디일렉 '어드밴스드 반도체 패키지 혁신 공정 콘퍼런스'서 발표
고성능 CPU, GPU 패키지 테스트 시 열 폭주 발생
테스트 시 열 폭주 막기 위해 히트 싱크 등 적용
오창수 티에스이 대표가 '2023 어드밴스드 반도체 패키지 혁신공정 콘퍼런스'에서 발표하고 있다. <사진=노태민 기자>
어드밴스드 패키징 등이 적용된 고성능 반도체 증가로 패키지 테스트 과정의 어려움이 날로 증가하고 있다. 티에스이는 테스트 과정에서 발생하는 열 폭주 문제를 해결하기 위해 히트 싱크, 팬 등을 적용해 발열 문제를 해결하고 있다.
오창수 티에스이 대표는 지난 12일 서울 삼성동 코엑스에서 《디일렉》이 주최한 ‘2023 어드밴스드 반도체 패키지 혁신공정 콘퍼런스’에서 “TSV(실리콘 관통전극), 하이브리드 본딩, SiP(시스템 인 패키지), 칩렛 등의 기술이 상용화되면서 반도체 패키지 테스트 단계에서의 어려움이 많아졌다”며 “품질 보증을 위해 웨이퍼 단계에서부터 패키지 테스트를 고려한 설계가 필요하다”고 설명했다.
티에스이는 대표적인 국내 반도체 부품 전문 업체로 낸드, D램, 비메모리 테스트에 사용되는 프로브 카드와 테스트 소켓 등을 생산한다. 주요 고객사로는 삼성전자, SK하이닉스, AMD, 퀄컴 등이 있다.
오 대표는 이날 어드밴스드 패키징의 등장으로 CPU, GPU 등의 반도체 테스트 영역에서 기술적 어려움이 증가했다고 설명했다. “(테스트를 진행할 때) 메모리 반도체의 경우 열 처리(Thermal)를 크게 고려할 필요가 없지만, CPU나 GPU 등에선 테스트 중 열 폭주가 일어나는 경우가 있다”며 “이러한 경우 칩이 파괴되는 일이 생기기 때문에 테스트에 어려움이 많다”고 말했다.
반도체 테스트는 양품과 불량품을 구분해 수율을 결정하는 공정이기 때문에 정밀한 테스트 환경 세팅이 필요하다. 현재 메모리 반도체 패키지 테스트의 경우 기술적 어려움이 덜하지만, 고성능 비메모리 반도체는 2.5D, 3D 패키징이 등장하면서 패키지 테스트 난도가 급격하게 증가했다.
반도체 패키지 테스트는 소켓에 DUT(Device under test)방식으로 진행된다. 압착 가압을 통해 전기적 접촉을 통해 테스트를 진행하고, 이 과정 중에 높은 열이 발생한다. 티에스이는 이를 해결하기 위해 히트 싱크 등을 이용해 열을 배출하고, 최근에는 물 속에서 테스트를 진행하는 방법도 강구하고 있다.
오 대표는 “정밀한 테스트를 위해 히트 싱크, 팬(Fan) 등을 통해 열 폭주 방지를 위한 노력을 기울이고 있다”며 “하지만 이러한 현상을 방지하기 위해 고부가 반도체의 경우, 패키지 단계뿐 아니라 웨이퍼 단계에서부터 테스트를 고려한 설계가 필요하다”고 강조했다.
