WLCSP(wafer level chip size package)는 웨이퍼 레벨에서 패키지 공정이 이루어지는 차세대 패키지 중 하나이다. WLCSP는 웨이퍼 레벨에서 패키지 공정이 이루어진다는 특징으로 인하여 웨이퍼당 생산되는 반도체 칩의 수에 따라 그 패키징 비용을 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 응력 버퍼 역할을 하는 기판을 없애는 혁신적인 구조로 인하여 솔더 조인트의 신뢰성이 기존의 BGA 패키지에 비하여 취약하게 되는데, 이러한 솔더 조인트 신뢰성에 대하여 반도체 칩과 솔더볼을 연결하는 폴리머 절연층은 열팽창계수 차이에 의해 발생하는 응력을 흡수하는 중요한 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 하이닉스에서 개발한 Omega-CSP를 사용하여 솔더볼 배열 변화와 제 1 절연층의 특성에 따른 솔더 조인트의 열피로 특성을 평가하였다. 그 결과 절연층의 특성 변화가 솔더 조인트의 열피로 특성에 주는 영향은 솔더볼 배열 구조에 따라 변화되는 것을 확인하였다.
A major failure mode for wafer level chip size package (WLCSP) is thermo-mechanical fatigue of solder joints. The mechanical strains and stresses generated by the coefficient of thermal expansion (CTE) mismatch between the die and printed circuit board (PCB) are usually the driving force for fatigue crack initiation and propagation to failure. In a WLCSP process peripheral or central bond pads from the die are redistributed into an area away using an insulating polymer layer and a redistribution metal layer, and the insulating polymer layer affects solder joints reliability by absorption of stresses generated by CTE mismatch. In this study, several insulating polymer materials were applied to WLCSP to investigate the effect of insulating material. It was found that the effect of property of insulating material on WLCSP reliability was altered with a solder ball layout of package.
