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電子機器の小型化・高性能化のための部品内蔵基板設計
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設計技術シリーズ

電子機器の小型化・高性能化のための部品内蔵基板設計

編著： 加藤 義尚氏（福岡大学）
共著： 猪川 幸司氏（日本シイエムケイ（株））
青木 正光氏（NPO法人日本環境技術推進機構）
見山 克己氏（北海道科学大学）
宮崎 政志氏（（株）太陽誘電）
木村 崇氏（元（株）太陽誘電）
中尾 知氏（（株）フジクラ）
松澤 浩彦氏（（株）図研）
神谷 有弘氏（（株）デンソー）
山内 仁氏（富士通インターコネクトテクノロジーズ（株））
遠藤 敏一氏（TDK（株））
山嵜 浩氏（日置電機（株））
若林 猛氏（（株）エイチ・ティー・エル）
定価： 4,620円（本体4,200円＋税）
判型： A5
ページ数： 268 ページ
ISBN： 978-4-910558-05-9
発売日： 2021/12/24
管理No： 102
正誤表
2022/7/5更新

【目次】

１章　はじめに

２章　部品内蔵基板技術の歴史

  1. ２.１　配線板の登場
  2. ２.２　銅張積層板／プリント配線板の進化
  3. ２.３　部品内蔵基板の登場

３章　構造工法利点課題

  1. ３.１　はじめに
  2. ３.２　構造
  3. ３.３　工法
    1. ３.３.１　埋め込み工法
    2. ３.３.２　大型基板への埋め込み工法
    3. ３.３.３　形成方法
  4. ３.４　利点（メリット）
  5. ３.５　構造上の留意点
  6. ３.６　まとめ

４章　 製造技術（有機基板、フレックス基板、薄膜キャパシタ内蔵基板、能動部品内蔵パッケージ）

  1. ４.１　部品内蔵配線板EOMINTMの開発
    1. ４.１.１　はじめに
    2. ４.１.２　EOMINTMの部品内蔵部の構造と製造プロセス
    3. ４.１.３　EOMINTMによるモジュールの放熱特性
    4. ４.１.４　Cuめっきによる内蔵部品接続信頼性
    5. ４.１.５　Cuコアによる電磁シールド機能
    6. ４.１.６　リジッドフレックスタイプ部品内蔵配線板の開発
    7. ４.１.７　まとめ
  2. ４.２　 TDKのIC内蔵基板技術「SESUB」（Semiconductor Embedded in SUBstrate）
    1. ４.２.１　はじめに
    2. ４.２.２　「SESUB」の構造と特長
    3. ４.２.３　「SESUB」の工法
    4. ４.２.４　「SESUB」の品質および信頼性
    5. ４.２.５　アプリケーション
    6. ４.２.６　技術ロードマップ
    7. ４.２.７　今後の展望
  3. ４.３　部品内蔵フレックス基板
    1. ４.３.１　はじめに
    2. ４.３.２　材料と構造
    3. ４.３.３　製造方法
    4. ４.３.４　一括積層法の特徴
    5. ４.３.５　代表的な寸法と仕様
    6. ４.３.６　テスト基板を用いた信頼性評価
    7. ４.３.７　アプリケーション
    8. ４.３.８　おわりに
  4. ４.４　薄膜キャパシタ内蔵基板の開発
    1. ４.４.１　はじめに
    2. ４.４.２　パッケージ基板構造
    3. ４.４.３　TFC内蔵パッケージ基板のメリット
    4. ４.４.４　電気特性評価結果
    5. ４.４.５　信頼性評価結果
    6. ４.４.６　TFC 内蔵基板の次への展開
    7. ４.４.７　おわりに
  5. ４.５　部品内蔵とウェハレベルパッケージ技術
    1. ４.５.１　はじめに
    2. ４.５.２　能動部品の形態
    3. ４.５.３　ウェハレベルパッケージ技術
    4. ４.５.４　2000 年は、ウェハレベルパッケージ元年
    5. ４.５.５　銅ポスト封止型ウェハレベルパッケージ技術
    6. ４.５.６　ウェハレベルパッケージの製造プロセス概要
    7. ４.５.７　内蔵部品としてのウェハレベルパッケージ技術

５章　材料・部品

  1. ５.１　材料
    1. ５.１.１　部品内蔵構造と部品との関係
    2. ５.１.２　有機基板材料技術
    3. ５.１.３　封止材・接着剤
  2. ５.２　受動部品
    1. ５.２.１　基板内蔵用受動部品
    2. ５.２.２　レーザ加工への対応技術
    3. ５.２.３　技術的な課題
    4. ５.２.４　今後への期待

６章　適用分野・用途・展開

  1. ６.１　一般製品用途
    1. ６.１.１　実用化事例
  2. ６.２　車載分野
    1. ６.２.１　車載電子製品に求められる特性
    2. ６.２.２　小型実装技術
    3. ６.２.３　小型高放熱技術
    4. ６.２.４　ナビゲーション製品における小型化への部品内蔵技術の適用
    5. ６.２.５　一般電子製品のモジュール設計適用
    6. ６.２.６　ワイドバンドギャップデバイスへの期待とモジュール化

７章　 試験・検査・品質（信頼性試験、出荷検査および電気試験、CAE 活用）

  1. ７.１　信頼性試験と要求事項
    1. ７.１.１　信頼性試験
    2. ７.１.２　 用途からの信頼性試験への要求
    3. ７.１.３　部品内蔵基板製造工法の違いによる信頼性試験の実施例
  2. ７.２　出荷審査および電気試験
    1. ７.２.１　部品内蔵基板は「見えない、さわれない」
    2. ７.２.２　部品内蔵設計の電気検査の4要素
    3. ７.２.３　プリント配線板、実装基板の断線検査と短絡検査手法
    4. ７.２.４　部品内蔵基板の断線検査と短絡検査
    5. ７.２.５　内蔵部品の接続性検査
    6. ７.２.６　内蔵部品の定数検査
    7. ７.２.７　新しい検査手法による部品内蔵基板の潜在不良検出
    8. ７.２.８　部品内蔵基板検査にはDfT（検査容易化設計）が必須
  3. ７.３　部品内蔵プリント配線板の信頼性確保のためのCAE活用
    1. ７.３.１　はじめに
    2. ７.３.２　部品内蔵構造の変形・応力解析と信頼性
    3. ７.３.３　まとめ

８章　設計とCAD技術

  1. ８.１　部品内蔵基板設計に必要なCAD技術
    1. ８.１.１　はじめに
    2. ８.１.２　部品内蔵技術活用で実現できる電気特性改善
  2. ８.２　部品内蔵基板設計へのCADの対応
  3. ８.３　現状とのギャップと懸念点
  4. ８.４　必要となるCAD技術革新
    1. ８.４.１　 DfX（Design for Analysis、Manufacturing/Manufacturability、Testing/Testability）
    2. ８.４.２　 Design for Analysis
    3. ８.４.３　 Design for Manufacturing/Manufacturability
    4. ８.４.４　 Design for Testing/Testability
  5. ８.５　今後の展望

９章　規格、特許、および環境

  1. ９.１　国際規格
    1. ９.１.１　国際規格制定機関と制定の必要性
    2. ９.１.２　IEC国際規格発行の手順
  2. ９.２　特許
    1. ９.２.１　はじめに
    2. ９.２.２　特許庁の部品内蔵基板の特許技術調査
    3. ９.２.３　特許庁調査概要および対象技術
    4. ９.２.４　特許出願動向調査結果概要
    5. ９.２.５　特許庁の部品内蔵基板の特許技術調査結果についての総合分析
  3. ９.３　環境規制動向
    1. ９.３.１　電子機器の製品安全対策
    2. ９.３.２　臭素系難燃剤 (Deca-BDE ＆ DBDPE) の規制
    3. ９.３.３　ECのBlack List とは？
    4. ９.３.４　EUのRoHS2指令の改訂案

10章　公的研究機関

  1. 10.１　はじめに
  2. 10.２　日本国内の公的研究機関
    1. 10.２.１　三次元半導体研究センター
  3. 10.３　海外の公的研究機関
    1. 10.３.１　フラウンホーファ研究機構
    2. 10.３.２　台湾工業技術研究院（ITRI）
  4. 10.４　まとめ

11章　今後の展開・展望

  1. 11.１　今後の展開
  2. 11.２　今後の展望

【参考文献】

  • 青木正光," 電子回路基板の黎明期を振り返る" エレクトロニクス実装技術 Vol.35 No.3 pp20～pp25 (2019)
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  • 青木正光,"日本の電子回路基板産業の現状と将来展望" エレクトロニクス実装学会誌 Vol.21 No.3 p213(2018)
  • 矢島龍介," 「注目を浴びる部品内蔵配線板技術の現状」 に寄せて"エレクトロニクス実装学会誌 Vol.5 No.7 p621 (2002)
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  • 渡辺真名武" 薄膜キャパシタ内蔵大型パッケージ基板の信頼性"24th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics, pp.175-178, 2018
  • 赤星知幸," 薄膜キャパシタ内蔵パッケージ基板の開発と製品化" 第33回エレクトロニクス実装学会春季講演大会, 12D2-03, 2019
  • 福井慧," 薄膜キャパシタ内蔵パッケージ基板の開発と製品化" JIEP部品内蔵技術委員会　EPADS 技術調査研究会　第3回公開研究会予稿集, 2019.11.26
  • 一般社団法人エレクトロニクス実装学会　部品内蔵技術ロードマップ研究会；部品内蔵技術ロードマップ2019年度版） 2019年10月7日
  • 木村崇, 小池純" 部品内蔵技術ロードマップ2019年度版" エレクトロニクス実装学会　部品内蔵技術委員会　ロードマップ研究会pp118～pp123 (2019)
  • 一般社団法人エレクトロニクス実装学会　部品内蔵技術ロードマップ研究会; 部品内蔵技術ロードマップ2019年度版） 2019年10月7日
  • Yole 社レポート:The Sleeping Substrate Giant are Awaken 2019年7月Webcastより
  • 見山克己; 部品内蔵技術の歩みとナノインプリントを用いた微細配線形成の試み、2020年8月31日エレクトロニクス実装部品内蔵技術委員会公開研究会
  • 加藤義尚、友景肇; 部品内蔵基板の信頼性と国際標準規格化活動、表面技術協会第128回講演大会、2013年9月24日
  • 八甫谷明彦;IoT、M2M における高密度モジルュール実装技術、エレクトロニクス実装部品内蔵技術委員会公開研究会、2015年7月17日
  • 加藤光治　監修、カーエレクトロニクス研究会　著："図解カーエレクトロニクス［下巻］ 要素技術編"、日経BP 社、pp227、2010年6月10日
  • 神谷有弘　監修："車載機器の接続信頼性と向上技術"、S&T 出版、pp123-124、2020年1月8日
  • JEITA Jisso 技術ロードマップ専門委員会　編："2019年度版実装技術ロードマップ"、（一社） 電子情報技術産業協会、PP201-202、2019年6月
  • 近藤宏司："熱可塑性樹脂と粉末冶金を用いた3 次元実装技術"、エレクトロニクス実装学会誌、2011年、Vol.14 、No.5、pp413-414（2011）
  • エポキシ樹脂技術協会　創立30 周年記念出版編集委員会　編："総説　エポキシ樹脂　基礎編Ⅰ"、エポキシ樹脂技術協会、pp269-270、2003年11月19日
  • 日立オートモティブシステムズ（株）："汎用ディーゼルエンジン用トランスファーモールドタイプ電子ガバナコントローラ"、日立評論、PP85、2010年1月
  • 菅沼克昭　監修："次世代パワー半導体の熱設計と実装技術"、シーエムシー出版、pp232-233、2020年1月31日
  • 島本晴夫、一般社団法人エレクトロニクス実装学会　部品内蔵技術ロードマップ研究会; 部品内蔵技術ロードマップ2019年度版） p163、2019年10月7日
  • 島本晴夫、他、" 部品内蔵モジュールにおける評価技術"　一般社団法人エレクトロニクス実装学会部品内蔵技術ロードマップ研究会公開研究会; 部品内蔵技術ロードマップ（概要解説） および最新の部品内蔵技術動向について、2019年10月7日
  • 加藤義尚、友景肇; 部品内蔵基板の信頼性と国際標準規格化活動、表面技術協会第128回講演大会、2013年9月24日
  • 加藤義尚, 館伸哉, 韓榮建, 堀内整, 崔雲, 友景肇;" 部品内蔵基板の信頼性評価" , 2013年エレクトロニクス実装学会春季大会, 13A-07.
  • エレクトロクス実装学会 検査技術委員会（文責 山嵜浩） :" 「見えない、触れない」 基板の検査～ 部品内蔵基板検査へのアプローチ～", エレクトロニクス実装学会誌, Vol.15, No.1, pp.21-25, 2012年1月
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  • 重田洋二郎": 高速伝送配線板の潜在欠陥を検出するフライング・ネットワークアナライザ", エレクトロニクス実装学会 部品内蔵技術委員会　2019年度 第3回 公開研究会資料, 2019年11月26日
  • 久保田雄": ベアボード検査結果のデータ解析手法と、そのインサーキットテストへの応用", エレクトロニクス実装学会誌, Vol.22, No.4,pp.279-283, 2019年7月
  • 山嵜 浩": 内蔵受動部品、能動部品の電気検査における課題", 『見えない、触れない』 部品の検査～部品内蔵基板検査へのアプローチ～公開研究会資料, エレクトロニクス実装学会 検査技術委員会 検査の立場から見たDFT 研究会, 2009年11月20日
  • 見山克己， 高橋寿文， 岩田智行， 田中大之："ベアチップ内蔵プリント配線板の信頼性に及ぼす配線板構造の影響"， エレクトロニクス実装学会誌， Vol.15， No.5， pp.550-557 (2012).
  • Katsumi Miyama, Yoshihisa Katoh："Effects of External Bending Stress on Characteristic Change of Embedded Device", Transactions of The Japan Institute of Electronics Packaging, Vol.10, No.1, pp.1-6 (2017).
  • 加藤義尚， 部品内蔵技術委員会："部品内蔵技術の現状と展望"， エレクトロニクス実装学会誌， Vol.18， No.1， pp.53-57(2015)．
  • 「2019年度版 実装技術ロードマップ（JJTR 2019 Printed Wiring Boards）」
  • 宇賀神孝："JTAG とは何か？，" Design Wave Magazine、2000年2月号
  • 亀山修一："部品内蔵基板試験の課題とバウンダリスキャンへの期待"， エレクトロニクス実装学会部品内蔵技術委員会ロードマップWG公開研究会， 2016年10月12日
  • Zuken Innovation World 2018「サフランにおける部品内蔵基板の小型化への挑戦」
    https://www.ziw.jp/news/2018_cs06/
    ［5］ Zuken Innovation World 2018「図研 EDA/PLMのビジョンとロードマップ」
    https://www.ziw.jp/ziw_archives/2018-2b1/
  • 見山克己：第32回エレクトロニクス実装学術講演大会（2019/3）「部品内蔵プリント配線板における応力・ひずみ分布と変形挙動に及ぼす配線板構造の影響」 より
  • 検査技術委員会："プリント回路板における検査のあり方と問題，"エレクトロニクス実装学会誌 Vol.19， No.1， pp.27-29， 2016
  • 加藤義尚："METI プロジェクト三次元電子モジュールに関する国際標準化" 電子情報技術産業協会（JEITA） 電子実装技術標準化活動報告会2021,10,12.
  • 加藤義尚："部品内蔵技術の国際規格について" エレクトロニクス実装学会部品内蔵技術委員会部品内蔵技術ロードマップ研究会公開研究会2019,10,07。
  • 加藤義尚："福岡大学半導体実装研究所と、三次元半導体研究センターの紹介" エレクトロニクス実装学会誌, Vol.20, No.3, pp.135-139, 2017.
  • 友景肇："部品内蔵基板設計データフォーマットの国際標準化" 第29回エレクトロニクス実装学会春季講演大会， 16A2-1, pp.32-33, 2015.
  • 加藤義尚："部品内蔵技術の国際規格について" エレクトロニクス実装学会部品内蔵技術委員会部品内蔵技術ロードマップ研究会公開研究会2019,10,07。
  • 加藤義尚、 韓榮建、 林繁宏、 末吉晴樹、 野北寛太；"福岡大学半導体実装研究所での研究活動および国際標準化活動の紹介" 第34回エレクトロニクス実装学会春季講演大会， 2020年5月
  • 原田貴志:"特許出願から見た電子部品内蔵基板の技術動向" エレクトロニクス実装学会部品内蔵技術委員会　2020年度第1回公開研究会,2020,06,30.
  • 令和元年度特許出願技術動向調査 結果概要　"電子部品内蔵基板"令和2年（2020年） 2月　特許庁.
  • 小岩一郎、部品内蔵技術委員会:""特許出願調査から観た「電子部品内蔵基板」 の技術動向" 特集/ エレクトロニクス実装技術の現状と展望、エレクトロニクス実装学会誌　Vol.24 No.1 (2021)
  • 消費者製品安全法
    https://www.cpsc.gov/PageFiles/105435/cpsa.pdf?epslanguage=en
  • 岡田 務", テレビ受像機に対する海外安全規格の概要" テレビジョン学会誌 Vol.37 No.2 p91 (1983)
  • UL94 の難燃性試験方法
    https://standardscatalog.ul.com/
  • 西沢 仁",プラスチックの難燃化はどこまですすんだか" 工業材料Vol.29 No.6 p18 (1981)
  • 青木正光", プリント配線板のUL 取得" 技術調査会 p44 (1994)
  • Mr.Ecologist の図表で知る環境規制の初歩＜特定臭素系難燃剤とは？＞ JPCA News pp36～pp37 2008年8月号
  • 青木正光," 世界のハロゲンフリーの対応動向の現状" エレクトロニクス実装技術臨時増刊号 pp58～pp66 (2001)
  • 青木正光," 最近の新たな環境規制動向" エレクトロニクス実装学会誌 Vol.13 No.2 pp128～pp133 (2010)
  • ハロゲンフリー銅張積層板試験方法JPCA-ES01
    http://www.jpca.net/jp/other/standerd_pdf/jpca-es01-2003.pdf
  • Stakeholder Consultation
    （1） Tetrabromobisphenol-A (TBBP-A)
    （2） Medium Chain Chlorinated Paraffins (MCCPs)
    （3） Diantimony trioxide
    （4） Cobalt dichloride and cobalt sulphate
    （5） Nickel sulphate and nickel sulfamate
    （6） Beryllium and its compounds
    （7） Indium phosphide
  • 菊地克弥："高密度部品内蔵インターポーザーを開発" 産総研TODAY Vol14_04_p14, 2014
  • 菊地克弥："0.1mm 狭間隔部品内蔵技術を活用したパワーインテグリティ" エレクトロニクス実装学会部品内蔵技術委員会2019年度第3回公開研究会2019年11月26日
  • 加藤義尚， 部品内蔵技術委員会："福岡大学半導体実装研究所と三次元半導体研究センターでのパワーデバイス向け部品内蔵技術の紹介"，エレクトロニクス実装学会誌， Vol.22， No.1， pp.54-58(2019)．
  • 加藤義尚、韓榮建、林繁宏、末吉晴樹、野北寛太："福岡大学半導体実装研究所での研究活動および国際標準化活動の紹介" 第34回エレクトロニクス実装学会春季講演大会依頼講演, 2020.
  • 宇都宮久修， 岡田圭祐、配線板製造技術委員会："部品内蔵基板の現状と展望"， エレクトロニクス実装学会誌， Vol.11， No.1， pp.14-18(2008)．
  • フラウンホーファ研究機構ホームページ
    https://www.izm.fraunhofer.de/en.html
  • Tao-Chih Chang," Power System in PCB Next Generation Technology for High Power Density Integration" IMPACT Session24 (2019.10.25)

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