반도체 공정 과정 - 패키징 공정 (8)

패키징 공정이란 무엇인가

전공정을 거친 후 낱개로 잘린 칩, 즉 Die는 외부와 전기신호를 주고 받을 수 없으며, 외부 충격에 의해 손상되기 쉽다.

따라서 반도체 칩을 기판이나 전자기기에 장착하고 칩이 외부와 신호를 주고받을 수 있도록 길을 만들고 보호해주는 과정

을 패키징이라 한다.

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패키징 과정

1. 웨이퍼 절단 (Wafer Sawing)

웨이퍼를 낱개의 칩으로 분리하는 단계로 스크라이브 라인(Scribe Line)을 따라 웨이퍼를 다이아몬드 톱이나 레이저를 이용하여 절단한다.

 

2. 칩 접착 (Die attach)

절단된 칩들은 리드프레임 또는 PCB 위에 옮겨진다.

리드프레임은 반도체 칩과 외부 회로 간 전기신호를 전달하고, 외부 환경으로부터 칩을 보호, 지지해주는 골격 역할을 한다.

 

3. 금속 연결 (Wire Bonding)

• 와이어 본딩
  • 반도체 칩의 접점과 기판의 접점을 가는 금선을 사용하여 연결하는 공정

• 플립 칩 방식
  • 반도체 속도를 향상시키기 위해 칩의 회로와 기판을 집접 볼 형태의 범프(Bump)로 연결하는 패키징 방식
  • 와이어본딩보다 전기저항이 작고 속도가 빠르며, 작음 폼팩터(Form Factor) 구현을 가능하게 한다.

 

4. 성형 공정 (Molding)

반도체 칩을 연결했다면 온도, 습도 등 외부 환경으로부터 반도체 집적회로를 보호하고, 패키징 모양을 만드는 몰딩 과정을 거친다. 원하는 패키징 형태의 금형을 만들고, 그 안에 반도체 칩과 혼합 재료(EMC)를 넣어 밀봉하면 우리가 아는 반도체 모양이 완성된다.

 

5. 패키징 테스트

테스트를 거쳐서 다양한 환경에서 칩의 신뢰성을 검증하고 그 과정에서 생긴 주요 이슈는 제조공정이나 조립 공정에 전달해 사전에 오류를 방지해 제품의 질을 향상시킬 수 있도록 한다.

 

• 패키지 테스트
  • 반도체 부품의 최종 불량 유무를 선별하는 테스트
  • 완전품 형태를 갖춘 후 검사를 진행 = 파이널 테스트
• 반도체를 검사 장비(ATE)에 넣고 다양한 조건에서 테스트 수행
  • 전압, 전기 신호, 온도, 습도 등의 조건
  • 제품의 전기적 특성, 기능적 특성, 동작 속도 측정