Overview on Flip Chip Technology for RF Application

RF 응용을 위한 플립칩 기술

The recent trend toward higher frequencies, miniaturization and lower-cost in wireless communication equipment is demanding high density packaging technologies such flip chip interconnection and multichip module(MCM) as a substitute of conventional plastic package. With analyzing the recently reported research results of the RF flip chip, this paper presents the technical issues and advantages of RF flip chip and suggest the flip chip technologies suitable for the development stage. At first, most of RF flip chips are designed in a coplanar waveguide line instead of microstrip in order to achieve better electrical performance and to avoid the interaction with a substrate. Secondly, eliminating wafer back-side grinding, via formation, and back-side metallization enables the manufacturing cost to be reduced. Finally, the electrical performance of flip chip bonding is much better than that of plastic package and the flip chip interconnection is more suitable for Transmit/Receiver modules at higher frequency. However, the characterization of CPW designed RF flip chip must be thoroughly studied and the Au stud bump bonding shall be suggested at the earlier stage of RF flip chip development.

통신분야에서 사용주파수대역의 증가, 제품의 소형화 및 가격경쟁력등의 요구에 따라 RF 소자의 패키징 기술도 플라스틱 패키지 대신에 flip chip interconnection, MCM(multichip module)등과 같은 고밀도 실장기술이 발전해가고 있다. 따라서, 본 논문은 최근 수년간 보고된 응용사례를 중심으로 RF flip chip의 기술적인 개발방향과 장점들을 분석하였고, RF 소자 및 시스템의 개발단계에 따른 적합한 적용기술을 제시하였다. RF flip chip의 기술동향을 요약하면, 1) RF chip배선은 microstrip 대신에 CPW 구조을 선택하며, 2) wafer back-side grinding을 하지 않아서 제조공정이 단순하고 wafer 파손이 적어 제조비용을 낮출 수 있고, 3) wire bonding 패키징에 비해 전기적인 특성이 우수하고 고집적의 송수신 모듈개발에 적합하다는 것이다. 그러나, CPW 배선구조의 RF flip chip 특성에 대한 충분한 연구가 필요하며 RF flip chip의 초기 개발 단계에서 flip chip interconnection 방법으로는 Au stud bump bonding이 적합할 것으로 제안한다.