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半導体チップは次のように機能します “脳” デジタル時代の, チップパッケージは保護として機能します “鎧” そして “ニューラルネットワーク。” 脆弱なシリコンが死ぬことを超えて, 重要な熱管理を可能にします, 電気接続, および信号伝送. かさばる穴のパッケージから、超薄いウェーハレベルのソリューションまで, パッケージングの進化により、エレクトロニクスの小型化とパフォーマンスの向上が促進されました - 記念碑的な技術の物語.
パッケージングテクノロジーの分類
取り付け方法によって
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スルーホールパッケージ (tht):
に挿入されたピン プリント基板 はんだ付けのためのメッキスルーホール. 早期の技術を表します. -
表面マウントテクノロジー (SMT):
PCBパッドに直接はんだ付けされたコンポーネント. より高い密度と自動アセンブリを有効にします.
ピン構成によって (密度の進行)
単列→デュアルロー→クワッド側→エリアアレイ
スルーホール時代
do/to: 離散コンポーネントの基礎
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DO-41ダイオード: Ø2.7mm×5.2mm
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TO-220トランジスタ: ≤50W電源散逸を処理します
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熱抵抗: R<サブ>そして</サブ> = (T<サブ>j</サブ> – T<サブ>a</サブ>)/p
どこ R<サブ>そして</サブ> =ジャンクション間の熱抵抗
sip/zip: シングルインラインの革新
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一口: 3-16 ピン, 抵抗器/低電力ダイオードの費用対効果
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ジップ: 40% Zigzag PIN配置を介したSIPよりも高いピン密度
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アプリケーション: 初期メモリモジュール, 電圧レギュレーター
浸漬: IC革命
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ピンピッチ: 2.54mm (0.1″) 標準
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1980S市場シェア: >70% ICパッケージの
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熱性能:
セラミックディップ: 20-30 w/m・k導電率
プラスチックディップ: 0.2-0.3 w/m・k
PGA: 高性能コンピューティングパイオニア
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ピン密度: 3×ディップよりも高い
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アプリケーション: インテル 80386/80486 CPU
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挿入力: 30-100 ニュートン
SMT革命
SOD/SOT: 離散コンポーネントの小型化
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SOD-323: 1.7mm×1.25mm
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SOT-23熱抵抗: 〜250°C/W
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リフロープロファイル: ピーク温度235-245°C
ガルウィングリード: SOPファミリー
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ピンピッチの進化:
1.27mm (SOP) →0.8mm (SSOP) →0.65mm (tssop) -
デリバティブパッケージ:
SOP→SSOP→TSOP→TSSOP→VSSOP -
熱強化: HSSOPは熱抵抗を減らします 40%
Jリード構成: 観察
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機械的強度: 30% より高いストレス抵抗
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電気制限: 0.8-1.2NH寄生インダクタンス
リードレスブレークスルー: 息子/dfn
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スペース効率: >50% SOPよりも改善
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熱性能: 15サーマルパッド付き°C/W
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小型化制限:
x2son: 0.6mm×0.6mm×0.32mm
小型化の背後にある物理学
3つの中核的な課題は、パッケージのスケーリングを管理します:
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熱管理:
Q =haΔt
サイズの縮小 (↓a) より高い対流係数が必要です (↑h) -
熱応力制御:
s = ertht
ここでCTE (a) 不一致はストレスを引き起こします -
信号の完全性:
鉛インダクタンス *L≈2L(ln(2L/D)-1) nh*
小型化により、インダクタンスが減少します 30%
次のフロンティア: 高度なパッケージ
X2SONが0.6mmのスケールにヒットすると, イノベーションはにシフトします:
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3D 包装: TSV対応の垂直統合
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不均一な統合: マルチノードダイアセンブリ
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フォトニクス: シリコンフォトニクスの共同設計
市場予測 (Yoledéveloppement):
8% CAGRを通過します 2028 →650億ドルの市場
パッケージングは今、システムのパフォーマンスを批判的に定義します - 単なる保護をはるかに超えています.
結論
DIPの2.54mmピッチからX2SONの0.6mmフットプリントまで, パッケージの進歩は、継続的に電子機器を再定義します. すべてのスリムなスマートフォンと5Gデバイスは、これらの目に見えないイノベーションに依存しています. AIと量子コンピューティングが出現します, チップパッケージは、ナノスケールの境界を押し続けます.
*次にシリーズ:
BGA/CSP/WLCSPテクノロジー
3D 包装 & TSV相互接続
高度な包装材料科学
乞うご期待!*
