Variation in Flexural Fracture Behavior of Silicon Chips before and after Plastic Encapsulation

프라스틱 패키징 전과 후 실리콘 칩들의 휨 파괴 운형에 대한 변화

This work shows that the grinding-induced scratches formed on the back surface of silicon chips can highly influence the flexural strength of the chips. Meanwhile, in a case that excellent adhesion between the back surface and the plastic package body maintains, the flexural strength of plastic-encapsulated packages is not so sensitive to the geometry of the scratch marks. This article explains why such different flexural fracture behavior between bare chips and plastic-encapsulated chips appears.

본 연구는 실리콘 칩의 휨 강도가 칩 이면에 존재하는 웨이퍼 그라인딩 관련 결함(스크래치)의 존재에 크게 영향을 받을 수 있음을 보여준다. 반면, 프라스틱을 이용하여 몰딩된 패키지 상태에서의 휨 강도는 칩 이면과 패키지 몸체와의 접착력이 우수할 경우 칩 이면의 스크래치에 의해 크게 영향을 받지 않음을 보여준다. 본 논문에서 프라스틱 패키징 전후 스크래치 마크에 대한 휨 강도의 차별화된 의존도가 왜 발생하는지에 대한 설명이 수록되어 있다. 본 연구에서는 웨이퍼의 이면연마 과정에서 필연적으로 남게 되는 스크래치 마크를 가진 칩들을 프라스틱 패키징 하여 휨 강도를 평가하였다. 칩의 휨 강도는 스크래치 마크의 깊이에 따라 크게 영향을 받지만, 패키지 상태에서는 그 영향력이 크지 않다는 것을 알 수 있었다. 분석결과 거친 스크래치를 가진 칩들은 프라스틱 패지지 몸체와의 결합력이 양호하여 칩 이면의 스크래치 마크에 집중될 수 있는 응력을 패키지 몸체에 의해 상당부분 흡수할 수 있기 때문인 것으로 평가되었다. 따라서, 얇은 패키지의 개발을 위해서는 칩 이면에 존재하는 스크래치의 제거뿐만 아니라 칩과 패키지 몸체 사이의 접착력 향상을 위한 방안이 함께 고려되어야 한다는 것을 알 수 있다. 또한, EMC 재질 개선에 의해 웨이퍼 그라인딩 공정 단순화를 이루어 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 전망된다.