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パッケージクラックの防止とは？課題と対策・製品を解説
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モールディングにおけるパッケージクラックの防止とは？
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石英ガラスをカバーガラスとして使用する際の、接合個所の熱膨張差によるクラック発生を低減。封着時の歩留まりが向上します。
素材特性とメタライズ加工によりパッケージの気密性もＵＰ。
貫通Ｖｉａ構造により放熱性が向上しデバイスの高寿命化が期待できます。
【特長】
■パッケージの膨張係数が窒化アルミの約1/4と小さいため、石英ガラスとの接合相性がよく信頼性が向上
■気孔率がセラミック並に小さい、またメタライズ封止によりパッケージの気密性が向上
■膨張係数差が小さくなることで⽣産⼯程（封着時）での歩留が向上
【用途例】
■深紫外線(UVC)LED封止用ガラスセラミックパッケージ
■深紫外線(UVC)センサー封止用ガラスセラミックパッケージ
深紫外線LED用 低膨張パッケージ
パッケージ部品、モジュール、基板等に使用される樹脂・ガラス・
セラミックなどの素材に添加、複合化することで熱膨張を制御し、
温度変化の大きな環境で使用される電子機器、パワーデバイスなど
発熱する部品に発生する歪みを抑制します。
TOMATEC R&D 機能性素材 『負熱膨張フィラー』
書籍名：封止・バリア・シーリングに関する材料，成形製膜，応用の最新技術
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★布設型センサ・カメラの防錆防食 ， 次世代照明・テレビの長寿命化，水素ガスや電解液酸化ガスの漏洩防止など
～５Ｇ機器 ，次世代自動車 ，ＩｏＴ機器や未来の蓄電デバイスを支える～
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■ 本書のポイント
★封止の素材や成形の最新事情
★5GやIoT・DX時代に対応する封止
★封止，バリアの測定・評価・解析
★次世代自動車，次世代ディスプレイ，蓄電分野の封止・バリア・シーリング
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●発刊：2021年4月30日
●体 裁：A4判 689頁
●執筆者：67名
●ISBN：978-4-86104-838-8
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【書籍】封止・バリア・シーリングに関する材・・・(No2101)
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モールディングにおけるパッケージクラックの防止
モールディングにおけるパッケージクラックの防止とは？
半導体パッケージングにおけるモールディング工程では、半導体チップを封止材で覆い、外部環境から保護します。この際、封止材の硬化収縮や温度変化による応力、異物混入などが原因でパッケージにクラック（ひび割れ）が発生することがあります。パッケージクラックの防止は、半導体の信頼性確保と製品寿命の延長に不可欠です。
課題
封止材の硬化収縮による応力集中
封止材が硬化する際に体積が収縮し、半導体チップや基板に応力が集中することでクラックが発生します。
温度サイクルによる熱膨張差
異なる熱膨張係数を持つ材料（チップ、基板、封止材）が温度変化を受けることで、内部に応力が発生しクラックを引き起こします。
異物混入による欠陥起点
モールディング工程中に封止材内に異物が混入すると、それがクラックの起点となり、パッケージの破損につながります。
成形条件の不均一性
成形圧力や温度、時間のばらつきにより、封止材の充填状態が不均一になり、応力分布の偏りからクラックが発生しやすくなります。
対策
低収縮性封止材の採用
硬化収縮率の低い封止材を選択することで、封止材自体の収縮による応力を低減します。
材料の熱膨張係数マッチング
チップ、基板、封止材の熱膨張係数を近づけることで、温度変化による応力発生を抑制します。
クリーンルーム環境の徹底
製造環境を清浄に保ち、封止材への異物混入を最小限に抑えることで、欠陥の発生を防ぎます。
成形条件の最適化と管理
成形圧力、温度、時間を精密に制御し、均一な封止材充填を実現することで、応力集中を回避します。
対策に役立つ製品例
高機能封止材
低硬化収縮性や、チップ・基板との熱膨張係数を考慮した配合により、内部応力を低減しクラックを防止します。
精密成形装置
均一な圧力と温度制御により、封止材の充填状態を最適化し、応力集中を防ぎます。
異物検出システム
製造ライン上で封止材中の異物をリアルタイムで検出し、不良品の発生を未然に防ぎます。
材料評価サービス
封止材や基板材料の熱特性や機械的特性を詳細に分析し、最適な材料選定と設計を支援します。
