フリップチップ【flip chip】

フリップチップとは？

半導体チップを基板に実装する手法の一つで、チップを裏返して回路面を基板に向け、直接接続する方式。従来のワイヤボンディングに代わる技術として、高性能な半導体チップで広く採用されている。

従来のワイヤボンディングでは、チップ表面の電極と基板の配線を細い金属線でつなぐ。これに対しフリップチップでは、チップ表面の電極にはんだや金などで微小な突起物（バンプ）を形成し、チップを反転させて基板側の電極に直接接合する。チップ全面の電極が一度に基板と接続されるため、端子数を大幅に増やすことができ、高密度実装が実現できる。

配線距離が極めて短くなることで、信号の遅延や電気抵抗が抑えられ、高速動作に適した構造となる。また、チップ裏面が露出する形になるため、ヒートシンクなどの放熱部品を直接取り付けやすく、消費電力と発熱量が増大している現代の半導体において、冷却面でも有利である。

一方、製造には高い精度が求められる。バンプの位置ずれや接合不良は動作不良に直結するため、微細加工、検査の両面で高度な技術が必要である。また、チップと基板では熱膨張率が異なるため、温度変化によって接合部に繰り返し応力がかかる。これを補うため、チップと基板の隙間に「アンダーフィル」と呼ばれる樹脂を充填して接合部を補強する加工が一般的である。

現在では、CPUやGPU、スマートフォン向け統合プロセッサなど、高性能を要求される半導体の多くにこの方式が採用されている。製造コストや難易度はワイヤボンディングより高いが、小型化・高速化・放熱性向上を同時に実現できる手法として、先端半導体の実装技術に欠かせない方式となっている。