周期加熱サーモリフレクタンス法を用いたフリップチップ実装構造バンプ接続部の熱抵抗測定手法の開発―評価用パッケージ基板の測定

摘要

近年，半導体デバイスに搭載される集積回路の小型化·高集積化への需要が高まり，複数のLSI チップを一つのシステムとしてパッケージングする実装技術が発展してきた．このような実装技術の発展にはワイヤボンディングなどの接続方法に変わるフリップチップ実装技術の存在が大きい．直径数十ミクロンの金の細線により接続を行うワイヤボンディングに対し，大きさ数十ミクロンの金バンプによるフリップチップ実装技術は，電気的特性，熱的特性に優れているうえに，省スペース化を実現することができる．このような実装技術の発展にともない，パッケージ内部のLSI チップの距離が近くなり，結果として，デバイス内部の発熱密度が高くなる．そのため，半導体デバイスの設計には精緻な熱設計が必要とされている．Fig. 1 に示すように，フリップチップ接続部は，大きな熱流束の主な流路になるが，高温環境下での亀裂や空孔の発生により経時务化が想定されている．本研究では，フリップチップ接続部のAu バンプ-Si チップ界面における接触熱抵抗の経時务化による影響を定量的に評価することを目的とし，周期加熱サーモリフレクタンス法を用いた測定装置の開発，理論モデルの導出，試料の測定，接触熱抵抗の算出に取り組hでいる．