FCCSP(Flip Chip Chip Scale PKG) 공정 - 공정 원리, 적용 분야, 제조 과정 // 플립 칩(Flip Chip), 칩 스케일 패키징

FCCSP (Flip Chip Chip Scale Package) 공정은 플립 칩 스케일 반도체 패키징입니다. 이는 플립 칩 기술과 칩 스케일 패키지의 결합으로 성능 향상과 공간 효율성을 제공합니다. 이번 포스트에서는 FCCSP 공정의 원리, 장점, 적용 분야, 제조 과정을 전문적으로 탐구합니다.

 

 

 

목차

1. FCCSP 공정의 개요
   1-1. 플립 칩 기술의 원리
   1-2. 칩 스케일 패키지의 중요성

2. FCCSP 공정의 장점과 특징
   2-1. 공간 효율성 (Space Efficiency)
   2-2. 성능 향상 (Performance Enhancement)

3. FCCSP 공정의 적용 분야와 제조 과정
   3-1. 부품 제조의 혁신 (Innovation in Electronic Component Manufacturing)
   3-2. FCCSP 공정의 단계별 설명 및 기술 분석

 

 

 

1. FCCSP 공정의 개요

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반도체 패키징 - FCCSP

Flip Chip CSP(fcCSP) 패키지는 CSP 패키지 형식의 플립 칩 솔루션으로, 다양한 범핑 옵션과 함께 사용할 수 있습니다. 이 패키지는 일반 와이어본드 인터커넥트를 교체할 때 영역 배열 및 주변 범프 레이아웃에서 플립 칩 인터커넥트 기술을 사용하며, 소형화 구현이 가능합니다.

 

플립 칩은 반도체 칩의 뒷면에 연결 패드를 가지고 있으며, 이를 기판에 연결하여 전기적인 연결을 구현합니다. 이 공정은 고밀도 연결을 가능하게 하며, 더 작은 패키지 크기와 더 나은 전기적 성능을 제공합니다. 또한, 플립 칩 패키징은 고성능 컴퓨팅, 네트워킹, 자동차, 의료 기기 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

 

1-1. 플립 칩 기술의 원리 (Flip Chip Technology Principles)

플립 칩 기술은 전기적 성능을 향상시키고, 미세 연결을 통한 집적도 증가 및 와이어본드 루프로 인한 z축의 영향을 제거함으로써 소형화를 구현합니다. 이 기술은 고주파 신호에 대한 전기 경로를 최적화하여 베이스 밴드, RF 및 기판 내 안테나 애플리케이션에도 적합합니다.

 

플립 칩은 기존 와이어본드 기술에 비해 더 짧은 연결 경로를 제공하므로 신호 전송 지연이 줄어들고, 신호 무결성이 향상됩니다. 또한, 플립 칩 기술은 더 높은 I/O 수를 제공하며, 더 작은 패키지 크기를 가능하게 합니다. 이러한 이유로 플립 칩 기술은 모바일 기기, 서버, 네트워크 장비 등에서 널리 사용되고 있습니다.

 

1-2. 칩 스케일 패키지의 중요성 (Importance of Chip Scale Packaging)

칩 스케일 패키지는 5G를 포함한 고성능 모바일 장치, 자동차 인포테인먼트/ADAS, 인공 지능(AI)과 같이 성능과 패키지 크기가 중요한 애플리케이션에 적합합니다. 또한, Copper Pillar 범프 다이와 결합될 때 미세 라인/스페이스 기판 라우팅 및 범프 피치를 활용하여 전기 성능을 높이면서 레이어 수와 비용을 줄일 수 있습니다.

 

칩 스케일 패키지는 칩의 크기와 거의 동일한 크기의 패키지를 제공하므로, 공간 효율성이 뛰어나고, 더 높은 성능과 낮은 전력 소모를 달성할 수 있습니다. 이러한 패키지는 고성능 컴퓨팅, 네트워킹, 자동차 응용 프로그램 등에서 중요한 역할을 하고 있으며, 미래의 기술 혁신을 주도하고 있습니다.

 

 

2. FCCSP 공정의 장점과 특징

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Flip Chip CSP (fcCSP) 공정은 반도체 패키징 분야에서 혁신적인 기술로 각광받고 있습니다. 해당 섹션에서는 FCCSP 공정의 주요 장점과 특징에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

 

2-1. 공간 효율성 (Space Efficiency)

FCCSP 공정은 공간 효율성이 뛰어난 패키징 솔루션입니다. 일반 와이어본드 기술에 비해 미세 연결을 통한 집적도 증가가 가능하며, 와이어본드 루프로 인한 z축의 영향을 제거함으로써 소형화 구현이 가능합니다. 이로 인해 공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 다양한 애플리케이션에 적용이 가능합니다.

 

FCCSP 패키지는 코어가 있거나 없는 라미네이트 또는 몰드 기반 기판에 조립됩니다. 패키지 크기는 1 x 1 mm2 ~ 25 x 25 mm2로 다양하게 구현할 수 있으며, 범프 피치(Cu Pillar)의 최저치는 30/60 μm에 이릅니다. 이러한 특성은 고주파 신호에 대한 전기 경로를 최적화하여 베이스 밴드, RF 및 기판 내 안테나 애플리케이션에도 적합하게 만듭니다.

 

2-2. 성능 향상 (Performance Enhancement)

FCCSP 공정은 성능 향상 면에서도 뛰어납니다. 플립 칩 범프의 저 인덕턴스로 인해 짧고 직접적인 시그널 경로를 제공하며, 이는 저주파 및 고주파 애플리케이션에 적합합니다. 또한, 고전력 장치의 방열 문제는 통합 방열판을 통해 관리되고 있으며, 하부 칩 부착(POSSUM™) 방식으로 안테나 인 패키지(AiP)를 구현할 수 있습니다.

 

FCCSP 패키지는 5G를 포함한 고성능이 가능하며, 제조 효율성 증가 및 비용 최소화를 실현하기 위해 스트립 형식으로 공정이 진행됩니다. 목표 시장은 높은 라우팅 밀도를 필요로 하는 모바일(AP, BB, RF, PMIC), 자동차, 소비재, 커넥티비티, 멀티 다이(병렬 또는 스택) 애플리케이션입니다.

 

FCCSP 공정은 공간 효율성과 성능 향상의 두 가지 주요 장점을 가지고 있습니다. 공간 효율성은 미세 연결과 소형화 구현을 통해 달성되며, 성능 향상은 저 인덕턴스와 다양한 기술 적용을 통해 이루어집니다. 이러한 특징들은 FCCSP를 다양한 분야에서 활용할 수 있는 유연한 패키징 솔루션으로 만들어줍니다.

 

 

3. FCCSP 공정의 적용 분야와 제조 과정

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3-1. 부품 제조의 혁신 (Innovation in Electronic Component Manufacturing)

FCCSP 공정은 전자 부품 제조의 혁신적인 방법 중 하나로 간주됩니다. 앰코의 Flip Chip CSP(fcCSP) 패키지는 CSP 패키지 형식의 플립 칩 솔루션으로, 일반 와이어본드 인터커넥트를 교체할 때 사용됩니다. 이 공정은 전기적 성능 향상, 미세 연결을 통한 집적도 증가, 소형화 구현 등의 장점을 제공합니다.

 

FCCSP 패키지는 다양한 애플리케이션에 적합하며, 특히 5G, 모바일 장치, 자동차 인포테인먼트, ADAS, 인공 지능(AI) 등 고성능이 필요한 분야에서 사용됩니다. 또한, 고주파 신호에 대한 전기 경로를 최적화하여 베이스 밴드, RF 및 기판 내 안테나 애플리케이션에도 적합합니다.

 

3-2. FCCSP 공정의 단계별 설명 및 기술 분석 (Step-by-Step Explanation & Technical Analysis of FCCSP Process)

FCCSP 공정은 다음과 같은 주요 단계로 구성됩니다.

 

1. 범핑 옵션 선택
   : Copper Pillar, Pb-free solder, Eutectic 등 다양한 범핑 옵션 중에서 선택할 수 있습니다.
2. 라미네이트 또는 몰드 기반 기판 조립
   : 코어가 있거나 없는 라미네이트 또는 몰드 기반 기판에 조립됩니다.
   
   
3. 패키지 형태 선택
   : Bare Die, Overmolded 및 Exposed Die 형태 중에서 선택할 수 있습니다.
   
   
4. 고전력 장치의 방열 관리
   : 통합 방열판을 통해 고전력 장치의 방열 문제를 관리합니다.
   
   
5. 안테나 인 패키지 구현
   : 하부 칩 부착(POSSUM™) 방식으로 안테나 인 패키지(AiP)를 구현할 수 있습니다.
   
   
6. 패키지 두께 및 크기 조정
   : 패키지 두께는 0.35 mm까지 축소 가능하며, 패키지 크기는 1 x 1 mm2 ~ 25 x 25 mm2까지 조정 가능합니다.

 

FCCSP 공정은 저주파 및 고주파 애플리케이션에 적합하며, 플립 칩 범프의 저 인덕턴스, 다양한 다이 크기, 높은 라우팅 밀도 등의 특징을 가지고 있습니다. 이러한 기술적 특성은 모바일, 자동차, 소비재, 커넥티비티, 멀티 다이 애플리케이션 등에 이상적입니다.

 

 

 

 

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