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常温接合によるマイクロシステムインテグレーション

研究課題

研究課題/領域番号 13025215
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

須賀 唯知  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40175401)

研究分担者 HOWLADER M. M. R.  東京大学, 先端科学技術研究センター, 寄付研究部門教員 (40334354)
伊藤 寿浩  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (80262111)
細田 直江  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50280954)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
42,100千円 (直接経費: 42,100千円)
2003年度: 14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
2002年度: 14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
2001年度: 14,100千円 (直接経費: 14,100千円)
キーワード常温接合 / FEM / 接触解析 / 接合面積 / バンプ / 接触率 / マイクロシステム / ウエハ接合 / 異種半導体接合 / 表面活性化 / イオン衝撃 / 水素ラジカル / 接合
研究概要

本研究の目的は、マイクロシステムインテグレーションの基盤技術として「常温接合」という新しい手法を適用し、ダメージの少ない活性化手法を新たに検討し、その接合への適用可能性を明らかにするものである。そのために,、従来の,メタラジカルな接合手法に頼ることなく、接合界面創製の原理に忠実な「常温接合」を適用する。本研究では、特に、Cuなどのメタルの接合に対し、接合過程における接触と界面形成の力学的条件を解析することにより、常温接合のマイクロシステムインテグレーションへの適用可能性とその条件を検証した。すなわち、低温での接合,接合の信頼性の確保などに際しては,対向する接合面との密着と結合の形成の関係が問題となり、その接触メカニズムを明らかにする必要がでてくる。しかしながら,表面の凹凸の存在と圧接過程には,定量的な関係を議論するだけのデータがなく,定性的な議論に終始することが多かった.そこで本研究では、Cuを対象に,その接合界面での接触と変形過程を有限要素法FEMにより定量的に解析し,接合の条件を明らかにすることを試みた。
解析対象としたのは、Cuバンプであり,100μm厚,ビッカース硬度120Hvの圧延銅箔(無酸素銅H材)からエッチングにより形成したものである。接触解析はこのCuバンプに厚さ17μmの対向銅箔を接触させて加圧する場合を対象とする.圧下率(圧縮変位÷圧縮前のCuバンプ高さ)と接触率の関係は,まず圧下率と接触面での圧力をマクロモデルにより求め,さらに接触面での圧力と接触率の関係求めることにより,最終的に算出した。その結果,Cuバンプと対向銅箔の直接接合には接触率〜1が1つの必要条件になることがわかった。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] T.H.Kim, M.M.R.Howlader, T.Suga: "Wafer-scale surface activated bonding of Cu-Cu, Cu-Si, and Cu-SiO2 at low temperature"Proc.Int.Symp.Semiconductor Wafer bonding VII, ECS. 2003-9. 239-247 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.M.R.Howlader, H.Okada, T.Itoh, T.Suga: "Development of an UHV surface activated bonding machine for MEMS packaging"Proc.Int.Symp.Semiconductor Wafer bonding VII, ECS. 2003-9. 309-320 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Akitsu Shigetou, Toshihiro Itoh, Mie Matsuo, N.Hayasaka, Katsuya Okumura, Tadatomo Suga: "Room Temperature Bonding of Ultra-Fine Pitch and Low-Profiled Cu Electrodes for Bump-Less Interconnect"53rd Electronic Components & Technology Conference (ECTC). 848-852 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Edited by S.Bengtsson, H.Baumart, C.H.Hunt, T.Suga: "Semiconductor Wafer Bonding : Science, Technology and Applications"Electro-Chemical Society. 389 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Okada, T.Nara, M.M.R.Howlader, H.Takagi, R.Maeda, T.Itoh, T.Suga: "Sealing using surface activated bonding method"Abstruct of Eurosensors XVI. 137-138 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suga, T.Itoh, Z.H.Xu, M.Tomita, A.Yamauchi: "Surface activated bonding for new flip chip and bumpless interconnect systems"Proceedings of IEEE, 52nd Electronic Components & Technology Conference. 105-111 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Q.Wang, Z.H.Xu, M.M.R.Howlader, T.Itoh, T.Suga: "Reliability and microstructure of Au-Al and Au-Cu direct bonding fabricate by the surface activated bonding"Proceedings of IEEE, 52nd Electronic Components & Technology Conference. 915-919 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Z.H.Xu, M.Tomita, T.Itoh, T.Suga: "Flip-chip bonding using SAB technique at low temperature"Proceedings of IEEE, 5th Int. Symp. on High Density Packaging and Component Failure Analysis in Electronics Manufacturing. 95-98 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suga, T.Itoh, A.Shigetou: "Next generation electronic packaging and bumpless interconnection"Proceedings of 1st Int. Symp. on Microelectronics and Packaging. 247-252 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suga: "Room temperature joining of inorganic materials and its application in microelectronics"Abstract of 10th Int. Ceramics Congress & 3rd Forum on New Materials. 59 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 冨田 誠, Z.H.XU, 伊藤寿浩, 須賀唯知: "表面活性化による低温フリップチップ接合"第12回マイクロエレクトロニクスシンポジウム論文集. 23-26 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 岡田浩尚, 前田龍太郎, 高木秀樹, M.M.R.Howlader, 伊藤寿浩, 須賀唯知: "表面活性化法による封止接合(第2報) -評価用Siマイクロ構造の設計と製作-"精密工学会学術講演会講演論文集. 325 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 須賀唯知: "常温接合の最新動向"日本金属学会分科会シンポジウム予稿「接合・溶接技術の最前線」. 18 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 須賀唯知: "表面実装ポケットブック「実装の将来 エレクトロニクス・エコデザイン」"日刊工業新聞社. 212 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 須賀唯知: "今後の実装技術の展開 実装工学コンソーシアムIMSI"エレクトロニクス実装学会誌. 4-3. 1-5 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 須賀唯知: "「鉛フリーはんだ」その開発の意義と動向"環境管理. 37-11. 1-5 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 須賀唯知: "接合と分離のエコデザイン-可逆的インターコネクション"未来材料. 12. 32-36 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tadatomo Suga: "Reversible Interconnection To Boosta Recycling"Look Japan. 47-548. 28-29 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤寿浩: "平坦化CMPによるCu表面の常温接合と次世代実装技術"トライポロジ. 167-7. 24-26 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tadatomo Suga: "Bump-less Interconnect using Surface Activated Bonding Method"Advanced Metallization Conference (ADMETA) 2001. 84-84 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yuzo Matsuzawa: "Room-temperature Interconnection of Electroplated Au Microbump by Means of Surface Bonding Method"IEEE, Electronic Eomponents & Technology Conference(ECTC), 51st, Proceedings. 69-70 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tadatomo Suga: "Bump-less Interconnect for Next Generation System Packaging"IEEE, Electronic Eomponents & Technology Conference(ECTC), 51st, Proceedings. 1003-1008 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tadatomo Suga: "A New Wafer-bonder of Ultra-high Precision Using Surface Activated Bonding(SAB) Concept"IEEE, Electronic Eomponents & Technology Conference(ECTC), 51st, Proceedings. 1013-1018 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Akitsu Shigeto: "Room-Temperature Direct Bonding of CMP-Cu film for Bumpless Interconnection"IEEE, Electronic Eomponents & Technology Conference(ECTC), 51st, Proceedings. 755-760 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tadatomo Suga: "New Fabrication Technology og Polimer/Metal Lamination"Polytronic 2001. 29-34 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 須賀唯知: "将来の実装技術と実装エコデザイン"SEMICON Japan'01 Int.Packaging Strategy Symp.(IPSS). 77-83 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 須賀唯知: "日本の鉛フリーはんだの動向"JISSO/PROTECフォーラムジャパン2001. 140-145 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tadatomo Suga: "Surface Activated Bonding and its Applications in Microelectronics"The Sino-Japan Symposium on Nanotechnology and Nanomaterials, Proceedings. 48-48 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] C.Lee: "スーパーコネクトを実現する原子レベル接合技術"応用物理学会 第29回薄膜・表面物理セミナー. 77-84 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Akitsu Shigeto: "MEMSブローブカードのためのフリッティングコンタクド(第4報) 雰囲気とフリッティング特性"精密工学会秋季大会論文集. 604-604 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 岡田浩尚: "φ200mmSiウエハの常温接合(第2報) -Au薄膜の接合性の検討-"精密工学会秋季大会論文集. 605-605 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 重藤暁津: "次世代MEMSパッケージング技術のための表面活性化常温直接接合法を用いたCu電極バンプレス接続"精密工学会秋季大会論文集. 606-606 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 高木秀樹: "金属膜中間層を用いた異種材料のウエハ常温接合"精密工学会秋季大会論文集. 607-607 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 細田奈麻絵: "可逆的インターコネクション水素を利用した接合界面の分離"日本金属学会講演概要集. 133-133 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 細田奈麻絵: "水素吸蔵合金を利用した接合界面の分離"日本金属学会講演概要集. 465-465 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山口博: "表面活性化によるダイヤモンドの常温接合"日本金属学会講演概要集. 469-469 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kenichi Kataoka: "Low-Contact-Force and Compliant Mems Probe Card"MEMS'02 Proceedings. 364-367 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 河村晋吾: "フリッティングを用いた抵接触力MEMSプローブカードのためのマイクロカンチレバーの開発"精密工学会春季大会論文集. (未定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 片岡憲一: "MEMSブローブカードのためのフリッティングコンタクト(第5報)電圧・電流印加法とフリッティング特性"精密工学会春季大会論文集. (未定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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