헨켈이 어드밴스드 언더필 솔루션을 MUF로도 확장하고 있다고 밝혔다. 지난해 리퀴드 몰딩 제품 'LCM1000AF'를 출시했고, 현재는 LCM(가칭) 1~3도 개발 중이다.
심규창 헨켈 접착테크놀러지스 기술지원팀장은 지난 12일 서울 코엑스에서 《디일렉》 주최로 열린 '2023 어드밴스드 반도체 패키지 혁신 공정 콘퍼런스'에서 헨켈이 어드밴스드 언더필 기술 가운데 '몰디드 언더필'(MUF:Molded Underfill)도 개발하고 있다고 밝혔다.
언더필은 플립칩 같이 범프를 이용한 연결에서 기판과 칩, 또는 칩과 칩 사이를 채우는 재료를 말한다. 언더필은 범프를 이용한 본딩 후에 범프 사이를 채우는 공정(Post Filling)과, 본딩 전에 언더필 재료를 접합부에 미리 붙이는 공정(Pre-Application)으로 나뉜다.
본딩 후 범프 사이를 채우는 공정은 채우는 방법에 따라 다시 '캐필러리 언더필'(CUF:Capillary Underfill)과, '몰디드 언더필'(MUF:Molded Underfill)로 분류된다. CUF는 캐필러리로 칩 옆에서 언더필 재료를 분사해서 언더필 재료가 칩과 기판 사이를 표면장력으로 채운다. MUF는 몰딩에 사용되는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 재료가 언더필 기능도 함께 해서 공정을 단순화한다.
심규창 팀장은 "MUF 타입 '리퀴드 콤프레션 몰드'(LCM:Liquid Compression Mold)를 새롭게 개발하고 있다"며 "현재 헨켈은 리퀴드 몰딩 재료를 크게 3가지 방향으로 개발하고 있다"고 설명했다. 우선 '팬아웃웨이퍼레벨패키지'(FOWLP)는 LCM과, 프린팅 공정 형태로 개발 중이다. 팬인웨이퍼레벨칩스케일패키지(WLCSP)는 5-사이드 프로텍션용, 그리고 칩온웨이퍼(CoW)와 2.5D 등 적층된 다이에 필요한 오버몰드 LCM과, 갭필LCM(MUF)를 개발하고 있다.
리퀴드 몰딩 포트폴리오에 대해 심 팀장은 "LCM1000AF는 지난해 FOWLP용으로 출시했다"고 밝혔다. 그는 "LCM1000AG는 패터닝이 가능하도록 개발 중이고, EN8000AJ는 FOWLP의 프린팅 버전으로, 프린터블 인캡으로 개발하고 있다"고 말했다. 이어 "LCM1~3 제품은 MUF 타입 LCM으로 필러 크기와 로딩 등 타깃에 맞춰 개발하고 있다"며 "아직 출시하지 않았기 때문에 LCM1~3으로 부르고 있다"고 설명했다.
헨켈은 LCM 외에도 '포스트 어플라이드'(Post Applied) 언더필인 캐필러리 언더필과, '프리 어플라이드'(Pre-Applied) 언더필로 분류되는 TC(Thermal Cycling) NCP(Non-Conductive Paste)와 TC NCF(Non-Conductive Film) 등 언더필 솔루션을 보유하고 있다.
본딩 전에 언더필 재료를 적용하는 것은 칩 단위, 그리고 웨이퍼 단위로 하는 경우로 나뉜다. 칩 단위로 하는 경우는 페이스트(NCP:Non-Conductive Paste)로 접합부를 채워 놓느냐, 필름(NCF:Non-Conductive Film)으로 채워 놓느냐에 따라 공정과 재료가 달라진다. 웨이퍼 단위로 언더필 재료를 미리 적용할 때는 주로 필름 타입(NCF)을 사용한다. 언더필 재료는 플립칩, TSV(Through Si Via)를 이용한 칩 적층 등에서 접합부 신뢰성 확보를 위한 핵심 재료여서 충진성과 계면 접착력, 열팽창 계수, 열전도도, 내열성 등 조건을 만족해야 한다.
심 팀장은 "캐필러리 언더필은 현재 시장에서 대부분 플립칩 애플리케이션에 사용 중"이라며 "TC 본딩을 사용하는 TC NCP와 TC NCF에 비해, 캐필러리 언더필은 인라인 리플로(Reflow) 프로세스를 사용하기 때문에 상대적으로 생산성이 높다"고 밝혔다. 리플로는 반도체 패키지나 모듈에 열을 가하고, 이 열로 솔더가 녹아서 솔더볼 등이 패키지에 붙거나, 반도체 패키지를 포함한 여러 부품이 기판에 접합되도록 하는 공정을 말한다.
심 팀장은 "캐필러리 언더필은 시장에서 장기 검증된 솔루션"이라며 "상대적으로 TC NCP나 TC NCF는 리플로 프로세스가 아니라 프리 어플라이드 방식의 TC 본딩을 이용하기 때문에, 최근 많이 요구되는 까다로운 KOZ(Keep Out Zone) 제어나, 고집적 패키지 구조에서 선호되고 있다"고 밝혔다. 이어 "하지만 프리 어플라이드여서 잠재적으로 패드와 범프 사이 필러 인트랩먼트 가능성 등의 단점이 있다"고 덧붙였다.
디일렉=이기종 기자 [email protected]
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