低温接合と高温耐性を両立
固液相互拡散は接合時の熱負荷を抑えながら、接合後には高い耐熱性が求められる実装のためのメタラジーです。これを成立させる3つの特性はすべて成膜時に決まります。
階層の逆転
接合中、薄いSnまたはIn中間層が溶融してマトリクス金属へ拡散し、全体が金属間化合物に変換されます。形成された接合部には低融点相が残らないため、再溶融温度は金属間化合物のもの、すなわち接合温度より数百度高くなります。約280°Cで接合したパワーダイは、軟質はんだが耐えられない接合温度で動作し、180°Cで接合したスタックはその後のSnAgフルリフローを耐え抜きます。
設計上薄い（1〜3µm）中間層に適したリフトオフプロセス
十分な変換が起きるのは中間層が薄い場合だけです。マトリクス側の十分な余裕に対して1〜3µm。この比率こそが接合設計のすべてであり、最終組成を安定して制御するため、各層の膜厚比を成膜工程で精密に管理します。そして1〜3µmは、蒸着とリフトオフが最も得意とする領域そのものです。マトリクスと中間層を1回の真空引きで成膜し、レイヤー厚で比率を固定し、±0.5µmでパターニングします。
フラックスフリー・低ボイド・気密対応
蒸着スタックには浴残渣がなく、酸化に対して真空中でキャップできるため、接合はフラックスフリー・低ボイドで走ります。気密シールフレームと放熱ダイアタッチの両方が求める挙動です。微細パターンフレームはリフトオフルートから、幅広フレームと量産はめっきCu/Snから。同じ接合物理を、形状と数量でルートを選んで提供します。
Cu/Sn・Au/In・Ag/In、そして設計バリエーション
各システムは接合温度・コスト・導電性のトレードオフが異なります。当社は3つすべてを成膜し、お客様の実装フローから推奨し、成膜済みで出荷します。接合はお客様のラインで、接合トライアルもリクエストで対応します。組成比・キャップ層・バリアシーケンスはプログラムごとにボンダー・圧力・保持時間へ合わせて設計します。
主力システム：Cu6Sn5からCu3Snへの金属間化合物で、パワーダイアタッチとMEMSシールフレームに。蒸着微細パターンまたはめっきフレーム・量産、Niバリアオプション付き。
穏やかなシステム：温度に敏感な光学部品・極低温ハードウェアを200°C未満で接合し、AuIn2の融点まで保持。同じUBM上で当社インジウムバンプフローと並走します。
インジウムの接合温度で銀の導電性を、Au/Inより低い材料コストで。Inキャップと工程タイミングで銀の変色を管理。Auより低抵抗が必要な極低温・RF用途には、純蒸着Agバンプ・パッドも対応します。
Ni拡散バリア・Ti密着層・Sn上のAu酸化防止キャップ、そして2枚のウェーハに分割した非対称スタック。ボンダーの圧力とスケジュールに合わせてシーケンスします。
- 中間層1〜3µm：IMC変換のためにマトリクス余裕を設計
- 厚さ比は成膜時に設定
- 微細パターンは蒸着 + リフトオフ：フレーム・量産はめっきCu/Sn
- 中間層酸化防止のAuキャップ・保護キャップはリクエストで
- ウェーハペアの両面へのスタック分割に対応
- 成膜済みウェーハが標準：接合トライアルはリクエストで
- プロファイロメトリーとSEMが標準：断面はリクエストで
- 1枚から対応：確立したベースラインレシピで継続製造
SLID / TLPスタックパラメータ一覧
| パラメータ | 蒸着（Au/In・Ag/In・Cu/Sn） | めっき（Cu/Sn） |
|---|---|---|
| ウェーハサイズ | 4〜12インチ（100〜300mm） | |
| 基板 | Si・SiC・GaAs・InP・ガラス・サファイア（その他はリクエストで） | |
| 中間層 | SnまたはIn · 1〜3µm標準 · IMC変換のために設計 | |
| マトリクス | Cu・Au・Ag | Cu |
| 接合ウィンドウ | 約150〜300°C（システム依存）· お客様のボンダーで | |
| 接合後安定性 | Cu-Sn >400°C · Au-In 約540°Cまで · Ag-In 300°C超で安定 | |
| パターニング | リフトオフ · ±0.5µm | レジストスルー · ±1µm |
| 最小フィーチャー | ~5µm | ~20µm |
| バリア・キャップ | Niバリア・Ti密着・Auキャップ（リクエストで） | |
| 組成検証 | 断面はリクエストで | |
| 納品形態 | 成膜済みウェーハ · 接合トライアルはリクエストで | |
| 最低ロット | 1枚から：同一レシピで試作から量産まで | |
パワー・MEMS・フォトニクスにわたるSLID / TLP
高ジャンクション温度パワーダイアタッチ
軟質はんだの限界を超える接合温度で動くSiC・GaNパワーダイのためのCu/Sn SLID：約280°Cで接合し、金属間化合物だけが生き残る温度域で動作。変換済み低ボイド接合が放熱パスを担います。
MEMSシールフレーム
ウェーハレベル気密封止のためのパターニング済みSLIDフレーム：MEMSの熱予算内で接合し、封止済みキャビティは合意した後工程の熱履歴に対して評価します。微細フレームはリフトオフ、幅広フレームはめっきで。
フォトニクス・極低温 Au/In
温度に敏感な光学実装・極低温ハードウェアのための200°C未満接合。ベークアウトと熱サイクルを通じて動かない接合を、共有UBM上のインジウムバンプフローと並走で提供します。
実装済みスタックへの追加
すでにはんだ接合を持つ実装へのダイ追加：既存メタラジーの融点より低く接合し、その後は同等以上の温度定格に。ステップはんだの階層予算を使わずに済みます。
高温エレクトロニクス
坑井・エンジンルーム・産業用途で軟質はんだの限界を超えて連続動作するエレクトロニクス。300°Cを故障閾値ではなく使用条件として扱う金属間化合物で接合します。
R&D・接合研究
SLIDプロセス開発のための成膜済みクーポンと単一ウェーハ：お客様のボンダー、当社のスタック。厚さ比シリーズと断面解析で変換ウィンドウを追い込みます。
当社のSLID / TLP能力が異なる理由
成膜済み納品を製品として
SLID文献の多くはスタックの自前成膜を前提とします。当社は設計・検証済みで、お客様のボンダーを待つだけの状態で出荷します。お客様側での成膜工程を省き、接合評価に直接進める状態で提供します。
膜厚比を接合条件に合わせて最適化
完全変換は厚さ比の計算であり、当社はそのように扱います：システムごとに中間層とマトリクスを設計し、ロットごとに文書化します。
形状・膜厚・数量に応じて最適な成膜方式を選定
微細パターンは蒸着リフトオフへ、フレームと量産はめっきCu/Snへ。同じ物理を、当社の都合ではなくお客様の形状と数量で選びます。
ペアの両面にスタック分割
マトリクスを一方のウェーハに、中間層をもう一方に。あるいは接合レシピに合わせた非対称シーケンス。両面を同一フローで処理し、設計した位置関係で接合します。
関連するバンプ工程と一括対応
Au/Inはインジウムバンプと、Cu/Snは電解めっきバンプと並行して提供し、すべて共有UBMとリソグラフィの上で、専任プロジェクトマネージャーのもとで進めます。
1枚から、最小ロット：1枚から
単一ウェーハで比率を試作し、接合・断面解析してから、データをベースラインに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。
システム・形状・接合ウィンドウ・接合後の温度要件・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。