ICキャリア基板：集積回路パッケージングの基盤

キーワード: ICキャリア基板

積層基板、リードフレーム、ボンディングワイヤー、封止材料、アンダーフィル、ダイアタッチ材料、WLP（ウェハーレベルパッケージング）誘電体、およびWLPめっき薬品は、集積回路パッケージングで最も一般的に使用される材料の一部です。これらの材料は、ICチップをプリント基板（PCB）などの外部デバイスから保護し接続するため、また熱制御とサポートを提供するために使用されます。

積層基板がICキャリア基板産業の大部分を占めているため、これらについてさらに詳しく説明します。集積回路（IC）キャリア基板は、ICパッケージで使用される基礎材料であり、ICとPCB上のトレースネットワークとの間の接続を保護し、容易にします。これらの基板は、多数の層、中央の支持コア、ドリル穴のネットワーク、および導体パッドを含み、従来のプリント基板よりも製造が困難です。

ICキャリア基板の分類

ICキャリア基板は、材料、構造、および製造技術に従って分類できます。以下は、ICキャリア基板の典型的な分類の一部です：

• 材料ベースの分類：シリコン、セラミック、ポリイミド、FR4、またはBT樹脂などの有機材料を含む、様々な材料でICキャリア基板を構築できます。
• 構造ベースの分類：ICキャリア基板は、単層または多層の2つのカテゴリーに分けられます。単層基板は低密度回路に使用され、高密度回路には多層基板が採用されます。
• 製造プロセスベースの分類：使用される製造方法によってICキャリア基板の分類が決定されます。その方法は、セミアディティブ、アディティブ、またはサブトラクティブである可能性があります。
• 技術ベースの分類：ワイヤーボンディングやフリップチップなどの技術の利用は、ICキャリア基板の分類を示します。
• アプリケーションベースの分類：パワーデバイス、CPU、メモリ、センサーなどでの使用用途もICキャリア基板を分類します。これらのカテゴリーを利用して、信頼性、性能、コストに応じて特定のアプリケーションに適したICキャリア基板が選択されます。

ICキャリア基板は、パッケージまたはパッケージングタイプ、ボンディング方法、および材料特性の3つのカテゴリーに分けられます。

パッケージングタイプ

ICキャリア基板タイプは、ICキャリア基板に使用されるキャリアを記述します。パッケージまたはパッケージングには様々な種類があり、以下を含みます：

• ボールグリッドアレイICキャリア基板：この基板は、300ピンを超える集積回路パッケージに適しています。優れた電気性能と放熱性を提供します。

• チップスケールパッケージングICキャリア基板：このタイプの基板は小型で薄く、低ピン数のシングルチップパッケージ（CSP）に理想的です。

• フリップチップICキャリア基板：フリップチップICキャリア基板は、フリップチップチップスケールパッケージ（FCCSP）におけるコントロールドコラプスチップコネクションに最適です。回路損失や信号干渉に対する効果的な放熱保護を提供します。
• マルチチップモジュールICキャリア基板：このスタイルのパッケージングには、それぞれ異なる目的を持つ多数のICが含まれます。基板は軽量である必要がありますが、MCM ICの性質上、優れた配線、放熱、または良好な信号干渉特性を持たない可能性があります。

ボンディング技術

これは、集積回路がパッケージングまたは外部回路にどのように接続するかを指します。ボンディング技術は、以下のような多数のカテゴリーに分類されます：

• ワイヤーボンディング：最も一般的なボンディングの種類は、チップのコネクタからパッケージ/キャリアまたは外部回路へワイヤーを配線するものです。
• テープ・オートメーテッド・ボンディング（TAB）：「テープ・オートメーテッド・ボンディング」（TAB）という用語は、集積回路をポリマー製基板内の微細導体に接続してフレキシブルプリント基板（FPC）を作成する方法を説明しています。
• フリップチップ（FC）ボンディング：フリップチップ（FC）ボンディングは、通常、はんだボール/バンプを使用して相互接続を形成する際に役立ちます。ボンドは、ポリマー接着剤、溶接接合、またははんだ接点を介して形成できます。

材料特性

集積回路の材料要件は、その機能に基づいて異なります。以下は、最も一般的な基板材料のいくつかです：

樹脂は、リジッド基板の製造に使用され、ビスマレイミドトリアジン（BT）フィルム（ABF）、エポキシ、または味の素ビルドアップ材料を含む場合があります。

積層基板の応用

電子機器分野において、積層基板は非常に広範な応用範囲を提供します。ICキャリア基板のプリント基板における最も一般的な応用例は以下の通りです：

• マイクロプロセッサ：電子機器の頭脳であるマイクロプロセッサは、しばしばICキャリア基板のプリント基板を採用します。マイクロプロセッサの動作において、プリント基板はマイクロプロセッサチップを確実に取り付けるための強固な基盤を提供する重要な構成要素です。
• メモリモジュール：メモリモジュールはICキャリア基板のプリント基板を利用します。メモリモジュールは電子機器の重要な部品です。メモリチップを取り付けるために、これらのプリント基板は基板として機能します。また、メモリモジュールの効率と信頼性を保証します。
• 民生用電子機器：ノートパソコン、タブレット、スマートフォンなどの民生用電子機器には、ICキャリア基板のプリント基板が使用されています。これらのプリント基板は、デバイスの様々な部品を搭載するための小型で軽量な基盤を提供します。
• 産業用電子機器：制御、ロボティクス、自動化を含む非常に多くの産業用途で、ICキャリア基板のプリント基板が使用されています。これらのシステムに含まれる多くの電気部品を取り付けるために、これらのプリント基板は信頼性が高く頑丈な基板を提供します。

他の電子部品、インフォテインメントシステム、エンジン制御ユニットに対して、自動車電子機器はICキャリア基板のプリント基板を採用しています。自動車用途の過酷な条件に耐えながら効率的な性能を提供するように、これらのプリント基板は設計されています。

積層基板の特徴

集積回路基板（ICキャリア基板）は電子機器における重要な構成要素であり、その適切な動作のために必要とされる数多くの基本特性を持っています。ICキャリア基板の主な特性のいくつかは以下の通りです：

• 電気的特性: ICキャリア基板の電気的特性は、その正常な動作にとって重要です。適切な信号伝送のためには、基板は十分な信号品質と最小限の電気抵抗を持たなければなりません。
• 熱伝導率: ICから発生する熱を効率的に放散するために、ICキャリア基板は非常に高い熱伝導性を持たなければなりません。この特性は、ICの過熱や誤動作を防ぎます。
• 機械的強度: 組み立ておよび取り扱い中、ICキャリア基板は物理的衝撃や応力に耐えなければなりません。したがって、極めて強固である必要があります。
• 誘電特性: 信号品質を維持し、信号損失を最小限に抑えるためには、ICキャリア基板は高い誘電率を持たなければなりません。
• 耐薬品性: 試験および製造工程全体を通じて、ICキャリア基板は様々な化学薬品に曝されます。したがって、高い耐薬品性を持たなければなりません。
• 表面特性: ボンディングワイヤの接着および堆積される薄膜層のためには、ICキャリア基板の表面は高い密着性を持たなければなりません。
• 互換性: 効率的な性能と動作のためには、ICキャリア基板とICパッケージング技術は互いに互換性がなければなりません。
• コスト: 費用対効果の高い完成電子デバイスのためには、ICキャリア基板は適正な価格でなければなりません。

結論

この詳細なチュートリアルは、ICパッケージング基板の全ての要素を網羅しており、それらはプリント基板の基板と類似していますが、そのサイズと材料によりより特殊化されています。ICおよびプリント基板の基板の成功した製造には、最高の材料を調達し、優れた回路基板を作るために最先端技術を使用できる専門メーカーが必要です。自動車アプリケーションの過酷な条件に耐えるため、これらのプリント基板は効率的な性能を提供するように設計されています。他の電子部品、インフォテインメントシステム、エンジン制御ユニットのために、自動車電子機器はICキャリア基板プリント基板を採用しています。自動車アプリケーションの過酷な条件に耐えるため、これらのプリント基板は効率的な性能を提供するように設計されています。集積回路（IC）基板は、ICパッケージで使用される基礎材料であり、ICとプリント基板上の配線ネットワークとの間の接続を保護し、容易にします。