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特集:材料とエマージングテクノロジーによる実装技術の新展開
-Part2 エマージングテクノロジーによる実装技術の新展開
実装技術に影響を与えるエマージングテクノロジーとは?・・・・・5
Emerging Technologies affecting the Packaging Technology
宮代文夫
エレクトロニクス実装学会 顧問
21世紀に入り,実装技術を牽引するテクノロジードライバーはパソコンからケータイに
代わり,また半導体が65nm時代を迎え,搭載部品が0402時代に突入し,軽薄短小路線がい
っそう加速されている。インターネプコン,JPCAショー,CEATEC,SEMICONショーなどの
展示をみる限り,一定の路線上を歩んでいるように思える。しかし将来を眺めてみると,
数年後にはユビキタス時代が確実に到来しまたUWB の解禁・実用化も間近く,単なる「高
周波モバイル時代」が来るにとどまらない。現在注目すべきエマージングテクノロジーと
しては,ナノテクノロジー,MEMS,バイオテクノロジー(含バイオメトリクス),スピン
トロニクス,オプトエレクトロニクス,ロボットテクノロジー(RT)と目白押しであり,
これらが取り込まれると,実装技術のコンセプトそのものを根本的に考え直す必要がある
ほどの変革を覚悟しなくてはならない。本特集ではこれらのうち主なものを取り上げ,第
一線の専門家からの最新のメッセージをお伝えし,ご参考に供したい。
～目次～
1.はじめに
2.ユビキタス時代の到来と実装技術
3.UWB時代の到来と実装技術
4.エマージングテクノロジーズ
4.1 ナノテクノロジー
4.2 MEMS
4.3 バイオテクノロジー
4.4 マイクロケモメカトロニクス
4.5 スピンエレクトロニクス
4.6 オプトエレクトロニクス
4.7 ロボットテクノロジー(RT)
5.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
ナノテクノロジーと実装技術・・・・・・・・・17
Nanotechnology for Electronics Packaging
菅沼克昭
大阪大学 産業科学研究所 教授
ナノテクノロジーは,実装の世界にも新たな可能性を広げている。金属ナノ粒子を用い
たナノペーストは,インクジェット,詳細スクリーン,オフセットなどの新しい印刷によ
る多層ファインピッチ配線の可能性をみせている。本稿では,ナノペーストを用いた配線
技術の現状を紹介し,克服すべき技術課題を明確にする。
～目次～
1.ナノテクノロジーの背景
2.日本のナノテクノロジー戦略と実装技術
3.金属ナノ粒子の合成
4.ナノペーストの利用
5.新たな電子実装技術へ至るための克服すべき課題
--------------------------------------------------------------------------------
MEMSと実装技術・・・・・・・・・・・・・・・・・・25
MEMS Packaging
伊藤寿浩
東京大学大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 助教授
MEMS実装技術の低コスト化は,MEMS実用化加速の鍵を握るといわれ,内外でも関連する
研究開発が活発化している。その中でもウェハーレベル封止接合技術は,実装技術の標準
化,LSI実装技術の有効活用などの観点からも特に重要である。本稿では,MEMS実装技術
の課題について概観するとともに,その解決に向けた実装コンセプトを議論した。
～目次～
1.はじめに
2.MEMS実装の課題
3.MEMS封止実装
3.1 封止接合ポイント
3.2 MEMS封止に使われる接合法
4.標準封止構造と常温接合の適用可能性
5.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
Soft-MEMS技術を駆使したバイオメディカルセンサー・・・・34
Biomedical Sensors by Soft-MEMS Techniques
三林浩二
東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 計測分野 教授
半導体プロセス技術を機能性高分子膜に適用することで,柔軟性に富み,生体への応用
が可能な各種ウェアラブル化学センサー(Soft-MEMS)を開発し,経皮ガス計測などの生体
計測に応用した。また肝臓などの代謝酵素を活用することで,ヒトの嗅覚メカニズムとは
異なるガスセンサー(バイオスニファー)を作製し,センサー応用として呼気による体内
の代謝機能の評価を行った。本稿では,これら各種ウェアラブル化学センサーやバイオス
ニファーの特徴について述べるとともに,その生体応用について紹介する。
～目次～
1.はじめに
2.ウェラブル化学センサー
2.1 ウェアラブル酸素センサー
2.2 ウェアラブル導電率センサー
3.生体材料を使ったガスセンサー
3.1 酵素を用いたバイオスニファー
3.2 薬物代謝酵素を用いたバイオスニファー
3.3 光ファイバー型バイオスニファー
3.4 スティック型バイオスニファーによる呼気計測
4.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
金属スピントロニクスの新たな展開とまだ見えぬ実装技術・・・・・・・・42
Metal based Spin Electronics and New Packaging Technology emerged in Future
佐橋政司
東北大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 超微細電子工学講座 教授
進化を続けるデジタル・情報エレクトロニクスにおいては,大容量・高密度ストレー
ジ/メモリーへの期待がますます高まっている。加えて電子スピン物理の分野では,新た
な革新技術の芽ともなりうる,将来に夢を抱かせる基礎研究成果が続けざまに報告され
ている。本稿では,スピンナノエレクトロニクスへの新たな挑戦とスマートアパレルの
ような新概念・新市場の創生にもつながる可能性があるマイクロ波ナノスピントロニク
スについて,その概要を述べる。
～目次～
1.はじめに
2.スピンストレージ/メモリーの進展
3.マイクロ波スピンエレクトロニクスの創生と期待
4.スピン流とマイクロ波の発生および検出の原理
4.1 スピントランスファーによるマイクロ波発信原理
4.2 スピンポンピングを用いたマイクロ波受信原理
4.3 マイクロ波発生の高出力化と検出の高感度化
5.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
ユビキタス時代の電子実装技術・・・・・・・・・・・・・・・・・・53
Electronic Packaging Technology in Ubiquitous Network Age
青柳昌宏
(独)産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門 高密度SI グループ
研究グループ長 ;光・電子SI 連携研究体 研究体長
ユビキタス時代の電子機器内における実装技術は高密度集積と高速信号処理を兼ね備え
た技術になる必要があり,そのためには高密度微細配線と高速信号伝送がキーテクノロジ
ーと考えられる。産業技術総合研究所では半導体LSI 素子の高密度3次元実装を実現するた
め,LSIチップを多数積層して接続するための高密度微細配線インターポーザーを用いたL
SIチップ3次元実装技術の開発に取り組んでいる。このインターポーザーは積層されたLSI
チップの層間に配置し,高密度・高速のシステムを実現可能にするものである。ここでは
本インターポーザー技術の紹介と,今後の展望について述べる。
～目次～
1.開発の背景
2.高密度微細配線インターポーザーによるLSIチップの3次元実装
3.感光性ポリイミドによる微細配線インターポーザーの作製技術
4.経緯と今後の展開
--------------------------------------------------------------------------------
UWB時代の実装技術・・・・・・・・・・・・・・・・・・58
Electronics Packaging Technology in UWB-era
大塚寛治
明星大学 情報学部 教授;学部長
UWB時代には,周波数がGHzでしかも広帯域を取り扱う実装技術が求められる。すでに実
装系では伝送線路を広く採用していて広帯域の配線を持ち合わせているが,これに対する
電磁気学的考察が不充分なまま実用化されていて,混乱があるようにみえる。ここでは電
磁波とは何か,それを配線の中にうまく閉じ込めるにはどうすればよいかを解説する。
～目次～
1.はじめに
2.広帯域の構造的要件
3.広帯域の実装技術
4.おわりに
Material Report
R&D
紫外レーザー用光ファイバーの開発・・・・・・68
Development of Optical Fiber for UV Laser
大登正敬
昭和電線電纜(株) 技術開発部 ファイバG 主任
フッ素ドープシリカ(モディファイドシリカ)を用いて深紫外レーザー伝送用の光ファ
イバーを開発した。このファイバーは,従来の紫外用ファイバーに比べ,(1)深紫外可視
近赤外域で高い透過率を示す,(2)紫外レーザー照射に対し優れた耐久性を示す,(3)
エッチングにより容易に先鋭化するなどの特徴をもち,すでに製品化され各種装置に実装
されている。
～目次～
1.はじめに
2.フッ素ドープシリカファイバーの構造と透過特性
3.紫外レーザー照射に対する耐久性
4.フッ素ドープシリカファイバーの透過率改善
5.エッチングによるファイバー端の先鋭化
6.おわりに
機能材料連載講座:因果化学からみる材料の機能性(13)
ハイブリッドおよびデュアルUV硬化技術・・・・・・・・・・・・・74
Hybrid and Dual UV Curing
市村國宏
東邦大学 理学部 先進フォトポリマー研究部門 特任教授
UV硬化技術はますます裾野が拡大している。その一方で,素材やフォーミュレーション
だけでなく,UV硬化原理に立ち入った技術開発が求められている。こうした背景にあって,
ハイブリッドあるいはデュアルUV硬化系に関心が高まっている。これらは複数の素過程か
らなるので,ここでは因果化学の立場から整理分類を試みる。
～目次～
1.はじめに
2.硬化反応のいろいろ
3.ハイブリッドUV硬化とデュアルUV硬化
4.ハイブリッドUV硬化系
4.1 ラジカル重合-ラジカル架橋系(Ha型)
4.2 ラジカル重合-カチオン重合系(Hb型)
5.デュアルUV硬化系
6.増殖的なUV硬化反応系
7.おわりに
連載:高分子材料の実用性(8)
難燃・接着・帯電防止・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・85
鴨川昭夫
元理化学研究所 研究員/元工学院大学 電子工学科 ;化学工学科
ポリマーの化学構造式をみると,ほとんどが有機化学因子(C,H,O)で結合され,複雑
な構造を示す。筆者はもちろんのこと,加工技術者として,この構造式を観察して加工性
を判断することは難解とされている。
～目次～
-難燃化のプロセス
-接着のメカニズム
-フィルターの効用
-Part2 エマージングテクノロジーによる実装技術の新展開
実装技術に影響を与えるエマージングテクノロジーとは?・・・・・5
Emerging Technologies affecting the Packaging Technology
宮代文夫
エレクトロニクス実装学会 顧問
21世紀に入り,実装技術を牽引するテクノロジードライバーはパソコンからケータイに
代わり,また半導体が65nm時代を迎え,搭載部品が0402時代に突入し,軽薄短小路線がい
っそう加速されている。インターネプコン,JPCAショー,CEATEC,SEMICONショーなどの
展示をみる限り,一定の路線上を歩んでいるように思える。しかし将来を眺めてみると,
数年後にはユビキタス時代が確実に到来しまたUWB の解禁・実用化も間近く,単なる「高
周波モバイル時代」が来るにとどまらない。現在注目すべきエマージングテクノロジーと
しては,ナノテクノロジー,MEMS,バイオテクノロジー(含バイオメトリクス),スピン
トロニクス,オプトエレクトロニクス,ロボットテクノロジー(RT)と目白押しであり,
これらが取り込まれると,実装技術のコンセプトそのものを根本的に考え直す必要がある
ほどの変革を覚悟しなくてはならない。本特集ではこれらのうち主なものを取り上げ,第
一線の専門家からの最新のメッセージをお伝えし,ご参考に供したい。
～目次～
1.はじめに
2.ユビキタス時代の到来と実装技術
3.UWB時代の到来と実装技術
4.エマージングテクノロジーズ
4.1 ナノテクノロジー
4.2 MEMS
4.3 バイオテクノロジー
4.4 マイクロケモメカトロニクス
4.5 スピンエレクトロニクス
4.6 オプトエレクトロニクス
4.7 ロボットテクノロジー(RT)
5.おわりに
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ナノテクノロジーと実装技術・・・・・・・・・17
Nanotechnology for Electronics Packaging
菅沼克昭
大阪大学 産業科学研究所 教授
ナノテクノロジーは,実装の世界にも新たな可能性を広げている。金属ナノ粒子を用い
たナノペーストは,インクジェット,詳細スクリーン,オフセットなどの新しい印刷によ
る多層ファインピッチ配線の可能性をみせている。本稿では,ナノペーストを用いた配線
技術の現状を紹介し,克服すべき技術課題を明確にする。
～目次～
1.ナノテクノロジーの背景
2.日本のナノテクノロジー戦略と実装技術
3.金属ナノ粒子の合成
4.ナノペーストの利用
5.新たな電子実装技術へ至るための克服すべき課題
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MEMSと実装技術・・・・・・・・・・・・・・・・・・25
MEMS Packaging
伊藤寿浩
東京大学大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 助教授
MEMS実装技術の低コスト化は,MEMS実用化加速の鍵を握るといわれ,内外でも関連する
研究開発が活発化している。その中でもウェハーレベル封止接合技術は,実装技術の標準
化,LSI実装技術の有効活用などの観点からも特に重要である。本稿では,MEMS実装技術
の課題について概観するとともに,その解決に向けた実装コンセプトを議論した。
～目次～
1.はじめに
2.MEMS実装の課題
3.MEMS封止実装
3.1 封止接合ポイント
3.2 MEMS封止に使われる接合法
4.標準封止構造と常温接合の適用可能性
5.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
Soft-MEMS技術を駆使したバイオメディカルセンサー・・・・34
Biomedical Sensors by Soft-MEMS Techniques
三林浩二
東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 計測分野 教授
半導体プロセス技術を機能性高分子膜に適用することで,柔軟性に富み,生体への応用
が可能な各種ウェアラブル化学センサー(Soft-MEMS)を開発し,経皮ガス計測などの生体
計測に応用した。また肝臓などの代謝酵素を活用することで,ヒトの嗅覚メカニズムとは
異なるガスセンサー(バイオスニファー)を作製し,センサー応用として呼気による体内
の代謝機能の評価を行った。本稿では,これら各種ウェアラブル化学センサーやバイオス
ニファーの特徴について述べるとともに,その生体応用について紹介する。
～目次～
1.はじめに
2.ウェラブル化学センサー
2.1 ウェアラブル酸素センサー
2.2 ウェアラブル導電率センサー
3.生体材料を使ったガスセンサー
3.1 酵素を用いたバイオスニファー
3.2 薬物代謝酵素を用いたバイオスニファー
3.3 光ファイバー型バイオスニファー
3.4 スティック型バイオスニファーによる呼気計測
4.おわりに
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金属スピントロニクスの新たな展開とまだ見えぬ実装技術・・・・・・・・42
Metal based Spin Electronics and New Packaging Technology emerged in Future
佐橋政司
東北大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 超微細電子工学講座 教授
進化を続けるデジタル・情報エレクトロニクスにおいては,大容量・高密度ストレー
ジ/メモリーへの期待がますます高まっている。加えて電子スピン物理の分野では,新た
な革新技術の芽ともなりうる,将来に夢を抱かせる基礎研究成果が続けざまに報告され
ている。本稿では,スピンナノエレクトロニクスへの新たな挑戦とスマートアパレルの
ような新概念・新市場の創生にもつながる可能性があるマイクロ波ナノスピントロニク
スについて,その概要を述べる。
～目次～
1.はじめに
2.スピンストレージ/メモリーの進展
3.マイクロ波スピンエレクトロニクスの創生と期待
4.スピン流とマイクロ波の発生および検出の原理
4.1 スピントランスファーによるマイクロ波発信原理
4.2 スピンポンピングを用いたマイクロ波受信原理
4.3 マイクロ波発生の高出力化と検出の高感度化
5.おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
ユビキタス時代の電子実装技術・・・・・・・・・・・・・・・・・・53
Electronic Packaging Technology in Ubiquitous Network Age
青柳昌宏
(独)産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門 高密度SI グループ
研究グループ長 ;光・電子SI 連携研究体 研究体長
ユビキタス時代の電子機器内における実装技術は高密度集積と高速信号処理を兼ね備え
た技術になる必要があり,そのためには高密度微細配線と高速信号伝送がキーテクノロジ
ーと考えられる。産業技術総合研究所では半導体LSI 素子の高密度3次元実装を実現するた
め,LSIチップを多数積層して接続するための高密度微細配線インターポーザーを用いたL
SIチップ3次元実装技術の開発に取り組んでいる。このインターポーザーは積層されたLSI
チップの層間に配置し,高密度・高速のシステムを実現可能にするものである。ここでは
本インターポーザー技術の紹介と,今後の展望について述べる。
～目次～
1.開発の背景
2.高密度微細配線インターポーザーによるLSIチップの3次元実装
3.感光性ポリイミドによる微細配線インターポーザーの作製技術
4.経緯と今後の展開
--------------------------------------------------------------------------------
UWB時代の実装技術・・・・・・・・・・・・・・・・・・58
Electronics Packaging Technology in UWB-era
大塚寛治
明星大学 情報学部 教授;学部長
UWB時代には,周波数がGHzでしかも広帯域を取り扱う実装技術が求められる。すでに実
装系では伝送線路を広く採用していて広帯域の配線を持ち合わせているが,これに対する
電磁気学的考察が不充分なまま実用化されていて,混乱があるようにみえる。ここでは電
磁波とは何か,それを配線の中にうまく閉じ込めるにはどうすればよいかを解説する。
～目次～
1.はじめに
2.広帯域の構造的要件
3.広帯域の実装技術
4.おわりに
Material Report
R&D
紫外レーザー用光ファイバーの開発・・・・・・68
Development of Optical Fiber for UV Laser
大登正敬
昭和電線電纜(株) 技術開発部 ファイバG 主任
フッ素ドープシリカ(モディファイドシリカ)を用いて深紫外レーザー伝送用の光ファ
イバーを開発した。このファイバーは,従来の紫外用ファイバーに比べ,(1)深紫外可視
近赤外域で高い透過率を示す,(2)紫外レーザー照射に対し優れた耐久性を示す,(3)
エッチングにより容易に先鋭化するなどの特徴をもち,すでに製品化され各種装置に実装
されている。
～目次～
1.はじめに
2.フッ素ドープシリカファイバーの構造と透過特性
3.紫外レーザー照射に対する耐久性
4.フッ素ドープシリカファイバーの透過率改善
5.エッチングによるファイバー端の先鋭化
6.おわりに
機能材料連載講座:因果化学からみる材料の機能性(13)
ハイブリッドおよびデュアルUV硬化技術・・・・・・・・・・・・・74
Hybrid and Dual UV Curing
市村國宏
東邦大学 理学部 先進フォトポリマー研究部門 特任教授
UV硬化技術はますます裾野が拡大している。その一方で,素材やフォーミュレーション
だけでなく,UV硬化原理に立ち入った技術開発が求められている。こうした背景にあって,
ハイブリッドあるいはデュアルUV硬化系に関心が高まっている。これらは複数の素過程か
らなるので,ここでは因果化学の立場から整理分類を試みる。
～目次～
1.はじめに
2.硬化反応のいろいろ
3.ハイブリッドUV硬化とデュアルUV硬化
4.ハイブリッドUV硬化系
4.1 ラジカル重合-ラジカル架橋系(Ha型)
4.2 ラジカル重合-カチオン重合系(Hb型)
5.デュアルUV硬化系
6.増殖的なUV硬化反応系
7.おわりに
連載:高分子材料の実用性(8)
難燃・接着・帯電防止・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・85
鴨川昭夫
元理化学研究所 研究員/元工学院大学 電子工学科 ;化学工学科
ポリマーの化学構造式をみると,ほとんどが有機化学因子(C,H,O)で結合され,複雑
な構造を示す。筆者はもちろんのこと,加工技術者として,この構造式を観察して加工性
を判断することは難解とされている。
～目次～
-難燃化のプロセス
-接着のメカニズム
-フィルターの効用
