高周波PCB技術 - 半導体パッケージとは

半導体パッケージとは、テストに合格したウエハを製品の型番や機能のニーズに合わせて独自のチップに加工するプロセスを指す。

リードフレームの概要（作用、構成、材料選択、およびプロセス概要）

リードフレームは半導体パッケージの基礎材料であり、集積回路のチップキャリアであり、ボンディング材料（金糸、アルミニウム糸、銅線）を用いてチップ内部回路の引き出し端と外部リード線の電気的接続を実現し、電気回路の重要な構造物を形成し、外部リード線と接続する橋梁の役割を果たし、主な機能は回路接続、放熱、機械的支持などの役割を果たす。

フレーム構成：主に2つの部分から構成され、チップパッドとピン。チップパッドはパッケージ化中にチップに機械的支持を提供し、ピンはチップをパッケージ外に接続する電気学的通路であり、各ピンの末端はチップ上の1つのパッドとリード線で接続され、内ピン、他端は基板またはPCボードとの機械的および電気的接続を提供し、ピンである。

リードフレームを選択する際には、製造の容易さ、フレームの性能要件、適切な加工方法、およびコストを考慮します。半導体パッケージ

フレームワークのパフォーマンス要件：

材料選択：フレームとプラスチックシール材料の接着性、物理的な結合は十分ではなく、化学的な結合を考慮しなければならない。

接着性、熱膨張係数、強度及び導電性フレームの幾何形状と成分も考慮すべきであり、パッケージモジュールの加工性、品質及び性能に影響を与える。

フレーム材料は加工、パッケージ組立、PCBボード組立及びデバイスの性能要求を満たすことができるか。

適切な加工方法：

リードフレームの加工方法は一般的に機械プレス法と化学エッチング法である。

機械プレス法

一般的にはステップジャンプツールを使用し、機械力の作用によって打ち抜きを行うが、この方法で使用される金型は比較的高価であるが、フレームの生産コストは低い。

欠点：機械プレス加工の精度は高密度の包装要求を満たすことができない。

かがくエッチング

主にフォトリソグラフィ及び金属溶解化学試薬を用いて金属ストリップからパターンをエッチングした。大きく分けて次のステップがあります。

プレス位置決め孔→両面フォトレジスト塗布→UVマスクによる露光、現像、硬化→化学試薬による金属の腐食暴露（通常はFeCl 3などの試薬を使用）→フォトレジストの除去

エッチング法の特徴：設備コストが低く、フレームコストが高く、生産周期が短い。

めっき材料の選択

フレーム材料は成形加工が完了した後、フレームの表面処理を行い、フレームの腐食を防止し、接着性と溶接可能性を高めることを目的としている。めっき材料はフレーム基体よりも優れた耐食性を持ち、緻密で、空洞がなく、強度があり、後期工程で割れないことを保証し、酸化を防止する。半導体パッケージ

一般的なめっきプロセスでは、フレーム全体にめっき層を塗布せず、フレームチップパッドとインナーリードに銀をめっきし、接着性と溶接可能性を高める。

銅合金の酸化問題を解決するために、表面に高分子材料をめっきすることができ、特殊高分子材料は一定の温度で分解揮発が発生し、フレームの耐食性が材料の信頼性及び他の材料との接着性に影響を与えないことを保証した。

大きなサイズのパッケージは、ポリマーストリップ材料を用いてフレームの機械的強度を増強することができ、プラスチックシール材料の流動時のリード線の断線やチップのシフトなどの問題を低減し、フレームの機械的強度を増加させるために使用される。

ポリマーストリップ材料の技術障壁は：成形操作、後硬化及び次の温度サイクルとデバイス信頼性試験を含む高温プロセスに耐えなければならず、一般的に使用されるのはポリイミド膜である（ヒント：ここでは技術障壁及び一般的に使用可能な材料）。

フレーム材料は通常合金材料から作られ、パッケージ技術はパッケージ材料の使用を決定し、基本的には一代パッケージ、一代材料の発展規則であり、異なる半導体パッケージ方式は異なるリードフレームを採用する必要がある。半導体パッケージ