TCP
TCPは、薄型化と高密度実装を目的とした先進的な半導体パッケージ技術である。ICチップをテープ状のフィルムと電気的に接続し、樹脂で封止するTAB(Tape Automated Bonding)工程を基盤とすることで、基板実装時のスペースを大幅に節約しながら電気的性能や放熱特性を確保する特色をもつ。モバイル機器やディスプレイ駆動ICなど、多ピン化・微細化の要求が高い分野で積極的に利用が進んでいる。
背景と登場の経緯
半導体チップの多機能化と大容量化に伴い、従来のワイヤボンディング方式ではピン間距離の縮小や実装密度の向上に限界が生じはじめた。そこで注目を集めたのがTCPである。チップと配線パターンをテープ上で直接接合することで、従来より細かい配線ピッチを実現しやすくなり、大面積ICでも軽量かつ高機能な実装が可能となった。この流れはLCDドライバICなど小型化ニーズの高い分野で需要を後押しし、放熱や実装技術の観点からも実用的なソリューションとして評価されている。
テープを用いた実装の利点
TCPでは、薄いポリイミドなどで構成されたテープに微細な配線パターンを作り、そこにICチップを直接ボンディングする。従来のリードフレームタイプと比べて大幅に軽量かつ薄型化が容易であり、フレキシブル性に優れるため、基板形状や用途に合わせた自由度の高い設計ができる。配線パターンはフォトリソグラフィ技術を用いて形成されるため、高密度化を要求される最新のデバイスにも適応可能なスケーラビリティをもつ。
構造と封止工程
TCPの一般的な構造は、ポリイミドテープ上に銅配線がパターニングされ、その上にICチップが熱圧着や超音波接合によって固定される形をとる。接合後、樹脂モールド工程を経て周囲を封止することで、外部環境からの保護と機械的強度を確保する。最終的にはリード部分を切り出し、基板側と接続するパッドや端子を形成する。この一連の流れはワイヤボンディングを省略するため、実装高さの低減や占有面積の削減につながり、かつ大量生産の効率性を得やすい。
実装上の特徴
このTCPは基板への実装においても独自のメリットが存在する。テープ端子を直接ヒートシールやリフロー工程で基板パッドに接続するため、はんだブリッジなどの不良リスクを抑制しつつ多ピン対応が可能となる。実装直後の検査も比較的容易であり、万一の不具合があっても修理を試みられる場合がある。また、実装面積の削減はエンド製品デザインの自由度を高め、スマートフォンやウェアラブル機器などの薄型化ニーズに応えるための有力な選択肢となっている。
主な応用分野
軽量でフレキシブルな特徴をもつTCPは、主にディスプレイ関連やカメラモジュール、車載向け制御ユニットなどで広く採用される。特にLCDのガラス基板まわりで用いられるCOF(Chip on Film)形式は、TCP技術を発展させた形態ともいえる。さらに、多層配線を要求されるIoT機器やエッジコンピューティング向けデバイスでも、通電性・放熱性・実装効率を高い次元で満たすためにこのパッケージが検討されるケースが増えている。
課題と対応策
配線ピッチを微細化したり、チップサイズが大きくなったりすると、テープの加工精度や封止樹脂の特性が厳しく問われる。したがって、高解像度のフォトリソ技術や、高耐熱性のポリイミド素材の採用が鍵となる。また、実装時のヒートシール工程やリフロー温度管理なども難度が上昇し、不良発生を防ぐための統計的工程管理や高度な検査システムが必要である。今後はさらなる微細化と大量生産を両立するために、材料革新や自動検査装置の導入など、総合的な生産技術の向上が求められている。