반도체 패키지(전공정) Wire Bonding Parameter

반도체 패키지 공정 중 Wire Bonding에 적용되는 여러 가지 Parameter에 대해 알아보겠습니다. 

 

 

Wire Bonding Parameter (1st, 2nd bond)

- TIP Height(mils) (Min 1, Max 25) : TIP(Tool Inflection Point)

Bond Head가 가속도에서 등속도로 바뀌는 높이를 의미합니다. 이 높이는 다이 본딩과 Substrate 두께 변화를 감안한 안전한 높이입니다. 

 

 

- C/V(mils/ms) (Min 0.05, Max 3.0)

TIP에서 Pad 또는 Lead 표면에 Contact 될 때까지의 등속도를 의미하며 단위는 mils/ms입니다. TIP Height가 적절하게 세팅되었을 경우 C/V는 Initial Impact Force의 주요한 요인이 되고 C/V는 Initial Ball의 Volume Size와 비례합니다.

예를 들어 High C/V는 볼사이즈가 커지고 Low C/V는 볼사이즈가 작아집니다. 

 

- TIME : USG Bond Time(ms) (Min 1, Max 3980)

USG가 적용되는 시간을 의미하여 단위는 ms이며 1ms씩 증가시킬 수 있습니다. USG Bond Time은 Bond Head가 contact의 인식하는 순간부터 시작됩니다. 

 

- Power: USG Current(mA) (Min 0, Max 250)

일반적으로 불리는 Power를 의미합니다.

 

- Force: Bond Force(grams) (Min 1, Max 700)

볼과 스티치에 적용되는 압력을 의미하며 단위는 gram입니다. Bond Force는 USG와 함께 볼과 스티치에 적용됩니다. 

 

 

- USG 프로파일 (Square, Ramp, Burst): 이 파라미터는 본딩 시 적용되는 USG(Power)의 형태를 컨트롤하는 것으로서 자재 상황에 따라 프로파일을 변경하여 적용하고 일반적으로는 square를 적용합니다. 

 

 

Wire Bonding Parameter (Loop)

와이어 본딩시에 사용되는 파라미터의 하나가 Wire Bonding Parameter (Loop) 입니다. 이 파라미터는 와이어가 본딩 패드와 볼을 형성할 때 형성되는 루프의 크기와 모양을 제어하는 데 사용됩니다.

 

Wire Bonding Parameter (Loop)는 주로 아래의 요소로 구성되어 있습니다:
- 루프높이(H): 와이어 루프의 높이는 와이어가 본딩 패드와 볼 사이에 얼마나 떨어져 있는지를 나타냅니다. 이 값은 본딩 과정에서 발생하는 압력과 열의 영향을 받아 높이를 적절히 조정함으로써 안정적인 본딩을 실현합니다.

 

- 루프길이(L): 와이어 루프의 길이는 본딩 패드와 볼 사이에서 와이어가 얼마나 오래 휘었는지 나타냅니다. 이 값은 와이어의 길이와 형상을 결정하고 적절한 길이를 유지하여 안정적인 본딩을 수행해야 합니다.

 

- 루프 모양: 와이어 루프의 모양은 와이어가 본딩 패드와 볼을 형성할 때 와이어가 어떻게 휘어지는지를 나타냅니다. 주로 원형 루프, 사각형 루프, U자형 루프 등이 있습니다. 각각의 형상은 본딩의 안정성과 신뢰성에 영향을 주기 때문에 적절한 형상을 선택하여 바람직한 결과를 얻을 필요가 있습니다.

 

 

와이어 본딩 파라미터(루프)는 본딩 프로세스의 품질과 신뢰성에 직접 영향을 미치기 때문에 이 파라미터들은 제조사의 요건과 반도체 제품의 목적에 맞게 조정할 필요가 있습니다. 이를 통해 안정적인 고품질의 와이어 본딩을 실현하고 반도체 제품의 성능과 신뢰성을 확보할 수 있습니다.

 

 

Wire Bonding Parameter

 

 

Ball Bonding Sequence

Ball Bonding Sequence는 반도체 제조 공정에서 칩과 패키지를 연결하는 프로세스 중 하나입니다. 이 프로세스는 반도체 칩의 전기적인 연결을 위해 알루미늄 또는 금속 와이어를 사용하여 칩과 패키지 간의 연결을 형성하는 것을 의미합니다.

 

Ball Bonding Sequence는 다음과 같은 단계로 구성되어 있습니다.
- 본딩 패드 준비: 칩과 패키지에는 각각 본딩 패드라고 불리는 작은 금속 패드가 있습니다. 이 본딩 패드는 칩과 패키지 간의 전기적인 연결을 담당하는 와이어와 연결되는 장소입니다.

 

- 와이어 준비: 알루미늄 또는 금속선이 사용됩니다. 와이어는 특정 크기로 잘라 준비되어 본딩 패드에 연결할 준비가 되어 있어야 합니다.

 

- 본딩 : 첫 번째 단계는 본딩 헤드라고 불리는 장치를 사용하여 와이어를 본딩 패드에 연결하는 것입니다. 와이어는 본딩 헤드에 의해 정확한 위치로 이동되고 열과 압력을 가해 와이어의 한쪽 끝을 본딩 패드에 접속합니다.

 

- 볼 형성: 와이어의 다른 쪽 끝은 볼 형성 장치로 고온에서 녹여 형성됩니다. 이 과정에서 와이어는 구형 공으로 변환되는데 이 공은 다음 단계에서 패키지의 본딩 패드에 연결됩니다.

 

 

- 본딩 완료: 볼이 형성된 와이어의 한쪽 끝은 패키지의 본딩 패드에 압력과 열을 가해 접속됩니다. 이 단계에서 와이어는 본딩 패드와 견고하게 연결되어 전기적인 신호와 데이터 전달을 위한 경로가 형성됩니다.

 

Ball Bonding Sequence는 칩과 패키지 간의 신뢰성 높은 전기적 연결을 제공하고 이를 통해 반도체 칩은 외부 환경과 상호 작용하여 원활한 동작과 데이터 전송을 수행할 수 있습니다.