東北大ら，低温で結合可能な中空マイクロバンプ開発

東北大学と産業技術総合研究所は，低荷重で塑性変形し低温でも強固に接合できるAu中空マイクロバンプを新たに開発した（ニュースリリース）。

次世代の小型電子デバイスでは，高温の熱によるダメージや残留応力を避けるため，低温での接合技術が求められる。これまでにも，接合界面に応力を集中させるピラミッド型や円錐型のマイクロバンプが開発され，低温接合に利用されてきたが，バンプ先端部への応力集中によりデバイスや基板を損傷させるという課題があった。

研究グループは，これまで表面活性化手法を用いるAuの大気中常温接合技術に取り組んできた。今回の研究では，表面活性化接合とテンプレートストリッピング技術を組み合わせ，中空構造のAuマイクロバンプを転写によって作製する新技術を開発した。

有限要素法シミュレーションにより，中空マイクロバンプは内部が詰まった従来型に比べ，接合時の応力集中を軽減できることが示された。さらに，この中空マイクロバンプを用いてシリコン（Si）チップを大気中150ºCで接合した試料のせん断強度測定試験では，接合部よりもSiチップ自体が先に破壊されるほど強固に接合できることが確認された。

接合時の塑性変形により新たな金属面が形成され，密着することにより，接合相手が粗いAuめっき膜の場合でも低温で強固な接合を達成できることを実証した。

研究グループは，この技術を応用することで，従来のマイクロバンプ接合における課題であるデバイスや基板へのダメージを大幅に低減できることが期待されるとしている。