[반도체 사전] 반도체 패키지 기술의 변천사 History of Semiconductor PKG


1950년대~1970년대 Dual Inline Package (DIP)

증가하는 핀 수를 수용하기 위해 직사각형의 기다란 두 측면에 핀을 나오게 하는 패키지입니다.



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WRITTEN BY 미스터반

안녕하세요. 'Mr.반'입니다. 반도체 정보와 따끈한 문화소식을 전해드리는 '앰코인스토리'의 마스코트랍니다. 반도체 패키징과 테스트가 저의 주 전공분야이고 취미는 요리, 음악감상, 여행, 영화감상입니다. 일본, 중국, 필리핀, 대만, 말레이시아 등지에 아지트가 있어 자주 출장을 떠나는데요. 앞으로 세계 각 지역의 현지 문화 소식도 종종 전해드리겠습니다.




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[반도체 사전] 반도체 패키지 기술의 변천사 History of Semiconductor PKG


1950년대~1970년대 메탈캔 패키지 Metal Can Package

2~10개의 핀을 조그마한 원형 회로기판 주위에 박아 놓고 칩을 올린 다음, 원통형 금속을 씌운 패키지입니다.



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[반도체 사전] Strip Grinding


Thin PoP Solution by Strip Grinding

시장의 요구사항에 맞춰 ultra thin PoP package를 제공하기 위해 Amkor는 strip grinding system을 도입했습니다. 즉, strip 상태에서의 PKG를 원하는 두께까지 grinding 하는데, PKG에는 어떤 damage도 입히지 않고 final thickness의 구현이 가능합니다. 또한, 이를 통해서 mold flash로부터 자유로운 exposed die PKG를 제공할 수 있습니다.


Purpose

  • To enable ultrathin PoP for exposed PoP structure
  • To reduce the total height of a molded strip to achieve target thin thickness without any damage to the PKG
  • Narrow mold clearance < 50㎛
  • It is feasible to generate mold flash free of exposed die PKG

Status

  • Qualification : Completed on Dec. 2014


Strip grinding system

Grinding application

  • There was a limitation for ultra thin PoP generation due to severe warpage and process concerns (e.g. thin die handling, narrow mold clearance)
  • Strip grinding system enables PKG total height reduction without any damage to PKG

– Thin die < 30㎛

– Narrow mold clearance < V50㎛


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[반도체 사전] LAB (Laser Assisted Bond) Innovative interconnection solution


1958년 발명된 LASER(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, 방사의 유도방출에 의한 광의증폭)는 이후 급속한 기술발전과 함께 의료, 군사, 통신, 전기/전자, 자동차, 광학, 엔터테인먼트 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 반도체 패키징 분야에도 Laser Marking, Laser Saw, Laser Drilling, Laser Measuring 등에 활용되고 있으며, 나아가 앰코는 Laser Assisted Bond(LAB)를 통한 die to substrate pad interconnection 및 die to die, die to wafer interconnection을 업계 최초로 구현했습니다.


LAB의 기본 원리는 laser oscillator(발진기)를 통해 방출된 laser beam을 광학계를 통과하면서 die 사이즈에 맞는 균일한 laser beam으로 구현하며, 이를 die에 조사해 die와 substrate 간의 접합(Interconnection)을 가능케 합니다. 이러한 LAB의 접합(Interconnection) 방법은 기존 mass reflow(furnish convection을 통한 bonding)의 문제점인 high thermal stress, high warpage를 해결하면서도 생산성을 극대화하는 차세대 접합기술로 떠오르고 있습니다.


Advantage of LAB

최근 반도체 chip의 trend는 thin die, large die, thin substrate, low Si node(28nm, 20nm, 14/16nm, 10nm in 2016)입니다. 이에 따라 packaging process에서의 low thermal stress가 key issue이며, LAB는 최적의 laser energy를 통한 interconnection을 구현함에 따라 thermal stress를 기존 mass reflow 방식보다 70% 이상 줄일 수 있게 됩니다.


활용 분야

Laser Assisted Bond(LAB) 기술의 활용분야는 기존 mass reflow를 적용한 모든 분야를 대체할 수 있으며, 더 나아가 thermal stress에 취약한 low K die, large die, large body, thin die 및 coreless PCB interconnection 등 첨단 packaging 분야에 적용할 수 있는 process입니다.


Application

  • Mobile AP
  • Server / Network Driver
  • MEMS
  • Power Management, Baseband
  • ASICs and SOCs
  • Memory


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[반도체 사전] Amkor’s Advanced Wafer Product Positioning



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[반도체 사전] SLIM™ & SWIFT™ 패키징 기술의 특징


  • Polymer-based multi-layer dielectrics
  • Multi-die and large die capability
  • Large package body capability
  • Interconnection density down to 1㎛ (SLIM™) and 2㎛ (SWIFT™) line/space
  • Cu pillar die interconnect down to 30㎛ pitch
  • 3D/PoP capability utilizing Thru Mold Via (TMV®) or tall Cu pillars

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[반도체 사전] Advanced Wafer Level Fan-out Packages


Amkor에서는 반도체 집적회로의 기능을 극대화하면서도 3차원 집적이 가능한 혁신적인 Fan-out 패키징 기술인 SLIM™과 SWIFT™를 개발했습니다. SLIM™은 Silicon-Less Integrated Module의 약자로, 기존 실리콘 인터포저를 활용해 1㎛ 선폭 수준의 chip 간 연결을 구현하는 패키징 기술입니다. SWIFT™는 Silicon Wafer Integrated Fan-out Technology의 약자로, 기존 Wafer Level Fan-out (WLFO)나 Wafer Level Package (WLP)의 한계를 뛰어넘어 2㎛ 선폭 수준으로 2개 이상의 반도체 chip을 하나의 패키지에 집적하는 기술입니다.


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