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精密加工

半導体チップの小型化・取得率向上を実現するレーザダイシング技術

山梨県

株式会社塩山製作所

2020年4月24日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 次世代電子デバイスに対応したレーザダイシング技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 半導体、エレクトロニクス、光学機器
産業分野でのニーズ対応 高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(精度向上)、高効率化(工程短縮)、高効率化(生産性増加)、環境配慮
キーワード 高速、微細、高効率
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
事業実施年度 平成19年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要

従来の回転ブレードによる半導体ウェーハ切断加工においては、切断幅が広くチップの取得率が低く、切断時の振動等によるチップへのダメージが大きいという問題点があり、レーザによる高精度・高速ドライ加工の実現が求められている。そこで、各種レーザビームを発生できる加工実験装置を試作し、その装置を用いてレーザビームの制御技術および最適加工条件を確立し、実用化に向けたレーザダイシング技術開発を行う

開発した技術のポイント

レーザダイシング技術を確立し、半導体チップのさらなる小型化と取得の向上を目指す
・切断幅:20μm、加工スピード:300mm/s以上
→1枚の半導体ウェーハからより多くの半導体チップを切り出すことが可能に
・デブリ堆積(シリコン粒子破片)の低減→半導体組立時の不具合を回避
(新技術)
<レーザダイシング>
・切断幅:20μm以下
・高速カット(300mm/s以上)
・ドライカット

・デブリ堆積の低減
⇒小チップ加工、取得率向上

具体的な成果

・適正加工条件を検証し、レーザダイシング加工装置を開発
・YAGレーザにより、加工に適した波長変換とエネルギーの組み合わせを検証
・加工に必要な光学調整を自動的に行う装置を作製
・上記装置を搭載したレーザダイシング加工装置を開発
・切断幅20μm以下、高速カット、ドライカットを実現
・開発した加工装置により、切断幅20μm以下、高速カット(4,000mm/s)、ドライカットによる環境負荷の低減を実現
・チップサイズ0.15mm×0.15mm以下のダイシングが可能(切断幅20μmの場合、0.25mm×0.25mmのサイズと比較して3倍弱の取得率)
・課題であったデブリの堆積は、デブリ堆積量を2μm以下に調整するダイシング条件を適用することで組立時の不具合を回避
・製品適用実験により、安定性、信頼性を確認
・製品適用実験として、厚み90μmのシリコンウェーハを100枚加工。その結果、切断幅、デブリ堆積量共に安定的な分布が得られ、システムの安定性を確認
・500時間の信頼性評価においても、特性に変化はなく、問題なし

知財出願や広報活動等の状況

展示会出展:「技術連携交流会2010年 in TAMA」(H22.10)
社内の営業部門にレーザ量産化の営業展開を実施、レーザ加工に適している製品展開を対象企業を回り営業活動を実施中

研究開発成果の利用シーン

半導体チップの加工において、従来のブレードダイシング技術からレーザダイシング技術を用いることにより、小型加工・加工時間短縮が可能に

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

スマートフォンなどに使用される高速高周波のデバイスについてはレーザ加工が必須と成っているためその様な製品に適用している。

提携可能な製品・サービス内容

製品製造

製品・サービスのPRポイント

従来の加工方法では対応できない、超難削材や、高周波数帯のデバイスなどに対応可能で、加工スピードも速く品質の良い加工が特徴

今後の実用化・事業化の見通し

2019年現在は、高周波デバイスを中心に携帯電話関連のデバイスについての量産化適用に入っています。

実用化・事業化にあたっての課題

万能ではない点もあり、今後適用を拡大するに当たっては、周波数帯の違うレーザ光源の装置を複数台投資する必要が有り、投資回収を見極める点が事業化の最大の課題である。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社塩山製作所
事業管理機関 公益財団法人やまなし産業支援機構
研究等実施機関 山梨県工業技術センター
国立大学法人山梨大学 総合研究棟3階オープンラボ2-3、4

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社塩山製作所(法人番号:1090001009064)
事業内容 シリコンウェーハの溝入れ切断加工、化合物ウェーハの溝入れ切断加工、ウェーハ研削から裏面金属加工、その他電子材料の溝入れ切断加工
社員数 35 名
生産拠点 山梨県甲州市塩山下於曾276 本社 半導体事業部
本社所在地 〒404-0043 山梨県甲州市塩山下於曽276
ホームページ http://www.enzan.com
連絡先窓口 営業技術部 川田
メールアドレス information@enzan.com
電話番号 0553-33-3136