팬인형과 팬아웃형 WLP의 차이점 정리

둘 다 웨이퍼 상태에서 재배선층(RDL)과 솔더 볼을 만든 뒤 개별화하는 패키지입니다. 팬인형은 원래의 웨이퍼 위에서 그대로 만들므로 단자를 칩 면적 안쪽에만 둘 수 있고, 패키지는 칩과 거의 같은 크기가 됩니다. 팬아웃형은 잘라 낸 양품 칩을 간격을 두고 배치해 수지로 메운 재구성 웨이퍼를 만든 뒤, 칩 바깥쪽까지 재배선을 넓힙니다. 단자를 많이 둘 수 있고 여러 칩도 하나로 묶을 수 있지만, 공정이 늘어나고 휨과 칩의 위치 어긋남이 과제가 됩니다.

비교 항목팬인형 WLP팬아웃형 WLP
재배선 범위칩 면적 안쪽만칩 바깥쪽의 수지 위까지 넓힙니다
패키지와 칩의 면적거의 같음(칩 크기)패키지가 더 큼
단자 수(기준값)적은 편. 칩 면적과 볼 피치로 결정되며, 수 개~수백 개 정도많음. 칩 바깥쪽에도 단자를 둘 수 있어 천 개를 넘기도 합니다
제조의 출발점원래의 디바이스 웨이퍼양품 칩을 지지체에 배치하고 몰드 수지로 메운 재구성 웨이퍼(패널로 만드는 방식도 있음)
기판사용하지 않음사용하지 않는 것이 많습니다. 재배선층이 기판 역할을 하므로 얇게 만들 수 있습니다(고성능 제품에서는 다시 기판에 탑재하는 것도 있음)
여러 칩칩 하나만여러 칩과 수동 부품을 하나의 패키지로 묶을 수 있습니다
주요 과제칩이 크면 인쇄 회로 기판과의 열팽창 차이로 솔더 접합부의 수명이 짧아집니다실리콘과 수지의 열팽창 차이로 인한 휨, 봉지할 때의 칩 위치 어긋남(다이 시프트), 수지 위의 미세 재배선
비용저렴함. 공정이 적습니다팬인형보다 비쌈. 칩 배치, 몰드, 수지 위 재배선 공정이 늘어납니다
주요 용도스마트폰 등의 작은 칩. 전원 IC, RF 부품, 센서, 오디오용 IC 등스마트폰의 애플리케이션 프로세서, RF 모듈, 여러 칩의 통합이나 고성능 칩렛의 연결

수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.

상황별 선택 기준

팬인형 WLP
단자 수가 적은 작은 칩을 가능한 한 작고 저렴하게 패키징하고 싶을 때. 휴대 기기의 전원 IC, 센서, RF 부품 등.
팬아웃형 WLP
칩 면적에 비해 단자가 많을 때, 패키지를 얇게 하고 싶을 때, 여러 칩을 하나로 묶고 싶을 때.
구별하는 법
단자가 칩 면적 안에 들어가면 팬인형, 들어가지 않아 바깥쪽으로 넓혀야 하면 팬아웃형입니다.

자주 묻는 질문

팬인형과 팬아웃형에서 무엇이 '인'이고 '아웃'인가요?

재배선으로 단자를 끌어내는 범위입니다. 팬인형은 칩 면적 안쪽(인)에만 단자를 배치하고, 팬아웃형은 칩 바깥쪽(아웃)의 수지 부분까지 배선을 넓혀 단자를 배치합니다.

재구성 웨이퍼란 무엇인가요?

팬아웃형을 만들기 위해 양품 칩을 지지체 위에 간격을 두고 배치하고, 몰드 수지로 메워 다시 만든 웨이퍼 형태의 것입니다. 칩 주위에 수지 영역이 생기므로 그곳까지 재배선을 넓힐 수 있습니다.

팬아웃형 WLP에서는 왜 휨이 문제가 되나요?

실리콘, 몰드 수지, 재배선층의 절연막은 열팽창 계수가 크게 다르기 때문입니다. 수지를 경화하거나 가열할 때마다 팽창과 수축의 차이로 휨이 생겨 노광, 반송, 솔더 접합이 어려워집니다.

팬인형 WLP로 큰 칩을 만들지 않는 이유는 무엇인가요?

패키지에 기판이 없고 실리콘이 인쇄 회로 기판에 직접 납땜되므로, 칩이 클수록 열팽창 차이로 접합부에 걸리는 변형이 커지기 때문입니다. 또한 단자가 칩 면적 안에 들어가지 않게 되는 경우도 있습니다.

이해도 확인

웨이퍼 레벨 패키지(WLP)의 특징으로 올바른 것은?

  1. A칩을 하나씩 잘라낸 뒤 패키지를 조립한다
  2. B칩을 수지로 녹여 형태를 만든다
  3. C웨이퍼 상태 그대로 재배선과 외부 단자 형성을 수행한 뒤에 개별 칩으로 분리한다
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정답: C. 웨이퍼 상태 그대로 재배선과 외부 단자 형성을 수행한 뒤에 개별 칩으로 분리한다

WLP에서는 다이싱하기 전의 웨이퍼 상태에서 재배선층과 솔더 볼을 일괄 형성하고, 마지막에 개별 칩으로 절단합니다. 칩 면적 안에 단자를 수용하는 팬인과, 칩을 수지로 매립한 재구성 웨이퍼를 만들어 칩 바깥까지 배선을 확장하는 팬아웃이 있습니다. 팬아웃은 기판을 사용하지 않아 얇게 만들 수 있어 스마트폰 프로세서 등에도 사용됩니다.

팬아웃형 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP)의 특징으로 올바른 것은?

  1. A칩의 바깥쪽까지 재배선층을 넓혀 칩 면적보다 넓은 범위에 외부 단자를 배치할 수 있다
  2. B와이어 본딩만으로 연결한다
  3. C패키지가 반드시 칩보다 작아진다
정답과 해설 보기

정답: A. 칩의 바깥쪽까지 재배선층을 넓혀 칩 면적보다 넓은 범위에 외부 단자를 배치할 수 있다

FOWLP에서는 잘라낸 칩을 수지로 매립하여 재구성한 웨이퍼를 만들고, 그 위에 칩의 바깥쪽까지 펼쳐지는 재배선층을 형성합니다. 칩보다 넓은 범위에 외부 단자를 둘 수 있어 칩이 작아도 많은 단자를 배치할 수 있고, 패키지 기판을 사용하지 않으므로 얇게 만들 수 있습니다. 스마트폰 프로세서 등에 채택되고 있습니다. 연결은 와이어가 아니라 재배선층으로 하며, 패키지는 칩보다 커집니다.

팬아웃형 웨이퍼 레벨 패키지에서, 잘라낸 칩을 지지체 위에 간격을 두고 배열한 뒤 수지로 매립하여 다시 만든 웨이퍼 형태의 것을 무엇이라 하는가?

  1. ASOI 웨이퍼
  2. B에피택셜 웨이퍼
  3. C재구성 웨이퍼(리컨스티튜티드 웨이퍼)
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정답: C. 재구성 웨이퍼(리컨스티튜티드 웨이퍼)

팬아웃형에서는 테스트로 골라낸 양품 칩을 지지체 위에 간격을 두고 배열하고, 주위를 몰드 수지로 매립하여 웨이퍼 형태로 다시 만듭니다. 이를 재구성 웨이퍼라 합니다. 칩 바깥쪽으로 펼쳐진 수지 위에도 재배선층을 형성할 수 있어 칩보다 넓은 범위에 외부 단자를 배치할 수 있고, 양품만 사용하므로 수율 낭비도 줄일 수 있습니다. SOI나 에피택셜 웨이퍼는 전공정용 기판입니다.

  1. 팬아웃형 웨이퍼 레벨 패키지 제조에서, 칩을 수지로 봉지할 때 수지의 유동이나 경화 시 수축으로 인해 칩의 위치가 어긋나는 문제를 무엇이라 하는가?
  2. 칩이나 웨이퍼의 표면에 형성하여 전극의 위치를 외부 단자의 위치까지 끌어 배치하기 위한 배선층을 무엇이라 하는가?
  3. 원형 웨이퍼가 아니라 대형 각형 패널 위에서 패키지를 일괄 제조하는 방식의 주된 목적은?

첨단 패키징(3D와 칩렛) 문제 풀기

주요 용어 설명

WLP(웨이퍼 레벨 패키지)
웨이퍼 상태 그대로 재배선과 외부 단자 형성까지 수행한 뒤 개별 칩으로 자르는 패키지. 칩과 거의 같은 크기의 소형 패키지가 된다.
재배선층(RDL)
칩이나 웨이퍼 표면에 형성하여 전극 위치를 외부 단자 위치까지 끌어내기 위한 배선층. 팬아웃형 패키지와 인터포저에 쓰인다.
CSP(칩 스케일 패키지)
칩과 거의 같은 크기까지 소형화한 패키지의 총칭. 스마트폰 등 소형 기기에서 널리 쓰인다.
KGD(Known Good Die)
실장 전에 양품임이 확인된 칩. 여러 칩을 하나의 패키지에 쌓을 때 하나라도 불량이 섞이면 전체가 불량이 되므로 중요하다.

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