2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high-density mounting technology with printing technology
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15K05114
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
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)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 実装技術 / 印刷技術 / 集積回路 / 飛跡検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、印刷技術を用いて放射線飛跡検出器用の信号読み出し集積回路をプリント基板等へ高密度に実装する技術の開発を行う。現在、集積回路をプリント基板に実装する場合、フリップチップ実装を行うか、ワイヤーボンディング実装でパッケージ化して接続する必要がある。フリップチップ実装は高密度に実装できるがコストが高く、少量多品種の集積回路を扱う研究分野で使用するには不向きである。また、パッケージ化された集積回路は、パッケージ化されているため実装密度が上げにくい。
そこで、我々はこれらの実装技術の抱える問題点を解決するために、集積回路電極とプリント基板電極間の接続技術に印刷技術を用いることに思い至った。印刷技術に着目した理由は、3つある。1)印刷材料・印刷方法の選択肢の幅が広いこと、2)低音プロセスであり、部材への熱負荷を軽減できること、3)大量生産が得意な技術であり、金属配線の形成を低コストで行えること、である。また、昨今のIoT(Internet of Things)やウェアラブル機器開発の進展により、印刷技術の発展は目覚ましく、世界的にみても日本の印刷技術は優れている。
最終年度は、3次元実装への応用を目指し、産業技術総合研究所で開発されたスクリーンオフセット印刷という印刷技術を用いて、集積回路電極と基板電極間に、直接、段差(約200μm)を乗り越える立体的な金属配線を形成する試作評価を行なった。
この試作によって、段差を乗り越えて集積回路壁面に形成された金属配線により集積回路電極と基板電極間が導通していることが確認された。我々が行なったスクリーンオフセット印刷を用いる方法は、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)である。また、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り、実装密度を高めることが容易になることが期待される。
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