研究開発された技術紹介

本事業では、次世代PKG基板に対応可能なレーザーリペア装置の開発を行った。本リペア装置を用いて次世代パッケージ基板生産の歩留まり向上に貢献し、現代社会のデジタル化において非常に重要な役割を担っている高機能PKG基板の生産に貢献する。

本事業では、超精密レーザー制御ユニットの開発と装置への組み込みを行い、レーザー照射位置制御精度±0.2μm以内を達成した。ソフトウェア開発では、リペア装置の動作に必要な各アプリケーションを開発した。最終的に、開発したレーザー制御ユニットを搭載したリペア装置を完成させ、L/S=1μm/3μmの配線を想定したリペア加工を実現した。

開発の成果として、レーザー発振器の選定と0.2μm以下の加工幅に対応可能な光学系を備えたレーザー制御ユニットを完成させ、位置制御精度±0.2μmを達成した。ソフトウェア面では、レーザー照射条件を自動設定するシステムを構築し、加工部位の形状認識について平面方向0.5μm以下、高さ方向3μm以下の精度を実現した。また、光学検証治具においてZ軸動作精度±1μmを達成し、開発したリペア装置ではXY位置決め精度±2μmを確保した。これにより、従来技術では困難であったL/S=1μm/3μmの配線修正に対応可能となり、次世代PKG基板の微細配線に対する修正加工技術を確立した。

開発した次世代レーザーリペア装置により、L/S=1μm/3μmの微細配線を修正可能となり、PKG基板の歩留まり向上が実現できる。これにより、製造現場において微細配線ショートを迅速に修正することで、生産ラインの効率化とコスト削減に寄与する。

サンプルの想定出荷先は、半導体PKG基板の大手企業であり、全てインスペック株式会社と取引実績がある。
事業化に向けて光学系の改善など改良を進めている。

開発したリペア装置は、従来技術では対応できなかったL/S=1μm/3μmの配線修正を実現した点が最大の特徴である。これにより、次世代PKG基板の微細化に対応し、歩留まり向上に直結する。さらに、フェムト秒レーザーの採用により、熱影響を最小化しつつ高精度加工を実現することが可能となった。これらの技術により、顧客企業は生産効率を向上させ、製品立ち上げ時の供給リスクを軽減できる点が大きなPRポイントとなる。

加工の精度向上のために視認性の向上、加工プロセスの改善を行って行く計画。
販売面では日本国内は直接販売とし、海外は代理店契約を結んでいる代理店網を通し、販売を展開する。販売数量は初年度2台から開始し、令和11年度には14台に拡大する見込みであり、売上は5年間で8.4億円規模へ成長する計画が立てられている。

現段階で、AIを用いた加工状態予測は画像ベースで可能となったが、加工条件の評価を画像のみで判断するのは難しく、熟練者でも判定が困難であることが課題となった。そのため、加工後の高さ方向のデータを取得する必要があり、今後は3Dセンサー搭載による高さプロファイルの学習・出力機能の開発が求められる。

次世代パッケージ基板の生産を行っている企業とは実基板を使用し加工精度を向上させるべく共同研究を行っていく。
また、光学系の改善やレーザーの特性を向上させるための補完研究を行うため、大学等の機関との共同研究を行っていく。