パッケージングとは?――裸の半導体チップを「使える製品」にする
半導体Packageの保護・電気接続・熱・機械支持の役割と、QFP/BGA/WLP/Fan-Out/Chipletへの発展を解説する。
まず結論
半導体Packageは、裸のDieを単に樹脂で包む箱ではありません。
微細なChip内部配線を基板・基板外部へ引き出し、熱を逃がし、機械的に支え、環境から守るInterfaceです。
Packageの4つの役割
- Electrical Interconnection
- Mechanical Protection
- Thermal Management
- Size/Pitch Conversion
Chip上の微細Padを、そのままPCBへ接続することは困難です。PackageがPitchとMechanical Scaleを変換します。
従来Package
DIP、SOP、QFP、QFN、BGAなど多様な形式があります。端子数、放熱、実装密度、Costに応じて使い分けます。
WLP
Wafer状態でPackage工程の多くを行う考え方です。Fan-Inでは端子がDie領域内に収まり、Fan-OutではMold領域まで配線を広げられます。
Advanced Packaging
性能向上がTransistor微細化だけでは難しくなる中、Chiplet、2.5D、3D、HBM、Interposer、Hybrid BondingなどPackage側の技術的重要性が増しています。
「後工程=前工程より単純」という古い見方では理解できない領域になっています。
PackageとSystem性能
Interconnect長、Power Delivery、Thermal Resistance、Signal IntegrityはSystem性能へ直結します。Packageは「完成後の容器」ではなく設計対象です。
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