半導体後工程フロー図：IC パッケージ 8 種の比較と全工程（QFN・BGA・FCBGA・CoWoS）

違います。ウェーハ・基板・メモリなどの材料はそれぞれ別の工場から来て、個別に準備され、接合の工程で初めて合流します。各段階のキャリアの形（ウェーハ・短冊状の基板・個片）や速度も異なり、ベークやテストなどのバッチ工程もあります。そのため OSAT は工程ごとの装置が並び、ロット単位で搬送されます。「フラックス → 接合 → リフロー → Deflux」のように手順が決まった短い区間だけがコンベヤでインライン化されます。

大きく 4 段階です：ウェーハ準備（受入・プローブ・研削・ダイシング）、組立（ワイヤーボンド・フリップチップ・ウェーハレベルの再配線）、保護と接点（モールド・アンダーフィル・リッド・めっきまたはボール搭載）、テストと出荷。パッケージによる違いが最も大きいのは組立の段階で、工程数は 30 余りから 70 余りまでさまざまです。

どちらもワイヤーボンドパッケージになり得ます。QFN はリードフレームを使い、接点はパッケージ底面の周囲にある金属パッドで、一括モールドしてから個片化します。BGA は基板を使い、底面全体がはんだボールで、接点数がはるかに多くなります。BGA はボール搭載があるため Deflux が 1 回多く、QFN にはありません。

ワイヤーボンド BGA はチップをフェイスアップにして金属ワイヤーで基板に接続します。FCBGA はチップを裏返し、バンプで基板に直接はんだ付けしてからアンダーフィルを充填します。フリップチップは配線が短く、接点が多く、放熱も良いため CPU・GPU などの高性能チップに使われますが、バンプ形成・フリップチップ後の Deflux・アンダーフィルなどの工程が増えます。

どちらも TSMC の先端パッケージです。InFO はファンアウトで、チップをキャリアに置いてモールドした後に直接再配線を作り、別の基板がなく、主にスマホのプロセッサに使われます。CoWoS は 2.5D パッケージで、複数のチップをまずインターポーザーに、それから基板に接続し、AI アクセラレータに使われます。工程が長く、Deflux の回数も多くなります。

WLCSP はウェーハ全体の上に直接再配線とはんだボールを作り、切り分けた製品はチップと同じ大きさで、はんだボールを基板に直接はんだ付けします。そのためリードフレームも基板も不要で、スマホの小さなチップに向いています。

製品によります。AI アクセラレータは主に CoWoS などの 2.5D 先端パッケージ、CPU と GPU は FCBGA、スマホのプロセッサはファンアウト InFO かフリップチップ FCCSP を使います。先端プロセスのチップは接点が多く発熱も大きいため、ワイヤーボンドはほとんど使いません。

主にワイヤーボンドパッケージです。たとえば QFN・QFP・ワイヤーボンド BGA、あるいはごく小さな WLCSP。電源管理・アナログ・MCU・センサーなどの製品は接点が少なくコストに敏感なため、ワイヤーボンドが最も割安です。

すべてのパッケージにダイシング後の洗浄があります。フラックスを使う接合（フリップチップ・ボール搭載）の後は Deflux が必要で、モールド後にはバリ取りが要る場合があり、ワイヤーボンドとアンダーフィルの前にはよくプラズマ洗浄を使います。各パッケージの洗浄工程数は本記事の比較一覧をご覧ください。