소개
구리 포스트와 MLCC를 웨이퍼에 함께 실장하고 레이저로 일괄 리플로우할 때 생기는 워피지와 부품 기울어짐을 다룬다. 빛을 통과시키는 상부 헤드로 부품을 지지하고 열을 빼는 공정 구성을 정리한 기술 자료다.
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요약
웨이퍼 레벨 패키지를 레이저로 리플로우하면 접합면 쪽에 열이 몰려 두께 방향 온도차가 생기고, 솔더가 녹는 동안 포스트가 기울거나 높이가 달라진다. 사파이어·투명 알루미나 헤드는 레이저 광을 통과시키면서 부품에 닿아 자세를 지지하고 상부 열을 회수한다. 접촉을 유지한 채 가열·응고·냉각하는 공정을 다룬다.
결론
대면적 웨이퍼 레벨 패키지(WLP)에서는 구리 포스트와 MLCC를 웨이퍼에 함께 실장한 뒤 레이저로 일괄 리플로우한다. 원본이 예로 든 8인치 웨이퍼에는 440개 유닛, 1만 7,600개 포스트가 놓인다(원자료 제시 사양: Cu 포스트 450×450×900 μm, 유닛당 40개). 레이저 급가열은 접합면 쪽에 열을 몰아 상하면 온도차를 만들고, 재료별 열팽창 차이에 이 온도차가 더해진다. 솔더가 녹는 동안 포스트는 기울어지거나 높이가 달라지므로, 워피지와 공면도 관리가 접합 품질을 좌우한다. 쿨스의 광투과형 서멀클러치는 상부 헤드의 접촉을 두 가지 일에 함께 쓴다. 헤드는 사파이어나 투명 알루미나로 만들어 레이저 광 경로를 확보하고, 닿는 부품을 지지하면서 같은 접촉점으로 열을 빼낸다. 기존 하부 척은 그대로 두고 상부 헤드만 더하는 구성이며, 헤드의 축열·열확산을 활용하고 반복 운전 조건에 따라 외곽 방열부를 결합한다. 모든 부품에 닿을 필요는 없다. 공통 헤드는 닿는 부품만 지지하고, 높이 편차로 닿지 않는 낮은 부품의 간극은 허용한다. 공통 하중을 제한하고 하한 정지를 두어, 접촉한 부품의 최소 잔여 솔더 두께를 확보한다. 공정은 저하중 접촉, 레이저 리플로우, 접촉 유지 냉각의 세 단계로, 같은 접촉부가 광가열 중 자세를 지지하고 조사 후 열을 회수해 두께 방향 온도차를 줄이며, 응고·냉각이 끝나면 헤드를 뗀다. 솔더 인쇄·실장·검사 공정은 그대로 쓰고 리플로우 스테이션에 상부 헤드만 더하므로 공정 변경 범위가 접합 구간에 모인다. 접촉면은 제품별 부품 배치에 맞춰 유닛 배치 기준으로 설계한다. 원본은 효과를 설계 효과로 제시하며, 워피지·포스트 공면도 개선과 정렬·접합 불량 부담 완화를 기대하고 웨이퍼에서 FCCSP·FCBGA 같은 스트립·패키지로 넓히는 방향을 제시한다.
주제
- 열제어
- 패키징
