PCBプロセスのチップ実装技術を詳しく解説

1. BGA (ボールグリッドアレイ) は、CPAC (グローバルトップパッドアレイキャリア) とも呼ばれます。面実装パッケージのひとつである球面コンタクト配列。表示モードではプリント基板の裏面にピンの代わりに球状のバンプを作り、プリント基板の表面にLSIチップを実装し、モールド樹脂やポッティング法で封止します。バンプディスプレイキャリア (PAC) とも呼ばれます。ピン数は200ピンを超えることもあり、多ピンLSIに使われるパッケージです。パッケージ本体もQFP（4サイドピンフラットパック）よりも小型化が可能です。たとえば、ピン中心距離が 1.5mm の 360 ピン BGA は、わずか 31mm 角です。中心距離0.5mmの304ピンのQFPは40mm角です。そしてBGAはQFPのようにピン変形の心配がありません。

このパッケージは、米国のモトローラ社によって開発されました。最初に携帯電話などで使用され、その後パーソナルコンピュータで普及しました。当初、BGA ピン (バンプ) の中心間距離は 1.5mm で、ピン数は 225 でした。現在、一部の LSI メーカーは 500 ピン BGA を開発しています。 BGAの課題はリフロー後の外観検査です。米国モトローラ社ではモールド樹脂で封止したパッケージをOMPAC、ポッティング法で封止したパッケージをGPACと呼んでいます。

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2. C - (セラミック) は、セラミックパッケージのマークを示します。たとえば、CDIP はセラミック DIP を表します。実務でよく使われるマークです。

3. COB (Chip On Board) チップパッケージングは、ベアチップ実装技術の 1 つです。半導体チップを接続し、プリント基板に実装します。チップと基板間の電気的接続はワイヤステッチで実現し、信頼性を確保するために樹脂で覆います。 COB は最も単純なベアチップ実装技術ですが、そのパッケージ密度は TAB やフリップチップボンディング技術よりはるかに小さくなっています。

4、DIP（デュアルインラインパッケージ）

デュアルインラインパッケージ。プラグインパッケージの1つで、ピンはパッケージの両側から引き出されており、パッケージ材料はプラスチックとセラミックです。 DIL はヨーロッパの半導体メーカーで広く使用されています。

DIPは最もポピュラーなプラグインパッケージで、その適用範囲は標準ロジックIC、メモリLSI、マイコン回路などです。ピン中心間距離は2.54mm、ピン数は6～64ピンです。通常15.2mm。幅が 7.52mm と 10.16mm の一部のパッケージは、それぞれ SK DIP (スキニーデュアルインラインパッケージ) と SL DIP (スリムデュアルインラインパッケージ) ナロー DIP と呼ばれます。ただし、ほとんどの場合、区別されず、単に DIP と呼ばれます。さらに、低融点ガラスで封止されたセラミック DIP は Cerdip とも呼ばれます (4.2 を参照)。

4.1 DIC（デュアルインラインセラミックパッケージ）セラミックパッケージ（ガラスシール含む）の別名。

4.2 Cerdip: ECL RAM、DSP (デジタルシグナルプロセッサ) およびその他の回路に使用されるガラス封止セラミックデュアルインラインパッケージ。ガラス窓付きサーディップは、紫外線消去可能なEPROMやEPROMを内蔵したマイコン回路に使用されています。ピンの中心間距離は 2.54mm で、ピン数は 8 ～ 42 ピンです。日本では、このパッケージは DIP-G (G はガラスシールを意味します) と呼ばれます。

4.3 SDIP (シュリンクデュアルインラインパッケージ) シュリンクタイプの DIP。 DIPと同じ形状のプラグインパッケージの1つですが、ピン中心距離(1.778mm)はDIP(2.54mm)よりも短くなっています。ピン数は14本から90本まであります。セラミックスとプラスチックの2種類があります。別名 SH － DIP (shrink dual in line package)

5、フリップチップ

チップをバックウェルドします。ベアチップ実装技術の一つとして、LSIチップの電極部に金属バンプを作製し、プリント基板上の電極部に金属バンプを圧接する技術があります。パッケージのフットプリントは基本的にチップサイズと同じです。これは、すべてのパッケージング技術の中で最も小さく、最も薄いものです。しかし、基板の熱膨張係数がLSIチップの熱膨張係数と異なる場合、接合部で反応し、接続の信頼性に影響を与えます。そのため、LSIチップを補強するために樹脂を使用する必要があり、基本的に熱膨張係数が同じ基板材料を使用する必要があります。

6、FP(フラットパッケージ)

フラットパック。表面実装パッケージの 1 つ。 QFP または SOP の別名 (QFP および SOP を参照)。一部の半導体メーカーはこの名前を使用しています。

7、H-(ヒートシンク付)

ラジエーター付きのマークを示します。たとえば、HSOP はラジエーター付きの SOP の略です。

8、MCM(マルチチップモジュール)

マルチチップモジュール。配線基板上に複数の半導体ベアチップを搭載したパッケージ。基板材料によると、MCM-L、MCM-C、MCM-D の 3 つのカテゴリに分類できます。 MCM-Lは一般的なガラスエポキシ多層プリント基板を使用した部品です。配線密度はそれほど高くなく、低コストです。 MCM-Cは、厚膜技術を用いて多層配線を形成し、基板にセラミックス（酸化アルミニウムやガラスセラミックス）を用いた部品です。これは、多層セラミック基板を使用する厚膜ハイブリッド IC に似ています。両者の間に大きな違いはありません。 MCM-Lより配線密度が高い。 MCM-Dは、薄膜技術を用いて多層配線を形成し、セラミックス（酸化アルミニウムや窒化アルミニウム）やSi、Alを基板としたモジュールです。配線の陰謀は 3 つのコンポーネントの中で最も高いですが、コストも高くなります。