Semiconductor chips serve as the “brains” of the digital era, while chip packaging acts as their protective “armor” and “neural network.” Beyond shielding fragile silicon dies, 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!*