包装材料におけるセラミックスの位置付けは何ですか?

パッケージング技術は、チップの溶接部とパッケージの外部ピンを接続し、絶縁材のシェルで梱包する技術です。つまり、集積回路をパッケージ化する技術です。最も一般的なメモリースティックを例に挙げると、私たちが直観的に目にする体積や外観は実物ではなく、パッケージング後のメモリーチップの製品です。

認定パッケージにより、主要製品と標準仕様の相互接続を物理的に保護できます。電子技術の急速な発展に伴い、電子パッケージ材料に対する小型化、高密度、高品質の組み立てに対する要求がますます高まっています。また、集積回路の集積度が急速に高まり、チップの動作熱も急激に上昇します。パッケージング材料がこの問題を軽減できない場合、チップの耐用年数は避けられません。この記事では、一般的に使用されるいくつかの電子パッケージング材料を簡単に紹介します。

認定パッケージにより、主要製品と標準仕様の相互接続を物理的に保護できます。電子技術の急速な発展に伴い、電子パッケージ材料には小型化、高密度、高品質の組み立てに対する要求がますます高まっています。また、集積回路の集積度が急速に高まり、チップの動作熱も急激に上昇します。パッケージング材料がこの問題を軽減できない場合、チップの耐用年数は避けられません。この記事では、電子パッケージ材料で一般的に使用されるいくつかの材料を簡単に紹介します。

認定された電子パッケージ材料の性能要件は何ですか?

(1) 低い熱膨張係数

(2) 優れた熱伝導性

(3) 気密性が高く、高温、高湿、腐食放射線、その他の電子機器への極端な環境の影響に耐えることができます。

(4) 高強度・高剛性でチップ内部を支持・保護します。

(5) 複雑な形状に加工するための加工成形性、溶接性が良好

(6) 航空宇宙およびその他のポータブル電子デバイスの用途では、デバイスの重量を軽減するために、電子パッケージング材料は低密度の特性を持たなければなりません。

一般的な電子パッケージング材料は次のとおりです。 半導体デバイスのパッケージングに使用される材料に応じて、金属パッケージング、セラミックパッケージング、プラスチックパッケージングなどの形式があります。

(1) 金属製の梱包:

金属パッケージングは、半導体デバイスのパッケージングの最も原始的な形式であり、高い機械的強度と優れた放熱性能を備え、気密性が高く、外部環境要因の影響を受けません。欠点は、高価であり、フォームファクタの柔軟性がほとんどないため、ますます急速に発展する半導体デバイスのニーズを満たすことができないことです。従来の金属カプセル化材料には、Cu、Al、Mo、W、コバール、インバール、W/Cu および Mo/Cu 合金が含まれます。

(2)プラスチック包装:

プラスチック包装はセラミック包装や金属包装に比べて放熱性、耐熱性、密封性が劣りますが、低コスト、薄型、比較的工程が簡単、自動生産に適しているなどの利点があり、その応用範囲は非常に広いです。 、一般家庭用電化製品から高精度の超高速コンピュータに至るまで、あらゆるところで見られ、マイクロエレクトロニクス業界で最も使用されているパッケージング方法でもあります。

プラスチック包装に使用される材料は、主にフェノール、ポリエステル、エポキシ、シリコーンなどの熱硬化性プラスチックであり、その中でエポキシ樹脂が最も広く使用されていますが、気密性が悪く、湿気の多い環境では水蒸気などの湿気に敏感です。パッケージデバイスの内部金属層が腐食して損傷する原因となり、プラスチックパッケージのトランジスタのほとんどには鉛が含まれており、より有毒です。

(3)セラミックパッケージ:

セラミックは硬くて脆い材料であり、セラミックパッケージは気密パッケージに属し、高信頼性要件のための主要なパッケージ技術であり、主な材料にはアルミナ、酸化ベリリウム、窒化アルミニウムなどがあります。

現在のセラミック技術では、焼結時の寸法変化を0.1%の範囲まで制御することができ、厚膜技術と組み合わせることで30～60層の多層配線導体構造を作ることができるため、セラミックも主要な材料の1つとなっています。マルチチップモジュール (MCM) パッケージ基板。

アドバンテージ：

① セラミックパッケージは、各種IC部品のパッケージにおいて、ICチップの気密性を封止保護することができるため、信頼性に優れています。

② セラミックスは、電気的、熱的、機械的特性などが非常に安定しており、耐食性が良く、機械的強度が高く、熱膨張係数が小さく、熱伝導率が高いため、ICチップのパッケージング材料として使用されています。さらに、その特性は、その化学組成を変更し、プロセス制御を調整することによって達成でき、パッケージング用のシール材としてだけでなく、さまざまなマイクロエレクトロニクス製品の重要な軸受基板としても使用されます。

弱点：

①プラスチック包装と比較すると、プロセス温度が高く、コストが高くなります。

②プロセスの自動化と薄型包装の能力はプラスチック包装に劣ります。

③脆性が高く、応力損傷を起こしやすいため、

④低誘電率と高い配線密度を必要とするパッケージでは、薄膜パッケージング技術と競合する必要があります。

電子製品の性能要件のあらゆる側面が継続的に改善されているため、セラミックパッケージシェルは高信頼性、高出力電子機器に広く使用されており、機械的保護と信頼性の高い封止を確保することに加えて、チップをパッケージする必要があります。外界との伝導性と熱伝導性が良好です。これには、セラミックがさまざまな金属と良好にシールできることが必要であり、その金属化が重要なプロセスとなります。メタライゼーションとは、セラミックと金属を高品質で密封できるように、セラミック上に金属層を焼結または堆積させることを指します。メタライゼーションの品質はパッケージの気密性と強度に直接影響します。

セラミックパッケージング産業の研究開発と生産には高い技術的障壁があるため、実用的な製品の価格は比較的高いため、実際の応用分野をカバーするにはコストの理由を考慮する必要があります。

この記事はからの転載です セラジル.