반도체 제조공정은 전공정과 후공정으로 나뉩니다.
오늘은 국내 1위 후공정 기업인 앰코코리아에 대해 소개하겠습니다.
앰코 테크놀로지 본사는 미국에 있으며 1968년에 설립되어 패키징&테스트 솔루션을 제공해 왔습니다.
세계 2위 수준의 규모이며, 참고로 OSAT 1위는 대만의 ASE 입니다.
OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly And Test)의 약자로 반도체 테스트 및 패키징 수탁기업을 뜻합니다.
그 중, 한국지부인 앰코 코리아는 송도, 부천, 광주에 거점을 두고
삼성을 비롯한 국내 반도체 회사들을 상대하고 있습니다.
앰코코리아의 업력은 23년차이며 사원수 5980명에 매출액 1조6천억 가량의 중견기업입니다.
*제품 및 서비스
크게 패키징, 테스트 솔루션(장비 및 서비스) 두 가지가 있습니다.
패키징은 반도체를 사용되는 제품에 탑재할 수 있도록 'chip'의 형태로 만드는 것을 의미합니다.
테스트는 제작된 반도체의 안정성과 전기적 결함을 검사하는 것을 의미합니다.
패키징부터 살펴보면 1)라미네이트 2)리드프레임 3)Power discrete 4) 웨이퍼 레벨 총 4가지 서비스가 있습니다.
1)라미네이트, 2) 리드프레임
라미네이트 설명 전, 리드프레임에 대해 먼저 말씀 드리겠습니다.
빨간색 동그라미 된 부분이 '리드'라고 하는데요.
칩을 외부와 연결하는 핀의 역할을 합니다. 그렇다면 리드 프레임 이란 이러한 리드들이 부착되어 있는
'금속판'을 의미합니다.
위 그림에서는 5mm x 19mm 사이즈의 리드 프레임이 되겠네요.
결국 실리콘 - 리드 프레임 - 리드 의 구조가 기본 리드프레임 패키징 구조이며
실리콘 칩과 리드 프레임의 연결은 보통 와이어 본딩이라는 기술로 하게 됩니다.
해당 리드 프레임 패키징 방식은 값이 저렴하고, 일반적으로 실험실이나 흔히 볼 수 있는
ic칩의 형태 입니다.
앰코의 라미네이트 패키징은 일반적인 구리 기판(lead frame)대신 라미네이트 기판을 사용합니다.
반도체는 동작하면서 열을 방출하는데요, 이러한 열이 부착된 리드 프레임에 영향을 주게 됩니다.
구리 기판이 열에 취약하기 때문에 해당 기판을 라미네이트를 사용하여 열적 안정성을 확보한 것입니다.
또한 추가로 라미네이트 패키징에는 BGA방식이 사용됩니다.
리드 프레임 패키징에서 리드가 외부와의 전기적 연결을 담당했다면,
BGA방식은 리드 대신 작은 ball의 형태를 기판 후면에 납땜한 것입니다.
BGA 방식을 사용하는 ball을 통한 전기적 접속으로
낮은 인덕턴스와 캐패시턴스를 취할 수 있기 때문입니다.
LC값이 신호의 딜레이와 연관되어 있다는 점에서 칩의 성능을 높일 수 있다는 장점이 있습니다(LEAD방식에 비해)
3) power discrete
파워 패키징은 전력에 민감한 반도체 제품을 패키징하는데 사용됩니다.
제양한 제품군이 있지만, 기본적으로 열에 강하고, 또 배출을 잘하도록 패키징 구조가 설계되어 있으며
보통 구리 접속방식을 이용하여 저항을 낮췄습니다. 자동차와 통신시장에 보통 사용됩니다.
4)웨이퍼 레벨 패키지
패키징의 상당 부분을(30%) 기판 가격이 차지하고 있는데요
웨이퍼레벨 패키징(WLP)방식은 기판이 필요없습니다.
웨이퍼를 개개의 다이로 자른다음, 다이를 리드 프레임(기판)에 부착시켜 패키징을 하는데요
WLP는 다이를 자르지 않고 웨이퍼 위에 패키징 공정을 진행합니다.
외부와 실리콘을 이어줄 숄더볼을 부착한 다음 다이로 잘라내기 때문에
다이 크기 = 패키지 크기 라는 공간적 이점을 가집니다.
물론 웨이퍼 레벨 패키징 공정은 고객사와 긴밀한 협업이 필요합니다.
해당 제품이 어떤 외부와 환경에 연결될지, 칩-패키지-보드 설계부터 고객사와 협력하여 이뤄집니다.
테스트 솔루션은 다음과 같습니다.
우선 전기적 테스트를 진행하는 웨이퍼 프로브 장비
프로브 CARD 부분을 웨이퍼에 접촉시켜 성능 검사를 하게 됩니다.
앰코의 테스트 프로브는 고속 로직, 아날로그 , 고전력 및 RF 회로를 지원합니다.
다음으로는 번인 테스터
번인 테스트는 챔버의 온도를 조절하여 웨이퍼의 내구성 및 열적한계를 측정하는 장비입니다.
빠르고 효율적인 검사를 위해 기계당 많은 챔버수와 출력 영역을 가지고 있는 것이 좋습니다.
이외에 제품의 성능을 평가하는 시스템 레벨 테스트와
문제가 되는 다이에 마킹해주는 백 엔드 서비스를 제공하고 있습니다.
앰코의 제품과 관련된 기술의 간략한 소개를 해봤는데요
후공정 시장은 OSAT 특성상 수주를 받아야 하는 기업입니다.
전공정 시장이 침체되면 그에 영향을 받을 수 밖에 없고 새로운 라인증설이나 설비 투자가 이뤄져야
수혜를 볼 수 있습니다.
다만, 전공정 장비 시장과 달리 후공정 분야는 기업간 매출액 규모나 점유율이 그리 큰 차이를 보이지 않는데요
이는 앞으로 WLP와 같은 반도체 제조기업과 긴밀한 협력이 필요한 첨단 TEST&패키징 기술력을 지속적으로 키워나가
더 많은 고객사들을 확보하고 파트너쉽을 유지하는 것이 OSAT 기업들에게 중요할 것이라 생각합니다.
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