【完全図解】ダイボンディングとは？チップを基板に貼り付ける工程と接着材料の違い

こんな疑問はありませんか？

ダイボンディングとは、チップをどうやって貼っているの？
ただ貼るだけなのに、なぜ大事な工程なの？
接着に使う材料には、どんな種類があるの？
メモリのチップを何枚も積み重ねるときは、どうするの？
ワイヤーボンディングやハイブリッド接合と、どう違うの？

この記事でわかること

ダイボンディングの定義と、ピックアップから硬化までの流れ
固定・熱を逃がす・電気を通すの3つの役割
樹脂ペースト・DAF・はんだ・焼結銀の違いを1枚の表で
薄いフィルムでメモリを積み重ねる仕組み
装置・材料・使う側の企業を3面のカードで

あなたが今いる場所：後工程＞ダイ・ワイヤーボンディング＞ダイボンディングとは？

前工程（ウェーハに回路を作る）

基板成膜露光エッチングドーピング CMP 洗浄配線計測

後工程（チップに切り分けて仕上げる）

ウェーハテストバックグラインドダイシングボンディング ←ココ封止最終テスト先端パッケージ

ダイボンディングは「ボンディング」の最初の工程です。「ダイシング」で切り分けたチップを基板に貼り、このあとワイヤーなどで電気をつないで、「封止」で樹脂に包みます。

先に結論

ダイボンディングとは、ダイシングで切り分けたチップ（ダイ）を、テープから1個ずつつまみ上げ、パッケージの基板やリードフレーム（金属の枠）の決まった位置に、接着材料で貼り付けて固定する後工程です。

チップを固定するだけでなく、チップの熱を基板へ逃がしたり、チップの裏面の電極と電気をつないだりする役割も持ちます。接着には、樹脂のペースト、フィルム状の接着剤（DAF）、はんだ、銀を焼き固める焼結銀などを使い分けます。メモリのようにチップを何枚も積み重ねる製品では、薄いフィルムでチップどうしを貼り重ねていくのも、ダイボンディングの仕事です。

用語メモ：ダイ

ウェーハから切り出した1個のチップのこと。ダイボンディングは「ダイを貼り付ける（ボンディング）」という意味です。

用語メモ：DAF

Die Attach Film（ダイアタッチフィルム）の略。ウェーハの裏にあらかじめ貼っておく、フィルム状の接着剤です。ダイシングのときにチップといっしょに切り分けられ、チップの裏に付いたまま基板に貼られます。

この工程の役割

受け取るもの

テープの上のチップ

ダイシングで切り分け、並んだままの状態

→

ボンディング

ダイボンディング

1個ずつ基板に貼り付ける

→

次の工程へ渡すもの

基板に固定されたチップ

ワイヤーボンディングなどで電気をつなぐ

順番	ステップ	やること
1	ピックアップ	テープの下から細いピンなどで突き上げ、上から吸着ノズルでチップをつまみ上げる
2	位置合わせ	カメラでチップと基板の位置を読み取り、決まった位置・向きに合わせる
3	接着	基板に塗った接着材料、またはチップの裏のフィルムで、チップを押しつけて貼る
4	硬化	熱を加えて接着材料を固め、チップを動かないように固定する

1. 固定する

チップが動いたり、はがれたりしないよう、基板にしっかり固定します。このあとワイヤーをつなぐときの力や、樹脂で包むときの力にも耐える必要があります。

2. 熱を逃がす

動いているチップは熱を出します。接着の層を通して、チップの熱を基板やパッケージへ逃がします。熱を通しにくい材料や、すき間（ボイド）があると、チップが熱くなりすぎます。

3. 電気を通す

パワー半導体のように、チップの裏面も電極として使う製品では、接着の層が電気の通り道になります。電気を通す材料で貼る必要があります。

用語メモ：ボイド

接着の層の中に残った、小さなすき間（気泡）。熱や電気の通り道をふさぎ、はがれの起点にもなるため、できるだけなくすように管理します。

材料	どんなものか	長所	主な使い道
樹脂ペースト	エポキシなどの樹脂に、銀などの粒を混ぜたペースト。基板に塗って使う	扱いやすく、コストが低い	一般的なIC
DAF（フィルム）	ウェーハの裏に貼る、フィルム状の接着剤	厚さが均一で、はみ出さない。薄いチップを積み重ねやすい	メモリなどの積層
はんだ	金属を溶かして貼る	熱と電気をよく通す	パワー半導体、一部の高出力の部品
焼結銀	銀の細かい粒を、熱と圧力で焼き固めて貼る	熱と電気をとてもよく通し、高い温度にも強い	SiCなどのパワー半導体

用語メモ：焼結

粉の粒を、溶かしきらない温度で熱して、粒どうしをくっつけて固めること。焼結銀は、はんだより高い温度でも溶けにくい接合を作れます。

ポイント：流れとしては、一般的なICは扱いやすいペースト、積み重ねるメモリは薄く均一なフィルム、熱と電流の大きいパワー半導体ははんだや焼結銀、という使い分けです。

このブロックの参照データ

・レゾナック「ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム」

・レゾナック「半導体パッケージ用接着フィルムの生産能力を約1.6倍に増強」（2023年4月4日）

薄いチップのピックアップ

紙より薄いチップをテープから突き上げてはがすと、割れたり欠けたりしやすくなります。突き上げ方とはがし方の工夫が必要です。

位置の正確さ

このあとつなぐワイヤーやバンプの位置がずれないよう、チップを決まった位置にぴたりと置く必要があります。

すき間と反り

接着の層にすき間が残ったり、固めるときの熱でチップや基板が反ったりすると、熱の逃げ道がふさがれ、はがれの原因になります。

注意：ダイボンディングの不良は、組み立てた直後には見つからず、使っているうちに熱でくり返し伸び縮みして、はがれやひびとして表に出ることがあります。そのため、貼った後の検査や、信頼性の試験で確かめます。

方式	チップの向き	電気のつなぎ方
ダイボンディング＋ワイヤー	表を上にして貼る	貼ったあと、細いワイヤーでふちの電極をつなぐ
フリップチップ	裏返して、表を下にして載せる	チップの面に並べた小さな金属の突起（バンプ）で、基板と直接つなぐ
TCB（熱圧着）	裏返して載せ、熱と圧力をかける	細かいバンプを1個ずつ確実につなぐ。HBMの積層などで使う
ハイブリッド接合	向かい合わせて貼る	バンプを使わず、銅どうしを直接くっつける