RDL (Redistribution Layer)

RDL이란

RDL(Redistribution Layer, 재배선층)은 칩 위에 있는 작은 패드의 위치를 패키지 구조에 맞게 다시 펼쳐 주는 얇은 금속 배선층이다.

쉽게 말하면 칩 안쪽의 촘촘한 접점을 바깥쪽에서 다루기 쉬운 배열로 바꿔 주는 길이다.

RDL은 트랜지스터처럼 연산 기능을 만드는 층이 아니다.

패키지 안에서 다이, 범프, 기판, 다른 다이가 서로 연결될 수 있도록 패드 위치와 배선 경로를 다시 설계하는 인터커넥션 층이다.

왜 필요한가

반도체 다이의 I/O 패드는 작고 촘촘하다.

반면 패키지 기판이나 PCB는 그보다 훨씬 큰 피치로 연결된다.

이 차이를 그대로 두면 범프를 붙이기 어렵고, 필요한 I/O를 충분히 꺼내기도 어렵다.

RDL은 다이 위 또는 다이 주변으로 금속 배선을 만들어 패드 배열을 재배치한다.

팬아웃 WLP(FOWLP)에서는 다이 바깥 몰드 영역까지 배선을 확장해, 다이 면적보다 더 넓은 영역에서 I/O를 배치할 수 있다.

어디에 쓰이는가

RDL은 웨이퍼 레벨 패키징(WLP), 팬아웃 WLP, 2.5D 패키징, 일부 인터포저 구조에서 자주 등장한다.

모바일 AP, 전력 관리 IC, RF 칩처럼 얇고 작은 패키지가 필요한 제품에서도 쓰이고, 고성능 패키지에서는 다이 간 연결과 기판 연결의 자유도를 높이는 데 쓰인다.

HBM과 로직 다이를 연결하는 구조에서는 실리콘 인터포저의 미세 배선, 팬아웃 RDL, 브리지 같은 여러 선택지가 함께 검토될 수 있다.

어떤 방식이 맞는지는 성능, 면적, 비용, 수율, 공급망에 따라 달라진다.

공정 흐름

RDL 공정은 대체로 절연막 형성, via opening, seed/barrier 형성, 금속 도금 또는 증착, 패터닝, 절연막 반복으로 진행된다.

필요한 층수가 많아지면 같은 흐름을 여러 번 반복한다.

인터포저·기판과의 차이

RDL, 인터포저, 패키지 기판은 모두 연결을 담당하지만 위치와 밀도가 다르다.

RDL은 주로 다이 위나 팬아웃 영역에 형성되는 재배선층이고, 인터포저는 여러 다이 사이의 고밀도 연결을 맡는 중간층이다.

패키지 기판은 그 아래에서 보드와 연결되는 더 큰 배선 구조다.

면접에서는 "RDL은 재배선, 인터포저는 다이 간 고밀도 연결, 패키지 기판은 보드 연결과 기계적 지지"처럼 역할을 나누어 말하면 이해가 선명해진다.

취준생·초급 실무자 포인트

RDL을 외울 때는 "패드 위치를 바꾸는 배선"으로 출발하면 쉽다.

그다음 fan-out, line/space, via, 절연 신뢰성, warpage로 확장하면 패키징 공정기술이나 패키지 설계 직무와 자연스럽게 연결된다.

면접에서는 "왜 fan-out 패키지에서 RDL이 필요한가", "RDL 불량이 open/short나 신뢰성 문제로 어떻게 이어지는가"처럼 구조와 결함을 함께 묻는 질문이 나올 수 있다.

요약

RDL은 패키지 안에서 칩의 작은 패드를 필요한 위치로 다시 펼쳐 주는 재배선층이다.

팬아웃 WLP와 첨단 패키징을 이해하려면 RDL을 단순 배선이 아니라, 다이와 기판 사이의 연결 자유도를 높이는 설계·공정 요소로 보는 것이 좋다.