半導体封止とチップレベル保護塗料：封止からボードレベルまでの信頼性の高い保護層

半導体デバイスの信頼性は、大きくは「最後の1マイクロメートル」の保護にかかっている。ウェハから封止へ、封止から基板レベルへと、チップは湿気、イオン汚染、熱サイクル応力、機械的衝撃、およびエレクトロマイグレーションに直面する。半導体封止およびチップレベルの防護塗料は、これらの精密構造に「見えない鎧」をまとわせるものである：封止Surfaceで応力緩衝とパッシベーションを行い、基板レベルで三防（防湿・防塩霧・防カビ）を施し、パワーデバイス上で熱伝導絶縁を行う。本稿では、このような高信頼性機能コーティングのSystem、プロセス、検証、および選定について解説し、電子および材料エンジニアが枠組みを構築する一助とする。

KeXin New Material（広東）有限公司は、機能性防護塗料において技術的蓄積を持ち、その高信頼性コーティングおよび熱伝導絶縁Systemは、半導体封止の補助防護やパワーモジュール保護の用途にまで展開可能である。仏山生産拠点の連続塗布・硬化能力を活かし、KeXin New Materialは電子封止の顧客に対し、材料選定からプロセス検証までの付帯支援をProvidesできる。

一、半導体封止の概要：ウェハからシステムまでの保護層

半導体封止とは、ベアチップ（die）の電気的相互接続、機械的支援、環境保護、および熱放散を一体化する工学である。封止形態は、従来の DIP、SOP、QFP から BGA、CSP、Flip-Chip、SiP、Fan-out ウェハレベルパッケージ（FOWLP）、および近年台頭する Chiplet マルチダイ集積へと進化している。ウェハから切り出されたベアダイであれ、ワイヤボンディングやフリップチップ実装を完了した封止体であれ、そのMetal相互接続、低誘電媒体、はんだボール、およびボンディングワイヤは、長期にわたり動作環境中の湿気、塩分、化学蒸気、Temperatureサイクル、および機械的振動に曝される。封止の本来の役割は「チップを保護すること」であり、防護塗料はその封止保護能力の延伸と補強である。ウェハレベルでは、パッシベーション層（passivation）とポリイミド／ポリベンゾオキサゾール再配線保護層が第一の防衛線をProvidesする；封止レベルでは、封止材（EMC）、アンダーフィル、およびSurfaceコーティングが第二の防衛線を構成する；基板レベルでは、Conformal coating（conformal coating）が第三の防衛線を構成する。これら三者が協調し、チップの10年乃至それ以上の稼働期間における故障率を共に決定する。封止の階層構造を理解することは、防護塗料の位置づけを理解する前提である：塗料は封止に取って代わるものではなく、封止の上、中、下において付加的な機能的緩衝と隔離をProvidesする。付け加えると、封止形態は単一チップからシステムレベル（SiP）およびマルチダイ（Chiplet）へと進化しており、相互接続階層の増加により各界面が潜在的な湿気および応力の侵入経路となり、防護塗料の被覆範囲と均一性がますます重要になっている。材料エンジニアにとって、まず「チップ—媒体—Metal—基板—基板レベル」の階層トポロジーを描き、次いで各層にコーティングの機能と指標を逐次マッチングさせることが、信頼性の死角を避ける基本的方法である。

二、チップがなぜ防護塗料を必要とするか：五大故障メカニズム

チップはますます小型化・高集積化し、単位面積あたりの相互接続Densityと電界強度が上昇するにつれ、環境に対する感度も同時に増大する。防護塗料が必要な根拠は、明確な五類の故障メカニズムにある。第一は湿気侵入とMetal腐食である：アルミパッド、銅相互接続は湿酸素環境下で電気化学腐食を起こし、断線や漏電を形成する。第二はイオン移行と導電性フィラメント（CIIM）である：電界と湿気の共同作用により、Metalイオンが媒体に沿って移行し樹枝状結晶による短絡を形成する。これは最も隠蔽され、最も危険な故障の一つである。第三は熱サイクル応力と機械的割れである：封止材料とチップ、基板の熱膨張係数（CTE）の不整合により、Temperatureサイクルで累積応力が生じ、脆性媒体層や封止材に亀裂が生じる。第四は「ポップコーン」効果である：封止材が吸水した後、リフローはんだのHigh Temperature下で蒸気圧が急昇し、封止内部の層間剥離（delamination）を引き起こす。第五はα粒子とソフトエラーである：封止材料中の微量放射性同位体や外部放射線によるシングルイベント反転。防護塗料は、湿酸素の遮断、Surfaceのパッシベーション、応力の緩衝、イオン可動性の低減を通じて、これらのメカニズムをSystem的に抑制する。さらに、封止内部に残留する酸性ガス（例：PCB基板材から揮発する有機酸）も腐食を触媒し、低アウトガス・低抽出イオンのコーティングはこの経路を弱めることができる。強調すべきは、これら五類のメカニズムが孤立しているわけではないことである：湿気はしばしば腐食とイオン移行の「共犯」であり、応力亀裂は再び湿気経路を開き正のフィードバックを形成するため、防護設計は単一の欠口を塞ぐだけでなく、System的な統合抑制でなければならない。また、メカニズムが複雑であるため、半導体級防護塗料の純度、応力、誘電、付着性、および信頼性に対する要求は、一般的な工業塗料をはるかに超えている。

三、防護塗料の三大作用階層

半導体防護塗料は、作用位置により三つの階層に区分され、各層の基準と材料Systemは大きく異なる。ウェハレベル（wafer-level）コーティングはベアダイまたは再配線層の直上に塗布され、極低イオン純度、極低応力、低誘電率が要求され、ポリイミド（PI）、ポリベンゾオキサゾール（PBO）、またはスピンオン誘電体が常用される；これが技術的ハードルが最も高い層である。封止レベル（package-level）コーティングは、封止を完了したデバイスSurfaceまたは内部空隙に作用し、応力緩衝、アンダーフィル、防湿パッシベーションを担い、エポキシ、シリコーン、またはアンダーフィル材が常用され、封止上面に選択的に塗布して保護膜を形成することもできる。基板レベル（board-level）Conformal coatingは PCBA の部品とはんだ接点の上に塗布され、湿気、塩、カビ、化学腐食に耐え、アクリル、ポリウレタン、シリコーン、または UV硬化Systemが常用される。三層は相互に代替するものではなく、重畳防護である：ウェハレベルはチップ本体の長期パッシベーションを保証し、封止レベルはチップと基板間の機械的および湿気界面を埋め、基板レベルは端末環境における全体コンポーネントの生存を保証する。エンジニアは信頼性設計において「どの層が最も脆弱か」によって防護予算を配分すべきであり、平均的に力を入れるべきではない。

四、防護塗料Systemの総覧：五大主流タイプ

材料化学の観点から、半導体関連防護塗料は五大主流タイプに分類でき、各々が異なる階層と工況に適合する。第一はエポキシ類（epoxy）であり、付着性が強く、防湿性に優れ、コストが制御可能で、封止後パッシベーション、アンダーフィル、および基板レベル三防に広く用いられるが、脆性がやや大きく、耐熱は中程度である。第二はポリイミド（PI）とポリベンゾオキサゾール（PBO）であり、耐熱性が高く（長期で200℃以上に耐えうる）、低応力、誘電特性に優れ、ウェハレベルパッシベーションおよび再配線保護層のFirst Choiceであり、プロセスTemperatureがやや高い（しばしば300℃以上のイミド化が必要）。第三はパリレン（Parylene）であり、気相堆積（CVD）により針孔のない超薄・高均一な conformal coating を形成し、高信頼性・複雑な三次元形状デバイスの均一披覆に適するが、設備投資が大きく、コストがやや高い。第四はシリコーン／シリコーン樹脂（silicone）であり、柔軟・耐熱・低応力で、パワーデバイスおよびセンサ封止緩衝の優先選択であるが、防湿性が相対的に弱く、しばしば遮断層と併用する。第五はレジスト（solder mask）とConformal coatingSystem（アクリル、ポリウレタン）であり、主に基板レベルを担う。五類のSystemは、純度、応力、熱伝導、耐熱、リワーク性において各々トレードオフがあり、選定とはこれら次元間の取捨である。工学的選定を容易にするため、以下の表に五類の主流防護塗料の主要属性対照を示す：

上表は典型的值域であり、詳細は各銘柄の datasheet による；実際の選定では、長所を補い短所を抑えるため多層複合がよく用いられる。実践では「複合System」もよく見られ：例えばウェハレベル PI の上にさらにパリレンを重ねて遮断性を高める、あるいはシリコーン緩衝層の外側をエポキシで被覆して耐摩耗性を高めるなど、多層で各々の長所を取り入れ単一材料の短所を補う。材料サプライヤーの差別化競争力は、しばしば「ある樹脂を持っているか」ではなく、具体的な封止構造に対し多層Systemを量産可能かつ認証可能な完全Solutionとして作れるかにある。これもまた、封止メーカーが新塗料を導入する際に最も重視する工学的能力である。

五、エポキシ類封止防護塗料

エポキシ樹脂は、半導体封止において最も成熟した防護材料の一つである。その分子はエポキシ基を含み、硬化剤（アミン類、酸無水物類）と架橋して三次元ネットワークを形成し、Metal、シリコン、ガラス繊維基板に対し極めて強い付着性を持ち、吸水率は比較的制御可能で、誘電Performanceに優れ、価格も競争力がある。封止レベルでは、エポキシは封止材外部への再塗布、リードフレームパッシベーション、アンダーフィル（underfill）に用いられ；基板レベルでは、エポキシConformal coatingが強靭で耐薬品性のある防湿層をProvidesする。エポキシ樹脂の短所は、硬化収縮率がやや高く脆性が大きいため、大幅な熱サイクルで内応力を生じやすく、界面割れや低CTE材料との不整合を招く点にある。このため工学的には、柔軟鎖導入や核殻ゴム粒子による増韧（たんせい）、低弾性率化、硬化動力学の調整により応力を抑制する。エポキシのイオン純度は原料とプロセスの清浄度に依存し、半導体級エポキシは Na+、Cl-、K+ などの可動イオンを ppm 乃至 ppb レベルに厳格制御しなければならない。KeXin New Materialはエポキシ系高信頼性披覆において配合およびプロセス経験を蓄積しており、その低応力エポキシSystemはパワーモジュールSurface保護および基板レベル防湿用途に用い得る。エポキシ増韧の具体手段には、核殻ゴム（CSR）粒子を導入して亀裂エネルギーを吸収させること、柔軟なポリエーテル鎖をグラフトして弾性率を下げること、および脂環式エポキシを用いて耐UV・耐黄変を高めることが含まれる；これらの改質は増韧と耐熱・接着の間で精緻にバランスを取らねばならず、さもなくば Tg や吸水率が低下する。工学的には、「ガラス転移Temperature—破断伸び率—吸水率」の三元図により銘柄を選別し、その上で前述の信頼性試験でクローズドループ検証を行うのが常である。

六、ポリイミド（PI）コーティング材料と化学

ポリイミドはウェハレベル防護の「ゴールドスタンダード」材料である。その合成はまず二無水物と二アミンからポリアミド酸（PAA）を重合し、次いでHigh Temperatureイミド化により脱水閉環して剛直な芳香族複素環主鎖を形成し、卓越した熱安定性（Tgはしばしば300℃超）、低誘電率（約3.0–3.5）、低誘電損失、および低吸湿性を与える。ウェハレベルパッケージにおいて、PIは再配線層（RDL）の層間媒体およびSurfaceパッシベーションとして、複数回のリソグラフィ、めっき、リフローに耐えながら機能する。PIコーティングプロセスは通常、スピンコート（spin-coating）による成膜、ソフトベークによる溶媒除去、High Temperature（250–350℃）イミド化、およびリソグラフィによる開口である。PIの低応力はその分子鎖の柔軟なエーテル結合と適度な架橋に由来し、熱サイクルにおいてチップとMetal層のCTE不整合を緩衝する。短所はプロセスTemperatureが高く、設備と清浄度への要求が厳しいこと、およびイミド化過程の収縮を亀裂回避のため精確に制御せねばならないことである。半導体級PIはさらに極低イオン残留と低アウトガス（outgassing）を実現し、敏感なデバイスを汚染しないようにしなければならない。

七、ポリベンゾオキサゾール（PBO）コーティング

八、パリレン（Parylene）気相堆積コーティング

パリレンは真空中気相堆積（CVD）により形成されるコンフォーマルコーティングであり、そのモノマーは熱分解炉で活性二量体に切断され、その後室温の基板Surfaceで重合し、Film Thickness均一（数百ナノメートルから数十マイクロメートルまで可能）、完全無ピンホール、複雑な三次元形状に密着する連続薄膜を形成する。パリレン C、N、HT などのグレードは、それぞれ異なる耐熱性、誘電性、バリア性を備える。その最大の利点は均一性と保形性である——従来の液相塗布ではカバーが困難な狭縫、ブラインド穴、微細リード間隙も、気相堆積であれば完全に包覆でき、かつFilm Thicknessは堆積時間で精密に制御される。Aerospace宇宙、医療、高信頼性軍事電子において、パリレンは防湿、防塩霧、絶縁要求が極めて厳しいデバイスに用いられる。短所は設備が高価で、堆積速度が遅く、生産能力とコストに制限があること、および膜層が薄い場合の熱伝導と機械的耐摩耗性が限られることである。工学的には、パリレンを他のコーティング（例：環���アンダーフィル）と組み合わせて、それぞれの長所を発揮させることが多い。量産半導体デバイスにとって、パリレンは高付加価値・小ロットの高信頼性シナリオに適している。パリレン HT グレードは芳香族化改質により耐熱性が 350℃ 以上に向上し、パワーおよび自動車グレード環境に適用可能である；その欠点はコスト以外に、膜層が極めて薄い（しばしば < 50μm）場合の機械的耐摩耗と耐衝撃性が限られること、および堆積チャンバーの装填Densityが生産能力に影響することである。保形性と生産能力の両立のため、工業界では「パリレン + 局部エポキシ補強」というMixingプロセスが登場している：まず気相堆積で全体を保形バリアとし、その後摩耗しやすい領域にエポキシを点塗りして厚みを増す。このモードは工程を増やすが、キーデバイスにおいて最小のWeight増加で最高の信頼性を得られ、Aerospace宇宙および埋め込み型医療電子の典型的な手法である。

九、シリコーンゴムとシリコーン樹脂の柔軟披覆

シリコーン系保護材料はポリシロキサンを主鎖とし、鎖節が柔軟でガラス転移Temperatureが低く、耐温範囲が広く（-50℃ から 200℃ 以上）、かつ内部応力が極めて小さいため、パワーデバイス、センサー、フレキシブルエレクトロニクスパッケージングの緩衝にIdeal的な選択である。シリコーンゴム披覆は熱サイクルと機械的衝撃応力を効果的に吸収し、脆性界面の割れをPreventsする；その優れた電気絶縁性とWeather-Resistant性は屋外および自動車電子にも適用される。しかし純シリコーンゴムの防湿バリア性はエポキシや PI より弱く、水蒸気透過率（WVTR）が高いため、緻密なバリア層（PI、パリレン、またはセラミックフィラーなど）と複合して使用されることが多い。シリコーン樹脂（silicone resin）は部分架橋を導入することでHardnessと密着性を向上させ、柔軟性と耐摩耗性を両立する。パワーモジュールにおいて、シリコーンゴムはチップ上面の応力緩衝ゲル（gel）と筐体のポッティング（potting）に用いられ、SiC デバイスのHigh Temperatureサイクルによる体積変化を吸収する。注意すべきは、シリコーンオイルの移行（silicone bleeding）がボンディング領域を汚染する可能性があり、半導体グレードのシリコーンゴムは低揮発・低アウトガスを厳格に制御しなければならない。

十、アクリルとポリウレタンのConformal coating

基板レベルConformal coatingは保護塗料の中で最も広く応用されるカテゴリである。アクリルConformal coatingはアクリル酸エステル樹脂をベースとし、速乾、一液性、溶剤可溶、返修容易（剥離して再塗装可能）であり、消費者電子および汎用 PCBA の主流選択であり、防湿、防塩霧、防カビPerformanceがバランス良く、しかし耐温性と耐薬品性は限られる（長期動作Temperatureは多くが 125℃ 以下）。ポリウレタンConformal coatingはポリウレタン樹脂をベースとし、耐摩耗、Weather-Resistant、耐薬品腐食に優れ、屋外、工業、自動車基板レベルのFirst Choiceであるが、一部の品種は返修難度が高く、Humidityに敏感である。両者ともスプレー、浸漬塗装、刷毛塗り、または選択的バルブ噴霧により塗布可能で、Film Thicknessは通常 25–75 マイクロメートルに制御される。半導体基板レベル組立（センサーモジュール、パワー駆動基板など）において、Conformal coatingは最後の経済的かつ効果的な保護バリアである。選定時は返修性、耐温、耐薬品、コストの間で权衡し、かつ敏感なはんだ接合部への腐食隐患を避けるためイオン純度に留意する必要がある。

十一、レジスト（Solder Mask）とパッケージの協働

レジスト（solder mask）は PCB Surfaceの永久的な液状光造形コーティングであり、硬化後には緑色または黒色の絶縁保護層を形成し、ランドの開口を定義し、ブリッジをPreventsし、外界環境から銅箔へのDirect的な侵食を隔離する。基板レベル防護Systemにおいて、レジストは第一の、また最も厚いバリアである；Conformal coatingは重畳する柔軟披覆として、レジストが微細間隙や部品本体のカバーにおいて不足する点を補う。パッケージ内部では、同様の考え方がモールド化合物とSurfaceコーティングの役割分担に現れる：EMC が主体の機械的強度と防湿をProvidesし、Surface披覆がさらにパッシベーションと緩衝を行う。注目すべきは、レジストの吸水率、イオン残留、CTE は基板レベル信頼性、特に鉛フリー回流および自動車グレードTemperatureサイクルにDirect影響することである；したがってPremium PCB は低 CTE、低吸水のレジストインキを採用する。レジストとConformal coatingの協働を全体防護設計に組み込むことは、基板レベル寿命を向上させる鍵である。

十二、低誘電材料と高周波信号整合性

5G、AI アクセラレータ、高速 SerDes の普及に伴い、パッケージと基板レベル介質の低誘電（low-k）特性は信号整合性にDirect影響する。誘電率（Dk）と損失係数（Df）が高すぎると、信号遅延、クロストーク、挿入損失を引き起こす。ウェハレベルでは、PI/PBO はその低 Dk（約 2.9–3.5）により RDL 介質の優先選択となる；基板レベルでは、高周波 PCB は改質エポキシ（炭化水素樹脂、PTFE 複合など）を用いて Dk を低減する。保護塗料が再配線や部品Surfaceの付加介質として用いられる場合、等価 Dk/Df を显著に押し上げてはならず、さもなくばチャネルPerformanceを悪化させる。先進的な低誘電コーティングはフッ素基、多孔構造、または芳香環制御を導入して分極を低減しつつ、十分な密着性と防湿性を維持する。ミリ波および光モジュールパッケージにおいて、低誘電披覆はインピーダンス整合設計にさえ関与する。したがって、信号整合性は半導体保護塗料の選定において無視できない次元となっており、防湿、応力と同等に重要である。損失係数（Df）の管理も同様に重要である：Df が高いと高速チャネルにおいて熱とジッタに変換され、特に 112G/224G SerDes とフェーズドアレイ RF フロントエンドに显著な影響を及ぼす。低 Df 樹脂は通常低極性主鎖（含フッ素、ポリオレフィン、特殊芳香環など）に依存するが、こうした構造はしばしば密着性が弱く、耐薬品性が劣るため、界面処理と硬化ネットワークで補完する必要がある。材料企業にとって、単点の公称値ではなく「Dk/Df 実測周波数変動曲線」をProvidesできる塗料は、高速パッケージの設計審査を通過しやすい。

十三、材料純度とイオン汚染制御

純度は半導体グレード保護塗料を一般塗料と区別する根本である。ppm あるいは ppb レベルの Na+、Cl-、K+、Br- などの可動イオンであっても、バイアスと湿気の共同作用の下でMetalイオン移行（electromigration / CIIM）を引き起こし、数時間から数千時間以内に導電性デンドライトを形成して短絡に至る十分な原因となる。したがって半導体塗料の原料、溶剤、フィラー、プロセスは全工程をクリーン環境で行い、内標法 ICP-MS またはイオンクロマトグラフィ（IC）により抽出可能イオン含有量を測定する。エポキシ、PI、シリコーンゴムの各合成経路はいずれもハロゲン触媒残留、Metal不純物、加水分解副生物を除去する必要がある。ライン層面では、作業者の汗、洗浄水、オーブン雰囲気も汚染源となり得るため、超純水洗浄、クリーンオーブン、管理されたHumidityラインで保障する。イオン純度が規格（例：Na+ + Cl- 合計が ppb レベル目標以下）に達しない材料は、チップレベル披覆に決して使用してはならない。KeXin New Materialは機能塗料のイオン純度制御において、原料から成品までの検査フローを構築し、高信頼性電子の応用敷居を満たしている。終端材料検査以外に、前段制御も成否を決定する：原料入厂時は IC または ICP-MS による抽出可能イオンの全数検査が必要；溶剤は電子グレードを用い密閉輸送；製造用水は 18.2 MΩ·cm 超純水；オーブンと塗布チャンバーは定期的にクリーナークロスとイソプロピルアルコールで清掃し、ブランク残留検証を行う。パッケージ工場は来料検査（IQC）時にイオンと揮発分を再測定し、「サプライヤー—パッケージ工場」の二重把关を形成し、いずれかの端の汚染もロット全体のデバイスを廃棄にする可能性がある。

十四、応力緩衝と低応力設計

応力はパッケージ防護の「見えない殺手」である。チップ、介質、Metal、基板の CTE はそれぞれ異なり、回流はんだおよび動作温度サイクルにおいて繰り返し伸縮し、界面にせん断応力が蓄積され、界面密着性や材料強度を超えると割れや層間剥離が生じる。低応力設計は材料とプロセスの両端にわたる：材料端では低弾性率、高破断伸び率の樹脂（靭化エポキシ、シリコーンゴムなど）を採用、または剛性 PI に柔軟鎖節を導入；構造端では勾配層、緩衝層、円弧遷移により応力集中を低減；プロセス端では硬化収縮を制御し、段階昇温と低温後硬化を用いて残留応力を解放する。ウェハレベルでは、PI/PBO の低応力固有特性により RDL Metal層とシリコン基板のミスマッチを緩衝できる；基板レベルでは、Conformal coatingの柔軟膜が振動と熱膨張を吸収する。応力はシミュレーション（有限要素 CTE/弾性率モデリング）により事前予測し、Film Thickness、フィラー、硬化曲線で最適化することもできる。低応力は単に柔らかいほど良いわけではない——過度に柔らかいと密着性と耐摩耗を犠牲にするため、緩衝と強度のバランスを取る必要がある。

十五、熱伝導絶縁一体化塗料（パワーデバイス）

IGBT、SiC、GaN などのパワーデバイスは動作時に多量の熱を発生し、接合Temperatureが上がるごとに寿命は指数関数的に低下する；同時に高電圧下では絶縁による絶縁破壊Preventsが必要である。従来案はセラミック基板（AMB、DBC）で熱伝導絶縁を行い、界面材料で接続するが、界面熱抵抗が大きい。熱伝導絶縁塗料は絶縁樹脂（エポキシ、PI、シリコーンゴム）と高熱伝導フィラー（窒化ホウ素 BN、窒化アルミニウム AlN、アルミナ Al₂O₃、酸化亜鉛）を複合し、絶縁と熱伝導を兼ね備えた薄層を形成し、チップ上面（top-side）やモジュール筐体内面にDirect塗布して多層界面を省く。技術的難点はバランスにある：フィラーが多いほど、かつ配向する（例：片状 BN の平面配列）ほど熱伝導は良くなるが、体積抵抗率と柔軟性が低下し、Viscosityが上がり塗布が困難になる。工学的にはフィラーSurface改質、熱伝導経路（percolation）の構築、フィラー形貌配向の制御により「高熱伝導+高絶縁+低応力」の三角最適に近づける。KeXin New Materialの熱伝導絶縁塗料における配合の蓄積は、パワーモジュール上面保護と筐体内面の絶縁熱伝導披覆に正に役立つ。片状窒化ホウ素（BN）の配向メカニズムは特に重要である：せん断塗布や外場（超音波、電界など）の誘導により、BN 片は平面に平行に配列し、「面内高熱伝導、厚み方向絶縁」という異方性チャネルを形成し、実効熱伝導を高めつつ垂直方向の体積抵抗を維持する。同時に、フィラーSurfaceをシランカップリング剤で改質することで界面熱抵抗を低減し、凝集を抑制し、滲流閾値を下げてフィラー使Coverageを減らし、それにより樹脂の柔軟性と密着性を保持する。熱伝導絶縁塗料の配合は本質的に「フィラー—界面—樹脂」の多目標最適化である。

十六、ウェハレベル塗布（Wafer-Level Coating）プロセス

ウェハレベル塗布は全面ウェハ（200mm または 300mm）に PI/PBO/スピンコート介質を均一に塗布し、その後ソフトベーク、露光、現像、硬化によりパターン化保護層を形成する。コアプロセスはスピンコート（spin-coating）である：液状樹脂を高速回転するウェハに滴下し、遠心力で亜微米から数微米の均一膜に広げ、Film ThicknessはViscosityと回転数で調節する；続いてオーブンで段階昇温して溶剤を除去（soft bake）し、その後High Temperatureイミド化または環化する。スピンコートの均一性（Film Thickness偏差はしばしば < ±5% が要求される）は後続のリソグラフィとめっき品質をDirect決定し、設備振動、環境クリーン、Temperature制御への要求は極めて厳しい。一部のシナリオではスロットダイ塗布（slot-die）や化学気相堆積を用いてより大きな面積とより厚い膜に対応する。ウェハレベル塗布はまた粒子（particle）、ピンホール、エッジ効果（edge bead）を制御しなければならない。FOWLP とファンアウトパッケージの興起に伴い、ウェハレベル塗布は単なるパッシベーションから RDL 介質、応力緩衝、再配線一体化へと拡張しており、先進パッケージングのコアプロセスの一つである。

十七、パネルレベルパッケージ（Panel-Level）塗布

パネルレベルパッケージング（ PLP ）は、円形ウェーハから正方形のパネル（ 510 × 515 mm以上など）にウェーハレベルのプロセスを転送して、より高い面積利用率で単位コストを削減することが、ファンアウトパッケージングのコスト削減の重要な経路です。パネルレベルのコーティングは、ウェーハレベルよりも複雑な課題に直面しています。パネルの反りが大きく、寸法の均一性を制御するのが難しく、正方形の角や端のレオロジー挙動では材料の挙動が異なります。コーティング方法は、スピンコーティングからスリットコーティング、スプレーまたはロールコーティングに移行し、均一なFilm Thickness、気泡がなく、広範囲にオレンジの剥離が必要です。パネルレベルは、保護コーティングのためのより広いプロセスウィンドウを有し、反り補償に対してより敏感であり、多くの場合、パネルの曲げを抑制するために低弾性率、低収縮材料を必要とする。PLPの普及は、「ウェーハ適応」から「パネル適応」への保護コーティングの進化を促進し、材料レオロジー、硬化収縮および接着に関する新しいトピックを提案しています。これは、ケキシン新材料佛山生産ラインなど、継続的なコーティングおよび製剤開発能力を持つ企業にとって潜在的な市場機会です。

XVIII.分配、スポッティング、およびアンダーフィル（ダムフィル/アンダーフィル）

パッケージ内およびプレートレベルでは、液体保護材料は多くの場合、精密分注によって塗布される。フリップチップ用アンダーフィル典型的なHAST条件は、130 ℃、85 ％ RH、バイアスボルトから数十ボルト、96〜264時間持続し、加速係数は自然環境の1000倍に達する可能性があります。PCTは、湿気と層を吸収するために121 ℃、2気圧の飽和蒸気でPackagingされることがよくあります。加速試験の結果は絶対寿命ではなく「相対寿命」であり、エンジニアリングはArrheniusおよびPeckモデルの外挿と組み合わせ、単一の試験時間の過剰な解釈を避けるために現場の修理データで較正する必要があることに注意してください。厳格な信頼性の実証は、常に保護コーティングの信頼性の基礎となってきました。

27.一般的な疾患と対策（要約表）