酸化膜の影響を受けにくく、固相接合にも対応できる金バンプ
お客様のウェーハに金バンプを製造し、お客様の施設または指定の組立サイトでのボンディングに向けて納品します(同じプログラム内でのフリップチップ実装も可能)。はんだが不適切な場面で金が選ばれ続ける理由は3つの特性にあります。
自然酸化膜が一切ない
金は一般的なバンプ金属の中で唯一、自然酸化膜を形成しません。フラックスは通常不要で、強い酸化除去化学なしでAu-Au接合できる場合が多くあります。酸化膜を作るバンプ金属と異なり、金は保管中に自然酸化膜を形成しないため、適切に梱包・保管すれば実用的な接合ウィンドウが長く保てます。多拠点実装や少量プログラムのロジスティクスが大幅に簡素化されます。
単一金属の完全な再現性
金バンプは純度99.99%の単一元素です。管理すべき合金組成も、検証すべき金属間化合物相比率も、ロット間で追いかける融点シフトもありません。ロットごとの挙動は、バンプ形状、材料の状態、接合条件によって決まります。研究プログラムにも、安定した再現性の高いボンディングを求める量産ラインにも、金がリファレンスプロセスである理由です。また金は不活性・生体適合性であり、はんだには閉ざされた埋め込みデバイス・センサー用途が開けます。
固相接合:何も溶けない
金バンプは熱圧着またはサーモソニックボンディング、すなわち溶融ではなく変形と拡散で接合します。何も流れず、何も濡れ広がらず、設計した接合形状がそのまま得られます。完成したAu-Au接合は、通常のはんだ接合が耐えられない高温域での使用に適しています(使用温度と信頼性は案件条件に応じて確認)。ACF/ACP実装では、バンプはメタラジーなしの加圧コンタクトとして機能します。
蒸着の微細ピッチと電解めっきの高さ
両ルートとも同じ純度99.99%の金を成膜します。違いは形状と経済性です。ピッチ・高さ・ボンディング方式からエンジニアが最適ルートをご提案します。
蒸着 + リフトオフ
TiまたはCr密着層の上に、リフトオフレジストプロファイルを通して金を蒸着し、レジストを溶解すると定義した開口部にのみバンプが残ります。フットプリントは±0.5µmの位置合わせ精度でレジストにより決まり、アンダーカットはありません。微細ピッチアレイ、フォトニクス・MEMSデバイスの熱圧着パッド、極低温ハイブリッド実装面の標準ルートです。金の経済性は蒸着の得意領域と重なります:薄い層と少ないウェーハ数です。
Au電解めっき
スパッタシード上のレジストモールドを通して金を電解めっきし、レジスト除去とシードエッチングで独立バンプを形成します。ディスプレイドライバのCOG・COFバンプと、一定の接合高さを必要とする用途を支えてきた定番ルートです。めっきは蒸着よりはるかに高く、はるかに速く金を積み上げ、浴の選択で硬度制御も可能です:熱圧着の変形に適したソフト(低硬度)金、またはコンタクト・プローブ面向けの標準金。
1つのバンプ:4つの使い方
バンプ製造は当社、ボンディングはお客様の施設または指定の組立サイトで、あるいは同じプログラム内のフリップチップ実装サービスで行えます。使用するモードに合わせてバンプ形状・硬度・表面を準備します。
熱と圧力で2つの金表面を1つの固体接合に拡散接合。何も溶かせないフォトニクスダイ・MEMSキャップ・微細ピッチフリップチップの標準。ソフト金推奨。
超音波エネルギーが接合を支援し、純粋なTCより温度と圧力を低減。温度制約のあるダイと高速な単一ダイアタッチに適します。
異方性導電フィルムまたはペーストを介した加圧コンタクトとしてのバンプ。冶金的接合は一切なし。COG / COFディスプレイの標準方式です。
後からはんだを載せるための濡れ性下地としての金バンプ・パッド:当社のAuSn・インジウムフロー、またはお客様のラインのはんだに対応。
- 両ルートとも純度99.99%の金が標準
- 蒸着バンプ下にTiまたはCr密着層、めっきバンプ下にTiW/Auシード(フィールドエッチング込み)
- 熱圧着向けソフト(低硬度)金はリクエストで対応
- 合意した検査計画に基づき段差・表面形状測定高さマップを添付
- 出荷前SEM形状確認が標準
- バンプせん断試験はリクエストで対応
- ACF実装向けコプラナリティデータはリクエストで対応
- 1枚から対応:確立したベースラインレシピで継続製造
代表的な金バンププロセス仕様
| パラメータ | 蒸着 + リフトオフ | 電解めっき |
|---|---|---|
| ウェーハサイズ | 4〜12インチ(100〜300mm) | |
| 基板 | Si・InP・GaAs・ガラス・サファイア(その他はリクエストで) | |
| 材料 | 金(Au)· 純度99.99% | |
| 下地 | TiまたはCr密着層 | スパッタTiW/Auシード(フィールドエッチング込み) |
| バンプ高さ | 1〜5µm 標準 | 2〜20µm 標準 |
| 最小ピッチ | 10µm 標準(より微細はリクエストで) | ~20µm 標準 |
| 高さ均一性 | ±5% 面内 | ±8% 面内 |
| 硬度 | 成膜まま | 熱圧着向けソフト金はリクエストで |
| パターニング | リフトオフ | レジストスルーめっき + シードエッチング |
| アライメント精度 | ±0.5µm(ステッパー) | ±1µm |
| ボンディング互換性 | Au-Au熱圧着 · サーモソニック · ACF/ACP · ワイヤボンド · はんだ下地 | |
| 保管寿命 | 酸化なし:適切な保管条件下でボンディング可能 | |
| 検査 | 段差・表面形状測定 + SEMが標準 · シア・コプラナリティはリクエストで | |
| 最低ロット | 1枚から:同一レシピで試作から量産まで | |
ディスプレイ・フォトニクス・極低温にわたる金バンプ
ディスプレイドライバ COG / COF
電解めっき金バンプは、チップオングラス・チップオンフレックスのディスプレイドライバICにおける業界標準インターコネクトです。ACFを介して微細ピッチ・高I/O数でボンディング。めっき金バンプの古典的な量産用途であり、当社めっきルートの設計基準です。
フォトニクス・MEMS熱圧着
Au-Au熱圧着は、溶融相を一切介さずにフォトニクスダイ・MEMSキャップ・ウェーハレベル実装を接合します。導波路ファセットは清浄なまま、リリース済み構造は動きません。蒸着微細ピッチバンプとソフトめっき金の両方が、お客様のボンダーに合わせて対応します。
極低温・量子実装
金表面は熱圧着で接合でき、ミリケルビンまで安定・導電性を保ちます。極低温検出器・量子プロセッサスタックにおけるTCハイブリッド実装パッドとして、またインジウムバンプの下地金属として機能します。
RF・MEMSコンタクト
酸化膜のない低く安定した接触抵抗により、金はRF MEMSスイッチ・リレーコンタクト・インターポーザコンタクトアレイの金属です。絶縁性の皮膜を決して形成しない接点、それ自体が要件のすべてです。
生体適合デバイス
埋め込みエレクトロニクス・神経/バイオセンサー電極・ラボオンチップ実装向けの不活性・生体適合金バンプとパッド。はんだメタラジーが化学的または規制上除外される分野です。
プローブパッド・R&Dラン
ウェーハプロービング・テストビークル・大学/企業R&Dロット向けの金バンプとパッド。1枚から、単一元素メタラジーならではの再現性とともに。
当社の金バンプ能力が異なる理由
両ルート対応:1つの推奨
蒸着リフトオフとめっき金が同じフローで利用可能。ルートはお客様のピッチ・高さ・ボンディング方式で選ばれます。
ボンダーに合わせた硬度
熱圧着の変形にはソフト金、コンタクト・プロービングには標準金。めっきの前に、どうボンディングするかを伺います。
リフトオフによる微細ピッチ
±0.5µmステッパー位置合わせとアンダーカットのないレジスト定義フットプリント。AuSn・インジウムの微細ピッチアレイと同じ規律です。
バンプファミリーの一員
金・AuSn・インジウム・UBMが共通のリソグラフィと成膜で走ります。金パッドとはんだバンプが混在するプログラムも、専任プロジェクトマネージャーのもとで1つのフローに収まります。
計画に基づきデータ添付
段差・表面形状測定高さマップとSEM検証がウェーハとともに出荷され、シア・コプラナリティデータはリクエストで。お客様のボンディングエンジニアは実測値からスタートします。
1枚から、最小ロット:1枚から
単一ウェーハで試作し、お客様のラインでボンディングを確認してから、同じレシピでスケール。試作データがそのまま量産のベースラインになります。
プロジェクトを開始しましょう。
通常1営業日以内にご連絡します。
製造ルート・バンプ寸法・ボンディング方式・ウェーハサイズ・数量をお知らせください。エンジニアが通常1営業日以内にご連絡します。