電子パッケージ

打ち抜き成形された板金は、最も古いタイプの電子機器パッケージの一つです。機械的強度が高く、製品に電磁シールド機能が必要な場合はその機能を発揮し、試作品や少量生産にも容易に対応でき、特注金型の費用もほとんどかかりません。

ガスケット付き金属鋳造品は、重工業、船舶、深海など、極めて過酷な環境で使用される電子機器のパッケージングに用いられることがある。アルミニウムダイカストは、鉄や鋼の砂型鋳造よりも一般的である。

電子パッケージは、通常アルミニウムなどの金属の塊を機械加工して複雑な形状に成形することで作られることがあります。航空宇宙用途のマイクロ波アセンブリでは、精密な伝送線路に複雑な金属形状と気密性の高い筐体が必要となるため、こうしたパッケージがよく用いられます。生産量は少量であることが多く、カスタム設計の製品が1個だけ必要な場合もあります。部品単価は高いものの、カスタム金型の製作費用はほとんどかからず、最初の1個の納品は半日程度で完了します。加工には、CAD（コンピュータ支援設計）ファイルをツールパスコマンドファイルに自動変換する数値制御式立形フライス盤が用いられます。

成形プラスチック製のケースや構造部品は、さまざまな方法で製造でき、部品コスト、金型コスト、機械的特性、電気的特性、組み立てやすさなどにおいてトレードオフが生じます。例としては、射出成形、トランスファー成形、真空成形、ダイカットなどがあります。プラスチックは後処理によって導電性表面を持たせることも可能です。

「封止」とも呼ばれるポッティングは、部品またはアセンブリを液体樹脂に浸漬し、硬化させる工程です。別の方法としては、部品またはアセンブリを金型に入れ、そこにポッティング材を流し込み、硬化後も金型を取り外さずに部品またはアセンブリの一部とする方法があります。ポッティングは、あらかじめ成形されたポッティングシェルで行うことも、金型内で直接行うこともできます。現在では、半導体部品を湿気や機械的損傷から保護し、リードフレームとチップを一体化させる機械的構造として広く用いられています。かつては、プリント回路モジュールとして製造された独自製品のリバースエンジニアリングを防止するためによく用いられていました。また、高電圧製品では、活電部品をより近接して配置できるようにするためにも一般的に用いられています（ポッティング材の高い絶縁耐力によりコロナ放電を抑制）。これにより、製品を小型化できます。さらに、この方法では、汚れや導電性汚染物質（不純物を含む水など）が敏感な部分に侵入するのを防ぐことができます。もう一つの用途は、ソナートランスデューサーなどの深海機器が極度の圧力で潰れるのを防ぐため、すべての空隙を埋めることです。ポッティング材は、硬質のものと軟質のものがあります。空隙のないポッティングが必要な場合は、樹脂がまだ液体の状態で製品を真空チャンバーに入れ、数分間真空状態を維持して内部の空洞や樹脂自体から空気を抜き、その後真空を解除するのが一般的です。大気圧によって空隙が潰れ、液体樹脂がすべての内部空間に押し込まれます。真空ポッティングは、溶剤蒸発ではなく重合によって硬化する樹脂で最も効果を発揮します。

多孔質封止または樹脂含浸はポッティングに似ていますが、シェルや型は使用しません。部品は重合可能なモノマーまたは溶剤ベースの低粘度プラスチック溶液に浸されます。液面上の圧力は完全に真空状態に下げられます。真空が解除されると、液が部品内部に流れ込みます。部品を樹脂浴から取り出すと、排水および/または洗浄され、硬化されます。硬化は、内部樹脂の重合、または溶剤の蒸発によって行われ、異なる電圧部品間に絶縁誘電体材料が残ります。多孔質封止（樹脂含浸）は内部のすべての空間を満たし、洗浄/すすぎの性能によっては表面に薄いコーティングが残る場合と残らない場合があります。真空含浸多孔質封止の主な用途は、変圧器、ソレノイド、積層体またはコイル、および一部の高電圧部品の絶縁耐力を向上させることです。これにより、近接した活電面間でのイオン化の発生と故障の発生を防ぎます。

液体充填は、ポッティングや含浸の代替手段として用いられることがあります。通常は誘電性液体が使用され、他の材料との化学的適合性を考慮して選定されます。この方法は、主に電力変圧器などの大型電気機器において、絶縁破壊電圧を高めるために用いられます。また、特に自然対流または熱交換器を介した強制対流によって循環させることで、熱伝達を改善する効果も期待できます。液体充填は、ポッティングに比べて修理のために容易に除去できます。

コンフォーマルコーティングは、様々な方法で塗布される薄い絶縁コーティングです。繊細な部品を機械的および化学的に保護します。軸方向リード抵抗器などの量産品に広く用いられ、プリント基板にも使用されることがあります。非常に経済的ですが、一貫したプロセス品質を実現するのはやや難しい場合があります。

グローブトップは、チップオンボードアセンブリ（COB）で使用されるコンフォーマルコーティングの一種です。半導体チップとそのワイヤボンドの上に、特殊な配合のエポキシ樹脂^{[ 3 ]}または樹脂の液滴を塗布することで、機械的なサポートを提供し、回路の動作を妨げる可能性のある指紋の残留物などの汚染物質を排除します。電子玩具や低価格デバイスで最も一般的に使用されています。^{[ 4 ]}

表面実装型LEDは、チップオンボード（COB）構成で販売されることが多い。この構成では、個々のダイオードがアレイ状に実装されており、表面実装型LEDであっても回路基板上に個別に実装する場合よりも、全体的に小型のパッケージで、より多くの光束を生成し、発生する熱をより効率的に放散することができる。^{[ 5 ]}

気密金属パッケージは、真空管業界で誕生しました。真空管業界では、完全な漏れ防止構造が動作に不可欠でした。この業界では、真空管の温度上昇に伴う重要な金属とガラスの接合部への機械的ストレスを最小限に抑えるため、コバールなどの合金を用いて封止ガラスの熱膨張係数に合わせたガラスシール電気フィードスルーが開発されました。後期の真空管の中には、金属製のケースとフィードスルーを採用し、個々のフィードスルーの周囲の絶縁材のみにガラスを使用したものもありました。現在、ガラスシールパッケージは、温度、圧力、湿度の極端な変化下でも漏れを防止する必要がある航空宇宙用途の重要部品やアセンブリに主に使用されています。

平らなセラミック製の上下カバーの間にガラス質ペースト層を挟み込んだリードフレーム構造のパッケージは、一部の製品においては金属／ガラス製パッケージよりも利便性が高く、性能も同等です。例えば、セラミック製デュアルインラインパッケージ（DIP）の集積回路チップや、セラミック基板上にチップ部品を複雑に配置したハイブリッドアセンブリなどが挙げられます。このタイプのパッケージは、多層セラミックパッケージ（LTCCやHTCCなど）とプレス成形セラミックパッケージの2種類に大別できます。

プリント回路は主に部品同士を接続するための技術ですが、機械的な構造も提供します。コンピュータの周辺機器基板など、一部の製品では、プリント回路が唯一の構造となっています。そのため、プリント回路は電子パッケージングの世界の一部を形成しています。