半導体パッケージの反りを抑制、三菱ケミカルが「負膨張フィラー」量産へ：材料技術

AIやHPCの普及で半導体の発熱問題が深刻化する中、三菱ケミカルは熱によるパッケージの反りを防ぐ「負膨張フィラー」を開発し、事業化を発表した。

[遠藤和宏，MONOist]

　三菱ケミカルは2026年8月27日、半導体パッケージ材料向けの新しい負膨張フィラーを開発し、事業化することを決定したと発表した。2026年度中にパイロット品の販売を開始し、顧客での評価／認証取得を進め、2027年度下期に量産品の販売を開始する。

　新たに事業化する負膨張フィラーは「M-Filleris（エム・フィラリス）NTE」のブランド名で展開し、今後「M-Filleris」シリーズとして、放熱性や電気特性といった性能を持つ他の機能性フィラーもラインアップに加わる予定だ。

左：三菱ケミカルの負膨張フィラー（粉末）、右：粒子（電子顕微鏡写真）［クリックで拡大］ 出所：三菱ケミカル

従来の負膨張材料の課題を解消

　近年、AI（人工知能）サーバや高性能コンピューティング（HPC）の普及に伴い、半導体にはさらなる高性能化が求められている。半導体パッケージは、チップレット技術や3Dスタッキング技術など、高度なパッケージング技術の採用が進んでおり、チップの高密度実装による発熱増加が課題となっている。

　現在、半導体パッケージ材料には主にエポキシ樹脂とシリカフィラーが使用されており、熱膨張による反りを抑制するためフィラーの高充填（じゅうてん）化が進んできた。しかし、近年はその充填量も限界に近づいており、さらなる熱膨張低減に対応するため、同社は加熱時に収縮する特性を持つ負膨張フィラーを開発した。

　同製品は、同社が長年培ってきた無機材料の設計技術により開発されたもので、従来の負膨張材料で課題となっていた使用温度範囲の狭さ、非球形、高比重、高吸水性などを克服し、半導体パッケージ用途への適用を可能とした。

　具体的には、エポキシ樹脂などへ配合した際に優れた熱膨張低減効果がある他、室温〜400度の広い温度範囲における負膨張特性を備えている。球状形状による優れた流動性と分散性も有し、不純物コントロールにより低α線（ソフトエラーの低減）も実現している。加えて、一般的な半導体向けフィラー（シリカフィラー）と同等の比重／低吸水性もある。これらの特徴により、半導体封止材やアンダーフィル材、ビルドアップフィルム材などへ適用できる。

負膨張フィラーの温度上昇による寸法変化例［クリックで拡大］ 出所：三菱ケミカル

　同社は、既存事業であるエポキシ樹脂とのシナジーを生かし、フィラー単体だけでなく、エポキシ樹脂などと混練したマスターバッチでの提供も予定している。これにより、顧客の材料設計や開発期間の短縮にも貢献する。

エポキシ樹脂にフィラーを混練した硬化体の熱膨張係数（CTE）比較［クリックで拡大］ 出所：三菱ケミカル

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