みなさん、こんにちは。 営業部の藤岡です。
「半導体パッケージって何のこと？」と思われる方も多いかもしれません。
そこで、まずはざっくりとご説明します。
家電製品などを分解すると、必ずと言っていいほど緑色の回路基板が出てきますよね。その上に載っているさまざまな部品の中で、黒い四角いパーツから細い足（金属端子）が伸びているもの——あれこそが典型的な半導体パッケージです。
半導体パッケージとは？基本構造と役割をわかりやすく解説
ではここで、半導体パッケージがどんな役割を持っているのかを、もう少し深く見ていきましょう。
半導体パッケージが担っている機能は実はたくさんあります。
たとえば、むき出しの半導体チップを外部から守る 「保護機能」、回路基板とつなぐための「接続機能」、発熱しやすい半導体チップの熱を逃がす「放熱機能」などが代表的です。
しかも、これらの機能をきちんと満たしながら “いかに小さく作れるか” が、とても重要なポイントです。
身近な例でいうと、昔の携帯電話って “ショルダーバッグ級” の大きさでしたよね。肩から下げて持ち歩くほどの巨大な箱なのに、できることは「電話をかける」だけ。
それが今ではどうでしょう。手のひらサイズのスマホに、カメラから決済まで、あらゆる機能が詰め込まれています。みなさんもその進化ぶりはよくご存じだと思います。
実はこの背景にあるのが、半導体パッケージの小型化と高機能化なのです。電気製品が年々薄く、軽く、便利になっているのは、パッケージ技術が進歩してきたおかげなのです。
最近では、アクセサリーや服のように身につけられるウェアラブル機器も登場していますが、これもまさに半導体パッケージの小型化技術があってこそ実現したのです。
半導体パッケージの種類とは？代表的な構造と特徴を紹介
半導体パッケージと一口に言っても、実は大きく「2つのタイプ」に分けられるのをご存じでしょうか？
半導体パッケージの構造を理解すると、この2種類の違いがとてもよく見えてきます。ここでは、それぞれの特徴をわかりやすく紹介していきます。
リードフレームタイプの半導体パッケージの特徴
リードフレームは、半導体チップを支持固定し、回路基板と接続をするための部品です。金属素材の薄板で作られ、半導体パッケージの外側に出ているリード端子部分となります。このリードフレームタイプは、半導体IC登場の黎明期から用いられている元祖半導体パッケージとも言える存在です。
リードフレームタイプには以下のような特長があります。
1）金属素材を用いるため熱伝導率が高く、半導体チップの発熱を効率よく外部へ逃がすことができます。
2）スタンピング（プレス加工）やエッチング加工で複雑な形状も加工しやすいため大量生産に適しています。
3）外部応力など機械的強度にも金属素材による高い耐久性を持っています。
4）高温のモールド封止や実装工程でも変形しにくいため、耐熱性に優れています。
5) 表面処理により腐食やクラックへの耐性が高く、長期的な信頼性を確保できます。
BGA（Ball Grid Array）タイプの半導体パッケージの特徴
市場から「表面実装型リードフレームタイプよりも更に小さくしてほしい」、「端子数を増やしてほしい」との要求から生まれた半導体パッケージが表面実装型BGAタイプです。半導体パッケージの裏面に接続端子として、はんだボールが格子状に配置されています。
表面実装型リードフレームタイプに比べ小型化されピン数も格段に増えた半導体パッケージです。
BGAタイプには以下のような特徴があります。
1）半導体パッケージの裏面全体に端子を配置できるため、多端子を要する高機能デバイスに適しています。
2）はんだボール採用により、実装時に自動で位置が合いやすいセルフアライメント性を備えています。
3）リードフレームタイプと同じ面積でも端子数を増やせるため、回路基板の小型化・高集積化に貢献します。
4）回路基板と接続する端子が短いため、高速信号伝送において有利となります。
半導体パッケージの進化：電子機器の小型化を支える技術
さて、ここからは「半導体パッケージがどのように進化してきたのか」を見ていきましょう。
いちばん最初に登場したのは、基板に穴をあけて部品を差し込む「挿入型タイプ」でした。
その後、より小型で実装しやすい「表面実装型のリードフレームタイプ」が開発され、電子機器の小型化に大きく貢献します。
さらに半導体チップの高機能化・高集積化が進むにつれ、リードフレームの代わりに微細な“はんだボール”で接続する「BGAタイプ」へと進化していきました。
この BGAタイプの半導体パッケージ が登場したことで、より多くの端子数を持つチップを、小型のまま安定して実装できるようになったのです。
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挿入型 |
表面実装型リードフレームタイプ |
表面実装型BGA |
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