ハイブリッドボンディングとマイクロバンプの違い：ピッチ・接続密度・平坦度を比較

どんなときに使うか

ハイブリッドボンディング

チップの間で非常に多くの配線を、短く低い電力でつなぎたいとき。画素とロジックの積層や、プロセッサとメモリの積層など、10 µm未満のピッチが必要な場合。

マイクロバンプ

数十 µmのピッチで十分なとき。実績のある工程で、平坦化や清浄度の厳しい管理なしに、チップを積み重ねたりインターポーザに載せたりしたい場合。

傾向

より狭いピッチと高い帯域が求められる用途から、マイクロバンプをハイブリッドボンディングに置き換える動きが進んでいますが、コストと歩留まりの面から、両方が使い分けられています。

理解度チェック

1. 銅と絶縁膜によるハイブリッドボンディングで、銅の電極どうしが接合される仕組みとして正しい説明はどれか。
2. ハイブリッドボンディングの方式のうち、テストで良品と判定したチップだけを選んで、相手のウエハに接合できる方式はどれか。
3. チップと基板を加熱・加圧しながら1個ずつ接合し、反りの大きい薄いチップや狭いピッチのバンプの接続に使われる方法はどれか。

先端技術(3D実装・チップレット)の練習問題へ

関連する用語の解説

ハイブリッドボンディング

バンプを使わず、銅の電極と絶縁膜の面どうしを直接接合する技術。極めて狭いピッチで多数の接続ができる。

マイクロバンプ

TSVで積層したチップどうしや、チップとインターポーザの接続に使われる、通常のはんだボールよりはるかに小さいバンプ。ピッチは数十µm程度。

TSV(シリコン貫通電極)

シリコン基板を貫通する電極。積層したチップどうしを上下に短い距離で接続する。

CMP

化学機械研磨。スラリーの化学作用とパッドの機械的研磨を組み合わせてウエハ表面を平坦化する。

HBM

複数のDRAMダイをTSVで積層し、非常に広いバス幅で高い帯域を実現するメモリ。

関連する比較

• 2.5Dと3D実装の違い：チップの集積方法を比較2.5D実装と3D実装を、構造・接続・帯域・熱・複雑さ・HBMやCoWoSなどの例・使い分けの観点で表にして比較します。
• DDR・LPDDR・GDDR・HBMの違い：DRAMの種類を比較DDR、LPDDR、GDDR、HBMを、使われる機器・バス幅・速度・帯域・消費電力・実装・容量・コストの観点で表にして比較します。
• CPUとGPUの違い：構造・得意な処理・用途を比較CPUとGPUを、設計の目的・コア数・実行モデル・キャッシュ・メモリ帯域・分岐・データ転送・得意な処理の観点で表にして比較します。
• ワイヤボンディングとフリップチップの違い：チップの接続方法を比較ワイヤボンディングとフリップチップを、接続のしかた・入出力の数・電気的な性能・コスト・大きさ・工程・用途の観点で表にして比較します。
• 表面照射型・裏面照射型・積層型イメージセンサの違い：構造・感度・速度を比較表面照射型(FSI)、裏面照射型(BSI)、積層型のCMOSイメージセンサを、光の入る側・構造・開口率と感度・配線と周辺回路・チップ面積・速度・製造の難しさ・課題・用途の観点で表にして比較し、使い分けも解説します。
• ASIC・FPGA・SoCの違い：柔軟性・コスト・用途を比較ASIC、FPGA、SoCを、それぞれが何か、柔軟性・性能・初期費用と単価・開発期間・用途の観点で表にして比較します。