの状態を整えます。
アライメント微細な位置決めを行い、ダイの接点と基板のパッドを正確に合わせます。
ボンディングエポキシ系の接着剤やはんだを使って、ダイを基板に固定します。
固着・検査接着を温めて硬化させ、位置のズレや接着強度をチェックします。

ダイボンディングには主に二つの方法があり、それぞれ特徴があります。

主な方法と材料

エポキシ系ダイボンディングは、温度が低めでも作業でき、コストが安いのが魅力です。ただし高温になるとエポキシが変形することがあり、熱に敏感な部品には適さないことがあります。

はんだダイボンディング(ソルダーダイボンディング)は、熱に強く、熱伝導も良好です。高温での処理が必要ですが、長時間安定した接着を作ることができます。

現場でのポイント

ダイボンディングを行う現場では、清浄さと温度管理が特に大切です。微細なほこりや塵がダイの接点を邪魔すると、接着がうまくいかなくなります。また温度が過度に高いとダイや基板が歪むことがあるので、適正な温度・時間で処理します。

用語集

ダイ半導体チップのこと。ウェハから切り出した小さな実体です。
ダイボンディング:ダイをパッケージの指定箇所に固定する加工のこと。
エポキシ系:樹脂系の接着剤の一種。低価格で広く使われます。
ソルダーダイボンディング:はんだを使ってダイを固定する方法。

まとめ

ダイボンディングは半導体パッケージの第一歩となる重要な工程です。ここでしっかり固定できれば、後のワイヤーボンディングや封止工程での信頼性が高まります。初心者の方は、まず基本の流れを覚え、清浄さと正確さを意識して作業の練習を重ねてください。

簡易な比較表

項目エポキシ系ソルダーダイボンディング
コスト安め中〜高め
耐熱性適度高い
導電性良い良好

ダイボンディングの関連サジェスト解説

半導体 ダイボンディング とは
半導体 ダイボンディング とは、半導体チップ(ダイ)を基板やパッケージにくっつけ、電気信号を外部とつなぐための重要な工程です。ダイはとても小さく薄いため、正確な位置決めと信頼性の高い結合が必要です。この工程がうまくいかないと、信号が途切れたり熱がたまって故障しやすくなります。ダイボンディングの基本として、ダイの接着方法には大きく分けて二つがあります。まずエポキシ系の接着剤を使う方法です。これは低温で部品にやさしく貼り付けられ、熱に敏感な部品を守るのに向いていますが、長期的な信頼性を高めるための追加処理が必要なことがあります。もうひとつはんだを使う方法で、はんだの小さな玉をダイと基板のパッドの間に置き、熱と圧力を加えて導通と機械的固定を作ります。はんだボンディングは高密度な接続が可能で、電気的な性能を高めやすい一方、作業温度が高くなる点に注意が必要です。接続のしくみとして、ダイの接合面には金属のパッドがあり、基板には対応するパッドがあります。はんだボンディングでは小さなはんだ玉を用い、熱と圧力でパッド同士を溶着して導通を作ります。エポキシ系の接着では、ダイを基板に貼り付けた後、別の工程で導通を確保します。現代では、フリップチップと呼ばれる方法が増えています。これはダイを上下逆さまにして、はんだボールで直接基板のパッドと接続する技術です。これによりチップの密度を高められ、スマートフォンやノートPCなどの小型化・高性能化を実現します。一方、従来のワイヤボンディングはダイの端子とパッケージを細いワイヤで結ぶ方法で、信頼性の高い接続を長く支えてきました。この工程の流れとしては、ダイの準備、接着材料やはんだの選択、温度と圧力の条件設定、実際のボンディング作業、検査、封止といった順序で進みます。検査では電気的な信号の通りや欠陥の有無を厳しくチェックします。現在は自動化が進み、微細な部品にも高い再現性で接合できるようになっています。ダイボンディングは半導体デバイスの信頼性と性能を支える土台となる、非常に大切な工程です。

ダイボンディングの同意語

ダイボンディング
半導体ダイ(小さなチップ)を基板やリードフレームに接着・固定する工程の総称。樹脂系エポキシやはんだを用いてダイを配置し、後工程でアンダーフィルを施すことが多い。
ダイアタッチ
ダイを基板へ固定する工程の一般的な呼称。主にエポキシ系接着剤やはんだを用いてダイを基板に貼り付ける作業。
ダイ接着
ダイを基板に接着することを指す表現で、ダイアタッチと同義で使われることが多い。
ダイはんだ付け
はんだを用いてダイを基板へ接合・固定する方法。金属リードフレームとダイのはんだ付けを含む場合に用いられる表現。
ダイボンド
ダイを接着・固定する作業を指す略語的表現。樹脂系接着剤やはんだを使ってダイを基板へ固定します。
ダイ結合
ダイを基板やリードフレームに結合する一般的な表現。ダイアタッチと同義で使われることが多い。

ダイボンディングの対義語・反対語

デボンディング
ダイを基板から剥がすこと、つまりダイボンディングの対義語として使われる工程を指す。
ボンド
デボンディングの略・別表現。ダイを基板から取り外すことを意味する。
剥離
接着・ボンディングを解く一般語。ダイと基板の結合を解除する行為を指す。
剥離作業
実際に剥離を行う作業・工程。
取り外し
機械的・物理的にダイを基板から外す行為。
分離
結合している二つ以上のものを離すこと。広義の対義語として使われる。
解離
結合を解く・離す意の抽象語。比喩的にも使われることがある。

ダイボンディングの共起語

ワイヤボンディング
ダイとリードフレームを細い金属線で結ぶ接合技術。主に小型デバイスや低コストパッケージで広く用いられます。
金線ボンディング
ワイヤボンディングの一種で、金製の細線を用いてダイとパッケージ基板を接続する方法。耐腐食性や電気的特性が高いがコストがかかることがあります。
アルミ線ボンディング
アルミニウム製の細線を用いるボンディング方法。コストは低めだが、長期信頼性や機械的特性を設計で考慮する必要があります。
ダイアタッチ剤
ダイを基板へ接着するための接着剤材料。エポキシ系など、熱や振動に耐える性能を持たせて選択します。
リードフレーム
ダイを固定・導電させる金属製の枠。デバイスと外部回路を結ぶ基盤部品として機能します。
リップチップボンディング
ダイを裏面を基板に接着・接続する高密度実装技術。ワイヤを使わず配線密度を高められます。
封止樹脂
ダイとパッケージを外部環境から守る樹脂。モールド工程で用いられ、衝撃・湿気からデバイスを保護します。
モールド樹脂
デバイス全体を覆う樹脂。機械的保護と湿気・汚染からの防護を提供します。
アンダーフィル
フリップチップ実装時にダイと基板の間を樹脂で充填する工程。熱膨張係数の差を緩和し、機械的強度を向上させます。
パッケージング
ダイや基板を最終的なパッケージに組み込む一連の工程。検査・試験・仕上げ作業を含みます。
パッド配置
基板上の接続用パッドの配置。ボンディングの接点となる箇所で、信号経路と電源配分に影響します。
せん断試験
ボンディング部のせん断強度を評価する機械的試験。長期信頼性の指標として用いられます。
引張試験
ボンディング部の引張強度を測定する試験。接着の耐力を評価します。
X線検査
ボンディング部内部の欠陥を非破壊で検査する手法。内部のはんだ実装状態や空洞を検出します。
クリーンルーム
微粒子を極力排除した無塵空間で製造・組立を行う施設。ダイボンディングの品質を確保するため必須です。

ダイボンディングの関連用語

ダイボンディング
半導体ダイを基板・パッケージ基板に固定する接合工程。ダイの正確な位置決めと固定を行い、後続の接続工程を可能にする。
ダイアタッチ
ダイをリードフレームや基板に接着・固定する工程と材料。エポキシ系樹脂やはんだ材が使われることが多い。
アンダーフィル
ダイと基板の間を樹脂で充填して機械的強度と熱信頼性を高める処理。特にフリップチップ実装で重要。
ワイヤーボンディング
ダイとパッケージの電気的接続を細い金線・銅線で行う接合方法。主に金線が用いられる。
超音波ボンディング
超音波エネルギーを用いてワイヤーをダイとパッケージのパッドに結合するボンディング手法の一つ。
サーモソニックボンディング
熱と超音波を組み合わせて接合するボンディング技術。高信頼性の接合に用いられることが多い。
熱圧着ボンディング
熱と圧力を用いてダイとパッケージを結合する方法。ダイアタッチや接合部の形成に使われる。
リップチップ
ダイのボンディングパッドに直接接続材を配置し、基板へ接続する実装方式。配線層を減らせる利点がある。
ダイパッド
ダイ表面にある電気的接続用パッドのこと。後述のボンディングで接合対象となる。
リードフレーム
ダイボンディング後の機械的支持と電気的接続を提供する金属製枠。
サブストレート
ダイを搭載する基板のこと。PCBやセラミック基板などが該当する。
基板/パッケージ基板
ダイを搭載して電気的接続を提供するための基板。層構造や材料は用途で異なる
パッケージング
ダイを保護・電気的接続を整える全体の包装・実装工程。
ダイアタッチ材
ダイを固定するための接着剤・はんだ材の総称。用途に応じて選択される。
エポキシ系ダイアタッチ剤
エポキシ樹脂をベースとするダイアタッチ用の接着剤。高強度・耐熱性を持つことが多い。
はんだ材
ダイアタッチや接合部に用いられる金属合金。温度条件や接合方式により選択される。

ダイボンディングのおすすめ参考サイト


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