WLCSP 공정

 

Singulation 공정 전 wafer와 Singulation 후 WLCSP

 

WLCSP 공정은 일반적으로 다음 순서를 따르며 각 공정에서 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.

1) Assembly 공정
Assembly 공정은 wafer sawing과 backside 코팅 공정으로 나누어집니다. sawing 시에는 chip edge의 chipping을 방지하기 위해 high quality sawing 공정을 사용하여야 합니다. 또한 wafer의 뒤를 액체나 필름을 사용하여 코팅함으로서 소자의 light leakage를 개선하거나 마킹을 용이하게 하며, chipping 등을 방지할 수 있습니다.

 

2) Wafer Pick & Place
플립칩 CSP는 칩의 edge crack에 매우 민감합니다. 따라서 공정의 엄격한 관리 및 handling은 WLCSP 수율과 신뢰성에 큰 영향을 줍니다. 기본적으로 WLCSP는 칩을 보호해줄 재료의 양이 매우 적음으로 pick & place 또는 chip shooting 시 노출되어 있는 칩의 외부 충격을 방지해야합니다.

 

3) Wafer thinning
wafer thinning은 얇은 박편의 패키지를 제조할 수 있고, 열관리 측면에서도 유리하며, 응력을 감소시키는데도 유리합니다. 그러나 wafer 상태나 범프가 되어 있는 wafer 상태의 thinning은 항상 수율에 큰 영향을 줍니다. 250-300㎛ 두께의 thinning은 매우 보편적이며, 150㎛ 두께도 가능합니다. 그러나 150㎛ 두께 이하의 경우 현실적으로 매우 어렵습니다.

 

4) Rework
대개의 WLCSP의 경우 주변형 I/O보다 피치간격이 넓은 격자형 I/O를 사용함으로 결함의 발생율이 상대적으로 적습니다. 그러나 격자형의 경우 검사가 용이하지 않음으로 이에 따른 수리가 쉽지 않습니다. 따라서 대부분의 WLCSP는 거의 수리하지 않고 문제가 발생할 경우 폐기합니다. 또한 CSP에 사용되는 HDI 기판의 경우 더욱 수리가 용이하지 않으며, 수리 후의 클리닝시 화학용액으로 인한 WLCSP의 손상에 대해서도 유의해야합니다.

 

5)  Burn-In 테스트
Wafer 상태에서의 burn-in 테스트는 매우 어려운 과제로서 검사속도를 유지하면서 충분한 전력을 공급하는 문제, 계속적인 솔더 범프와의 접촉에 따른 문제, RF 환경에서의 측정 등은 매우 어려운 기술적 문제입니다.

 

6) Underfill
일반적으로 WLCSP에는 underfill이 필요하지 않으나 특별히 높은 신뢰성을 요구하거나 내충격 특성을 요구하는 경우 underfill을 사용합니다. Underfill의 종류에는 플로우, 비플로우(no-flow), wafer-level의 3가지 있습니다. 플로우 형태는 가장 보편적으로 사용되는 것으로 액체를 칩 측면에 공급하여 미세관 현상으로 스며 들어가게 하는 것입니다. 비플로우의 경우는 액체 또는 필름의 형태로 칩이 underfill을 통해 정착되며 underfill 경화와 솔더 범프 리플로우잉이 동시에 일어납니다. 현재에는 플로우 형태에 비해 신뢰성의 문제가 있는 것으로 알려져 있습니다. Wafer-level의 경우 wafer 전체에 도포하며 B-stage 형태로 경화하여 사용하며 no-flow와 같이 underfill 경화와 리플로우잉이 동시에 일어납니다.

 

 

 

 

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