스마트폰과 웨어러블 기기 등의 경박단소화로 인해 반도체 다이를 아예 인쇄회로기판(PCB) 내에 실장하는 내장형(임베디드) 패키지가 빠르면 올해말~ 내년초부터 적용될 예정이다. 와이어 본딩 장비 1위 업계 쿨리케앤소파(K&S)는 관련 장비를 출시, 샘플 공급을 시작했다. 

1일 찬핀총 K&S 부사장은 “애플, 삼성전자, 화웨이 등 스마트폰 업계는 종이처럼 얇은 휴대폰을 구현하기 위한 다양한 기술을 요구한다”며 “지난해부터 통합팬아웃웨이퍼레벨패키지(InFO)가 도입됐다면 다음 단계는 임베디드 패키지”라고 말했다.

임베디드패키지는 샌드위치처럼 4~8층으로 이뤄진 PCB의 필름층 사이사이에 반도체 다이를 끼워넣는 패키지 방식이다. PCB 위에 반도체와 각종 수동부품을 얹는 기존 방식과 달리 모듈 두께를 절반 또는 3분의 2 수준으로 줄일 수 있다.

첨단 패키지 기술이 종합적으로 들어가는데, 웨이퍼레벨패키지(WLP)처럼 다이와 PCB의 회로 선폭차를 보정하기 위해 다이와 PCB 사이에 삽입하던 서브스트레이트(Substrate)를 없애고, 실리콘관통전극(TSV) 등 드릴링 기술을 이용해 칩과 기판의 전극을 바로 잇는다. 패키지 후에 한꺼번에 몰딩 처리를 한다.

총 부사장은 “임베디드와 시스템인패키지(SiP)는 방식이 매우 유사하지만 작은 다이를 PCB 필름 내에 삽입해야 하기 때문에 고정밀 제어 기술이 필요하다”고 설명했다. K&S는 이를 위해 4마이크로미터(μm) 내외까지 정밀 측정이 가능한 임베디드 전용 픽앤플레이스먼트(P&P) 장비와 각종 본딩 장비 라인업을 갖추고 있다”고 말했다. 

그는 “앞으로 스마트폰 등에 적용하기 위해 2년 안에 이 패키지 기술이 도입될 것”이라고 내다봤다. K&S는 시장이 개화하는 이때 서둘러 장비 시장에 진입해 이 분야를 선점하겠다는 전략이다. 

한편 자동화가 전공정에 비해 상대적으로 더딘 반도체 후공정을 자동화 시키는 솔루션도 소개했다. 

와이어본딩을 하면서 실시간으로 양품(굿다이, Good die)와 불량품(노굿다이, No Good die)을 검출해 불량품을 바로 솎아낼 수 있게 하고, 공정 데이터를 분석해 장비의 전류와 전압 상태를 보여주는 ‘래피드 프로(Rapid Pro)’ 장비를 선보였다. 사람이 눈으로 일일이 본딩 상태를 보지 않아도 된다. 

총 부사장은 “과거에는 불량 검사에 길게는 2주씩 걸렸지만 지금은 5초면 불량검사는 물론 어떤 환경에서 불량이 발생했는지 측정할 수 있다”며 “스마트팩토리를 구현하기 위한 첫 단계 솔루션”이라고 말했다. 그는 “아예 검사가 불필요하도록 만드는 게 목표”라며 “검사 및 테스트 없이 빠른 시간 내에 패키지를 완성시키는 방향으로 장비를 개발할 것”이라고 강조했다.

K&S는 1951년 미국에서 반도체 패키지 와이어본딩 장비 전문 업체로 설립, 지난 2010년 싱가폴로 본사를 이전하고 아시아 시장을 주로 공략하고 있다. 와이어본더, 통합 SIP 장비, WLP용 장비 등을 공급하고, 내년 이후 플립칩 시장에 진출할 계획이다. 와이어 본딩 기술과 다이 배치(Placement) 기술에 강점이 있다.  지난해 전세계 매출액은 8억900만달러(약 8700억원)고, 지난해 패키지 투자가 증가하면서 매출이 28% 성장했다.