전자 디바이스 업계

디지털 마이크로스코프를 이용한 와이어 본딩의 관찰·측정

5세대 이동 통신 시스템(5G)의 보급으로 반도체 디바이스의 미세화, 고집적화가 진행되어 제품의 검사 해석에 대한 니즈가 높아지고 있습니다.
여기에서는 디지털 마이크로스코프에 의한 관찰 사례가 많은 와이어 본딩의 관찰·측정 사례를 소개합니다.

IC 칩을 실장하는 대표적인 접합 방법

와이어 본딩 접합

반도체 칩의 전극부와 리드 프레임이나 기판 상의 도체 사이를 금, 알루미늄, 구리 등의 가느다란 와이어로 접속하는 방법입니다.

플립 칩 접합

PCB에 IC 칩을 직접 접속하는 방법으로 FC-BGA(Flip Chip-BGA)라고 합니다. IC 칩의 전극 부분에 범프를 형성해 두고 PCB 측의 전극과 접속합니다. 와이어 본딩에 비해 공간을 절약할 수 있습니다.

1. 캐필러리라는 주사 바늘과 같은 원통형 물체에 금선을 통과시킨 것을 사용합니다. 고전압으로 스파크를 일으켜 와이어 선단을 둥글게 만들고 그 부분을 접착시킬 전극에 접합합니다. 이를 Ball Bonding 또는 1st Bonding이라고 합니다. 접합은 캐필러리에 의한 하중과 초음파, 그리고 본딩 스테이지의 열에 의해 이루어집니다.
1. A: 금선
2. B: 볼
3. C: IC 칩
2. 1st Bonding이 끝나고 2nd Bonding 지점으로 이동할 때 본딩 와이어를 연속해서 풀어내어 캐필러리의 움직임을 통해 본딩 와이어에 루프 형상을 만듭니다.
3. 리드 전극과 접속할 때는 볼을 형성하지 않고 캐필러리로 와이어를 찌부러트려 접합합니다. 이 접합을 Stitch Bonding 또는 2nd Bonding이라고 합니다.
4. 와이어 클램퍼를 닫아 금선을 끼워 고정한 후 캐필러리를 들어 올려 와이어를 절단합니다.

KEYENCE의 4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」를 이용한 와이어 본딩의 최신 관찰·측정 화상 사례를 소개합니다.