[반도체 후공정 패키징의 모든 것] WLP/FO-WLP/PLP

-반도체 완성은 전공정(웨이퍼 위에 미세한 회로를 만드는 일련의 공정)과 후공정(회로가 만들어진 웨이퍼를 낱개의 칩으로 잘라내어 포장하는 이후의 공정)으로 분류.

-후공정의 핵심 공정인 패키징(Packaging) : 전공정으로 만들어진 반도체와 기기(Device)를 연결하기 위해 전기적을 포장하는 공정(잘 골라내어 다듬은 꽃을 천/리본등의 재료들을 이용하여 꽃다발을 만드는 과정)

- 과거에는 단순히 칩을 보호하고 기기와 연결하는 단계로 여겨졌으나, 오늘날 다양하고 미세화된 반도체를 기기와 잘 연결하기 위해 그 중요성이 커짐.

-2D(평면)에서 3D(입체적)로 소형전자기기들의 등장으로 작고 얇게 커스터마이징 해야하는 고객사들의 요구에 부합하기 위해 칩의 패키지가 효율적인 공간 이용을 위해 얇고 작게 하지만 기능은 더 높게(과거 외부에 금속선을 연결하던 와이어 본딩 기술에서 칩에 터널을 뚫어 직접 연결하고 공간의 효율화의 극대성을 추구하는 TSV:Through Silicon Via기술로 진화중)

-패키징의 주요 기능? 

반도체 칩에서 발생하는 열을 방출하고 외부의 불순물로부터 보호하며 칩에 필요한 전원 공급 및 칩과 회로기판(PCB)간의 신호연결을 한다.

-패키징 공정 프로세스?

1.웨이퍼 절단(Dicing)  2.칩 접착(절단된 칩을 기판위에 옮김) 3.금속 연결(와이어 본딩/TSV..) 4.성형(Molding)

*3. 금속 연결 진행시, 기본적인 구성요소는 기판, 금속선(금 or 구리) or 범프(돌기형태), 솔더볼(기판과 메인기판 연결)

 

기판(PCB)-솔더볼(Solder ball)-메인기판 /출처 : Google image

-패키징의 최근 동향?

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포인트는 공간을 효율적으로 사용하기 위해 발전하는 패키징 기술:MCP(Multi Chip Packaging:햄버거쌓듯이, 여러층으로 쌓기)FO-WLP(기판을 사용하지 않는 패키징),TSV

*WLP-Wafer Level Package: 대만 TSMC가 세계 최고 파운드리 기업으로 도약하는 데 일등공신을 한 패키징 기술. 

전통적 방식인 와이어본딩처럼 웨이퍼를 잘라 나눠진 다이칩을 기판에 박는 형태로 패키징하지 않고, 기판없이 웨이퍼 자체를 패키징후 다이싱 진행. -> 패키징 비용 절감 (NO NEED PCB ANY MORE) & 패키지 두께가 얇고 가벼워짐

**Fan-In WLP VS Fan-Out WLP : 입출력 단자가 내부에만 있었을 경우, 외부까지 확대되었을 경우. (반도체의 고성능화로 점차적으로 보다 많은 입출력단자가 요구되는 상황에서 FO-WLP방식이 더 필요하며 현 TSMC가 보유한 기술, 국내사중에는 네패스가 현재 유일 양산 가능)

*PLP-Panel Level Package: WLP에서 진화된 단계. 기존의 원형인 웨이퍼형태로 만들필요없이 사각형 모양의 Panel형태 자체에 칩을 재배치하여 패키징하는 기술.