‍ビジョン技術

FC-BGAパッケージの組立工程（フラックス塗布、インジウムTIM接合、ヒートスプレッダー圧着）におけるマシンビジョンの活用

AI（人工知能）、HPC（ハイパフォーマンスコンピューティング）、自動車向けの高性能な半導体パッケージは、熱管理が非常に難しく、ダイからヒートスプレッダーへの熱伝導を改善するため、インジウムTIM（熱界面材料）が使用されていますが、パッケージの大型化、TIMの改良、フラックスレス化に伴い、組立工程の撮像要件が目まぐるしく変化しています。

以下では、次世代のインジウムTIM接合における課題と対策を含め、FC-BGAパッケージの組立工程におけるマシンビジョンの活用方法について解説します。

FC-BGAパッケージの組立工程におけるインジウムTIMとヒートスプレッダーの接合：マシンビジョンを活用し、検査や位置合わせの精度を向上

インジウムTIM接合の課題

FC-BGAパッケージには、ダイとヒートスプレッダーの間の熱伝導材料として、インジウムTIMやインジウム銀合金TIMが使用されています。しかし、インジウムTIMの接合にフラックスを使用する場合、フラックス検査やインジウムプリフォームの位置合わせ・配置確認、ヒートスプレッダーの位置合わせにおける撮像要件が厳しくなります。

ビジョンシステムの設計において考慮すべきこと

パッケージの大きさ：大型パッケージの場合、位置合わせ精度を維持しながら、広い視野角が必要
光学特性：低コントラストなフラックス、反射性の高いインジウム、金属製のヒートスプレッダーが混在
高さ変化＆パッケージの反り：フォーカスや測定の安定性に影響

今後、インジウムTIM接合のフラックスレス化により、接合や検査の方法が変化することが予想されます。例えば、フラックス塗布やフラックス検査が不要になる一方で、酸化抑制のために別のプロセスが導入される可能性があります。ただし、いずれの場合でも、インジウムとヒートスプレッダーの位置合わせの重要性は変わりません。