先端パッケージング : ステップ 1 / 7

ウェーハボンディング -
8種類の技術

株式会社ナノシステムズJPでは、3D-IC向けの高精度ハイブリッドボンディングから気密MEMSパッケージング向けのアノーディックボンディングまで、8種類のボンディング技術すべてを網羅した包括的なウェーハボンディング能力を提供します。

ハイブリッドボンディング ±1µm金属拡散 Al/Cu/Au 共晶 AuSn <280°Cガラスフリット 400°C PI / エポキシ / BCB 接着剤フュージョンボンディング SAB 超高真空アノーディック ガラス-Si 気密
8
ボンディング技術
±1µm
ハイブリッドボンディング位置合わせ精度
<300°C
共晶ボンディング温度
12インチ
最大ウェーハサイズ(チップも対応)
8種類すべてのボンディング技術
全ボンディング方式 - 単一プロジェクト・一つの窓口

ほとんどのファウンドリは2〜3種類のボンディング方式しか提供しません。当社は3D-ICメモリオンロジック積層向けの高精度ハイブリッドボンディングからMEMSセンサーの気密パッケージング向けのアノーディックボンディングまで、8種類すべてを提供します。

中間層あり - 5種類
ハイブリッドボンディング100〜300°C · ±1µm
金属拡散ボンディング熱圧着 · Al-Al / Cu-Cu / Au-Au
共晶ボンディングAuSn <280°C · AlGe <420°C
ガラスフリットボンディング~400°C · CTE整合
接着剤ボンディング低温 · PI / エポキシ / BCB
中間層なし - 3種類
フュージョンボンディング室温 → 100〜300°Cアニール
SABボンディング超高真空 · 室温 · FAB
アノーディックボンディング250〜450°C · ガラス-Si 気密
中間層あり
中間材料を使用する5種類のボンディング方式

これらの方式は成膜または塗布された中間層(金属・共晶合金・ガラス・ポリマー)を使用して接合を形成します。中間層が処理温度・気密性・電気接続性・整列精度を決定します。

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ハイブリッドボンディング

フェイスツーフェイス3D-IC積層の先端技術。Cu-Cu拡散接合とSiO₂融着ボンディングを1ステップで実現。メモリオンロジック積層に最適。ボンディング前CMP込み。

±1µm アライメント100〜300°C アニールCu-Cu + SiO₂3D-IC HBMスタックボンディング前CMP込み
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金属拡散ボンディング

熱圧着ボンディングとも呼ばれます。Al-Al・Cu-Cu・Au-Auの2つの金属表面を熱と圧力のもとで接合。金属拡散により中間はんだなしに永久的な機械的・電気的接合を形成。

Al-Al(350〜450°C)Cu-Cu(250〜400°C)Au-Au(200〜350°C)熱 + 圧力はんだなし

共晶ボンディング

低融点共晶合金(AuSn・AuGe・AuSi・AlGe)がCMOSバックエンド温度以下で溶融し気密封止を形成。Ti/Cr密着層 + Ni/Pt拡散バリアと組み合わせて使用。

AuSn <280°CAuGe <361°CAuSi <363°CAlGe <420°C真の気密封止
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ガラスフリットボンディング

専用ガラスペースト(ガラスフリット)をスピンコートまたはスクリーン印刷で塗布後、~400°Cで焼成。CTE整合型フリットで熱応力を最小化。MEMSセンサーパッケージングの標準技術。ガラス-金属・ガラス-セラミック接合に対応。

~400°CCTE整合フリットスピンコート / スクリーン印刷MEMS気密蓋ガラス-金属・ガラス-セラミック
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接着剤ボンディング

最も低い温度オプション(200°C以下)。熱またはUV硬化型ポリマー接着剤。永久または仮接合(デボンダブル)に対応。CMOSと完全互換。Fan-out WLCSP・フレキシブル集積向け。

ポリイミド(PI)BCB(低k)エポキシ永久または仮接合熱またはUV硬化
中間層なし
直接接合 - 接着剤なし・はんだなし・フリットなし

3種類の技術がウェーハ表面を直接接合します。中間材料不使用。フュージョンボンディング・表面活性化ボンディング・アノーディックボンディングは最高純度の接合インターフェースを実現します。

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フュージョンボンディング(直接接合)

厳密なCMP洗浄後、室温でvan der Waals力により親水性Siウェーハ表面を直接接合、その後アニールで共有結合に転換。Ra <0.5nm必要。プラズマ活性化オプション。IR気泡検査。SOI・3D-IC・MEMSキャップ向け。

室温プレボンド100〜300°C アニールRa <0.5nm 必要プラズマ活性化オプションSOI · 3D-IC · MEMS

表面活性化ボンディング(SAB)

超高真空(UHV)中のFAB(高速原子ビーム)がネイティブ酸化膜を除去し室温接合を実現。LiNbO₃-Si・金属-セラミック・化合物半導体-Siなど異種材料の接合に対応。最大荷重100kN。

超高真空FAB活性化室温LiNbO₃-Si · 異種材料最大荷重 100kN

アノーディックボンディング

静電イオン移動がNaガラスをSiまたは金属に永久接合。電場印加下250〜450°C。トリプルスタック対応。チップ〜12インチウェーハ対応。MEMSパッケージングの真の気密封止。

250〜450°C静電場ガラス-Si · トリプルスタック真の気密封止MEMSパッケージ · チップ〜12インチ
ボンド品質保証
全ボンドウェーハペアの走査音響顕微鏡(C-SAM)検査

外観上問題なく見えるボンドでも、内部にボイド・剥離・未接合領域が存在する可能性があります。C-SAMは内部接合界面を非破壊で可視化します。すべてのボンドウェーハペアはC-SAMスキャン後に次工程へ進みます。

<100µm
ボイド検出分解能
100%
ボンド後検査ウェーハ
技術温度気密性電気接続アライメント主要用途
ハイブリッドボンディング100〜300°C誘電体気密Cu-Cu±1µm3D-IC HBMスタック・メモリオンロジック
金属拡散(Al-Al)350〜450°C部分的あり±2µmMEMS気密蓋・熱圧着
金属拡散(Cu-Cu)250〜400°C部分的あり±2µm3D-IC Via接合
金属拡散(Au-Au)200〜350°C部分的あり±2µmRF MEMS・光モジュールダイアタッチ
共晶 AuSn<280°C真の気密-±3µmRF MEMS・VCSELパッケージ・SiPho
共晶 AuGe<361°C真の気密-±3µm赤外線ディテクタパッケージ
共晶 AlGe<420°C真の気密-±3µmMEMSセンサー気密封止
ガラスフリット~400°C真の気密-±5µmMEMSパッケージ蓋・圧力センサー
接着剤(PI/BCB)<250°C--±3µm仮接合キャリア・フレキシブル集積
フュージョンボンディング室温 → 100〜300°C--±1µmSOI・TSV前ボンディング・MEMSキャップ
SAB(超高真空)室温--±2µmLiNbO₃-Si・異種材料接合
アノーディックボンディング250〜450°C真の気密-IR整合MEMSセンサー・マイクロ流体
応用分野
全半導体市場にわたるウェーハボンディング
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3D-IC メモリスタッキング(HBM)

HBM2/HBM3 DRAMスタック向けハイブリッドボンディング。±1µm Cu-Cu + SiO₂接合でAI加速器のロジックダイにメモリを積層。高帯域幅・低消費電力。

ハイブリッドボンディングCu-Cu + SiO₂ · ±1µm3D-IC · HBM
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気密MEMSパッケージング

MEMSジャイロスコープ・加速度計・圧力センサー向けアノーディックとガラスフリットによる気密封止。高信頼性車載・宇宙グレード対応。真空キャビティ内のMEMS封止。

アノーディックガラスフリット真の気密 · 車載 · 宇宙
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シリコンフォトニクス集積

SABボンディングとフュージョンボンディングによるInP/GaAs化合物半導体レーザーダイのSiフォトニックウェーハへの接合。LiNbO₃-on-Si光変調器。

SAB · フュージョンLiNbO₃-Si · III-V on SiSiPho集積
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RF MEMS · SAW/BAWフィルター

RF MEMSスイッチとSAW/BAWレゾネータチップの気密フリップチップパッケージング向けAuSn共晶ボンディング。<280°Cで真の気密封止。5G/6G FEM対応。

共晶AuSn<280°CRF MEMS · SAW気密 · 5G
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マイクロ流体 · BioMEMS

DNAシーケンシング・電気泳動チップ向けアノーディックボンディングによるガラス-Si-ガラスマイクロ流体チップの封止。接着剤ボンディングによるPOCT診断デバイス。

アノーディック接着剤ガラス-Si-ガラス · ラボオンチップ

パワーモジュールパッケージング

SiC MOSFETとGaNトランジスタパワーモジュール向けAu-Au熱圧着ダイアタッチ。高温動作・電気自動車対応。ガラスフリットによる高温気密封止。

Au-Au 熱圧着ガラスフリットSiC · GaN · 車載
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裏面照射型イメージセンサー(BSI)

BSIイメージセンサー画素ウェーハとCMOS読み出しウェーハのフュージョンボンディング。ボンディング前CMP込み。スマートフォン・監視カメラ向けイメージセンサー。

フュージョンボンディングボンディング前CMPBSI · CMOS読み出し
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光学MEMS · LiDAR

LiDARビームステアリング用MEMSミラー・チューナブルFabry-Perot向け共晶または接着剤ボンディング。真空キャビティ封止。光学MEMS · LiDARビームステアリング対応。

共晶接着剤MEMSミラー · LiDAR · 真空キャビティ
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SOI · エンジニアードサブストレート

SOI(シリコンオンインシュレータ)基板製造のためのSi-酸化Si接合。LiNbO₃-on-Si・RF-SOI・BAW共鳴子向けLiNbO₃ボンディング。次世代光学デバイス基板。

フュージョンボンディングSOI · LiNbO₃-on-SiRF-SOI · BAW
なぜ株式会社ナノシステムズJPか
当社のウェーハボンディング能力が異なる理由
01

8種類すべてを一施設で

ハイブリッド・金属拡散・共晶・ガラスフリット・接着剤・フュージョン・SAB・アノーディックの完全なツールキット。デバイス要件に基づいて最適な方式を選択できます。

02

プロトタイプ規模でのハイブリッドボンディング

±1µm Cu-Cu + SiO₂ハイブリッドボンディングが1枚ウェーハプロトタイプから利用可能。大量生産専用ではありません。新設計を小ロットで検証できます。

03

LiNbO₃異種集積向けSAB

LiNbO₃-on-Si向けの超高真空表面活性化ボンディング。次世代光学変調器と進化したRFデバイスに対応。異種材料の直接接合を実現。

04

CMP + ボンディングを同一施設で

フュージョン・ハイブリッドボンディング向けのRa 0.5nm以下のボンディング前CMPを一施設で調整。表面準備からボンディングまで一括管理。

05

全ボンドでC-SAM検査、例外なし

すべてのボンドウェーハをC-SAMで走査してからお客様に提供。ボンド収率マップを提供。内部ボイド・剥離・未接合領域を検出。例外なし。

06

チップ対ウェーハ・ウェーハ対ウェーハ両対応

個別チップからのボンディング(KGDスタック向けチップ対ウェーハハイブリッドボンディング)から12インチウェーハ対ウェーハまで対応。

プロセスフローの次のステップ:TSV製造
貫通シリコンビアが3D-ICスタックと2.5Dインターポーザの垂直電気接続を提供します。ウェーハボンディングの前後に実施可能。

TSV製造 →

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ボンディング方式・基板材料・ウェーハサイズ・生産数量をお知らせください。エンジニアが1営業日以内にご返信いたします。

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Services & Industries
⚙️ Capabilities Overview
Substrates
🔷 Substrate & WafersSi, SiC, GaN, glass, sapphire 🔬 Fused Silica WafersQuartz · borosilicate · low CTE 🟣 PI Film & SUS Sensor FabRoll-to-roll · sensor patterning
Front-End
🎭 Mask FabricationGDS to chrome mask, DRC 📷 PhotolithographyE-beam 20 nm to 500×600 mm 🔬 NanoimprintingUV & thermal NIL 🫧 Thin Film DepositionPVD, CVD, ALD, MBE ⬆️ LiftoffMetal pattern · shadow mask ⚡ ElectroplatingCu TSV fill, DPC, LIGA 🌊 EtchingICP-RIE, DRIE >50:1 🔥 AnnealingN₂ / H₂ / vacuum / RTA ⚛️ Ion ImplantationB / P / As / Al / N implant 🔄 CMP & GrindingCu CMP, 50 µm thinning 💎 DicingBlade, stealth laser 🧪 Wafer CleaningRCA, plasma, megasonic
Advanced Packaging
🔗 Wafer BondingHybrid, eutectic, fusion 📌 TSV FabricationHigh AR, void-free Cu fill 👁️ TSV RevealBackgrind → etch → CMP 🪟 TGV FabricationThrough-glass via 🔀 RDL FabricationBCB / PBO / PI + damascene 📦 Packaging & AssemblyWire bond, flip-chip 📚 3D / 2.5D PackagingTSV + RDL + UBM + C4 🥇 AuSn BumpPVD lift-off, fluxless 🧬 Biochip & MicrofluidicsGlass 500×600 mm, NIL 🔆 SiPho PackagingTSV · RDL · UBM · C4 for PIC
Industries
🤖 AI & HPC PackagingCoWoS-style, 2.5D / 3D 💡 Silicon PhotonicsSOI · AuSn · TSV interposer 🚗 AutomotiveMEMS sensors, SiC power 🧬 Life SciencesLab-on-chip, biosensors 🔭 All Industries → Request a Quote →