반도체이야기:
패키지의시작,2편

반도체이야기通过정규익,2017년2월6일
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(지난호에서이어집니다)그리고한가지더,리드프레임패키지보다패키지아래전면적에입출력단자를배치시킬수있는데요,이를BGA(球栅阵列)라고부릅니다。빠지는곳없이전면적으로빼곡히채우고,BGA의피치가작아질수록사용할수있는입출력단자의개수도많아집니다。

▲리드프레임패키지의와이어본딩연결
▲복잡한PCB설계(사진출처:https://goo.gl/edkd7k)

그렇다고마냥PCB만선호할수는없습니다。당연히리드프레임보다비싸지기때문입니다。배선층이2개,4개등한없이많아질수있지만,그만큼만들기도어렵습니다。자,이렇게비유해볼게요。집앞에잠깐나가서음료수와과자몇봉지를사려는데결혼식에나어울릴법한옷을차려입지는않겠지요。그반대의상황에서도마찬가지고요。기판의특성에따라서어떤부분은좋지만반대로그렇지않은특성들이있습니다。그래서만들려고하는제품이필요로하는성능과가격등을따져서선택하게됩니다。

패키지성능평가설계

기판설계까지열심히했는데과연그패키지제품이고객이원하는만큼의성능을낼수있을지도사전에혹은동시에평가합니다。그중에하나는열특성평가입니다。앞서다른필자님이소개한내용에패키지의열성능과평가가있었는데요,그렇게제품이실제로작동하게될장비안에서원하는만큼의열성능을낼수있을지를평가합니다。만약만족을못한다면패키지소재를바꾸거나크기와두께등을바꿔가면서평가를해봅니다。그래도안된다면패키지구조를바꾸거나고객의요구조건을좀낮춰야한다고제안도합니다。

그리고두번째는전기적인특성입니다。가장대표적인평가중하나는특성임피던스입니다。패키지가작동하다보면원하지않는저항성분이발생하여전송하는신호의손실을주게됩니다。손실을최소화할수있도록특성임피던스를맞추기위해패키지제품에알맞은설계값을제공합니다。

세번째는변형과파손에대한예측평가입니다。제품을만드는중에도그렇고,패키지를실장할때에도패키지의변형은큰골칫거리입니다。온도가변하면열팽창이일어나는데,서로다른소재로구성된패키지는그래서열변형은피할수없는문제입니다。변형만일어나면다행이지만그것때문에내부에서깨지고끊어진다면큰손실입니다。그래서컴퓨터를사용한해석덕분에예측할수있는데요,이것역시여러소재를바꾸거나구조변경을통해서허용범위내로변형을제한할수있습니다。

처음입사했을때에한선배가하는말이,호랑이담배피우던시절에는너무급해서컴퓨터CAD대신에제도판에서자로선을그려도면을만든적도있다고들었습니다。아주오래전의일이지만,그때비해기술은훨씬더발전했고과거에는고려하지않았던무수한일들을설계단계에서고민하고있습니다。물론위에서설명하지못한,많은설계조건이더있습니다。체계화된설계단계와수많은엔지니어의경험까지녹아들어설계가완성됩니다。한제품의설계가끝나고무사히생산이잘되었다는소리를들으면누가알아주지않는다고해도마음이뿌듯합니다。

이제,다음에는무슨내용으로이어갈까고민중입니다。혹궁금한내용이있으시다면댓글로남겨주세요。참고해보겠습니다。그럼다음호에만나요!

写정규익
청운의푸른꿈을안고앰코에입사한지어느덧만10년이되었군요。10년이면강산도변한다는데마음만은늘신입사원처럼모든일이신기하고궁금해서즐겁게일했으면하는바람입니다。