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돌기부착

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돌기부착(Bump Attaching)은 반도체 칩의 접점에 금속 돌기를 부착하는 작업을 말한다.

개요[편집]

돌기부착은 반도체 칩과 기판 간의 전기적 연결을 형성하기 위해 금속 돌기를 부착하는 과정이다. 이 과정은 칩 패키징에서 전기적 연결을 안정적으로 수행하고, 전기적 신호의 전송을 원활하게 하기 위해 필수적이다. 전통적인 와이어본딩 방식보다 반도체의 속도를 향상시키기 위해 칩의 회로와 기판을 직접 볼 형태의 돌기로 연결한다. 플립칩(Flip Chip) 패키지라고 불리는 이 기술은 와이어본딩보다 전기 저항이 작고 속도가 빠르며, 작은 폼팩터(Form Factor) 구현을 가능하게 한다. 범프의 소재로는 주로 금(Au) 또는 솔더(Solder, 주석/납/은 화합물)가 사용된다.

목적[편집]

  1. 전기적 연결: 칩과 기판 간의 신뢰성 있는 전기적 연결을 확보하여, 소자의 성능을 향상시킨다.
  2. 열 관리: 칩에서 발생하는 열을 효과적으로 분산시키기 위해, 돌기는 열 전도성을 높이는 데 기여한다.
  3. 기계적 안정성: 패키지의 기계적 강도를 높이고, 외부 충격이나 진동에 대한 저항력을 증가시킨다.

돌기부착의 과정[편집]

  1. 준비 단계: 칩과 기판의 표면을 세척하여, 오염물질이나 잔여물이 없도록 합니다. 이는 돌기부착의 성능에 중요한 영향을 미친다.
  2. 돌기 형성: 일반적으로 금속(예: 금, 주석 등)을 사용하여 미세한 돌기를 형성합니다. 이 과정은 주로 전기화학적 도금 또는 스텐실 프린팅 방법을 통해 수행된다.
  3. 돌기 부착: 형성된 돌기를 칩의 패드에 정확하게 배치하고, 열 또는 압력을 가하여 돌기를 고정한다. 이 과정에서 볼(볼 부착) 또는 리플로우(리플로우 부착) 방식이 사용될 수 있다.
  4. 결합 및 경화: 돌기가 부착된 후, 패키징 과정에서 결합 및 경화가 이루어진다. 이 단계에서는 고온 또는 압력을 가하여 돌기를 더욱 견고하게 결합한다.
  5. 검사:최종적으로 돌기 부착이 완료된 칩에 대해 전기적 특성과 결합 강도를 검사하여, 품질을 확인한다.

패키징 공정에 대해[편집]

패키징 공정은 웨이퍼 위의 반도체 칩들을 하나하나 잘라내고, 외부와 전기 신호를 주고 받을 수 있는 길을 내 주고, 외부 충격에 파손되지 않도록 포장을 하는 공정이다. 패키징 공정은 반도체 칩의 접점과 캐리어(리드프레임 또는 PCB)의 접점을 연결하는 방식에 따라 와이어링 방식과 플립칩 방식으로 나뉜다. 와이어링 방식은 접점 사이를 금속 선을 사용해서 연결하는 방식이고, 플립칩 방식은 접점 사이를 금속 돌기(Bump)를 사용해서 연결하는 방식이다.

패키징 공정은 일반적으로 다음 표와 같은 작업 단계을 거치게 되는 데, 접점 연결 방식이 와이어링 방식이냐 또는 플립칙 방식이냐에 따라 작업 과정이 달라진다.

단계 작업 설명 와이어링 방식 플립칩 방식
웨이퍼 절단

(Wafer Sawing)

웨이퍼에서 다이아몬드 톱이나 레이저 광선을 이용해서 칩들을 잘라내는 작업입니다. 낱개로 잘라진 각각의 칩을 베어칩(Bare Chip) 또는 다이(Die)라고 부른다. ● ●
칩 접착

(Die Attach)

절단된 칩을 리드프레임 또는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 물리적으로 접착하는 작업이다. ●
선 연결

(Wire Bonding)

반도체 칩의 접점과 리드프레임 또는 PCB 기판의 접점을 금속선을 사용해서 연결하는 작업이다. ●
돌기 부착

(Bump Attaching)

반도체 칩의 접점에 금속 돌기를 부착하는 작업이다. ●
성형

(Molding)

열, 습기, 물리력 등으로 부터 반도체 칩을 보호하고, 원하는 외향을 갖도록 화학 수지, 금속, 세라믹 등을 이용해 모양을 잡고 밀봉을 하는 작업이다. ● ●

참고자료[편집]

같이 보기[편집]


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