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다양한 Stack 패키지 기술

 

MCM-V는 기존의 50-300㎛ 선폭을 유지하면서 패키지 효율을 수백% 향상시킨 획기적인 방법입니다. 이는 MCM 자체의 2-D 고집적와 3-D stack 방법의 고밀도를 복합한 방법으로서 SMT, MCM에 비교할 때 단위면적 당 연결 개수를 10배 이상 개선한 것으로 향후 Irvine Sensor는 1000개의 칩을 stack할 경우 수천 배의 단위 면적 당 연결 개수를 증가 시킬 수 있다고 발표했습니다. 이러한 관점에서 볼 때 향후 2가지 주된 stack 기술이 발전될 것으로 보이고 있습니다. 첫째, 같은 형태의 칩 stack: 예를 들면 메모리 칩 등, 둘째, 2-D MCM을 stack하는 방법. 이외에도 패키지를 stack하는 방법도 있다(상기그림참조). 가장 보편적인 stack 기술은 휴대폰에 사용되는 3-D stack chip CSP라 할 수 있습니다. 그 외에도 stack MCM의 경우 여러 가지 방법을 사용하여 2-D MCM을 stack하기도 합니다. 주된 활용은 주로 우주항공산업용입니다. 더욱 진보된 stack 기술은 stack wafer 기술이라 할 수 있습니다. 그러나 여러 가지 기술적 문제로 인해 현재 기초적인 단계이지만 여러 회사가 개발 중에 있습니다.

 

 

 

 

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반도체 Assembly 공정에 있어 작업성에 영향을 줄 수 있는 중요한 Factor중의 하나는 Wire Bondability입니다.  Wirebonding시의 문제점은 첫째, 부적절한 Cure조건으로 인해 접착제의 경화가 완전히 이루어 지지 않거나 접착제의 Elastic Modulus값이 지나치게 낮을 경우 발생하며 그 Mechanism은 접착제가 Wire Bonder의 Ultrasonic Energy를 흡수하게 되는 일명 "Cushion" 현상이 생기기 때문입니다. 따라서 Die Size가 작을 경우 BNS(Bond-No-Stick)나 낮은 Ball Shear Strength를 나타낼 수 있으며  이는 신뢰성 Test시 Failure의 원인이 될 수 있습니다. 둘째, 경화 중에 발생되는 Fume이나 Bleed현상으로 인한 Silicon Chip과 Leadframe상의 Organic Contamination이 BNS를 유발시킬 수 있습니다. 셋째, 심한 Die Tilt가 있는 경우 Wirebonding시 Chip Damage및 Bonding불량이 발생할 수 있습니다. 넷째, Copper Leadframe의 경우 Adhesive의 Modulus가 높고 Die Size가 크면 열팽창계수 차이로 인해 Warpage가 발생되기 때문에 Wirebonding시 Chip Delamination, 심한 경우 Chip Crack까지도 발생될 수 있습니다. 이러한경우 Process Change없이도 Die Tilt와 Bondline Thickness를 자체적으로 Control할 수 있는 Spacer가 함유된 접착제를 사용하면 더욱더 안정된 제품생산이 가능하며 Adhesive 생산업체는 이러한 접착제 생산에 계속적으로 연구개발에 박차를 가하고 있습니다.

 

 

 

 

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최근 접착제에는 접착의 단시간화, 표면처리의 간소화, 접착 내구성 향상, 접착 접합의 가역화 및 탈용제화가 요구되고 있으며, 지구환경문제, 자원의 유효이용 및 환경오염에 대해서도 많은 검토가 이루어지고 있습니다.
접착제를 경화방법에 따라 분류하면 실온 경화형, 가열 경화형, 핫멜트형, 습기 경화형, 광경화형 등으로 나눌 수 있습니다. 실온 경화형은 용제 건조형으로 수계 접착제와 유기 용제형 접착제가 있으나 유기 용제형은 환경오염으로인해 점차 감소되고 있는 실정입니다. 앞으로는 이러한 환경문제를 감안하여 가열 경화형, 습기 경화형, 핫멜트형, 광경화형 접착제에 대하여 살펴보기로 하겠습니다.

 

 

 

 

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