6.4 パッケージ工程：実装と信頼性確保

6.4 Package Process: Assembly and Reliability Assurance

ウエハテストを通過した良品チップは、物理的・電気的に保護されたパッケージへと実装される。

Good dies that pass wafer testing are physically and electrically packaged to ensure functionality and protection.

パッケージ工程では、製品の実装信頼性と長期耐久性を確保することが最大の目的である。

The primary goal is to ensure long-term mechanical and electrical reliability.

🎯 パッケージ工程の目的｜Purpose of Package Assembly

項目	目的（日本語）	Purpose (English)
電気的接続	外部とのI/O接続	Establish external I/O interface
機械的保護	衝撃・環境耐性	Mechanical protection (impact, environment)
放熱	熱拡散構造の設計	Heat dissipation (thermal paths)
隔離	湿度・振動などからの保護	Isolation from moisture, vibration, etc.

📦 主なパッケージ方式｜Package Types Overview

種類 / Type	特徴 / Features	用途 / Applications
ワイヤボンディング（WB） Wire Bonding	Al/金ワイヤでI/O接続成熟・安価	標準デバイス全般
フリップチップ（FC） Flip Chip	バンプで裏面接続高周波・高放熱	CPU, GPU, RF
COF（Chip On Film）	フレキ上に直接実装薄型対応	ディスプレイICなど
CSP（Chip Scale Package）	チップサイズに近い超小型	モバイル、ウェアラブル

🧰 実装ステップの例（WB型）

Example: Wire Bonding Package Flow (Mermaid)

代表的なWBフロー。装置や材料で前後することがあります。
Typical WB flow; steps may vary by equipment/materials.

flowchart TB
  A["1. ダイシング / Dicing"] --> B["2. ピックアップ・ダイアタッチ / Pick & Place (Die Attach)"]
  B --> B2["2a. 接着剤プリベーク / Adhesive Pre-bake"]
  B2 --> C["3. ワイヤボンディング / Wire Bonding (US/Force/Time)"]
  C --> D["4. モールド封止 / Encapsulation (Molding)"]
  D --> E["5. ポストモールドキュア / Post Mold Cure"]
  E --> F["6. 切断・成形 / Singulation & Forming"]
  F --> G["7. 外観・電気検査 / Visual & E-Test"]
  G --> H{"歩留まり判定 / Yield Gate"}
  H -->|OK| I["8. 出荷/次工程へ / To Shipping or Next Stage"]
  H -->|NG| J["不良解析 / Failure Analysis (FIB/OBIRCH/X-ray)"]
  J -.-> C

  %% 管理ポイント
  A -.清浄度 / Cleanliness .- C
  C -.ボンド引張/剪断 / Pull & Shear .- G
  D -.ボイド/反り管理 / Voids & Warpage .- G

⚠️ 工程上の注意点｜Critical Risks and Controls

リスク / Risk	対策例 / Countermeasures
ワイヤ断線・剥離	超音波出力/位置制御・高さ検査
気泡・異物混入	モールド条件の最適化・清浄化
熱膨張差（CTE）によるストレス	基板/封止材の選定・熱解析実施
湿気／残渣によるクラック	ベーキング・清浄度管理・ラミネート対策
パッケージ剥離	断面FIB/SEMによる構造再評価

📚 教材的意義｜Educational Perspective

パッケージは単なる“外装”ではなく、品質・信頼性を保証する最終防壁である

Not just a container—it’s the final guard for quality and reliability.
実装工程の失敗は、後工程や出荷後の不良を引き起こすリスクが高い

Assembly failure can result in post-shipment field failures.
「どこでも・いつまでも・確実に動く」製品にするための、熱・応力・環境を考慮した統合設計が求められる

Requires integrated design for thermal, stress, and environmental performance.

💡 ChatGPT活用プロンプト｜Prompt for Learners

「フリップチップとワイヤボンディングの信頼性差を、熱ストレスと実装密度の観点から比較せよ」

🔗 関連資料｜Related Documents

COF Packaging and System-Level Evaluation
→ フレキ基材（COF）の製造フロー、NCPによる狭ピッチ実装、誘電率変化が与える信号ノイズ影響、熱・応力・EMI/EMC評価までを詳細解説。
Covers COF substrate process, NCP-based fine-pitch bonding, dielectric constant effects on noise, and system-level reliability/EMC evaluation.
6.3 Failure Analysis
→ パッケージ不良の根因特定に必須のFIB断面解析、OBIRCHによるリークパス検出などを解説。
Essential FA methods such as FIB cross-sectioning and OBIRCH leakage path detection for package defect root cause analysis.

項目 / Item	説明 / Description	Links
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