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마이크로스트립 임피던스(Microstrip Line Impedance) 이론 Microstrip Line이란?:기판에서 사용되는 전송선로이며, 주로 전송선(Trace)이 유전체 기판에 의해 접지면(GND)과 분리된 구조를 가지고 있습니다. Microstrip Line의 특성은 Trace의 폭(W), Trace의 두께(T), 기판의 높이(H), 유전율(ε_r) 등의 여러 매개변수에 의해 영향을 받습니다. 이러한 요소들이 임피던스에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 자세히 알아보겠습니다.그전에 먼저 RLGC 등가회로에 대해 알아야합니다. 사용하는 주파수가 높아질 수록, 신호선을 분석하는데 있어서 주파수에 맞게 RLGC 회로 구성하여 해석해야합니다.그 과정에서 임피던스는 다음과 같이 구할 수 있습니다. 이를 참고하여 Microstrip Line의 변수에 따른 임피던스 관계식을 알아보도록 ..
(삼성전자)3D PKG인 HBM의 열, 기계적 시뮬레이션 개선안 현재 이슈:최근 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 인공지능(AI) 시장의 요구로 인한 고성능과 저전력 소비를 충족하기 위해 칩렛, CPU, GPU 및 메모리 칩의 이종 집적화 기술이 개발되고 있다. 또한, 패키지 크기의 증가로 더 많은 칩렛과 HBM(High Bandwidth Memory)을 하나의 패키지에 통합해야 하므로 전체 패키지 크기가 증가하고 있다. (예를 들어, 12개의 HBM을 통합하기 위해 인터포저 크기가 약 400% 더 커져야 함)  이에 맞게 3D 메모리 통합의 필요성이 중요해지고 있다.Direct Integration: 맞춤형 HBM은 DRAM 다이 스택을 논리 다이와 직접 수직으로 연결, 논리 다이는 논리 및 버퍼 다이 역할을 모두 수행 => HBM4 부터 적용효율성 개선: 맞춤형 HBM ..
HBM3E의 AP-FoM(TSMC) 기반 성능 평가 및 분석 AP-FoM(Advanced Packaging Figure of Merit)이란? 이기종 통합 기술의 성능을 평가하기 위해 TSMC에서 제안된 새로운 고급 패키징 성능 지표이다. 이 지표는 패키징 상호 연결의 전기적 특성을 기반으로 하며, 다음과 같은 3가지 요소로 구성되어 있다. Eye Width:Eye diagram에서 신호의 품질을 평가하는 지표Eye Width는 신호가 얼마나 넓게 열려 있는지의 지표이며, 넓을수록 신호 간섭이 적고 데이터 전송의 신뢰성이 높다.일반적으로 Eye Width가 넓을수록 높은 성능 RC Time Constant:RC 시간 상수는 회로의 저항(R)과 정전 용량(C)의 곱으로 , 신호의 상승 및 하강 시간에 영향을 미치는 요소RC 시간이 짧을수록 신호가 더 빠르게 변하며,..
(삼성전자)HBM 16H Stacking을 위한 D2W HCB(하이브리드 본딩) HBM 트랜드:최근 AI시장의 폭풍성장으로 주목받고 있는 고속 대역폭 메모리(HBM)은 멀티 다이 스태킹(Multi-die Stacking) 기술이다. 기존의 방식과 다르게, DRAM을 수직으로 쌓으며, 용량과 I/O를 확보한 신기술이다. DRAM을 결합하는 방법으로는 TSV로 구멍을 뚫어 Copper(구리)를 채우고, Bump를 통해 결합하는 방식으로 진행되었다. 하지만, Bump의 높이마저 줄여 경박단소를 위해, 하이브리드 구리 본딩(Hybrid Cu Bonding, HCB) 기술이 주목받고 있습니다. 이는 전력 효율성, 밀도, 속도, 대역폭 및 열 방출과 같은 여러 가지 이점을 제공하며, 구리 패드(Cu pad)와 직접 연결할 수 있기 때문입니다. 그러나 HCB 기술을 적용하기 위해서는 구리 패드의..
(삼성전자)FLOLA 공정과 Cu Pillar를 통한 Fine Pitch Micro Bump 기술 FLOLA 공정이란?FLOLA(Flux-Less Oxide-removal Laser Assembly) 공정은 플럭스를 사용하지 않고 레이저를 이용한 열 압축 결합 공정입니다. 플럭스를 사용하면, 기판에 칩을 결합하는데 용이하다는 장점이 있지만, 용액이 기판에 묻어 제거를 해야한다는 단점이 있습니다. 하지만 FLOLA 공정은 플럭스 없이, 플라즈마 전처리를 통해 산화물을 제거하고, 레이저 열원을 사용하여 가열하고, 결합을 수행합니다. FLOLA 공정은 고온 환경에서의 안정성, 잔여물 문제 해결, 열적 관리 측면에서 여러 장점을 가지고 있습니다.FLOLA 공정의 주요 단계 플라즈마 전처리:목적: 칩과 기판 표면의 산화물 제거방법: Ar/H2 대기 플라즈마 처리를 사용하여 SnAg 솔더의 표면에서 주석 산화물..
Glass Interposer 글라스 기판이란:유리 기판으로, 표면이 매끄러워 가공성이 우수하여 초미세 패턴 구현이 가능하다. 또한, 가볍기에 무게를 줄일 수 있고, Si Interposer가 필요없어 두께를 줄일 수 있으며 소비전력을 줄일 수 있다는 장점을 가진 기판입니다.장점:1. 유리를 사용하기에 개발이 완료된다면, 양산에 있어 가격이 저렴하다.2. 열 내구성이 좋아, Warpage(휨) 문제를 해결할 수 있다.3. 표면이 매끄러워, 전기적 신호의 감쇄가 적고, 발열이 적어 전력효율이 높아진다. TGV(Through Glass Via):TGV는 Laser로 뚫기 때문에, 기존 TSV 비해 공정 과정이 간단하며, 저렴하다. 이 과정 중에 발생하는 Particle은 Desmear 공정을 통해 제거할 수 있다.전망:가격이 저렴하지만,..
ABF(Ajinomoto Build-up Film) Lamination ABF에 관하여:ABF란 반도체 기판에 사용되는 절연 소재입니다. 현재 일본 Ajinomoto에서 생산하고 있으며, 국내 주요 공급처는 삼성전자와 SK하이닉스로 거의 독점으로 공급 받고 있습니다. 현재 국내 기업에서는 대표적으로 LG화학에서 이와 같은 독점공급을 깨기 위해 새로운 소재를 개발하고 있는 상황인 만큼, 매우 중요한 소재라고 할 수 있습니다. ABF 장점:ABF는 기판을 적층하는 과정에서 절연체 역할을 합니다. 먼저 다른 소재들 보다,1. 유전율이 낮아 전기적 안정성을 가질 수 있어, 신호의 잡음을 줄이고 신호의 성능 향상이 가능합니다.2. 필름을 기판에 붙히는 과정으로 공정이 매우 쉽습니다.3. 10~100um로 매우 얇기 때문에, Layer를 쌓아가며 기판을 형성하는 RDL 공정에 장점을 ..
표면실장 기술 - Soldering & 기타 Bonding 이번 정리에서도 Package에서 Chip과 System이 결합할 때 가장 중요한 기술인 Bonding 기술에 대해서 설명드리고자 합니다. Bonding 기술 중에서 Soldering, 기타 Bonding에 대해서 다루고자 합니다.  1. Soldering솔더를 퍼지게 해서 접합하는 방식, 우리가 흔히 알고 있는 용어인 납땜입니다. => 하지만 최근 납땜 불량 증가로 Soldering의 기술 발전이 필요합니다. 하지만 Soldering은 부품의 소형화 & 패키징 기술의 발전을 이끈 기술입니다.- 방식  1. Wetting(Flux에 의해 Solder가  퍼져가며 접합하는 방식, Wetting Balance Test, Gloubule Method로 신뢰성을 평가)  2. Diffusion(Solder가 금..

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