編集(LQFPから転送)電子部品のパッケージ(外周器:がいしゅうき)とは、電気製品を構成する個別部品の外形を構成する部分であり、通常は小さな電子部品を包む樹脂や金属、セラミックを指す。収めるパッケージの機能と要求には次のものがある。いった形態の部品はリード部品と呼ばれる。component)と呼ばれる。半導体部品である単品のダイオードもパッケージ形態として見れば、抵抗等と同じアキシャル部品の形態が多い。1990年代からはプリント基板上に表面実装されるチップ部品の使用が増え始め、2009年現在ではアキシャル部品やラジアル部品の形態はかなり減りつつある。アキシャル(axial)と、ラジアル(radial)は、リード(導く、lead)線が取り付けられている方向の違いを表している。ついては、銅板をエッチングしたリードフレームとともにチップを封止した端子形(挿入形)が一般的であったが、1980年代後半以降、リードをプリント基板の穴に通さず基板表面に片面からはんだ付けする表面実装方式のパッケージが導入され、現在に至るまで広く普及している。Array=配置)などが導入された。大規模なLSIでは外部との接続が数千にも及ぶため、BGAなどの端子密度の高いパッケージを必要とする。交換する可能性がある部品はソケットによって実装することもある。過去には、ICパッケージ上に他のICパッケージを載せる「ピギーバック」のものがあり、不揮発性メモリ内蔵のCPUなどで、ソフト開発時にメモリの交換を容易にする目的で使用された。1980年代に普及した、紫外線照射によって記憶内容を消去するUV-EPROMというメモリ半導体のパッケージには、石英ガラスの窓が付いていた。ICカードなどの内部情報を読み取られない「耐タンパー性」を要する用途向けの半導体部品では、1つの半導体チップ上にCPU、ROM、RAMなどの必要な論理回路の全てを含むことで、2-8本程度の外部接続端子だけ持つようにしているものがある。パッケージは、半導体と外部を電気的に接続する端子と、半導体を搭載・密封保持する封止材に分かれる。高い信頼性をより長時間維持し、より取り扱いやすく、より低価格に製造できるような材料の開発のために努力が続けられてきたが、2000年代以降は、有害物質を含まない封止材の使用や、鉛などの有害物質を含まないはんだで信頼性の高い接続が可能であることが求められるようになり、残存有害物質だけでなく製造工程においても有害物質が発生しない封止材料や、鉛フリーはんだに適した特殊な表面加工をされた端子が用いられるようになってきた。5]、銅が用いられることもある。BGAパッケージでは半球状のはんだが使われる。低減を図ることが多い。それ以外の製品では主にニッケル合金やはんだでめっきをしており、これには酸化防止や導通不良の低減に加えはんだのぬれ性を良くする効果がある。特殊な場合を除いて、酸化しやすい鉄や銅を露出したままとすることはない。ダイを載せるリードフレームは端子と同時にプレス加工で作られることが多い。ダイのリードフレームへの固定では樹脂の他に、ダイとリードフレームの導通が必要な場合には銀粒子が含まれる樹脂ペーストや、放熱のために熱抵抗を下げる必要があればはんだも用いられる。材質は、かつては金属(鉄、アルミ、真鍮など)がよく用いられたが、コストダウンや多ピン化への対応、小型化などの要求が出てくると、通常の温度・湿度の範囲で使うものはエポキシ樹脂など低価格な耐熱樹脂によるレジン・モールドが、また温度特性を広く必要とする工業用・軍事用や発熱が大きいデバイスではアルミナなどのセラミックが用いられるようになった。金属やセラミックはあらかじめプレス及び焼結により成型しておき、内部にダイを実装した後に組み立てて、低融点ガラスなどシーリング材で密封する。レジンモールドの場合は金型に入れて樹脂を射出成形する。テープ状パッケージでは、耐熱性と柔軟性の高いポリイミドで作られたテープ上にダイを実装する。近年ではプラスチックの性能が上がり、またプラスチック以外のパッケージでは表面実装部品のリフローはんだ付けが出来ないことなどもあり、セラミックを使用したパッケージは減少傾向にある。ダイオードでは当初よりガラス封止が多く使われ、現在では用途によりレジンモールドなどと使い分けられる。レジンモールドはわずかながら水分を吸う。リフローはんだ付けをする場合、水分を含んだレジンモールドは急激な加熱によって破壊されることがある。これを防ぐため、メーカーから納入された部品は一定の個数ごとに袋などで密封して湿気から遮断されているが、開封した部品を全て直ちにはんだ付けするとは限らず、開封したまま長時間未使用になる部品が出ることは避けられない。そのような部品がそのままはんだ付けできるかどうか判断出来るよう、表面実装用の部品には開封後そのままリフローはんだ付けができる時間が決められており、データシートに記載されている。それを過ぎた部品は、水分を取り除くため決められた温度で予熱処理(ベーク)をしてからはんだ付けする。CPUやチップセットといった非常に多くの端子を必要とする物では、パッケージ内部の接続にボンディング・ワイヤを使用しない「フリップチップ(英語版)」接続を使用したパッケージが使われるようになった。これによりパッケージが薄く作ることができる上、プラスチック製であっても必要ならヒートスプレッダが使用でき熱抵抗が低くなったため、近年ではそれほどピン数が多くないが発熱が大きい製品にも使われ始め、旧来の金属製・セラミック製の製品を急速に置き換えている。スペースファクタを最大限に上げるため、大容量DRAM等ではダイに直接半田ボールをつけてレジンモールドした製品もある。フリップチップの登場に合わせ、従来のようにダイを丸ごと覆うのではなく、上に搭載するだけの「インターポーザ(英語版))」が開発された。インターポーザはプリント基板の一種であり、したがって材料はプリント基板と同じガラス繊維入りエポキシが使われる。インターポーザとダイの隙間にはアンダーフィルと呼ばれる硬化剤を注入して固定する。パッケージの規格にはJEDECやJEITAなどがあるが、これらの規格で分類されないメーカー独自のパッケージも数多く存在する。メーカーのカタログやデータシートでは、必ずしもJEDECやJEITAの規格名称が使われるわけではなく、メーカー間の表記方法も統一されていない。以下に半導体部品のパッケージについて記述する。箱型・缶状のパッケージから、プリント基板やソケットに差し込むリード線を出した形態を基本とする。初期の集積回路を代表する形態であり、近年においてもピン数が少ないトランジスタ、IC等で使われている。Outline)編集ダイオードに用いられるパッケージで、抵抗器などのアキシャルリードのものとほとんど同じである。パッケージ材質はガラスやプラスチックのものが多いが、大電力用のダイオードでは金属缶パッケージに入れられているものもある。発光ダイオード、ダイオードブリッジなど特殊なダイオードのパッケージには使われない。Outlineの名の通り、トランジスタのパッケージとして開発されたが、各種IC、センサー、受動部品に至るまで幅広いデバイスに使用されている。パッケージ材質としては金属、セラミック、プラスチックがある。金属メタルCANと呼ばれる缶状の金属に入れたもの。リードフレームの付いた金属の台座に素子を載せてボンディングし金属缶をかぶせたものと、金属缶の中にリードフレームを付けた素子を入れて底から樹脂を充填したものがある。多くの製品で使われたが、現在では一部での使用に限られ、オペアンプやセンサーなどではノイズや帯電を抑えること、パワートランジスタなどでは放熱を目的としている。現在では主に以下のデバイスで使用される。レーザーダイオードレーザーダイオードで波長を安定させるためには、温度一定に保持する必要があるため金属外装が使用される。静電気及び電磁波を遮蔽する目的もある。センサーフォトダイオード等のセンサーで機器の外部にセンサーを露出させる場合、静電気による帯電を防止するために使用される。Ga系の半導体センサーを冷却して使用する必要がある場合にも金属の外装が使用される。数ナノA以下の電流を扱う増幅器の場合、プリント回路板との浮遊容量を遮蔽するために使用される。トランジスタをパラレルまたはコンプリメンタリ・ペアで使用するTO-3など大型金属パッケージは他のパッケージより熱抵抗が小さいため、出力段に複数のトランジスタを使用する場合に個別のトランジスタの温度を揃え易い。マニア向けのアナログパワーアンプ等に使用される。セラミック形状は短円柱状のものが多い。高周波用トランジスタに用いられたが、次第にプラスチック製パッケージにとって代わられた。プラスチック形状は様々。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。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。Cer-DIPの例(D8086)Intelの型番では最初のPrefixで"C"がCeramic-DIP、"D"がCer-DIP、"P"がPlastic-DIPであった。Ceramic-DIP(セラミック・ディップ)リードフレームをあらかじめ挟み込んだセラミック製の容器にICチップを上部から入れてボンディングし、不活性ガス中で金属製の蓋をしたもの。