• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권1호
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• pp.29-33
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• 2019

전자패키지 크기의 소형화와 전자기기의 성능 향상이 함께 이루어지면서 높은 입출력 밀도 구현이 중요한 요소로서 평가받고 있다. 이를 구현하기 위해 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FO-WLP)가 큰 주목을 받고 있다. 하지만 FO-WLP는 휨(Warpage) 현상에 취약하다는 약점이 있다. 휨 현상은 생산 수율 감소와 더불어 패키지 신뢰성 하락에 큰 원인이므로 이를 최소화하는 것이 필수적이다. 유한요소해석을 이용한 재질의 물성 등 FO-WLP의 휨 현상과 연관된 요소에 대한 많은 연구가 진행되어 왔지만, 대부분의 연구는 이러한 요소들의 불확실성을 고려하지 않았다. 재질의 물성, 칩의 위치 등 패키지의 휨 현상과 연관된 요소들은 제조 측면에서 보았을 때 불확실성을 가지고 있기 때문에, 실제 결과와 더 가깝게 모사하기 위해서는 이러한 요소들의 불확실성이 고려되어야 한다. 이번 연구에서는 FO-WLP 과정 중 칩의 탄성 계수가 정규 분포를 따르는 불확실성을 가졌을 때 휨 현상에 미치는 영향을 유한요소해석을 통해 알아보았다. 그 결과 칩의 탄성 계수의 불확실성이 최대 von Mises 응력에 영향을 미치는 것을 확인하였다. Von Mises 응력은 전체 패키지 신뢰성과 관련된 인자이기 때문에 칩의 물성에 대한 불확실성 제어가 필요하다.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권3호
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• pp.230-236
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• 2014

Wafer level package technology is added to the surface of wafer circuit packages to create a semiconductor technology that can minimize the size of the package. However, in conventional packaging, warpage and fracture are major concerns for semiconductor manufacturing. We optimized the wafer dam design using a finite element method according to the dam height and heat distribution thermal properties. The dam design influences the uniform deposition of the image sensor and prevents the filling material from overflowing. In this study, finite element analysis was employed to determine the key factors that may affect the reliability performance of the dam package. Three-dimensional finite element models were constructed using the simulation software ANSYS to perform the dam thermo-mechanical simulation and analysis.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제3권3호
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• pp.5-9
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• 2004

A new wafer level packaging scheme is presented as an alternative to MEMS package. The proof-of-concept structure is fabricated and evaluated to confirm the feasibility of the idea for MEMS wafer level packaging. The scheme of this work is developed using an electroplated tin (Sn) solder. The critical difference over conventional ones is that wafers are laterally bonded by solder reflow after LEGO-like assembly. This lateral bonding scheme has merits basically in morphological insensitivity and its better bonding strength over conventional ones and also enables not only the hermetic sealing but also its electrical interconnection solving an open-circuit problem by notching through via-hole. The bonding strength of the lateral bonding is over 30 Mpa as evaluated under shear and the hermeticity of the encapsulation is 2.0$\times10^{-9}$mbar.$l$/sec as examined by pressurized Helium leak rate. Results show that the new scheme is feasible and could be an alternative method for high yield wafer level packaging.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.478-480
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• 2004

다이아몬드 톱날을 이용한 얇은 Si 웨이퍼의 기계적인 다이싱은 chipping, crack 등의 문제점을 발생시킨다. 또한 stacked die 나 multi-chip등과 같은 3D-WLP(wafer level package)에서 via를 생성하기 위해 현재 사용되는 화학적 etching은 공정속도가 느리고 제어가 힘들며, 공정이 복잡하다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 현재 연구되고 있는 분야가 레이저를 이용한 웨이퍼 다이싱 및 드릴링이다. 본 논문에서는 UV 레이저를 이용한 얇은 Si 웨이퍼 다이싱 및 드릴링 시스템에 대해 소개하고, 웨이퍼 다이싱 및 드릴링 실험결과를 바탕으로 적절한 레이저 및 공정 매개변수에 대해 설명한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.708-714
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• 2016

오늘날 반도체 분야의 산업에서는 데이터 처리 속도가 빠르고 대용량 데이터 처리 수행 능력을 갖는 반도체 기술 개발이 활발히 진행 되고 있다. 반도체 제작에서 패키징 공정은 칩을 외부 환경으로부터 보호 하고 접속 단자 간 전력을 공급하기 위해 진행하는 공정이다. 근래에는 생산성이 높은 웨이퍼 레벨 패키지 공정이 주로 사용되고 있다. 웨이퍼 레벨 패키지 공정에서 웨이퍼 상의 모든 실리콘 다이는 몰딩 공정 중에 높은 몰딩 압력과 고온의 열 영향을 받는다. 실리콘 다이에 작용하는 몰딩 압력 및 열 영향은 다이 시프트 및 웨이퍼 휨 현상을 초래하며, 이러한 다이 시프트 및 웨이퍼 휨 현상은 후속 공정으로 칩 하부에 구리 배선 제작을 하는데 있어 배선 위치 정밀도의 문제를 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 다이 시프트 최소화를 위한 공정 개발을 목적 으로 다이 시프트 측정 데이터를 수집하기 위해 다이 시프트 비전 검사 장비를 구축하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권1호
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• pp.20-28
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• 2017

A fully integrated dual-band CMOS power amplifier (PA) is developed for 802.11n WLAN applications using wafer-level package (WLP) technology. This paper presents a detailed design for the optimal impedance of dual-band PA (2 GHz/5 GHz PA) output transformers with low loss, which is provided by using 2:2 and 2:1 output transformers for the 2 GHz PA and the 5 GHz PA, respectively. In addition, several design issues in the dual-band PA design using WLP technology are addressed, and a design method is proposed. All considerations for the design of dual-band WLP PA are fully reflected in the design procedure. The 2 GHz WLP CMOS PA produces a saturated power of 26.3 dBm with a peak power-added efficiency (PAE) of 32.9%. The 5 GHz WLP CMOS PA produces a saturated power of 24.7 dBm with a PAE of 22.2%. The PA is tested using an 802.11n signal, which satisfies the stringent error vector magnitude (EVM) and mask requirements. It achieved an EVM of -28 dB at an output power of 19.5 dBm with a PAE of 13.1% at 2.45 GHz and an EVM of -28 dB at an output power of 18.1 dBm with a PAE of 8.9% at 5.8 GHz.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권1호
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• pp.27-31
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• 2009

본 논문에서는 웨이퍼 레벨 기술을 이용한 CIS용 폴리머 접합 기술을 연구하고 접합 후의 warpage 분석과 개별 패키지의 신뢰성 테스트를 수행하였다. 균일한 접합 높이를 유지하기 위하여 glass 웨이퍼 상에 dam을 형성하고 접합용 폴리머 층을 patterning하여 Si과 glass 웨이퍼의 접합 테스트를 수행하였다. Si 웨이퍼의 접합온도, 접합 압력 그리고 접합 층이 낮을수록 warpage 결과가 감소하였으며 접합시간과 승온 시간이 짧을수록 warpage 결과가 증가하는 것을 확인하였다. 접합 된 웨이퍼를 dicing 하여 각 개별 칩 단위로 TC, HTC, Humidity soak의 신뢰성 테스트를 수행하였으며 warpage 결과가 패키지의 신뢰성 결과에 미치는 영향은 미비한 것으로 확인되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권3호
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• pp.65-69
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• 2010

In this study, we investigated the effects of UBM(Under Bump Metallization) and solder composition on the drop impact reliability of wafer level packaging. Fan-in type WLP chips were prepared with different solder ball composition (Sn3.0Ag0.5Cu, and Sn1.0Ag0.5Cu) and UBM (Cu 10 ${\mu}m$, Cu 5 ${\mu}m$\Ni 3 ${\mu}m$). Drop test was performed up to 200 cycles with 1500G acceleration according to JESD22-B111. Cu\Ni UBM showed better drop performance than Cu UBM, which could be attributed to suppression of IMC formation by Ni diffusion barrier. SAC105 was slightly better than SAC305 in terms of MTTF. Drop failure occurred at board side for Cu UBM and chip side for Cu\Ni UBM, independent of solder composition. Corner and center chip position on the board were found to have the shortest drop lifetime due to stress waves generated from impact.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권7호
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• pp.1-9
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• 2012

기존의 LED 패키지가 갖는 온도에 따른 광 특성 변화 문제를 해결하기 위하여 온도센서가 집적된 LED 패키지 시스템을 제안하였다. 패키지의 온도를 실시간으로 측정하기 위하여 정확도가 우수하며 온도에 따른 저항의 변화가 선형적인 특징을 갖는 온도센서(RTD 형)를 설계하였으며, 장기간의 안정성을 보장하기 위하여 안정된 박막의 증착조건을 결정하고 이를 바탕으로 $1.560{\Omega}/^{\circ}C$의 민감도를 갖는 온도센서를 패키지 내부에 제작하였다. 제작된 패키지를 이용하여 온도에 무관하게 일정한 광량을 나타내는 시스템의 구현을 위하여 변환 회로부와 제어 회로부를 제작하고 이들을 결합함으로써, 패키지의 온도 변화에 따라 PWM duty ratio의 변화를 통해 광 출력을 보상해 주는 시스템을 제안하고 제작하였다. LED의 동작온도인 $0^{\circ}C$에서 $140^{\circ}C$ 범위에서 PWM duty ratio를 관측한 결과 제안했던 일정한 광량을 위한 PWM duty ratio에 매우 근접한 출력 신호를 발생시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제17권4호
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• pp.42-45
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• 2018

As The semiconductor decrease from 10 nanometer to 7 nanometer, It is suggested that "More than Moore" is needed to follow Moore's Law, which has been a guide for the semiconductor industry. Fan-Out Wafer Level Package(FOWLP) is considered as the key to "More than Moore" to lead the next generation in semiconductors, and the reasons are as follows. the fan-out WLP does not require a substrate, unlike conventional wire bonding and flip-chip bonding packages. As a result, the thickness of the package reduces, and the interconnection becomes shorter. It is easy to increase the number of I / Os and apply it to the multi-layered 3D package. However, FOWLP has many issues that need to be resolved in order for mass production to become feasible. One of the most critical problem is the warpage problem in a process. Due to the nature of the FOWLP structure, the RDL is wired to multiple layers. The warpage problem arises when a new RDL layer is created. It occurs because the solder ball reflow process is exposed to high temperatures for long periods of time, which may cause cracks inside the package. For this reason, we have studied warpage in the FOWLP structure using commercial simulation software through the implementation of the reflow process. Simulation was performed to reproduce the experiment of products of molding compound company. Young's modulus and poisson's ratio were found to be influenced by the order of influence of the factors affecting the distortion. We confirmed that the lower young's modulus and poisson's ratio, the lower warpage.