周期加熱サーモリフレクタンス法を用いたフリップチップ実装構造バンプ接続部における界面熱抵抗測定手法の開発―高温劣化試験による界面熱抵抗および電気抵抗の測定

摘要

近年，プロセス技術の発達に伴い，集積回路の発熱密度が増加したため，様々な熱問題が発生している．このため，現在，集積回路の高集積化は限界に近付いている．集積回路の更なる高集積化のためには，より大規模な熱設計が必要となる．しかし，スマートフォン等に代表される小型デバイスには，十分な冷却機構を搭載することが困難である．このため，必要十分な熱設計を行うために，正確な熱物性値が必要となる．フリップチップ実装構造のバンプ接続部は，主な熱の流路である．このため，高温動作により，金属間化合物の生成やボイドの発生といった，バンプ接続部の経時劣化が報告されている．これにより，バンプ接続部における界面熱抵抗は増加する．しかし，バンプは，マイクロスケールであるため，現在，バンプと基板間における界面熱抵抗の測定例は存在しない．本研究では，周期加熱サーモリフレクタンス法を用いた，フリップチップ実装構造のバンプと基板間における界面熱抵抗測定手法の開発を行っているとともに，劣化による界面熱抵抗変化を検知することを目標としている．これにより，バンプ接続部の劣化を考慮した熱設計をより精密に行うことが可能となるため，集積回路の更なる高集積化に繋がると考えられる．本報では，250°Cの高温放置試験により，バンプを劣化させた際に，界面熱抵抗および電気抵抗の測定を行ったので，それについて報告する．