1. 열초음파 방식 와이어 본딩(Thermosonic Wire Bonding) 공정 이란??
2. Thermosonic Wire Bonding 공정 흐름 (Gold Ball Wire Bonding)
1. 열초음파 방식 와이어 본딩(Thermosonic Wire Bonding) 고정 이란??
-. 반도체 후공정, Packaging 중 하나인 'Wire Bonding'은
반도체 Chip을 외부 회로에 전기적인 신호가 흐를 수 있도록 가느다란 금속 선(Wire)를 연결하는 공정이에요.
'금속 선(Wire)'를 Pad에 접합하는 방식에 따라서 Wire Bonding 종류가 달라지는데요.
이전 포스팅에서느 '초음파 방식 와이어 본딩(Ultrasonic Wire Bonding)' 공정에 대해서 공부해봤어요.
이번 포스팅에서는 일반적으로 주로 사용하는 '열초음파 방식 와이어 본딩(Thermosonic Wire Bonding)' 공정에 대해서 공부하고 정리해봤어요.
'Thermosonic Wire Bonding' 공정은
'열압착(Thermocompresssion)' 방식 + '초음파(Ultrasonic)' 방식을 합친 방식으로
두 가지 방식의 장점을 합친 방법이에요.
Wire의 접합 강도가 좋은 공정 방식이라서 패키징에서 주로 사용해요.
Wire의 재료로 주로 '금(Au, Gold)'을 주로 사용한다고 해요.
그 이유는 'Au'는 화학적으로 안정적이고 부식에 강하며 Wire를 가늘게 뽑기 용이하기 때문이에요. 또 Wire Bonding 중에 '루프(Loop)'를 형성하기 용이한 장점도 있어요.
2. Thermosonic Wire Bonding 공정 흐름 (Gold Ball Wire Bonding)
2.1 Wire Ball 만들기
-. 'Au Wire' 끝단에 'EFO Wand'를 접근시키고 Spark를 발생시켜요.
Spark에 의해서 Au Wire 끝단이 녹고 Ball이 생성돼요.
**EFO Wand : Electronic Flame Off Wand
2.2 1st Bonding
-. Wire Ball을 Pad에 접촉하고 Capillary로 누른 상태에서
'Ultrasonic(초음파)'와 'Temperature(온도)'를 가해서 '1차 접합(1st Bonding)'을 해요.
미리 생성한 Wire Ball이 Capillary tool 끝에 걸려서 Wire가 끌려 내려오는 방식이에요.
**Capillary : 가느다란 금속 Wire가 통과하는 모세관 뚫려있는 Wire bonder tool
2.3 Capillary Up
-. 1st Bonding이 정상적으로 되면 Clamp Open 상태에서 Capillary가 상승해요.
Wire 끝은 1차 Pad에 붙어있는 상태로 길게 뽑아요.
Wire 길이가 부족하면 Loop 형성이 제대로 되지 않고
Wire가 Chip에 닿아서 전기적 신호가 제대로 흐르지 못 할 수 있어요.
2.4 Capillary 이동 및 Loop 형성
-. Wire 길이가 충분히 뽑히면 2차 Pad로 Capillary를 이동해요.
이때 Wire Loop를 형성해요.
2.5 2nd Bonding
-. 2nd Bonding도 1st와 동일하게 Wire를 Pad에 누른 상태에서
Ultrasonic과 Temperature를 가해서 접합 시켜요.
이때 1st Bonding과 다른 점은 Wire에 Ball이 없는 상태에서
Wire와 Pad를 짓이겨 붙이는 방식인데
이를 'Stitch Bonding'이라고 해요.
**Stitch : 서양 바느질의 한 땀.
2.6 Finish
-. Wire가 2차 Pad에 붙고 Clamp Close 상태에서 Capillary를 상승해요.
Wire는 가늘어지다가 끊어지면서 Bonding이 완료 돼요.
Wire가 끊어지면서 Tail이 생기는데 이를 'Tail Bonding' 이라고 해요.
위 과정을 계속 반복하면서 회로를 연결해요.
**공부하면서 정리했는데 오류가 있으면 댓글로 알려주세요.
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