와이어본딩 인터커넥트 (Wire Bonding Interconnect)
쉽게 풀면
칩 내부에서 만들어진 전기 신호가 패키지 바깥으로 나가려면 칩과 패키지를 연결하는 다리가 필요합니다. 와이어본딩은 매우 가느다란 금속선(주로 금이나 구리)을 이용해 칩의 접점과 패키지의 리드를 하나하나 실처럼 이어주는 방식입니다. 마치 재봉틀로 두 천 조각을 실로 꿰매어 잇는 것과 비슷하게, 칩과 패키지 사이를 가는 선으로 직접 연결한다고 생각하면 됩니다. 오랫동안 널리 쓰여온 검증된 방식이지만, 최근에는 더 조밀한 연결이 가능한 다른 접속 방식과 함께 비교되곤 합니다. 칩 위의 단자와 패키지 기판의 단자를 아주 가는 금속 선으로 하나씩 연결하는 전통적인 연결 방식입니다.
왜 중요한가
와이어본딩은 공정이 성숙하고 비용이 낮아 여전히 많은 반도체 패키지에서 널리 사용되는 접속 기술입니다. 다만 고속·고밀도 신호 전달이 중요해지는 첨단 패키징에서는 배선 길이에 따른 신호 지연과 인덕턴스 문제로 인해 재배선층이나 다른 인터커넥트 방식과 비교, 병행되어 연구됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
와이어본딩 방식의 고주파 한계를 지적하는 예문입니다.
서로 다른 접속 방식의 성능을 비교하는 예문입니다.
조금 더 깊게 보면
와이어본딩은 초음파 접합이나 열압착 접합 등의 방식으로 금속선을 칩 패드와 리드에 접합하며, 선의 재질과 두께, 연결 형태(루프 모양)에 따라 전기적·기계적 특성이 달라집니다. 연결선이 길어질수록 기생 저항과 인덕턴스가 커져 고속 신호 전달에는 불리해질 수 있습니다. 선의 길이와 배치 형태에 따라 기생 인덕턴스가 달라지며, 이 인덕턴스는 고속 신호를 다룰 때 신호 왜곡이나 지터의 원인이 될 수 있어, 최신 공정에서는 인덕턴스가 훨씬 작은 범프나 관통실리콘비아 방식이 대안으로 함께 쓰입니다.
주의할 점
와이어본딩은 일반적으로 재배선층 기반 접속 방식에 비해 연결 밀도를 높이는 데 한계가 있어, 초고밀도 집적이 필요한 응용에서는 다른 접속 기술과 함께 검토되는 경우가 많습니다. 본딩 와이어는 하나씩 순차적으로 연결하므로 입출력 단자 수가 많아질수록 조립 시간과 불량 발생 가능성이 함께 늘어나는 경향이 있습니다.