패키징(Packaging) 공정

👩‍🔧 REVIEW

• EDS 공정
  • 전기적 특성 검사를 통해 개별 칩들이 원하는 품질 수준에 도달했는지를 확인하는 공정

👩‍🔧 패키징 공정

반도체를 외부환경으로부터 보호하고 전기적으로 연결해주는 패키징 공정

• 베어 칩(bare chip) / 다이(die)
  • 낱개로 하나하나 잘라낸 완성된 웨이퍼의 반도체 칩
  • 외부와 전기신호를 주고 받을 수 없는 상태
  • 외부 충격에 의해 손상되기 쉬운 상태

• 패키징
  • 반도체 칩(IC)가 기판이나 전자기기에 장착되기 위해서는 포장이 필요
  • 반도체 칩이 외부와 신호를 주고 받을 수 있도록 길을 만들어주는 과정
  • 다양한 외부 환경(고온, 고습, 화학약품, 진동/충격)으로부터 안전하게 보호하는 형태로 만드는 과정
  • 집적회로와 전자기기를 연결하는 과정

• 웨이퍼 절단(Wafer Sawing/Dicing)
  
  • 웨이퍼를 낱개의 칩으로 분리
  • 웨이퍼
    • 수백 개의 칩이 촘촘히 배열
    • 스크라이브 라인(Scribe Line)으로 각 칩 구분
  • 스크라이브 라인을 따라 다이아몬드 톱이나 레이저 광선을 이용해 절단

• 칩 접착(Die attach)
  
  • 절단된 칩들은 리드 프레임(Lead Frame) 또는 PCB(Printed Circuit Board) 위로 이동
  • 리드 프레임
    • 반도체 칩과 외부 회로 간 전기 신호 전달
    • 외부 환경으로부터 칩 보호, 지지해주는 골격 역할

• 금선 연결
  
  • 반도체의 전기적 특성을 위해 기판과 연결
    
  • 와이어본딩(Wire Bonding)
    • 반도체의 칩의 접점과 기판의 접점을 가는 금선을 사용하여 연결하는 공정
    • 전통적 방식
  • 플립칩(Flip Chip) 패키지
    • 반도체의 속도를 향상
    • 칩의 회로와 기판을 직접 볼 형태의 범프(Bump)로 연결
    • 작은 전기 저항 + 빠른 속도
    • 작은 폼팩터(Form Factor) 구현 가능
    • 범프의 소재: 금(Au), 솔더(Solder, 주석/납/은 화합물)

• 성형(Molding) 공정
  
  • 열, 습기 등의 물리적 환경으로부터 반도체 집적회로 보호하기 위한 공정
  • 원하는 형태의 패키지로 만들기 위한 공정
  • 반도체 칩을 화학 수지로 밀봉하는 공정

완벽한 반도체 제품을 위한 최종 관문, 패키지 테스트

• 패키지 테스트(Package Test)
  • 반도체 부품의 최종 불량 유무 선별하는 테스트
  • 완제품 형태를 갖춘 후 검사를 진행 >> 파이널 테스트(Final Test)

• 반도체를 검사 장비(Tester)에 넣고 다양한 조건에서 테스트 수행
  • 전압, 전기 신호, 온도, 습도 등의 조건
  • 제품의 전기적 특성, 기능적 특성, 동작 속도 측정

• 테스트 데이터 분석
  • 제조공정이나 조립공정에 피드백 >> 제품 질 향상

출처: 삼성 반도체 이야기