パッケージ (電子部品)
多層プリント基板技術の進歩と共に発展したのが表面実装型(Surface mount type)である。ダイをサブストレートに載せてワイヤ・ボンディングしたCSP (Chip size package) から、高密度に非常に多くの端子を接続するmBGA (Micro ball grid array) まで、プリント基板の多様性に伴い様々なパッケージ形態がある。現代の電子回路基板の多くは表面実装型ICを搭載している。表面実装技術 (SMT, Surface mount technology) によって回路基板上に高密度実装できるので製品の小型化とコスト低減が同時に実現出来る。以下に表面実装形パッケージを示す。
最も一般的なDIPパッケージである。産業用・民生用など幅広い用途に使われ、プラスチック材料の高性能化により過酷な状況での耐久性が向上してきたことからセラミック製のパッケージを置き換え始めている。
Ceramic-DIPとCer-DIPは共にセラミック製であり、熱抵抗がプラスチックより低いので放熱性が求められる製品で使用されることが多かったが、21世紀現在ではこれらは比較的少なくなっている。
プラスチックのものはP-DIP(ピーディップ)とも表記されることがあり、汎用ロジックICなど多様なICに使われている。
足を出す位置と間隔は、米テキサスインスツルメンツ社が米軍に製品を納入する際に定められたMIL規格に沿っていた。MIL規格が多くの点でデジタルICでの共通の規格となり、後にISO/IEC規格となった。後に登場するデジタルICのパッケージのサイズの多くはMIL規格を基準にしている
セラミック・ディップ拡大断面図
サー・ディップ拡大断面図
プラスチック・ディップ拡大断面図
形状は様々。小電力の製品は半円筒状のものが多い。ほとんどのTOパッケージはプラスチックである。箱状のピン数が多い物は後述のSIPと同じ。5ピン以上の製品はTO、SIPどちらとも呼べる。発熱の大きい電力用素子では背面にネジ穴の空いた金属板が露出するようになっており、ここに放熱器を取り付ける。また表面実装型のTOパッケージは全てプラスチック製で、放熱板付きのものは基板上に広く半田付けして放熱するようになっている。
フリップ・チップ接続(Flip chip bonding)とは、ダイをパッケージに実装する方法の1つで、ワイヤーボンディングとリードフレームを用いず、ダイの底面にあらかじめ形成しておいた接点をインターポーザーに直接はんだ付けするもの。製造方式として、ダイの配線層面の接続パッドにあらかじめはんだボールによるバンプを付けておき、チップを裏返して基板に実装する、IBMが開発したC4(Controlled Collapse Chip Connection)方式と、ワイヤー・ボンディング用の金線でボンディング・ボールのみをダイの接続パッドに残置しておく金バンプ方式がある。C4方式では半田ボールとの間にアルミ再配線層やチタンやプラチナによるバリアメタル層が必要となり高コストであるため、金バンプ方式が一般的である。いずれもアンダー・フィル剤で基板とダイの間を埋めて固定する。