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【講演主旨】
半導体パッケージ技術は、半導体微細化技術、論理設計技術と並び電子機器の機能を高める重要な技術であり、が半導体パッケージ材料や組立装置などで世界をリードし続けている。近年、素子多層積層化技術によるSiP(System in Package)から、電子伝導の他、無線(RF)や光(フォトン)を一つのパッケージ内に実装するMiP(Multi functions in a Package)へと進化してきている。LED素子組立技術がMiP時代を切り拓く重要な技術になってきているので、現状のLED組立技術を俯瞰し、今後の開発方向や市場へのインパクトについて論調する。
【プログラム】
1.はじめに
1.1半導体パッケージの目的
1.2半導体パッケージ開発
1.3 LEDデバイス開発
2.LED用パッケージ組立技術
2.1 LED素子の種類と製法
1) 種類;
・GaAs系、InGaN系、 GaN,SiC系など光と波長、バンド構想
・反射効率向上など素子内の凹凸構造
・台形素子、薄型素子化
2)製法
・有機無機蒸着法(MOCVD)
・透明電極、
・金電極
3)新しい製法などの話題
・多波長のタンデム化
・MCM化
・LEDエピ層とMOS駆動回路との集積
・有機LED
2.2 LED素子組立技術
1)組立プロセス概要と代表的装置
・ダイボンディング
・金線Au-Au接合ボンディング
・金線フリップチップボンディング
・蛍光体塗布
・透明樹脂コーティング
・レンズプレス成型
2)組立用高放熱基板材料
・銅材料
・セラミック材料
・銅貼りアルミ材料
3)反射リフレクタ材料
・高反射率金属
・高反射率樹脂
・白色樹脂化
4)組立上のトラブルと対策
・ダイボンド材料のLED側面への這い上がりによる特性劣化
・Au-Sn材料ダイボンド接合部応力低減方法
・Au-Sn材料の選択のポイント
2.3 LED用透明樹脂
1) 透明樹脂の特徴と種類
・ 透明エポキシ樹脂
・ 透明シリコーン樹脂
・ 透明ハイブリッド樹脂
2) 透明樹脂に求められる特性
・ 耐光性維持
・ 接着性の向上
3) 透明樹脂のトレンド
・ 蛍光体入り樹脂
・ 低応力樹脂化
・ 高屈折率化
2.4 蛍光体塗布技術
1) 蛍光体の種類と要求特性
・白色LED化 青色LED+黄色蛍光体(YAG)
・白色LED化 紫外LED+各色蛍光体
2) 塗布技術のポイント
・微粒子の高分散化
・高精度塗布量コントロール
3) 蛍光体のトピック
・蛍光体の動向
・サイアロン蛍光体など
3.LEDデバイス実装基板材料
3.1 高放熱プリント配線基板材料の選び方
・セラミック基板 HTCC、LTCC
・アルミ材料
・高放熱銅貼版積層版
・高反射化
・白色化
3.2 LED素子のはんだ付け実装の課題と対策
・RoHS対応はんだ付け材料の課題
・推奨最適リフロー温度
・LED素子樹脂の吸湿性と樹脂破壊・金線破断
4.LED素子信頼性評価方法
4.1 信頼性の問題
・ワイヤボンディング部下のマイクロクラック
・はんだ接合部のはんだ応力バランス設計
・光特性維持のための放熱設計
4.2 評価する上での留意点
・材料界面の接着性非破壊検査法
・材料接合部金属間化合物生成状態の確認方法
・不純イオンによる材料腐食
4.3 評価のしかた
・超音波顕微鏡
・断面観察方法
・超音波探傷検査法
・不純イオン付着状況確認法
5.LEDの国内外市場
5.1 液晶表示用バックライトのLED化トレンド
5.2 白熱灯からLED灯への切替トレンド
5.3 車載用LEDのトレンド
5.4 LEDの光による可視光通信
5.5 LED点灯駆動回路