2018 年度研究成果報告書

印刷技術を用いた飛跡検出器用集積回路高密度実装技術の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	15K05114
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関	大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
研究代表者	庄子正剛大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准技師 (50646718)
研究協力者	池野正弘
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード	放射線検出器 / 集積回路 / 高密度実装技術 / 印刷技術
研究成果の概要	我々は印刷技術を用いた集積回路の高密度実装技術の開発を行なった。高エネルギー物理学分野で用いる放射線測定器のセンサからの電気信号読み出しには、特定用途向け集積回路(ASIC)が実装された回路基板が用いられるが、測定器の小型化と読み出しチャンネル数の増加、かつ、センサ近傍にアナログデジタル混載ASICを設置したいという要望の高まりから、ASICをセンサ近傍に実装するかが課題となっている。そこで我々は新しい孔版印刷技術を用いて、約200μm厚のASICの段差を乗り越えるように金属配線を形成し、ASIC上部電極と実装基板電極間を接続し、金属配線が断線せず電極間が電気的に接続されていることを確認した。
自由記述の分野	放射線検出器用読み出し回路
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究における学術的意義・社会的意義としては、これまで実装技術のボトルネックにより、実装密度の低下や大型の回路基板を作らなければ行けなかったが、我々が開発した、新しい孔版印刷を用いて、段差を乗り越える金属配線を集積回路壁面に形成することで集積回路電極と基板電極間を接続できれば、集積回路への特殊な加工が不要(通常行われる集積回路の厚みを薄くする工程は必要)となり、ワイヤーボンディングと比較しても最短距離で配線することが可能となる。これは現在用いられている実装技術よりも実装密度を高めることが容易になり、回路基板の小型化、さらに大量生産も期待できる成果である。