[반도체 공정] 8. 패키징(Packaging) 공정

Packaging 공정

반도체 칩(IC)는 기판이나 전자기기의 구성품으로서 필요한 위치에 장착되고 외부 충격으로부터 보호되어야 한다. 때문에, 그에 적합한 모양으로 전기적인 포장(Packaging)을 하는것 또한 매우 중요하다.

 

즉, 패키징(Packaging)은 상호배선, 전력공급, 방열, IC보호 의 역할을 수행한다. 특히, 고온, 고습, 화학약품, 진동, 충격 등 다양한 외부환경으로부터 제작된 IC를 안전하게 보호할 수 있어야 한다.

먼저, EDS Test에서 Ingking 공정을 거친 웨이퍼를 다이아몬드 절단기로 잘라 낱개의 칩으로 분리한다. 절단된 칩들은 리드 프레임(Lead Frame) 또는 PCB(Printed Circuit Board) 위에 올려 전기적 연결을 수행하는 Ball을 달게 된다.

 

여기서 리드 프레임은 반도체 칩과 실리콘 기판 사이 전기신호를 전달하고, 외부의 습기나 충격 등으로부터 칩을 보호 및 지지해주는 역할을 한다.

 

반도체 칩과 리드 프레임은 금속 연결(Wire Bonding) 공정으로 칩과 리드프레임을 연결된다. 금속 연결 공정은 반도체 칩의 접착점과 리드프레임을 얇은 metal wire을 사용해 연결하는 공정이다.

금속 연결 공정 후 열 및 습기 등의 물리적인 환경으로부터 IC를 보호하고, 원하는 형태의 패키지로 만들기 위해 성형(Molding) 공정을 거치게 된다.

수지(Resin)로 구성된 EMC(Epoxy Molding Compund)에 고온을 가해 젤 상태로 만든 후, 원하는 형태의 틀에 넣어 진행한다. 여기까지의 공정을 거치면우리에게 익숙한 반도체의 모습이 완성된다.

남은건 이렇게 제작된 패키지가 올바른 기능을 하는지 확인하는 작업니다. 패키지 테스트(Package Test)는 불량유무를 선별하는 최종 테스트이다. DRAM을 기준으로 아래와 같은 패티키 테스트 과정을 진행한다.

1. Assembly out

제품 종류, 수량, I/O 수 등을 확인해 제품 검사지(Lot Card)를 작성하는 공정

2. DC test & Loading/ Burn-in (& Unloading)

DC test는 FAB 및 조립공정을 거치면서 발생된 불량을 선별하는 공정이다. 

초기 불량을 선별하기 위해 Burn-in 공정이 진행되는데, Burn-in이란 불량 가능성이 있는 제품을 사전에 제거하기 위해 고전압, 고온, 전기신호 등 극한 조건을 가한 후에 별도의 테스트를 진행하는 공정이다. 이 과정을 통과해야만 PC나 IT 제품 등의 전자기기가 오류없이 동작할 수 있는 신뢰성을 확보한다.

3. MBT(Monitoring Burn-in & Tester)

MBT 공정은 열적, 전기적인 극한 조건을 가하는 과정에 Tester 기능까지 추가된 공정이다.

Burn-in 공정에 비해 불량분석 기간을 단축할 수 있고, 품질 불량을 보다 줄일 수 있는 장점이 있다.

4. Post Burn Test

위 테스트 과정을 통과한 제품들은 상온 및 저온 공간에서 전기적 특성 및 기능을 검사받게 된다. Post Burn Test로, 이 테스트까지 모두 통과한 제품만이 Final Test로 가게 된다.

5. Final Test

상온 및 저온에서 진행되는 Post Burn Test를 통과한 반도체 제품들은 Final Test에서 고온에서 반도체 전기적 특성 및 기능을 검사한다.

이렇게 모든 Test를 거쳐 완성된 반도체는 비로소 고유의 이름을 갖고 출하 검사를 받으며, 합격받은 제품들만이 고객사에 출하가 된다.

참조 : 삼성 반도체 이야기, ASML facebook