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패키징16

하이브리드 본딩(Hybrid Bonding)의 접합 메커니즘 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding)은 첨단 반도체 패키징 기술로, 구리-구리(Cu-Cu)와 유전체(dielectric)의 접합을 동시에 구현하여 신호 전달 효율과 전력 손실을 크게 줄이는 역할을 합니다. 이 본딩 기술의 접합 메커니즘은 구리와 유전체 각각의 특성에 맞게 설계됩니다. 그래서, 본딩이 어렵기도 합니다.1. Cu-Cu 본딩 메커니즘Cu-Cu 본딩은 금속 간의 접합으로, 고온에서 구리 원자가 상호 확산하여 하나의 단일 구리 구조를 형성합니다. 이 과정은 금속 재료의 확산과 표면 화학적 활성화를 기반으로 합니다.주요 메커니즘표면 준비:구리 원자 노출로 인해 본딩이 가능한 활성 표면화 시킴.구리 표면의 산화층 제거 및 평탄화(chemical-mechanical polishing, CMP)... 2024. 11. 28.
하이브리드 본딩에서 유전체(dielectric) 부분의 bonding에 대한 이해 SiO₂ 유전체 본딩의 경우, 특히 DB 하이브리드 본딩 인터커넥션 방식에서는 본딩 인터페이스에서 흡수된 웨이퍼 분자에 유래한 산소 및 수소 원자 간의 수소 결합 네트워크를 통해 발생하는 반데르발스 힘에 의해 초기 부착이 이루어집니다. 다이-투-웨이퍼 부착 공정은 보통 100°C 이하의 낮은 온도, 종종 실온에서 진행됩니다. 이 메커니즘은 흡수된 수층을 이용해 SiO₂-SiO₂ 직접 본딩을 주로 제어하며, 물 분자들이 100°C 이하에서 클러스터를 형성하여 결합을 시작합니다. 이후 온도가 상승하면, 물 분자가 본딩 인터페이스를 통해 확산되며 SiO₂ 유전체 층의 표면에서 실라놀 그룹을 기반으로 수소 결합을 통해 부착력이 강화됩니다. 약 200°C에서 실록산과 같은 공유 결합이 형성될 수 있습니다. 온도를.. 2024. 11. 20.
글라스 기판의 도입과 반도체 패키징의 미래 인텔, 차세대 고급 패키징을 위한 글라스 기판 발표인텔은 차세대 반도체 패키징에 필요한 글라스 기판을 발표하며, 2030년까지 본격적인 상용화를 목표로 하고 있습니다. 이 새로운 기판은 반도체 패키지 내 트랜지스터의 집적도를 증가시키고, 무어의 법칙을 지속적으로 확장하여 데이터 중심 애플리케이션의 발전을 지원할 것입니다. 인텔의 패키징 및 테스트 개발 총괄 부사장인 바박 사비는 “수년간의 연구 끝에 인텔은 업계를 선도하는 고급 패키징용 글라스 기판을 개발하였으며, 이를 통해 고객사와 파운드리 고객들에게 혁신을 지속적으로 제공할 것”이라고 강조했습니다.  글라스 기판의 중요성현재의 유기 기판과 비교해, 글라스 기판은 뛰어난 평탄도, 열적 안정성 및 기계적 안정성을 갖추고 있습니다. 이를 통해 기존보다 훨씬.. 2024. 11. 20.
반도체 패키징에서의 글라스 기판의 전망과 필요성 반도체 패키징에서의 글라스 기판의 전망과 필요성에 대해 살펴보면, 반도체 기술의 발전에 따라 더 높은 성능과 미세 공정의 구현이 필요해지면서, 기존의 실리콘 또는 유기 기판 대신 글라스 기판이 주목 받고 있습니다.  고밀도 집적 가능성글라스 기판은 기존의 재료들에 비해 우수한 평탄도를 가지고, 정밀 가공이 가능함에 따라 더 높은 집적도를 제공할 수 있습니다. 이는 미세 공정을 통해 칩 간의 연결성을 더욱 촘촘히 구현하고 데이터 전송 속도와 신호 무결성을 향상시키는 데 기여합니다. 고집적 반도체 패키징이 필수적인 AI, 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 5G 분야에서 이점이 큽니다. 전기적 특성 개선글라스 기판은 저유전율 및 저손실 특성을 제공하기 때문에 전력 소모를 줄이고 데이터 전송 시의 신호 손실을 최소화할.. 2024. 11. 19.
칩렛(chiplet)의 가능성과 필요한 기술들 칩렛을 통한 접근법은 여러 가지 장점을 제공합니다. 첫 번째로, KGD (Known Good Dies)의 조합이 가능하다는 점입니다. 칩렛은 개별 기능 칩들을 결합하기 때문에, KGD는 조립을 위해 미리 분류될 수 있습니다. 두 번째로, 각 칩은 반도체 생산 중 최적의 공정 노드를 사용하여 제조될 수 있습니다. 칩렛의 제조 과정은 가장 진보된 기능 블록에 의해 제한되지 않으며, 각 칩렛에는 서로 다른 공정이 적용될 수 있습니다. 세 번째로, 각 기능 칩의 풋프린트(footprint)는 모놀리식 칩 설계보다 더 유연하게 조정될 수 있습니다. 이러한 장점을 바탕으로, 하이브리드 본딩 인터커넥션 기술은 반도체 기업들이 다양한 기능, 기술 노드 및 크기를 아우르는 이종 집적 (HI, Heterogeneous I.. 2024. 11. 16.
고급 패키징 기술의 발전 전망 고급 패키징 기술의 발전과 반도체 시장 변화전자 기기의 소형화와 성능 향상을 촉진하는 중요한 동력으로 고급 패키징 기술이 주목받고 있습니다. 성능(Performance), 전력(Power), 면적-비용(Area-Cost), 출시 시간(Time-to-Market)이라는 PPACt들이 현대 패키징 기술의 핵심 초점이 되면서, 특히 3D 집적회로(3DIC) 기술에 대한 관심이 크게 증가하고 있습니다. ‘3D’라는 용어는 이제 전통적인 백엔드 패키지 공정을 넘어, 칩 내부에서의 이종 집적화까지 포괄하는 개념으로 확장되었습니다. 1. 전통적인 패키지 연결 기술패키지 내부 연결을 위한 다양한 방법론이 존재합니다. 대표적인 전통 방식으로는 무연 납 솔더 캡과 구리 필러를 사용하는 구리 마이크로 범프가 있습니다. 이 .. 2024. 11. 15.
Mass Reflow-Molded Underfill (MR-MUF) 공정 Mass Reflow-Molded Underfill (MR-MUF) 방식은 반도체 패키징 공정에서 사용되는 기술로, 여러 개의 반도체 칩을 효율적으로 연결하고 안정성을 강화하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 공정은 특히 다층 적층을 필요로 하는 고대역폭 메모리(HBM)와 같은 고성능 메모리 칩 패키징에서 널리 사용됩니다.MR-MUF의 공정 절차:적층 및 납땜 준비:여러 개의 칩이 적층된 상태에서 각 칩은 TSV(Through Silicon Via)로 전기적 연결이 되어 있습니다. 이 상태에서 칩들은 기판 위에 정렬됩니다.각 칩 사이에는 언더필 공간을 남겨두며, 적층된 상태에서 리플로우 공정을 준비합니다.대형 리플로우 장비 사용:칩은 대형 리플로우 장비에 배치됩니다. 여기에서 고온을 가하여 각 칩을 동시에.. 2024. 11. 14.
열압착 비전도성 접착 필름(Thermally Conductive Non-Conductive Film, TC-NCF) 공정 열압착 비전도성 접착 필름(Thermally Conductive Non-Conductive Film, TC-NCF) 공정은 반도체 패키징에서 미세 접합을 위해 사용되는 접착 기술로, 특히 고집적 반도체와 고대역폭 메모리(HBM) 등의 적층 공정에 널리 활용됩니다. 이 공정은 반도체 칩과 칩을 수직으로 쌓아 연결할 때 사용되며, 열과 압력을 이용해 결합함으로써 신뢰성과 전기적 성능을 높이는 데 기여합니다.1. TC-NCF 공정의 개요비전도성 접착 필름(NCF)은 반도체 칩 사이의 결합층 역할을 하는 얇은 필름 형태의 소재입니다. NCF는 열을 가하면 반응해 점성이 낮아졌다가 접합 후 다시 경화하는 특성을 지닙니다.비전도성이라는 이름은 전류가 흐르지 않도록 설계된 필름이라는 점을 강조하며, 반도체 칩 간의 .. 2024. 11. 13.
삼성전자와 SK하이닉스의 HBM 적층 방식 비교 1. 적층 방식 및 공정 기술SK하이닉스: 기존 공정 고도화 (MR-MUF)기술적 접근: SK하이닉스는 HBM3E와 향후 HBM4, HBM5 제품까지 (Mass reflow-molded underfill, MR-MUF) 공정을 유지할 계획입니다. 이 공정은 여러 개의 반도체 칩을 대형 오븐과 같은 장비에서 한 번에 납땜한 후, 칩 사이 공간에 액체 보호재를 주입하여 굳히는 방식입니다.장점: MR-MUF 공정은 단수(적층 수)가 증가해도 수율의 급격한 하락을 방지하는 장점이 있으며, SK하이닉스는 이미 16단 HBM3E 제품에서 12단과 비슷한 수준의 수율을 확보했다고 밝혔습니다. 이는 고도화된 공정을 통해 성숙된 기술적 기반과 높은 생산성을 유지할 수 있다는 의미입니다.전략: SK하이닉스는 현재 개발 중.. 2024. 11. 12.

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