IC 기판: 집적 회로 패키징의 기초

키워드: IC 패키징 기판

적층 기판, 리드 프레임, 본딩 와이어, 봉지재, 언더필, 다이 부착재, WLP(웨이퍼 레벨 패키징) 유전체 및 WLP 도금 화학약품은 집적 회로 패키징에 가장 일반적으로 사용되는 재료들 중 일부입니다. 이러한 재료들은 IC 칩을 인쇄회로기판(PCB)과 같은 외부 장치로부터 보호하고 연결하며, 열 관리와 지지를 제공하는 데 사용됩니다.

적층 기판이 IC 패키징 기판 산업의 대부분을 차지하기 때문에, 우리는 이를 더 자세히 살펴볼 것입니다. 집적 회로(IC) 기판은 IC 패키지에 사용되는 기초 재료로, IC와 PCB 상의 트레이스 네트워크 사이의 연결을 용이하게 하고 보호합니다. 이러한 기판은 여러 층, 중앙의 지지 코어, 드릴 홀 네트워크 및 도체 패드를 포함하고 있어 기존 PCB보다 제조하기가 더 어렵습니다.

IC 기판의 분류

IC 기판은 재료, 구조 및 제조 기술에 따라 분류될 수 있습니다. 다음은 IC 기판의 몇 가지 일반적인 분류입니다:

• 재료 기반 분류: 실리콘, 세라믹 및 폴리이미드, FR4 또는 BT 수지와 같은 유기 재료를 포함하여 다양한 재료로 IC 기판을 제작할 수 있습니다.
• 구조 기반 분류: IC 기판은 단일층 또는 다층의 두 가지 범주로 나뉩니다. 단일층 기판은 저밀도 회로에 사용되며, 고밀도 회로에는 다층 기판이 사용됩니다.
• 제조 공정 기반 분류: 사용된 제조 방법에 따라 IC 기판의 분류가 결정될 수 있습니다. 그 방법은 세미-애디티브, 애디티브 또는 서브트랙티브일 수 있습니다.
• 기술 기반 분류: 와이어 본딩이나 플립칩 기술과 같이 활용된 기술은 IC 기판의 분류를 나타냅니다.
• 응용 분야 기반 분류: 전력 장치, CPU, 메모리, 센서 등과 같은 응용 분야 또한 IC 기판을 분류합니다. 이러한 범주를 통해 신뢰성, 성능 및 비용에 따라 특정 응용 분야에 적합한 IC 기판이 선택됩니다.

IC 기판은 패키지 또는 패키징 유형, 본딩 방법 및 재료 속성/특성의 세 가지 범주로 나뉩니다.

패키징 유형

IC 패키징 기판 유형은 IC 기판에 사용되는 캐리어를 설명합니다. 다양한 종류의 패키지 또는 패키징이 있으며, 그 중에는 다음이 포함됩니다:

• 볼 그리드 어레이 IC 기판: 이 기판은 300핀 이상의 집적 회로 패키지에 적합합니다. 우수한 전기 성능과 방열성을 제공합니다.

• 칩 스케일 패키징 IC 기판: 이 형태의 기판은 작고 얇아, 낮은 핀 수를 가진 단일 칩 패키지(CSP)에 이상적입니다.

• 플립칩 IC 기판: 플립칩 IC 기판은 플립칩 칩 스케일 패키지(FCCSP)의 제어 붕괴 칩 연결에 가장 적합합니다. 이는 회로 손실 및 신호 간섭에 대한 효과적인 방열 보호를 제공합니다.
• 멀티칩 모듈 IC 기판: 이 스타일의 패키징은 각각 고유한 목적을 가진 여러 개의 IC를 포함합니다. 기판은 가벼워야 하지만, MCM IC의 특성상 우수한 배선, 방열 또는 신호 간섭 방지 성능을 갖추지 못할 수 있습니다.

본딩 기술

이는 집적 회로가 패키징 또는 외부 회로에 연결되는 방식을 의미합니다. 본딩 기술은 다음과 같은 여러 범주로 분류됩니다:

• 와이어 본딩: 가장 일반적인 본딩 방식으로, 칩의 커넥터에서 패키지/캐리어나 외부 회로로 와이어를 연결합니다.
• 테이프 자동 본딩 (TAB): "테이프 자동 본딩"(TAB)이라는 용어는 집적 회로를 폴리머 기판의 미세 도체에 연결하여 플렉시블 프린트 회로(FPC)를 만드는 방법을 설명합니다.
• 플립 칩 (FC) 본딩: 플립 칩 (FC) 본딩은 일반적으로 솔더 볼/범프를 사용하여 상호 연결을 형성합니다. 폴리머 접착제, 용접 접합 또는 솔더 접점을 통해 본딩이 형성될 수 있습니다.

재료 특성

집적 회로의 재료 요구사항은 그 기능에 따라 다릅니다. 다음은 가장 널리 사용되는 기판 재료 중 일부입니다:

레진은 리지드 기판 제작에 사용되며, 비스말레이미드 트리아진 (BT) 필름 (ABF), 에폭시 또는 아지노모토 빌드업 재료를 포함할 수 있습니다.

적층 기판의 응용 분야

전자 산업에서 적층 기판은 광범위한 응용 분야를 제공합니다. IC 기판 PCB의 가장 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 마이크로프로세서: 전자 기기의 두뇌인 마이크로프로세서는 IC 기판 PCB를 빈번히 사용합니다. 마이크로프로세서 작동에서 PCB는 마이크로프로세서 칩 부착을 위한 견고한 기반을 제공하는 중요한 구성 요소입니다.
• 메모리 모듈: 메모리 모듈은 IC 기판 PCB를 활용합니다. 메모리 모듈은 전자 기기의 핵심 부품입니다. 메모리 칩 부착을 위해, 이러한 PCB는 기판 역할을 합니다. 또한 메모리 모듈의 효율성과 신뢰성을 보장합니다.
• 소비자 가전: 노트북, 태블릿, 스마트폰과 같은 소비자 가전에는 IC 기판 PCB가 사용됩니다. 이러한 PCB는 기기의 다양한 구성 요소를 설치하기 위한 소형 및 경량의 기반을 제공합니다.
• 산업용 전자 제품: 제어, 로봇공학, 자동화를 포함한 수많은 산업 응용 분야에서 IC 기판 PCB를 사용합니다. 이러한 시스템에 포함된 많은 전자 부품을 부착하기 위해, 이러한 PCB는 신뢰할 수 있고 견고한 기판을 제공합니다.

자동차 전자 제품은 다른 전자 부품, 인포테인먼트 시스템 및 엔진 제어 장치에 IC 기판 PCB를 사용합니다. 자동차 응용 분야의 가혹한 조건을 견디면서 효율적인 성능을 제공하도록 이러한 PCB는 설계됩니다.

적층 기판의 특징

집적 회로 기판(IC 기판)은 전자 기기의 중요한 구성 요소이며, 정상적인 작동을 위해 필요한 수많은 기본 특성을 가지고 있습니다. IC 기판의 주요 특성 중 일부는 다음과 같습니다:

• 전기적 특성: IC 기판의 전기적 성질은 성공적인 작동에 중요합니다. 적절한 신호 전송을 위해 기판은 충분한 신호 무결성과 최소의 전기 저항을 가져야 합니다.
• 열전도율: IC에서 발생하는 열을 효율적으로 분산시키기 위해, IC 기판은 매우 높은 열전도성을 가져야 합니다. 이 특성은 IC의 과열과 오작동을 방지합니다.
• 기계적 강도: 조립 및 취급 과정에서 IC 기판은 물리적 충격과 스트레스를 견뎌냅니다. 따라서 매우 강해야 합니다.
• 유전 특성: 신호 무결성을 유지하고 신호 손실을 최소화하기 위해, IC 기판은 높은 유전 상수를 가져야 합니다.
• 화학적 저항성: 시험 및 제조 공정 전반에 걸쳐, IC 기판은 다양한 화학 물질에 노출됩니다. 따라서 화학적 저항성이 매우 높아야 합니다.
• 표면 특성: 본딩 와이어와 증착될 박막층의 접착을 위해, IC 기판의 표면은 높은 접착 특성을 가져야 합니다.
• 호환성: 효율적인 성능과 작동을 위해, IC 기판과 IC 패키징 기술은 서로 호환되어야 합니다.
• 비용: 비용 효율적인 완성된 전자 장치를 위해, IC 기판은 합리적인 가격이어야 합니다.

결론

이 포괄적인 튜토리얼은 IC 패키징 기판의 모든 요소를 다루며, 이는 PCB 기판과 유사하지만 크기와 재료로 인해 더 전문화되어 있습니다. IC 및 PCB 기판의 성공적인 제조에는 최상의 재료를 조달하고 우수한 회로 기판을 제작하기 위해 최첨단 기술을 사용할 수 있는 전문 제조업체가 필요합니다. 자동차 애플리케이션의 까다로운 조건을 견디면서 효율적인 성능을 제공하도록, 이러한 PCB는 설계됩니다. 다른 전자 부품, 인포테인먼트 시스템 및 엔진 제어 장치를 위해, 자동차 전자 장치는 IC 기판 PCB를 사용합니다. 자동차 애플리케이션의 까다로운 조건을 견디면서 효율적인 성능을 제공하도록, 이러한 PCB는 설계됩니다. 집적 회로(IC) 기판은 IC 패키지에 사용되는 기초 재료로, IC와 PCB 상의 트레이스 네트워크 사이의 연결을 용이하게 하고 보호합니다.