반도체 패키지의 기능
반도체 패키지는 반도체 칩을 보호하고, 전기적 연결을 제공하며, 열 방출과 전력 공급 기능을 수행합니다. 주요 기능은 다음과 같습니다:
- 신호 연결
- 반도체 소자 간의 신호 연결을 통해 반도체 제품이 제 기능을 발휘할 수 있게 합니다.
- 전력 공급 (Power Distribution)
- 반도체 소자 작동을 위해 전력을 안정적으로 공급합니다. 이를 위해 저잡음 전력 설계와 접지 설계가 중요합니다.
- 열 방출 (Heat Transfer)
- 반도체 소자가 작동하면서 발생하는 열을 외부로 방출하여 소자의 성능 저하와 신뢰성 문제를 방지합니다.
- 외부 환경으로부터 패키지 보호 (Protection)
- 반도체 칩과 연결 부분을 외부 환경의 기계적, 화학적, 열적 영향으로부터 보호하여 안정적으로 동작하게 합니다.
반도체 패키지의 종류
반도체 패키지는 다양한 형태로 제공되며, 각각의 패키지 유형은 특정 용도와 장점을 가집니다:
- 리드프레임 패키지
- DIP (Dual Inline Package), TSOP (Thin Small Outline Package), QFP (Quad Flat Package) 등은 리드프레임을 사용하는 대표적인 패키지입니다.
- 패키지의 주변으로 리드가 나오는 형태로, 패리패럴 패키지라고도 합니다.
- PCB 패키지
- BGA (Ball Grid Array), PGA (Pin Grid Array), LGA (Land Grid Array) 등이 포함됩니다.
- PCB 기판을 사용하여 많은 수의 I/O를 가질 수 있으며, 경박단소화가 가능하여 휴대용 전자기기에 많이 사용됩니다.
- 플립칩 패키지
- FCBGA (Flipchip Ball Grid Array) 형태로, 솔더 볼을 이용하여 반도체 소자와 PCB 기판을 연결합니다.
- 와이어 본딩 대신 범프를 사용하여 PCB 기판에 접착합니다.
- MCP (Multi-Chip Package)와 SIP (System in Package)
- MCP는 하나의 패키지에 여러 개의 칩을 탑재한 패키지입니다.
- SIP는 여러 개의 패키지를 적층하여 독립된 기능을 가진 패키지로, Logic IC를 포함하여 별개의 기능을 가집니다.
- WLP (Wafer Level Package)
- 웨이퍼 레벨에서 패키징 공정을 진행하여 칩 크기를 최소화합니다.
- 공정이 간소화되어 저렴하게 반도체 제품을 제조할 수 있으며, 가격 경쟁력을 높이는 데 기여합니다.
패키지의 주요 고려 사항
패키지가 제안되고 사용되기 위해서는 다음과 같은 조건들이 충족되어야 합니다:
- 성능: 요구되는 품질을 유지하면서 안정적으로 동작할 수 있어야 합니다.
- 신뢰성: 사용되는 외부 환경에서 안정적으로 동작할 수 있는 신뢰성을 확보해야 합니다.
- 가격 경쟁력: 저렴하게 제품을 공급할 수 있도록 경쟁력을 가져야 합니다.
- 생산성: 높은 제품 수율과 단순한 공정 체계를 통해 꾸준히 사용될 수 있어야 합니다.