반도체 패키징, 반도체 패키지

(2021-01-17)

Lead Frame, 리드 프레임, DIP, Dual In-line Package, PoP, Package on Package

1. 패키징 

  ㅇ 일반적으로, 
     - 내용을 보호(밀봉,포장 등)하고,
     - 내외부 연결을 규격화시킨 인터페이스를 통해 도모하는 것

  ㅇ [반도체]  주로, 전자기기의 소형화를 이루게하는 기술
     - 반도체 소자의 고 집적화,고 성능화를 뒷받침해 줌
     - 주요 역할 : 다른 회로 부품/기판과의 연결,  방출, 물리적 보호 등
        . 신호 연결, 전력 안정 공급, 온도 조절, 하우징
     - 패키징 경향 : 하나의 시스템에 다양한 기능을 갖도록하는 융복합화 및 소형화 추구


2. [반도체]  패키지의 분류

  ㅇ Convential 패키지 : 웨이퍼 내 칩(다이) 단위로 잘라서 그 칩들에 대해 패키징이 이루어짐
     - 세라믹 패키지
     - 플라스틱 패키지
        . 리드 프레임 (Lead Frame) 타입 패키지
        . 서브스트레이트 (Substrate) 타입 패키지

  ㅇ Wafer-level 패키지 : 패키징웨이퍼 레벨 공정 자체에서 이루어짐
     - RDL (Redistribution Layer)
     - Flip Chip 패키지
     - TSV (Through Si Via)
     - WLCSP
        . Fan-in WLCSP
        . Fan-out WLCSP


3. [반도체]  패키지재료(구성 요소)

  ㅇ 칩 지지 패들 (Paddle)
  ㅇ 외부 연결선(리드,Lead)
     - PCB 등에 부착(Mount)할 때 납땜이 쉽게 주석,납 등으로 표면 처리됨
  ㅇ 몰딩 물질 (Molding)
     - 외부 충격,진동,침식 등의 보호를 위한 물질
     - 주로, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC,Epoxy Molding Compound)라는 충진재
  ㅇ 리드 프레임 (Lead Frame)
     - 금속기판(PCB,소켓 등)에, 반도체 칩을 올려 부착,접속시키기 위한 구조물 
     - 역할 : 전기 공급, 형태 지지, 외부 환경에 대한 보호
     - 리드프레임과 반도체 칩 간에는, 통상 금선(Au Wire)을 사용하여, 전기적으로 연결됨
  ㅇ 접착제


4. [반도체]  주요 패키지 공정들

  ㅇ 백 그라인딩 (Back Grinding)
  ㅇ 웨이퍼 절단 (Wafer Sawing,Dicing)
  ㅇ 다이 붙임 (Die Attach)
  ㅇ 인터커넥션 (Interconnection)
     - 와이어 본딩 (Wire Bonding)
     - 플립 칩 본딩 (Flip Chip Bonding)
  ㅇ 몰딩 (Molding) 등
 

5. [반도체]  패키지 형태의 구분            ☞ Wikipedia (IC packaging type)

  ㅇ DIP (Dual In-line Package)
     - 사각 패키지 양쪽에 리드가 나온, 핀 홀 삽입형
     - 플라스틱 패키지의 원조격 (핀 번호 ☞ 표준 IC 참조)
  ㅇ SIP (Single In-line Package)
     - 사각 패키지 한쪽에 만 리드가 인출된, 핀 홀 삽입형
     - 전력반도체 등에 많이 사용
  ㅇ SOP (Small Out-line Package)
     - 패키지 양쪽 또는 한쪽으로 리드를 인출하여,
       갈매기 날개 모양으로 위로 젖혀지는 형태의 리드선을 갖고,
       성형된 표면실장형 패키지 (Surface Mount Technology,SMT)
     - 例)
        . SOD (Small Outline Diode)
        . SOT (Small Outline Transistor)
  ㅇ QFP (Quad Flat Package)
     - 사각 패키지 4곳 옆면 모두로부터 갈매기 날개 형태의 리드가 나옴


6. [반도체]  패키징 기술의 구분SoC (System on Chip)
     - 패키징 보다는 IC 레벨의 집적화
        . 양산에 따른 낮은 제작단가

  ㅇ SiP (System in Package)
     - 하나의 패키지 내에 여러 개의 칩을 수납하여 시스템을 실현한 것
        . 반도체 제조공정이 서로 다른 칩들을 단일한 SoC 및 여러 칩의 조합이 가능토록
          패키지 기술로 보완한 것
        . 모듈 레벨의 패키징 집적화
        . 짧은 개발 기간, 낮은 개발 비용

  ㅇ SoP (System on Package)
     - 모든 필요 기능을 단일 패키지에 집약시켜 시스템 소형화 및 융복합화
        . 박막공정을 이용하여 수동,능동 부품을 내장시킨 다기능성 기판화
        . 시스템 집적화 기술
        . 일반적으로 SoP가 SiP를 포함하는 개념이나, 현재는 두 용어 간 구분이 모호

  ㅇ CSP (Chip Size Package)
     - 칩 사이즈와 거의 같은 크기로 패키지화하는 기술

  ㅇ 기타
     - MCP (Multi Chip Package)
     - PoP (Package on Package)
     - UoC (Ubiquitous Computing on Chip) 등


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