패키지 전 공정 개발

패키지 전 공정 개발

 

패키지 공정 순서

1.     Wafer Test & sort

2.     Die Separation

EDS Test – DC Test, AC Test function test를 통과한 good die를 절단

3.     Die attach (리드 프레임에 다이 접착)

4.     에폭시 수지로 밀봉, Wire Bond (와이어 or 솔더볼(납&주석)로 연결)

5.     tream and form 후 Plastic Package

6.     Final Package & Test

 

후면 연마

-      절단하기 전 뒷면을 갈아주는 것

-      백그라인딩이라 하며, 회로 소자가 완성된 웨이퍼를 패키지 공정 및 특성에 적합한 두께로 만들기 위해 웨이퍼의 후면을 연삭하는 과정

-      후면 연마 이전 다이싱

 

라미네이션

-      반도체 웨이퍼의 뒷면을 연삭하는 후면 연마 공정을 하기 전에 웨이퍼 상면의 물리적, 화학적 손상을 막고 보호를 위해 테이프를 붙이는 공정

-      필름층+접착제층+보호 필름층

 

웨이퍼 소잉 = 다이 절단

-      다이싱 이라고도 하며 소잉 라인을 따라서 다이아몬드 톱으로 자르는 공정

-      다이싱 톱과 레이저를 이용

-      소잉 테이프는 웨이퍼 절삭 공정 진행 시 개별로 분리된 칩들이 떨어지지 않도록 지지

 

소잉 방법

-      기계적 소잉 방법(다이아몬드 톱 이용), 레이저 어블레이션 방법(레이저로 표면 녹임), 스텔스 소잉 방법(웨이퍼 내부를 중심으로 하여 절단 진행)

 

소잉 중에는 초순수 물을 뿌려 절단 과정에서 발생하는 잔유물을 제거하고, 분사 구멍의 고압과 웨이퍼 사이에서 발생하는 정전기에 의한 칩 손상을 방지하기 위헤 CO2 버블러로 CO2를 주입

 

자외선 조사

-      웨이퍼와 다이싱 테이프 사이의 접착력을 제거

 

다이 접착

-      다이 마운트 또는 다이 보본드(bond)라고 하며, 칩(다이)를 픽업한 후 접착제를 사용하여 리드 프레임의 패드에 부착하는 공정

-      리드 프레임 – 다이를 올려놓는 금속 기판

-      접착제 방식은 에폭시 같은 접착 물질 사용하고 유네틱 방식은 두 물질을 합금시켜 낮은 온도에서 녹아 접합되도록 하며 Au-Si 합금 사용

 

칩 적층 TSV – 구멍을 뚫어서 연결 – 관통홀은 Cu, W(텅스텐)을 충진하는 방법이 있다.

 

많은 저장 용량과 작은 크기의 패키지를 제작

 

전기적 신호 전달 경로가 짧아져서 고속 반도체에 유리

 

식각 공정은 식각 반응을 일으키는 물질의 상태에 따라 습식과 건식으로 나뉜다.

 

표면의 곡률 반경, 에칭 속도, 표면의 상태는 SF6(건식식각), C4F8(코팅)의 유속이나 챔버 내부의 압력, 에칭 시간 등의 영향을 받는다.

 

TSV를 이용한 3차원 칩 적층 기술은 같은 종류의 반도체 칩을 쌓는 경우에 구현이 가능 (MCP-multi chip package), 다른 종류의 반도체 칩을 쌓는 경우에는 SIP (System In Package)를 구현

 

플라즈마 클리닝 (플라즈마로 구멍을 뚫어서 세정)

-      물이나 유기용매를 사용하지 않는 세척 공정

-      공정이 간단

-      아르곤, 불활성 가스 사용

-      C/F 계 Polymer (유기물)을 세정

 

와이어 본드

-      금(Au) / Cu+Pd 등의 금속 와이어를 사용하여 칩의 전극(패드)와 리드 프레임을 전기적으로 연결

-      금 : 대기 중 표면 산화가 일어나지 않음 (전기를 안 통하게 함) / 근데 비쌈

-      구리 : 산화 일어남 / 근데 쌈 – 구리의 산화 방지를 위해 Pd(팔라듐)를 코팅한 PCC 와이어가 사용됨

 

와이어 본딩 방식

1.     볼 본딩 – 열, 압력

2.     웨지 본딩 – 초음파 에너지

 

플립 칩 방식

-      칩을 뒤집어서 (칩의 패드가 아랫면) 칩의 패드 부분이 기판과 마주보게 한 후 솔더 범프를 형성하여 칩과 패키지를 연결

 

캐필러리

-      와이어가 주입되는 가는 바늘 모양

-      반도체 칩과 외부 리드를 연결시키는 역할을 수행

 

범프 – 납하고 주석

-      외부 접속단자를 형성해주는 공정

-      열 방출 등의 역할을 함

 

웨이퍼 범핑 공정 개발하기

 

재배열 (RDL, Re-Distribution Layer)

알루미늄 패드의 위치를 임의로 변경하는 것을 총칭