マイクロエレクトロニクスと半導体の製造と製造

Microelectronics & Semiconductor Manufacturing and Fabrication

他のメニューで説明されているナノマニュファクチャリング、マイクロマニュファクチャリング、メソマニュファクチャリングの技術とプロセスの多くは、 MICROELECTRONICS MANUFACTURING too に使用できます。ただし、当社の製品におけるマイクロエレクトロニクスの重要性のため、ここではこれらのプロセスの主題固有のアプリケーションに集中します。マイクロエレクトロニクス関連のプロセスは、広く SEMICONDUCTOR FABRICATION プロセスとも呼ばれます。当社の半導体エンジニアリング設計および製造サービスには、以下が含まれます。

--cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_FPGA ボードの設計、開発、プログラミング

--cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_Microelectronics 鋳造サービス: 設計、試作、製造、サードパーティサービス

--cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_半導体ウェーハの準備: ダイシング、バックグラインディング、薄化、レチクルの配置、ダイの選別、ピックアンドプレース、検査

--cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_Microelectronic パッケージの設計と製造: 既製およびカスタム設計と製造の両方

--cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_半導体 IC アセンブリ & パッケージング & テスト: ダイ、ワイヤ、チップのボンディング、カプセル化、アセンブリ、マーキング、ブランディング

--cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_半導体デバイス用リードフレーム: 既製品とカスタム設計および製造の両方

--cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_マイクロエレクトロニクス用ヒートシンクの設計と製造: 既製およびカスタム設計と製造の両方

--cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_センサー & アクチュエータの設計と製造: 既製およびカスタム設計と製造の両方

--cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_オプトエレクトロニクスおよびフォトニック回路の設計と製造

当社が提供するサービスと製品をよりよく理解できるように、マイクロエレクトロニクスと半導体の製造およびテスト技術をさらに詳しく調べてみましょう。

FPGA ボードの設計、開発、およびプログラミング: フィールドプログラマブルゲートアレイ (FPGA) は、再プログラム可能なシリコンチップです。パーソナルコンピューターに見られるプロセッサとは対照的に、FPGA のプログラミングでは、ソフトウェアアプリケーションを実行するのではなく、ユーザーの機能を実装するためにチップ自体を再配線します。事前に構築されたロジックブロックとプログラマブルルーティングリソースを使用して、FPGA チップを構成し、ブレッドボードやはんだごてを使用せずにカスタムハードウェア機能を実装できます。デジタルコンピューティングタスクはソフトウェアで実行され、コンポーネントの配線方法に関する情報を含む構成ファイルまたはビットストリームにコンパイルされます。 FPGA は、ASIC が実行できるあらゆる論理機能の実装に使用でき、完全に再構成可能であり、別の回路構成を再コンパイルすることで、まったく異なる「個性」を与えることができます。 FPGA は、特定用途向け集積回路 (ASIC) とプロセッサベースのシステムの優れた部分を組み合わせたものです。これらの利点には次のようなものがあります。

• 高速な I/O 応答時間と特殊な機能

• デジタル信号プロセッサ (DSP) の計算能力を超える

• カスタム ASIC の製造プロセスを必要としないラピッドプロトタイピングと検証

• 専用の決定論的ハードウェアの信頼性を備えたカスタム機能の実装

• カスタム ASIC の再設計とメンテナンスの費用を削減するフィールドアップグレード可能

FPGA は、カスタム ASIC 設計の多額の初期費用を正当化するために大量に必要とせずに、速度と信頼性を提供します。リプログラマブルシリコンは、プロセッサベースのシステムで実行されるソフトウェアと同じ柔軟性を備えており、使用可能なプロセッシングコアの数に制限されません。プロセッサとは異なり、FPGA は本質的に真に並列であるため、異なる処理操作が同じリソースを競合する必要はありません。それぞれの独立した処理タスクは、チップの専用セクションに割り当てられ、他のロジックブロックの影響を受けずに自律的に機能します。その結果、さらに処理が追加されても、アプリケーションの一部のパフォーマンスは影響を受けません。一部の FPGA には、デジタル機能に加えてアナログ機能があります。一般的なアナログ機能のいくつかは、各出力ピンのプログラム可能なスルーレートと駆動強度です。これにより、技術者は、負荷の軽いピンに低速のレートを設定できます。そうしないとリンギングやカップリングが容認できないほどになり、高速ピンの負荷の重いピンにはより強力で高速なレートを設定できます。そうでなければ実行が遅すぎるチャンネル。もう 1 つの比較的一般的なアナログ機能は、差動信号チャネルに接続するように設計された入力ピンの差動コンパレータです。一部のミックスドシグナル FPGA には、システムオンチップとして動作できるアナログ信号調整ブロックを備えたペリフェラルアナログ - デジタルコンバーター (ADC) とデジタル - アナログコンバーター (DAC) が統合されています。

簡単に言うと、FPGA チップの上位 5 つの利点は次のとおりです。

1. 優れたパフォーマンス

2. 市場投入までの時間の短縮

3. 低コスト

4. 高信頼性

5. 長期メンテナンス性

優れた性能 – FPGA は並列処理に対応できるため、デジタル信号プロセッサ (DSP) よりも優れた計算能力を備えており、DSP のようにシーケンシャルな実行を必要とせず、クロックサイクルごとにより多くの処理を実行できます。ハードウェアレベルで入力と出力 (I/O) を制御することで、応答時間が短縮され、アプリケーションの要件に厳密に適合する特殊な機能が提供されます。

市場投入までの時間の短縮 - FPGA は柔軟性と迅速なプロトタイピング機能を提供するため、市場投入までの時間が短縮されます。お客様は、カスタム ASIC 設計の長くて高価な製造プロセスを経ることなく、アイデアやコンセプトをテストし、ハードウェアで検証することができます。増分変更を実装し、数週間ではなく数時間以内に FPGA 設計を繰り返すことができます。ユーザーがプログラム可能な FPGA チップに接続されたさまざまなタイプの I/O を備えた市販のハードウェアも利用できます。高レベルのソフトウェアツールの可用性が高まるにつれて、高度な制御と信号処理のための貴重な IP コア (事前に構築された機能) が提供されます。

低コスト — カスタム ASIC 設計の臨時エンジニアリング (NRE) 費用は、FPGA ベースのハードウェアソリューションの費用を上回ります。 ASIC への多額の初期投資は、年間に多くのチップを生産する OEM にとって正当化できますが、多くのエンドユーザーは、開発中の多くのシステムにカスタムハードウェア機能を必要としています。当社のプログラマブルシリコン FPGA は、製造コストやアセンブリの長いリードタイムを必要としないものを提供します。システム要件は時間の経過とともに頻繁に変化し、FPGA 設計に段階的な変更を加えるコストは、ASIC の再スピンにかかる多額のコストと比較すると、取るに足らないものです。

高い信頼性 - ソフトウェアツールはプログラミング環境を提供し、FPGA 回路はプログラム実行の真の実装です。プロセッサベースのシステムには、通常、タスクのスケジューリングを支援し、複数のプロセス間でリソースを共有するために、複数の抽象化レイヤーが含まれます。ドライバー層はハードウェアリソースを制御し、OS はメモリとプロセッサ帯域幅を管理します。どのプロセッサコアでも、一度に実行できる命令は 1 つだけであり、プロセッサベースのシステムは、タイムクリティカルなタスクが互いにプリエンプトされるリスクに常にさらされています。 FPGA は、OS を使用せず、真の並列実行とすべてのタスク専用の決定論的ハードウェアにより、信頼性に関する懸念を最小限に抑えます。

長期メンテナンス機能 - FPGA チップはフィールドアップグレード可能であり、ASIC の再設計に伴う時間とコストを必要としません。たとえば、デジタル通信プロトコルの仕様は時間の経過とともに変化する可能性があり、ASIC ベースのインターフェイスはメンテナンスや上位互換性の問題を引き起こす可能性があります。それどころか、再構成可能な FPGA チップは、潜在的に必要な将来の変更に対応できます。製品とシステムが成熟するにつれて、お客様はハードウェアの再設計やボードレイアウトの変更に時間を費やすことなく、機能強化を行うことができます。

マイクロエレクトロニクスファウンドリサービス: 当社のマイクロエレクトロニクスファウンドリサービスには、設計、試作、製造、サードパーティサービスが含まれます。半導体チップの設計支援から試作、製造支援まで、製品開発サイクル全体を通じてお客様を支援します。設計サポートサービスにおける当社の目的は、半導体デバイスのデジタル、アナログ、およびミックスドシグナル設計に対して、最初から適切なアプローチを可能にすることです。たとえば、MEMS 固有のシミュレーションツールが利用可能です。集積CMOSおよびMEMS用の6および8インチウェーハを処理できるファブは、あなたのサービスにあります。すべての主要な電子設計自動化 (EDA) プラットフォームの設計サポートをクライアントに提供し、正しいモデル、プロセス設計キット (PDK)、アナログおよびデジタルライブラリ、および製造のための設計 (DFM) サポートを提供します。当社では、すべての技術に対して 2 つのプロトタイピングオプションを提供しています。1 つのウエハー上で複数のデバイスを並行して処理するマルチプロダクトウエハー (MPW) サービスと、同じレチクルに 4 つのマスクレベルを描画するマルチレベルマスク (MLM) サービスです。これらはフルマスクセットよりも経済的です。 MLMサービスは、MPWサービスの固定日付と比較して非常に柔軟です.企業は、第 2 のソースの必要性、他の製品やサービスに内部リソースを使用すること、ファブレス化への意欲、半導体ファブの運営のリスクと負担を軽減することなど、さまざまな理由で半導体製品をマイクロエレクトロニクスファウンドリにアウトソーシングすることを好む場合があります。 AGS-TECH は、小規模なウェーハランや大量生産用にスケールダウンできるオープンプラットフォームのマイクロエレクトロニクス製造プロセスを提供します。特定の状況下では、既存のマイクロエレクトロニクスまたは MEMS 製造ツールまたは完全なツールセットを委託ツールまたは販売ツールとしてファブから当社のファブサイトに移すことができます。また、既存のマイクロエレクトロニクスおよび MEMS 製品をオープンプラットフォームプロセステクノロジを使用して再設計し、移植することもできます。私たちのファブで利用可能なプロセス。これは、カスタムの技術移転よりも迅速かつ経済的です。ただし、必要に応じて、お客様の既存のマイクロエレクトロニクス / MEMS 製造プロセスを移行することができます。

半導体ウエハーの準備: ウエハーが微細加工された後、顧客が希望する場合、ダイシング、バックグラインド、薄化、レチクル配置、ダイソーティング、ピックアンドプレース、半導体ウエハーの検査操作を実行します。半導体ウェーハ処理では、さまざまな処理ステップの間に計測が必要です。例えば、エリプソメトリーまたは反射率測定に基づく薄膜試験方法は、フォトレジストやその他のコーティングの厚さ、屈折率、吸光係数と同様に、ゲート酸化物の厚さを厳密に制御するために使用されます。半導体ウェーハ検査装置を使用して、ウェーハがテストまでの前の処理ステップで損傷を受けていないことを確認します。フロントエンドプロセスが完了すると、半導体マイクロエレクトロニクスデバイスは、適切に機能するかどうかを判断するためにさまざまな電気的テストを受けます。適切に機能することが判明したウェーハ上のマイクロエレクトロニクスデバイスの割合を「歩留まり」と呼びます。ウェーハ上のマイクロエレクトロニクスチップのテストは、小さなプローブを半導体チップに押し付ける電子テスターを使用して実行されます。自動化されたマシンは、不良なマイクロエレクトロニクスチップを 1 滴の染料でマークします。ウェーハテストデータは中央のコンピュータデータベースに記録され、半導体チップは所定のテスト限界に従って仮想ビンに分類されます。結果として得られるビニングデータは、ウェーハマップ上でグラフ化または記録して、製造上の欠陥を追跡し、不良チップをマークすることができます。このマップは、ウェーハアセンブリおよびパッケージング時にも使用できます。最終テストでは、マイクロエレクトロニクスチップはパッケージング後に再度テストされます。これは、ボンドワイヤが欠落している可能性や、パッケージによってアナログ性能が変化する可能性があるためです。半導体ウェーハをテストした後、通常、ウェーハにスコアを付けて個々のダイに分割する前に、厚さを薄くします。このプロセスは、半導体ウェーハのダイシングと呼ばれます。マイクロエレクトロニクス業界向けに特別に製造された自動ピックアンドプレース機を使用して、良品と不良品の半導体ダイを選別します。マークのない良品の半導体チップのみがパッケージされます。次に、マイクロエレクトロニクスのプラスチックまたはセラミックパッケージングプロセスでは、半導体ダイを取り付け、ダイパッドをパッケージのピンに接続し、ダイを封止します。自動化された機械を使用して、小さな金線を使用してパッドをピンに接続します。チップスケールパッケージ (CSP) は、もう 1 つのマイクロエレクトロニクスパッケージ技術です。ほとんどのパッケージと同様に、プラスチック製のデュアルインラインパッケージ (DIP) は、内部に配置された実際の半導体ダイよりも数倍大きいのに対し、CSP チップはほぼマイクロエレクトロニクスダイのサイズです。また、半導体ウェーハをダイシングする前に、ダイごとに CSP を構築することができます。パッケージ化されたマイクロエレクトロニクスチップは、パッケージング中に損傷を受けていないこと、およびダイとピンの相互接続プロセスが正しく完了していることを確認するために再テストされます。次に、レーザーを使用して、パッケージにチップの名前と番号をエッチングします。

マイクロエレクトロニクスパッケージの設計と製造: 当社は、マイクロエレクトロニクスパッケージの既製およびカスタム設計と製造の両方を提供しています。このサービスの一環として、マイクロエレクトロニクスパッケージのモデリングとシミュレーションも実行されます。モデリングとシミュレーションにより、パッケージを現場でテストするのではなく、最適なソリューションを実現するための仮想実験計画法 (DoE) が保証されます。これにより、特にマイクロエレクトロニクスの新製品開発において、コストと生産時間が削減されます。この作業は、アセンブリ、信頼性、およびテストがマイクロエレクトロニクス製品にどのように影響するかを顧客に説明する機会も与えてくれます。マイクロエレクトロニクスパッケージングの主な目的は、特定のアプリケーションの要件を妥当なコストで満たす電子システムを設計することです。マイクロエレクトロニクスシステムを相互接続して収容するために利用できる多くのオプションがあるため、特定のアプリケーション向けのパッケージング技術の選択には、専門家の評価が必要です。マイクロエレクトロニクスパッケージの選択基準には、次のテクノロジドライバーの一部が含まれる場合があります。

-配線性

-収率

-料金

-放熱特性

・電磁シールド性能

-機械的靭性

-信頼性

マイクロエレクトロニクスパッケージのこれらの設計上の考慮事項は、速度、機能、ジャンクション温度、体積、重量などに影響します。主な目標は、最も費用対効果が高く信頼性の高い相互接続技術を選択することです。高度な解析手法とソフトウェアを使用して、マイクロエレクトロニクスパッケージを設計します。マイクロエレクトロニクスパッケージングは、相互接続された小型電子システムの製造方法の設計と、それらのシステムの信頼性を扱います。具体的には、マイクロエレクトロニクスのパッケージングには、信号の完全性を維持しながら信号をルーティングすること、半導体集積回路にグランドと電力を分配すること、構造と材料の完全性を維持しながら放散された熱を分散させること、および回路を環境上の危険から保護することが含まれます。一般に、マイクロエレクトロニクス IC をパッケージ化する方法には、電子回路に実際の I/O を提供するコネクタを備えた PWB の使用が含まれます。従来のマイクロエレクトロニクスパッケージングアプローチでは、単一のパッケージを使用します。シングルチップパッケージの主な利点は、マイクロエレクトロニクス IC を下層の基板に相互接続する前に完全にテストできることです。このようなパッケージ化された半導体デバイスは、スルーホール実装または PWB への表面実装のいずれかです。表面実装のマイクロエレクトロニクスパッケージでは、基板全体を貫通するビアホールは必要ありません。代わりに、表面実装のマイクロエレクトロニクスコンポーネントを PWB の両面にはんだ付けして、回路密度を高めることができます。このアプローチは、表面実装技術 (SMT) と呼ばれます。ボールグリッドアレイ (BGA) やチップスケールパッケージ (CSP) などのエリアアレイスタイルのパッケージが追加されたことで、SMT は高密度の半導体マイクロエレクトロニクスパッケージ技術と競合するようになっています。新しいパッケージング技術では、複数の半導体デバイスを高密度相互接続基板に取り付け、大型パッケージに実装して、I/O ピンと環境保護の両方を提供します。このマルチチップモジュール (MCM) テクノロジは、接続された IC を相互接続するために使用される基板テクノロジによってさらに特徴付けられます。 MCM-D は、蒸着された薄膜金属と誘電体の多層を表します。 MCM-D 基板は、高度な半導体プロセス技術により、すべての MCM 技術の中で最高の配線密度を実現しています。 MCM-C は、多層の「セラミック」基板を指し、スクリーン処理された金属インクと焼成されていないセラミックシートが交互に積層された層から焼成されます。 MCM-Cを使用すると、適度に高密度の配線容量が得られます。 MCM-L は、個別にパターン化されてからラミネートされた、積み重ねられたメタライズされた PWB「ラミネート」から作られた多層基板を指します。以前は低密度の相互接続技術でしたが、現在、MCM-L は MCM-C および MCM-D マイクロエレクトロニクスパッケージング技術の密度に急速に近づいています。ダイレクトチップアタッチ (DCA) またはチップオンボード (COB) マイクロエレクトロニクスパッケージング技術では、マイクロエレクトロニクス IC を PWB に直接取り付けます。むき出しの IC を「かぶせ」て硬化させたプラスチック封止材は、環境保護を提供します。マイクロエレクトロニクス IC は、フリップチップまたはワイヤボンディング方式を使用して基板に相互接続できます。 DCA テクノロジは、半導体 IC が 10 個以下に制限されているシステムでは特に経済的です。これは、多数のチップがシステムの歩留まりに影響を与える可能性があり、DCA アセンブリの再加工が困難になる可能性があるためです。 DCA と MCM の両方のパッケージオプションに共通する利点は、半導体 IC パッケージの相互接続レベルが不要になることです。これにより、近接 (信号伝送遅延の短縮) とリードインダクタンスの低減が可能になります。両方の方法の主な欠点は、完全にテストされたマイクロエレクトロニクス IC を購入するのが難しいことです。 DCA および MCM-L 技術のその他の欠点としては、PWB ラミネートの熱伝導率が低いために熱管理が不十分であること、および半導体ダイと基板間の熱膨張係数が一致しないことが挙げられます。熱膨張の不一致の問題を解決するには、ワイヤボンディングダイ用のモリブデンやフリップチップダイ用のアンダーフィルエポキシなどのインターポーザ基板が必要です。マルチチップキャリアモジュール (MCCM) は、DCA のすべての利点と MCM テクノロジを組み合わせたものです。 MCCM は、PWB に接着または機械的に取り付けることができる、薄い金属キャリア上の小さな MCM です。金属底部は、熱放散と MCM 基板のストレスインターポーザーの両方として機能します。 MCCM には、ワイヤボンディング、はんだ付け、または PWB へのタブボンディング用の周辺リードがあります。ベア半導体 IC は、グロブトップ素材を使用して保護されています。お問い合わせいただければ、アプリケーションと要件について話し合い、最適なマイクロエレクトロニクスパッケージオプションを選択します。

半導体 IC アセンブリ & パッケージング & テスト: マイクロエレクトロニクス製造サービスの一環として、ダイ、ワイヤ、チップのボンディング、カプセル化、アセンブリ、マーキングとブランディング、テストを提供しています。半導体チップまたは集積マイクロエレクトロニクス回路が機能するためには、それが制御または指示を与えるシステムに接続する必要があります。マイクロエレクトロニクス IC アセンブリは、チップとシステム間の電力および情報転送のための接続を提供します。これは、マイクロエレクトロニクスチップをパッケージに接続するか、これらの機能のために PCB に直接接続することによって実現されます。チップとパッケージまたはプリント回路基板 (PCB) 間の接続は、ワイヤボンディング、スルーホール、またはフリップチップアセンブリによって行われます。当社は、ワイヤレスおよびインターネット市場の複雑な要件を満たすマイクロエレクトロニクス IC パッケージングソリューションを見つける業界のリーダーです。スルーホールおよび表面実装用の従来のリードフレームマイクロエレクトロニクス IC パッケージから、ピン数が多く高密度のアプリケーションに必要な最新のチップスケール (CSP) およびボールグリッドアレイ (BGA) ソリューションに至るまで、何千もの異なるパッケージフォーマットとサイズを提供しています。 . CABGA (Chip Array BGA)、CQFP、CTBGA (Chip Array Thin Core BGA)、CVBGA (Very Thin Chip Array BGA)、Flip Chip、LCC、LGA、MQFP、PBGA、PDIP、 PLCC、PoP - パッケージオンパッケージ、PoP TMV - スルーモールドビア、SOIC / SOJ、SSOP、TQFP、TSOP、WLP (ウェーハレベルパッケージ) など。マイクロエレクトロニクスでは、銅、銀、または金を使用したワイヤボンディングが一般的です。銅 (Cu) ワイヤは、シリコン半導体ダイをマイクロエレクトロニクスパッケージ端子に接続する方法です。最近の金 (Au) ワイヤコストの上昇に伴い、銅 (Cu) ワイヤは、マイクロエレクトロニクスの全体的なパッケージコストを管理する魅力的な方法です。また、電気的特性が似ているため、金 (Au) ワイヤにも似ています。自己インダクタンスと自己容量は、金 (Au) ワイヤと銅 (Cu) ワイヤの抵抗率が低い銅 (Cu) ワイヤでほぼ同じです。ボンドワイヤによる抵抗が回路性能に悪影響を与える可能性があるマイクロエレクトロニクスアプリケーションでは、銅 (Cu) ワイヤを使用することで改善することができます。銅、パラジウム被覆銅 (PCC)、および銀 (Ag) 合金ワイヤは、コストのために金ボンドワイヤの代替として登場しました。銅ベースのワイヤは安価で、電気抵抗率が低いです。ただし、銅は硬度が高いため、脆弱なボンドパッド構造など、多くの用途での使用が困難です。これらの用途では、Ag 合金は金と同様の特性を提供しますが、そのコストは PCC と同様です。 Ag 合金ワイヤは PCC よりも柔らかいため、Al スプラッシュが少なくなり、ボンドパッドが損傷するリスクが低くなります。 Ag 合金ワイヤは、ダイツーダイボンディング、ウォーターフォールボンディング、超微細ボンドパッドピッチおよび小さなボンドパッド開口部、超低ループ高さを必要とする用途に最適な低コストの代替品です。当社は、ウェーハテスト、さまざまな種類の最終テスト、システムレベルテスト、ストリップテスト、および完全なエンドオブラインサービスを含む、半導体テストサービスの完全な範囲を提供します。無線周波数、アナログおよび混合信号、デジタル、電源管理、メモリ、および ASIC、マルチチップモジュール、システムインパッケージ (SiP)、および積み重ねられた 3D パッケージ、センサー、および加速度計や圧力センサーなどの MEMS デバイス。当社のテストハードウェアとコンタクト機器は、カスタムパッケージサイズの SiP、パッケージオンパッケージ (PoP) 用の両面コンタクトソリューション、TMV PoP、FusionQuad ソケット、複数列 MicroLeadFrame、ファインピッチ銅ピラーに適しています。テスト機器とテストフロアは、CIM / CAM ツール、歩留り分析、およびパフォーマンスモニタリングと統合されており、非常に高い効率の歩留りを初めて提供します。当社は、お客様向けに多数のアダプティブマイクロエレクトロニクステストプロセスを提供し、SiP およびその他の複雑なアセンブリフローの分散テストフローを提供します。 AGS-TECH は、半導体およびマイクロエレクトロニクス製品のライフサイクル全体にわたって、あらゆる範囲のテストコンサルティング、開発、およびエンジニアリングサービスを提供します。私たちは、SiP、自動車、ネットワーキング、ゲーム、グラフィックス、コンピューティング、RF / ワイヤレスに関する独自の市場とテスト要件を理解しています。半導体製造プロセスには、高速で正確に制御されたマーキングソリューションが必要です。高度なレーザーを使用する半導体マイクロエレクトロニクス業界では、毎秒 1000 文字を超えるマーキング速度と 25 ミクロン未満の材料浸透深さが一般的です。モールドコンパウンド、ウエハー、セラミックなどに最小限の熱入力と完全な再現性でマーキングできます。高精度のレーザーを使用して、小さな部品でも損傷することなくマーキングします。

半導体デバイス用リードフレーム: 既製およびカスタム設計と製造の両方が可能です。リードフレームは、半導体デバイスのアセンブリプロセスで使用され、基本的には金属の薄い層であり、半導体マイクロエレクトロニクス表面の小さな電気端子から電気デバイスおよび PCB 上の大規模回路に配線を接続します。リードフレームは、ほぼすべての半導体マイクロエレクトロニクスパッケージで使用されています。ほとんどのマイクロエレクトロニクス IC パッケージは、半導体シリコンチップをリードフレームに配置し、チップをそのリードフレームの金属リードにワイヤボンディングし、その後、マイクロエレクトロニクスチップをプラスチックカバーで覆うことによって作成されます。このシンプルで比較的低コストのマイクロエレクトロニクスパッケージングは、依然として多くのアプリケーションにとって最適なソリューションです。リードフレームは長いストリップで生産されるため、自動組立機で迅速に処理できます。一般に、ある種のフォトエッチングとスタンピングの 2 つの製造プロセスが使用されます。マイクロエレクトロニクスのリードフレーム設計では、多くの場合、カスタマイズされた仕様と機能、電気特性と熱特性を強化する設計、および特定のサイクルタイム要件が要求されます。私たちは、レーザー支援フォトエッチングとスタンピングを使用して、さまざまな顧客向けのマイクロエレクトロニクスリードフレーム製造の豊富な経験を持っています.

マイクロエレクトロニクス用ヒートシンクの設計と製造: 既製品とカスタム設計および製造の両方。マイクロエレクトロニクスデバイスからの熱放散が増加し、全体的なフォームファクタが減少するにつれて、熱管理は電子製品設計のより重要な要素になっています。電子機器の性能の一貫性と寿命は、機器の部品温度に反比例します。典型的なシリコン半導体デバイスの信頼性と動作温度の関係は、温度の低下がデバイスの信頼性と寿命の指数関数的な増加に対応することを示しています。したがって、設計者が設定した制限内でデバイスの動作温度を効果的に制御することにより、半導体マイクロエレクトロニクス部品の長寿命と信頼できる性能を達成することができる。ヒートシンクは、高温の表面 (通常は発熱コンポーネントの外側ケース) から空気などのより低温の周囲への熱放散を強化するデバイスです。以下の議論では、空気が冷却流体であると仮定されます。ほとんどの場合、固体表面と冷却空気との間の界面での熱伝達は、システム内で最も効率が低く、固体と空気の界面が熱放散の最大の障壁となります。ヒートシンクは、主に冷却剤と直接接触する表面積を増やすことによって、この障壁を下げます。これにより、より多くの熱が放散され、および/または半導体デバイスの動作温度が低下します。ヒートシンクの主な目的は、マイクロエレクトロニクスデバイスの温度を、半導体デバイスメーカーが指定する最大許容温度未満に維持することです。

ヒートシンクは、製法や形状から分類できます。空冷ヒートシンクの最も一般的なタイプは次のとおりです。

- スタンピング: 銅またはアルミニウムの板金を希望の形状に打ち抜きます。それらは電子部品の従来の空冷に使用され、低密度の熱問題に対する経済的な解決策を提供します。大量生産に適しています。

- 押し出し: これらのヒートシンクは、大きな熱負荷を放散できる精巧な 2 次元形状の形成を可能にします。それらは切断、機械加工、およびオプションの追加が可能です。クロスカットにより、全方向性の長方形のピンフィンヒートシンクが生成され、鋸歯状のフィンを組み込むと、パフォーマンスが約 10 ～ 20% 向上しますが、押出速度は遅くなります。フィンの高さからギャップまでのフィンの厚さなどの押し出しの制限は、通常、設計オプションの柔軟性を決定します。典型的なフィンの高さとギャップのアスペクト比は最大 6 で、最小のフィンの厚さは 1.3 mm で、標準的な押し出し技術で実現できます。特別な金型設計機能により、10 対 1 のアスペクト比と 0.8 インチのフィン厚を実現できます。ただし、アスペクト比が大きくなると、押し出し公差が損なわれます。

結合/製造されたフィン: ほとんどの空冷式ヒートシンクは対流が制限されており、より多くの表面積を空気流にさらすことができれば、空冷式ヒートシンクの全体的な熱性能を大幅に向上させることができます。これらの高性能ヒートシンクは、熱伝導性アルミニウム充填エポキシを利用して、平面フィンを溝付き押し出しベースプレートに接着します。このプロセスにより、フィンの高さとギャップのアスペクト比を 20 から 40 に大きくすることができ、必要な容積を増やすことなく冷却能力を大幅に高めることができます。

- 鋳造: アルミニウムまたは銅/青銅のサンド、ロストワックス、およびダイカストプロセスは、真空補助の有無にかかわらず利用できます。インピンジメント冷却を使用する場合に最大のパフォーマンスを提供する高密度ピンフィンヒートシンクの製造にこの技術を使用します。

折られたひれ: アルミニウムか銅からの波板の金属は表面積および容積性能を高めます。次に、ヒートシンクをベースプレートに取り付けるか、エポキシまたはろう付けを介して直接加熱面に取り付けます。入手しやすさとフィン効率の点で、高プロファイルヒートシンクには適していません。したがって、高性能ヒートシンクの製造が可能になります。

マイクロエレクトロニクスアプリケーションに必要な熱基準を満たす適切なヒートシンクを選択するには、ヒートシンクの性能自体だけでなく、システムの全体的な性能にも影響を与えるさまざまなパラメーターを調べる必要があります。マイクロエレクトロニクスにおける特定のタイプのヒートシンクの選択は、ヒートシンクに許容される熱量とヒートシンクを取り巻く外部条件に大きく依存します。熱抵抗は外部冷却条件によって変化するため、特定のヒートシンクに割り当てられる熱抵抗の値は 1 つではありません。

センサーおよびアクチュエーターの設計と製造: 既製品とカスタム設計および製造の両方が利用可能です。当社は、慣性センサー、圧力および相対圧力センサー、IR 温度センサーデバイス向けに、すぐに使用できるプロセスを備えたソリューションを提供しています。当社の IP ブロックを加速度計、IR、および圧力センサーに使用するか、利用可能な仕様と設計ルールに従って設計を適用することにより、MEMS ベースのセンサーデバイスを数週間以内に納品できます。 MEMSに加えて、他のタイプのセンサーおよびアクチュエーター構造を製造することができます。

オプトエレクトロニクスおよびフォトニック回路の設計と製造: フォトニックまたは光集積回路 (PIC) は、複数のフォトニック機能を統合するデバイスです。これは、マイクロエレクトロニクスにおける電子集積回路に似ています。この 2 つの主な違いは、フォトニック集積回路が、可視スペクトルまたは近赤外 850 nm ～ 1650 nm の光波長に課される情報信号に機能を提供することです。製造技術は、マイクロエレクトロニクス集積回路で使用されるものと同様であり、フォトリソグラフィーを使用してエッチングと材料堆積のためにウェーハをパターン化します。主要なデバイスがトランジスタである半導体マイクロエレクトロニクスとは異なり、オプトエレクトロニクスには単一の支配的なデバイスはありません。フォトニックチップには、低損失相互接続導波路、パワースプリッター、光増幅器、光変調器、フィルター、レーザー、検出器が含まれます。これらのデバイスは、さまざまな材料と製造技術を必要とするため、それらすべてを 1 つのチップで実現することは困難です。当社のフォトニック集積回路のアプリケーションは、主に光ファイバー通信、生物医学、およびフォトニックコンピューティングの分野にあります。当社がお客様のために設計および製造できるオプトエレクトロニクス製品の例としては、LED (発光ダイオード)、ダイオードレーザー、オプトエレクトロニクスレシーバー、フォトダイオード、レーザー距離モジュール、カスタマイズされたレーザーモジュールなどがあります。

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