| 2001/10/31
第32号 エレショー技報 （有）安部実装技術研究所 ================================================================= 内容 ■TFスーパーメタル（ソルダーペースト抜け性抜群のメタルマスク） ■海外SMT技術情報 「高周波用パッケージ材料」 ================================================================= 将来独立を考えている方には、当社のeleshowに出展されると月々わずか 2,500円で、無料で随時「エレショー技報」に広告を掲載出来ます。宣伝時 間を短縮し、開発＆製造に専念できると思います。 詳しくは www.eleshow.com/ の表紙左側の「出展について」をご覧下さい。 ================================================================== ■「TFスーパーメタル」 ランクトラスト（株） メタル開口壁面ならびにステンシル裏面（基板側）に特殊化学処理とテフロ ンコート処理を施したメタルマスクです。未半田、カスレ及び半田ブリッジ の無い驚異の抜け性を実現し、クリーニングなしで連続印刷200枚以上を達 成しました。ステンシルはSUS304使用し、きめ細かいメタル厚さに対応して います。 また、「印刷プレート」「基板搬送パレット」など、実装用治具も設計か ら行い、タイムリーにご提供し、実装生産を幅広くサポートしています。 枠の保管の省スペース化に貢献する「ワンタッチフレーム」も好評販売中で す。 詳細は www.eleshow.com/ の5-1-9をご覧下さい。 ================================================================== ■海外SMT技術情報 「高周波用パッケージ材料」 要 旨 無線と光通信が急速に拡大し、高周波パッケージ材料技術の重要性が一層重 要となっている。即ち、より厳しい信号の完全性とEMC/EMIの要求であり、 それはまた材料選択やプロセス条件によって影響される。重要な材料は、 はんだバンプやボンディングワイヤーなどの導電性材料およびアンダーフ ィル、保護コート材、成型材料、回路とパッケージ基材材料等の誘電材料 である。 高周波デバイス特性に与える誘電パッケージ材料の影響を、3種類のパッケ ージ基材材料について説明する。特にパッケージ基材材料の誘電定数、損 失、減衰の周波数依存性を検討した。18GHz間での実測データを、解析的モ デル予測および三次元計算結果に対比した。 序 言 高周波電子製品は、歴史的には軍用レーダーや衛星などのニッチ的応用が 主体であったが、最近は消費者用デジタル無線や光通信の中核部品として 主流となってきた。 CMOS半導体が1 GHz領域を超えるにつれ、パッケージ材料のインダクタンス とキャパシタンスがあたかもIC中の集積回路の一部となり、ICとパッケージ の調和のとれた設計が必要になっている。 OC192 SOMETでは10GHzが実現し、次世代は40GHzとのことであるが、全体の パッケージ設計が大きな問題となっている。高周波パッケージの最重要点と して、パッケージ材料の高周波特性、電気的寄生、インピーダンスマッチン グ、モデル化などの点があげられる。 高周波パッケージングは、異なる材料を持つ3種のタイプに分けられる。第1 は、伝統的な無線周波パッケージで、アルミナや低温共焼成セラミック （LTCC）を用いるセラミックベースである。第2は高密度プロセッサーであ り、高密度マルチチップモジュール（MCM）やマイクロプロセッサー用材料 である。これにはポリイミド、ポリベンゾシクロブテン、その他のポリマー が使われる。第3は低価格の消費者用であり、代表的にはビスマレイミドト リアジン（BT）が標準的BGAパッケージに見出されている。 高周波応用にその他多くの材料が使用できる。ポリテトラフルオロエチレン （PTFE、テフロン）を使用した材料があげられる。これらの材料はしばしば 実験室で使われるが、機械的安定性と接着に問題がある。 本報では、いくつかのパッケージ材料の誘電定数の周波数依存性、損失、減 衰を提供する。18GHzまでの実験データを、解析的モデル予測および3次元計 算結果と比較する。 背 景 導体は場によって取り囲まれているので、導体の上下左右の材料は信号と相 互作用する。上にある材料の例は成型剤やソルダーレジストであり、左右と 下は基材材料であろう。 電磁場が各新材料にかかると信号の一部は減衰し、信号の周波数成分の位相 分散するであろう。同じ周波数の信号が、異なる材料中では誘電定数の変化 により異なる速度で進行する。金属材料では表面抵抗が重要になる。なぜな ら電流は導体線の表面に集まるからである。 信号の速度が材料によって変わることに加えて、種々の材料の特性が周波数 によって異なる。注目すべき物性は、相対的誘電定数（εγ）と誘電正接 （tanδ）である。材料が異なると必然的に構造も異なる。図1は、代表的な 多層セラミック構造で、高周波モジュールに使われる。図2はポリイミド多 層構造、図3は標準的BT積層構造である。 図2、3、４（略） 解析的モデル 細線セラミックシステムに対する解析モデルが開発された。 (1)図4はその構造であり、このモデルは次にポリイミド用に拡張された。 誘電体と金属に損失は、周波数の関数としてそれぞれモデル化した。式(1) はHammerstadとBekkadahlによる導体ベースのモデル式である。(1)式で、 w、h、tは導体幅、誘電体厚さ、導体厚さであり、fは周波数、Z0はインピー ダンスである。 (1)式（略） BahlとBhartiaによる誘電体モデルは（2）式で表わされる。 (2)式 (略） ここで有効誘電定数εeffは次式で与えられる。 誘電体と導体による減衰の結合は(3)式で表わされる。 αT = αc + αd （3） ここでは放射損失は含まれていない。それらの影響は三次元のモデル化の中 で説明される。 材料データ 図5にアルミナと低温ガラスセラミック（CaO-B2O3-SiO2）の実験データと 式(3)の比較を示した。優れたマイクロ波特性を持つ銀を導体とした。測定 はHP8510回路網解析器によって行った。図6はポリイミド〜アルミニウム （金属化）に対する同様なプロットである。アルミニウムは加工の容易さに より（薄いフィルム配線）選ばれた。 図5、6、7（略） 図7は、BT材料における損失の範囲である。 高周波損失のデータは少なく、いくつかの製造者が限られた情報を提供して いる。低温セラミックに関して京セラ、Ferro Co., DuPondtが多少のデータ 提供している。その他、ペンシルバニア大学材料研究所の誘電体研究センタ ーからの報告としてデータが入手できる。この分野での各種の報告も有用で ある。セラミック：塚本、薄いフィルム：Collet、積層体：Lyer。von Hippelの広範囲な編集は、今なお誘電損失の最も多岐にわたるデータ集であ る。 より詳しくは、www.eleshow.com/ の海外技術情報をクリックし、2001. 10.31月号をご覧下さい。■頁にわたり図表入りで詳しく書いてあります。 また、全文をお読みになりたい方は、10月16日に発刊しました「2001最新 海外FC/CSP実装技術」をお求めください。（A4版100頁\48,000) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ■本メールの配信をご希望の方がいらっしゃいましたら、「エレショー技 報配信希望」と記入し、E-mailアドレス、TEL、FAX番号、会社名、氏名を ご記入の上、E-mail anbe@anbesmt.co.jp までご連絡ください。（何名 様でも結構です） ■登録削除方法━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 以後ご不要の場合は、お手数をお掛けしますが本メールをご返送下さい。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 発行:（有）安部実装技術研究所 編集長：安部 可伸 TEL +81-(0)45-922-6070 E-mail anbe@anbesmt.co.jp -━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Copyright(C)1999-2000 ANBE SOLDERING TECHNOLOGIES Ltd. 許可無く転載することを禁じます。 |