今回の記事では「ダイボンディング装置（フリップチップ方式）」の、おすすめメーカーと価格相場について紹介します。
目次
ダイボンディング装置（フリップチップ方式） の種類
ダイボンディング装置（フリップチップ方式）とは、フリップチップの工程で使用する産業用の機械です。
フリップチップボンディングのフリップとは「反転する」という意味の英語です。
ベアチップの表面には配線のためのバンプ（電極端子）と呼ばれる突起部分が設けられています。
通常のワイヤボンディングではこのバンプを上面として配線していますが、フリップチップボンディングはバンプが下面となるように反転してダイレクトに実装する工程なのが特徴です。
フリップチップボンダー（Flip Chip Bonder）は各種半導体素子を基板上へ実装する為の装置で、従来のワイヤーボンディングに替わる新しい実装技術です。
フリップチップの市場規模は2027年までに396.7億ドルに達すると予測されており、2020年から2027年にかけて6.1％程度の成長が見込まれています。
フリップチップ分類はバンプの材質に対しプリップチップの方式が変わり、大きく4つに分類されます。
銅柱（ピラー）
銅ピラーはチップの高集積化による、狭いピッチ（40μｍピッチまで）に対応できます。またフラックスレスのリフローが可能なので、クリーンプロセスが実現できます。
工法は高圧力高温度（400℃程度）にて基板の電極と接合します。このためチップを掴むコレットにヒーターが付き、高圧力で加圧できる構造のフリップボンダダ必要です。この工法をNCF（Non Conductive Film)と呼びます。
半田ボール
C4工法とよばれ、チップのピッチは150μｍ～200μｍと通常のデバイスに適用されます。
フラックの付いた半田ボールを完全に接合するのでなく、低圧加圧し仮で展接合し、その後リフローでボールを溶融します。
鉛フリーの半田の場合は380℃程度となります。最近は低融点の半田も出ています。
金、錫、銀バンプ
熱圧接方式と呼ばれ、AuSnAg共晶工法ともよばれ、狭ピッチ、低圧力、高温にて接続します。
基板には半田メッキがあらかじめ必要です。
金バンプ
超音波（熱圧着併用）工法と呼びます。狭ピッチ、有機基板、金属接合 高生産生が特徴です。
ダイボンディング装置（フリップチップ方式）メーカー各社のメリット・デメリット
フリップチップボンディングと従来のワイヤーボンディングでは次の様な長所があります。
- ワイヤーをI/O1カ所づつ接続するのに対して、一括で接合出来る為、スループットが非常に高い
- チップ同士を接合（チップオンチップ）したり、外周にワイヤースペースを要しない為、高い集積化が可能
- ワイヤーによる高周波信号の減衰や信号の損失が少なく、高速信号処理に適している
ダイボンディング装置（フリップチップ方式）を扱う主要メーカーは、9社ありますが、ここではシェアが10％以上ある3社をご紹介します。各社ともに機械の特徴やメリット・デメリットがあります。
株式会社新川（シェア率：30％）
出典：ヤマハロボティクスHD
ヤマハロボティクスホールディングに2019年に合併統合されましたが、全自動ワイヤボンダは日本発の
開発で、1974年の半導体の創成期に誕生した老舗のメーカーです。
同社製品のメリットは、全自動ワイヤボンダの高い技術を流用し、量産機を安く製造している点です。
弱みは金バンプ（分類４）の超音波方式のボンダのみ品揃えがない点でしょう。
ヤマハ発動機株式会社（シェア率：20%）
出典：YAMAHA
従来比約3倍の生産性と約2倍の高精度搭載を実現したのが同社。
拡大するフリップチップ市場に「半高速、8部品同時吸着、同時転写で13,000UPH、高精度、±5µm（3σ）」などの高性能機で対応しています。
C4などの汎用量産機は上記の通りで、新川と同じく高生産と他の工程とのライン化できるのが強味です。
弱みは機種が少なく選択性に欠ける点や、新川と同じく超音波方式のボンダの品揃えがない点です。
澁谷工業株式会社（シェア率：11%）
出典：Shibuya
一般的な精度、生産性は他社に負けない性能を持っているのが渋谷工業の特徴です。
同社製品のメリットは、以下のとおりオプションが豊富な点です。
▼オプション
- ペースト転写
- 超音波接合ユニット
- ディスペンサ
- N²ホットパージ
- 微小チップ(□1mm未満)
- レーザ接合ヘッド
- 基板ステージパルスヒータ
また本サイトで示した分類の1～4すべてに対応している点なども強みでしょう。
ダイボンディング装置（フリップチップ方式）の価格相場
ダイボンディング装置（フリップチップ方式）の価格相場は想定2,000万円～5,000万円程度です。
- 「分類１」「分類４」の超LSIなどの多ピン、狭ピッチの機械で5,000万円程度
- 「分類３」は汎用のLSIや半導体で2,000万円程度
いろいろな工法に対応するためには3000～4,000万円程度の予算は必要で、オプションを揃えておくのが標準と推定されます。
ダイボンディング装置（フリップチップ方式）の選び方
どの工法とするか？また、要求精度、生産性（スループット）をまず選定します。
次に、どの機種とどのメーカーにするか決めます。
当サイトで掲載した3社では、超音波方式が必要なときは渋谷工業株式会社になります。
それ以外の場合は、既設機と同じメーカー製でコストパフォーマンスのよいものを実際にサンプルテストして、決めるのが良いでしょう。
ダイボンディング装置（フリップチップ方式）のまとめ
今回の記事ではダイボンディング装置（フリップチップ方式）について解説しました。今回の記事内容を簡単にまとめます。
- ダイボンディング装置（フリップチップ方式）とは 工程で使用される機械
- など、様々な種類がある
- 主要メーカーはなど
- ダイボンディング装置（フリップチップ方式）の価格相場は〇万円～〇万円程度
- が一般的である