프루브카드 기판

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    1. 프루브카드 기판(비공개)
세미나 발표자료
1. Semiconductor Wafer Test Conference(SWTest), https://www.swtest.org/
  1. 2010년 6월, Fine Instrument 회사 - 33p
  2. 2023년 6월, SEMCNS 회사 - 2p
  3. 2022년 6월, DIT, Tae-Hyung Noh - 20p
    1. 위 발표 내용에서 공정기술
      1. 알루미나, 캐스팅 그린시트 ~50um
      2. 배치로 1400~1600'C
        
        기판 크기: 340mm 이하, 사진에는 300, 120mm 등
        기판 두께: 25~um
      3. 레이저 드릴: 30/60um (직경/피치)
      4. 비아 홀 충진: 실버 페이스트, 스크린 인쇄
      5. 실버 페이스트: 25/25um (line/space) - 레이저 노광일 듯
      6. 레이어 적층: 프리트(borosilicate glass, Tg 590'C) 스크린 인쇄 후, 적층
        
        48층, 37층 등등
      7. 글래스 본딩: 가압 진공로(?), 700'C
      8. 기계가공: 외곽, 그라인딩, 폴리싱
      9. 도금: Ti Cu Ni Au
    2. 가장 궁금한 내용
      1. 소성된 세라믹 시트를 어떻게 운반하는가? - 전체를 테이프에 붙여서? 아니면 금속 프레임에 4변만 붙여서?
기술
1. 재료에 따라
  1. 유기물기판
  2. 세라믹기판
    1. 알루미나 적층
    2. 동시소성 세라믹
      1. HTCC
      2. LTCC
2. 의문-1
  1. 카드 크기(직경)
    1. DRAM용
      1. 웨이퍼 크기와 1:1 같이 핀을 배치한다.
      2. 그러므로 12인치처럼 매우 커야 한다.
      3. 한국 시장이 크다.
    2. NAND 플래시용
      1. DRAM과 같은 형태를 갖는다.
      2. 작동속도가 DRAM에 비해 (무척?)낮아 임피던스 고려없이(?) 쉽게 만들 수 있다.(?)
    3. AP 등과 같은 시스템 반도체용(카메라 센서용 포함)
      1. 다이에 맞춰 핀을 배열해서 X-Y로 이동한다.
      2. 그러므로 카드 크기가 작다.
      3. 한국에서 시장이 작을 것이다.
  2. 몇 층인가?
    1. 50~100층으로 구성된다. 누구는 25~30층으로 구성된다.
      1. 층수 결정은 배선 복잡도에 의존한다.
    2. 경로가 복잡해서 그런가? 아니면 휨 강도를 위해 기판은 두꺼워야 하는가?
      1. 감각적으로 8~12층이면 경로가 확보될 것 같은데...
      2. 스크린 인쇄로 경로를 확보(line:space 폭)하기에는 해상도가 너무 떨어져 불가능하다. 만약 스크린 인쇄로 경로를 확보하려면 많은 층이 필요할 것이다.
      3. 아니면 세라믹 기판에서는, 두꺼운 기판에서 비아를 깊게 만들지 못하기 때문인가? 깊은 비아를 갖는 두꺼운 시트에 금속 페이스트를 채울 수 없을 것이다. 그러므로 얇은 시트를 여러 장 겹쳐서 비아 오픈을 예방할 것이다.
  3. 열팽창율은?
    1. 여러 세라믹 재질 혼합비로 열팽창율을 조절한다.
  4. MEMS 프루브카드는, 이 기판 위에 바로 MEMS 프로세싱을 하는가?
    1. 별도로 만든 MEMS 프루브팁을 하나씩 기판에 (레이저?) 솔더링하여 부착한다.
3. 의문-2
  1. 메모리 웨이퍼는 다이수가 2000개이다.
    1. 다이당 약 20개의 핀이 필요하다면, 40,000개 핀이 필요하다.
      1. 12인치(300mm) 웨이퍼내에 있는 다이 모두 접촉하여 측정한다. 즉, step & repeat 작동을 하지 않는다.
      2. 40k x 25층이라면 약 1kk 비아가 존재한다.
    2. 프루브카드 두께는 약 5mm이어야 한다. 기계적 휨 강도가 필요하기 때문이다.
      1. 세라믹 25층이면 층두께는 200um 정도이다.
      2. 25층이 필요한 이유는 그만큼 경로(다이수가 2000개이므로)가 복잡하기 때문이다.
  2. CPU 또는 AP 웨이퍼에서 하나의 다이를 검사하려면 약 4000개 핀이 필요하다.
    1. Core i9-8950HK BGA는 1440핀, Flip Chip 쪽(이 쪽이 실리콘 다이쪽)은 ??? (4000개라고 가정했다.)
    2. AP는 여러 기능이 있기 때문에 별도의 GND가 존재한다. 이런 GND 층은 30~40층이 필요하다.
    3. 그러므로 AP용 프루브카드는 훨씬 많은 층이 필요하다.
  3. 오픈/쇼트 불량품을 수리(repair)할 수 있는가?
    1. 비아가 여러 층으로 겹치기 때문에 현실적으로 수리가 불가능하다.
    2. 그러므로 층별로 완벽한 비아형성 및 배선이 되어야 한다.
4. 세라믹 기판을 제조하는 회사
  1. MEMS 바늘을 붙이기 위한 위치 정확도를 catch pad 크기 따라주어야 한다.
    1. 무수축 LTCC로는 catch pad 정확도가 400um(?) 인데, 현재 반도체에서는 훨씬 낮은 수준을 요구한다.
    2. RDL(redistribution layer)로 극복한다. RDL은 거의 모든 BGA 실리콘 다이에 사용하고 있다.
  2. 일본
    1. Kyocera, https://global.kyocera.com/prdct/semicon/semi/probecard/
      1. Multilayer Ceramic Substrate + Single-Layer Thin-Film Metallization
        
        RDL 이 없다.
      2. Multilayer Ceramic Substrate + Multilayer Thin-Film Metallization
        
        RDL 이 있다. 핀을 설치하는 면에 여러 층의 Cu/Pi로 만든 RDL 이 있다.
    2. NTK
  3. 국내 시장에서 경쟁하는 5개회사
    1. 한국
      1. SEMCNS 수원시 영통구 삼성전기 2단지내
        
        LTCC
        2021년 추정 460억매출, 시가총액 3410억.
        2022년(?) 년간 매출액 약 500억
      2. IMTECH(아이엠텍)
        
        2016년 코스닥상장, 4년 후인 2020년 자본잠식에 따른 감사의견 거절로 2021년 상장폐지. 오랫동안 무자본 M&A 및 경영권분쟁, 법정공방 등으로 재무가 악화되었다.
        
        2017/03/31, 17기 2016년 사업보고서 - 121p
        
        프루브기판과 관련된 매출은 7.5%, 61억이다.
        
        2000년 설립. 파주시, HTCC 공정
        프루브카드용 기판을 만드는 사업부분을 2022년 10월에 물적분할하여 아이엠텍플러스 http://www.im-techplus.com/ 를 100% 지분으로 설립했다.
        
        2021년 년간 매출액 184억, 2022년 122억으로 줄어들었다.
        2022년 FCT를 '부정경쟁방지 및 영업비밀 보호에 관한 법률'위반과 업무상 배임혐의로 고소. 핵심인물의 이동이 원인(?)
        2024/06/24 IMT회사가 아이엠텍플러스를 인수한다. https://m.edaily.co.kr/News/Read?newsId=03135686638925000&mediaCodeNo=257
        
        130억.
      3. FCT(화인세라텍)은 FST(펠리클 제조업체) 자회사(지분 57%이다.
        
        수원시 권선구 고색동
        특징
        
        메모리용은 12인치급 원형으로 mullite(3Al2O3.2SiO2) 재질, CTE~5.3ppm/'C
        비메모리용은 사각형 9인치급으로 alumina 또는 mullite 재질
        무수측 LTCC로는 12인치 원형
        2022년(?) 년간 매출액 약 50~60억
        
        기사 https://www.topdaily.kr/articles/94290
        
        2020/07/21 설립, 21년 자산 200억, 매출 5억, 영업손실 78억. 22년은 매출 58억, 영업손실 52억
      4. DIT
        
        대표적인 특허
        
        발명자: 노태형, 이노칩스테크놀로지(=모다이노칩) 근무
5. 보도자료에서
  1. 2023/11/24 시사저널e, https://www.sisajournal-e.com/news/articleView.html?idxno=305454
    1. 이준석 화인세라텍(FCT) 연구소장 인터뷰
    2. 국내 삼성전자, SK하이닉스용 DRAM 프루브카드는 미국 폼팩터와 일본 마이크로닉스재팬(MJC)로부터 공급받는다.
    3. 삼성전자: 세계 10위권 드는 회사인 국내 KIC, 마이크로프랜드 등이 낸드용으로 공급한다. (즉, DRAM용은 아니다.)
    4. SK하이닉스: TSE, AMST,M2N 등은 낸드용으로, 솔브레인SLD를 국내유일의 D램용 프루브카드 공급망이다. 23.5%이다.
    5. 지금은 RDL 3층이면 충부했다. 지금은 5~6층이 필요하다.
    6. HTCC를 기본으로 만든다. LTCC도 한다. FCT가 국내에서 두 공정을 가지고 있는 유일한 회사이다.
    7. 바늘이 장착되는 면에 박막패터닝을 할 때 화학처리르 한다. RDL을 형성시키면 더 많은 화학처리를 한다. 이 때 기판이 부식되지 않아야 한다. HTCC는 내화학성이 높다. LTCC는 유리이므로 불산이나 수산화칼륨(KOH)과 같은 강한 용액을 사용할 수 없다. 대신에 LTCC는 위치정밀성이 좋고(~2%? 무수축공법이다.) 전기저항이 낮은 장점(Ag 전극이므로)이 있다.