Fan-Out WLP란 무엇인가

Fan-Out WLP(Fan-Out Wafer Level Package)는 기존 Fan-In WLP 구조가 가진 I/O 확장 한계를 해결하기 위해 개발된 첨단 패키징 기술입니다. Fan-Out은 칩 주변에 EMC를 형성한 뒤 패키지 면적을 확장하고, 넓어진 영역 위에 RDL을 배치할 수 있어 고핀수·고성능 칩에 적합합니다.

Fan-In 구조를 이해하면 FO-WLP가 어떤 기술적 방향으로 확장되었는지 정확하게 파악할 수 있습니다.
Fan-In WLP 구조 살펴보기

아래에서는 FO-WLP의 구조, 공정 흐름, 장점 및 Fan-In 대비 차이를 심층적으로 정리합니다.

1. FO-WLP의 구조

1.1 Fan-Out 구조의 핵심

Fan-Out WLP는 칩을 중앙에 배치하고, 주변을 EMC로 채운 뒤 재편성(Reconstitution)된 웨이퍼 기반에서 RDL을 형성하는 구조입니다.
핵심 개념은 다음 두 가지입니다.

칩 외부까지 패키지 면적을 확장할 수 있다
확장된 영역에 RDL을 자유롭게 배치할 수 있다

1.2 FO-WLP의 기본 레이어 구성

FO-WLP 구조는 다음과 같은 층으로 구성됩니다.

재편성 웨이퍼(RCW)
EMC(Epoxy Mold Compound)
RDL(배선 재배치 층)
Passivation(절연 보호층)
UBM
Solder Ball 또는 Cu Pillar

이 중 재편성 웨이퍼가 Fan-Out 기술을 Fan-In과 근본적으로 구분하는 요소입니다.

2. FO-WLP 공정 흐름

2.1 칩 재편성(Reconstitution)

칩을 Carrier 위 일정 간격으로 배치하는 단계입니다.
정렬 안정성은 이후 모든 공정의 기준이 되며 Die Shift가 발생하면 RDL 정렬에 영향을 줍니다.

2.2 EMC Mold

칩 주변 공간을 EMC로 채워 단단한 구조를 형성합니다.
Flow, Void, 경화 조건 등이 품질을 결정합니다.

2.3 Grinding(연삭 및 평탄화)

몰딩 후 표면을 평탄화해야 RDL 공정에서 포토 정렬이 안정적으로 진행됩니다.

2.4 RDL 형성

확장된 패키지 영역까지 배선을 재배치하여 고핀수 구조를 구현합니다.

2.5 Passivation

RDL 보호 및 UBM 오픈을 위한 절연층을 형성합니다.

2.6 UBM

Ni/Cu 기반 금속 스택을 형성하여 범프 접합성을 확보합니다.

2.7 Ball Drop

솔더볼 또는 Cu Pillar를 형성하여 최종 단자 구조를 완성합니다.

3. FO-WLP의 장점

3.1 I/O 확장성

Fan-In WLP에서는 불가능한 고핀수 구현이 가능합니다.

3.2 전기적 특성 우수

짧은 배선, 낮은 기생 성분, 고주파 특성 개선으로 RF·고속 신호 제품에 적합합니다.

3.3 패키지 소형화

기판이 필요 없기 때문에 패키지 두께를 얇게 구현할 수 있습니다.

3.4 기계적 안정성

EMC 기반 구조로 Warpage가 감소하고 내구성이 향상됩니다.

4. FO-WLP의 단점

4.1 Die Shift 관리 필요

Reconstitution 단계에서 발생하는 위치 편차는 후속 공정에 직접적인 영향을 줍니다.

4.2 Mold 품질 민감

Void·Flow 문제는 RDL 및 UBM 단계에서 불량으로 이어질 수 있습니다.

4.3 장비·소재 투자 비용 증가

Fan-Out을 지원하기 위한 설비는 초기 투자가 크다는 단점이 있습니다.

5. Fan-In WLP와 FO-WLP의 차이

항목	Fan-In WLP	Fan-Out WLP
패키지 크기	칩 크기와 동일	칩보다 확장 가능
RDL 배선	제한적	확장 영역 자유도 큼
Mold	없음	필수
재편성	없음	필수
활용 제품	PMIC·센서	AP·RF·고핀수 PMIC

6. FO-WLP 활용 제품군

스마트폰 AP
RF Front-End
고핀수 PMIC
고속 인터페이스 SoC
IoT·웨어러블 SoC

7. 결론

FO-WLP는 고핀수·고성능 제품이 요구하는 전기적·기계적 특성을 충족시키는 첨단 패키징 기술입니다. 패키지면 확장 구조를 기반으로 Fan-In WLP의 근본적인 한계를 해결하며, 고집적 응용 분야에서 가장 강력한 패키징 옵션으로 자리 잡고 있습니다.