반도체 8번째 패키징 공정 및 후공정 / 관련기업

 

지난 시간까지 반도체 8대 공정 중 7번째 공정인 EDS(Electrical Die Sorting) 공정까지 설명드렸는데요. 
오늘은 그 마지막 8번째 공정, 패키징(Packaging) 공정에 대해 함께 알아보겠습니다.

 

EDS 공정과 패키징 공정은 반도체 제조에서 후공정으로 분류됩니다.

 

 

반도체 패키징 공정이란 무엇인가?

 

패키징 공정은 전공정(웨이퍼 단위의 회로 형성 공정)에서 제작된 반도체 칩을 개별 다이로 분리하고, 외부 환경으로부터 보호하며, 전기적으로 기판이나 외부 장치와 신호를 주고받을 수 있도록 포장하는 단계입니다.

 

이 과정은 단순한 보호를 넘어, 열, 습기, 화학물질, 진동, 충격 등 다양한 환경으로부터 칩을 지켜내고, 성능을 최적화하는 데 중대한 역할을 합니다.

 

패키징 공정의 단계

웨이퍼 절단 (출처: 삼성반도체이야기)

 

① 웨이퍼 절단 (Dicing / Wafer Sawing)

전공정을 통해 하나의 웨이퍼 위에 다수의 반도체 칩이 형성되어 있는 상태입니다.
이 웨이퍼를 스크라이브 라인(Scribe Line)을 따라 절단하여 칩을 개별화하게 됩니다.

절단에는 주로 다이아몬드 톱 또는 레이저 장비가 사용되며, 이 과정을 소잉(Sawing) 혹은 다이싱(Dicing)이라 부릅니다.

 

② 칩 접착 (Die Attach)

절단된 개별 칩은 리드프레임(Lead Frame) 또는 PCB(인쇄회로기판) 위에 부착됩니다.
리드프레임은 외부와의 전기적 연결 통로이자, 물리적인 지지 구조 역할을 담당합니다.

 

③ 금속 연결 (Wire Bonding & Flip Chip)

칩과 기판 사이의 전기적 연결을 위해 얇은 금선(Gold Wire) 등을 이용한 와이어 본딩(Wire Bonding)이 진행됩니다.
전통적인 방식이며 안정적인 연결을 제공합니다.

 

금속연결 방식 플립칩 방식 (출처: 삼성반도체이야기)

 

한편, 고속 동작이 필요한 고성능 반도체의 경우, 칩 하단에 범프(Bump)를 형성하여 기판과 직접 연결하는 플립칩(Flip Chip) 방식도 활용됩니다.

이 방식은 전기저항이 낮고, 고속 신호 처리와 소형화에 유리하다는 장점이 있습니다.

 

④ 성형 (Molding)

패키징 된 칩은 외부 환경으로부터 완전히 보호받을 수 있도록 화학 수지로 몰딩(molding)되어 봉인됩니다.
이후 제품명, 모델명 등을 레이저 마킹으로 각인하며 외형적 완성도를 갖추게 됩니다.

 

성형방식 (출처: 삼성반도체이야기)

 

패키지 테스트 (Final Test)

패키징 공정이 마무리되면, 완제품 상태에서의 성능을 검증하기 위한 패키지 테스트(Package Test)가 진행됩니다.

이 단계는 ‘파이널 테스트(Final Test)’라고도 불리며, 제품의 전기적 특성, 동작 속도, 안정성 등을 다양한 조건 하에 검사합니다.

 

예를 들어, 온도나 습도를 변화시키며 칩의 반응을 측정하고, 전압 및 전류 조건에서의 작동 여부를 확인합니다.
이를 통해 최종 불량품을 선별하고, 제조 공정에 피드백하여 수율 향상에 기여합니다.

 

패키징 공정의 중요성과 기술 발전

반도체 완제품 모습 (출처: 삼성반도체이야기)

 

과거에는 패키징이 단순한 보호 및 연결 공정으로 인식되었지만, 반도체가 소형화·고성능화됨에 따라 패키징 기술의 중요성은 나날이 커지고 있습니다.

특히 스마트폰, 자율주행차, AI 반도체와 같이 고밀도·고연산 환경에서는 패키징 기술이 반도체 전체 성능을 좌우할 정도로 핵심적인 역할을 합니다.

 

다층 패키지(Multi-Chip Package), 2.5D/3D 패키징, 팬아웃(Fan-out) 기술 등 다양한 첨단 패키징 기술들이 개발되고 있으며, 이를 통해 작고 빠르며 강한 반도체가 탄생하고 있습니다.

 

관련 기업

한국 반도체 산업에는 패키징 공정에 특화된 우수한 기업들이 다수 존재합니다. 공정 단계별로 살펴보면 다음과 같습니다.

공정	관련 주요 기업
웨이퍼 절단	SFA반도체, 하나마이크론, 이오테크닉스
칩 접착	엠케이전자, 한미반도체, 심텍, 대덕전자
금속 연결	시그네틱스, AP시스템, 에스티아이
성형 공정	로체시스템즈, 아이텍, 피에스텍
패키지 테스트	윈텍, 테크윙, 티에스이, 디아이, 제이티, 인텍플러스

 

이처럼 각기 다른 기술을 보유한 전문 기업들이 후공정의 세부 단계를 담당하며, 한국 반도체 산업의 경쟁력을 높이고 있습니다.

 

 

결론

이상으로 반도체 8대 공정 중 마지막 단계인 패키징 공정에 대해 상세히 안내드렸습니다.

이 공정은 단순한 마감 단계가 아니라, 제품으로서 반도체가 기능을 발휘할 수 있도록 하는 핵심 기술이자,
앞으로의 반도체 혁신을 좌우할 중요한 경쟁 포인트이기도 합니다.

 

지금까지 총 8대 공정을 함께 살펴보았습니다~!!

 

삼성반도체이야기(뉴스룸)을 참고해서 작성했는데 아래 링크로 들어가서 확인해 보세요!!

 

 

지난번 공유했던 7번째 EDS공정에 대해서도 같이 공부해 보세요!!

반도체 7번째 EDS공정 및 4단계 구성 / 관련기업