와이어 본딩 검사를 위한 머신비전
고속 와이어 본딩 검사에서 신뢰성 높은 결함 검출과 오검출 감소
플립 칩이 많은 최첨단 논리 및 메모리 소자 시장에서 주류를 이루고 있지만, 와이어 본딩은 여전히 전력 반도체, 아날로그 IC, 이미지 센서, RF 소자 및 다양한 자동차 애플리케이션 분야에서 널리 채택되고 있는 상호 연결 기술입니다. 와이어 본딩 시스템은 정렬을 위해 정밀 비전 기술을 활용하며, 본딩 후 검사 시스템은 와이어의 무결성과 패키지 품질을 검증합니다. 패키지의 복잡성이 증가함에 따라, 본딩 품질을 보장하고 오판정을 최소화하며 높은 생산 처리량을 유지하기 위해서는 신뢰할 수 있는 머신 비전 기술이 필수적입니다.

와이어 본딩 및 본딩 후 검사에서의 머신비전

와이어 본딩 비전 시스템은 반도체 후공정 조립에서 다음과 같은 두 가지 핵심 기능을 수행합니다.:
정밀 얼라인먼트: 와이어 본딩 공정 중 다이, 패드, 리드프레임을 정확한 위치에 정렬합니다.
본딩 후 검사: 와이어의 무결성을 확인하고, 본딩 결함을 검출하며, 일관된 패키지 품질을 보장합니다.
이러한 애플리케이션은 요구되는 이미징 성능은 서로 다르지만, 모두 안정적인 이미지 획득, 정밀한 측정, 그리고 일관된 머신비전 성능을 기반으로 합니다.
와이어 형상의 미세화와 고집적화가 새로운 검사 과제를 제시합니다
최신 와이어 본딩 공정은 더욱 가는 와이어 직경, 더욱 좁아진 본딩 피치, 그리고 더욱 복잡한 와이어 루프 구조를 적용하고 있습니다. 이러한 변화는 미세 결함 검출, 본딩 무결성 검증, 그리고 생산 속도를 유지하면서 안정적인 검사 성능을 확보하는 데 새로운 과제를 제시합니다.

정반사와 낮은 대비: 글레어와 불균일한 명암 대비로 인해 안정적인 결함 검출이 어려워집니다.
서브마이크론 수준의 결함 검출: NSOP 결함, 와이어 스윕, 힐 균열을 검출하려면 수 마이크론 수준 또는 그 이하의 감도가 필요합니다.
복잡한 와이어 형상: 루프 수가 적은 본딩, 높은 와이어 밀도, 그리고 중첩된 와이어 구조로 인해, 특히 미세한 와이어 변형과 간극을 확인해야 하는 경우 신뢰할 수 있는 검사가 점점 더 어려워지고 있습니다.
속도와 해상도의 균형: 검사 시스템은 초당 20회 이상의 본딩을 수행하는 와이어 본더의 처리 속도에 맞춰 검사해야 합니다.
열 드리프트 및 기계적 제약: 열, 진동, 모션은 얼라인먼트 정확도와 장기적인 측정 반복성에 영향을 미칠 수 있습니다.
신뢰성 높은 와이어 본딩 검사를 구현하는 머신비전 기술
최신 와이어 본딩 애플리케이션은 이미징 및 검사 시스템에 더욱 높은 성능을 요구합니다. 반사가 심한 와이어 표면과 미세한 결함부터 복잡한 와이어 형상까지, 안정적인 검사 성능을 유지하기 위해서는 고품질 이미징, 정밀한 측정 성능, 그리고 효율적인 데이터 처리가 결합되어야 합니다.

반사성 와이어 표면의 화질 최적화
신뢰성 높은 와이어 본딩 검사는 안정적인 이미지 획득에서 시작됩니다. 조명 설계, 다이내믹 레인지, 그리고 센서 특성이 유기적으로 결합되어 반사, 소재별 광학 특성 차이, 변화하는 표면 상태의 영향을 최소화하면서 와이어와 본딩부의 세부 정보를 안정적으로 유지해야 합니다. 일부 검사 시스템은 반사가 심한 와이어 표면과 복잡한 와이어 형상의 가시성을 높이기 위해 다각도 이미징을 적용하기도 합니다.
Basler는 다양한 HDR 이미징 기법과 PGI 이미지 최적화 기술을 포함한 유연한 이미징 아키텍처를 통해 이러한 요구사항을 지원합니다. 이러한 기술은 다양한 검사 요구사항에 맞게 적용할 수 있습니다. 또한 국부 명암 대비와 에지 선명도를 향상시키는 이미지 개선 기술은 얼라인먼트 마크나 검사 대상이 더욱 미세해지는 환경에서도 안정적인 패턴 인식을 지원합니다.
그 결과, 규칙 기반 검사와 AI 기반 검사 워크플로우 모두에서 일관된 이미지 품질과 신뢰성 높은 검사 기반을 제공합니다.

고해상도 이미징으로 미세 결함까지 정확하게 포착
와이어 직경이 더욱 가늘어지고 패키지 집적도가 높아질수록 검사 시스템은 더욱 미세한 결함 특징까지 정확하게 포착해야 합니다. NSOP(Non-Stick on Pad), 본드 리프트(Bond Lift), 와이어 스윕(Wire Sweep), 힐 크랙(Heel Crack)과 같은 결함을 검출하려면, 정상적인 공정 편차와 핵심 결함을 정확하게 구분할 수 있도록 충분한 픽셀 해상도, 적절한 광학계, 그리고 일관된 이미지 명암 대비가 요구됩니다.
패키지 설계와 검사 범위 요구사항에 따라 장비 제조업체는 5 MP부터 65 MP까지 다양한 해상도의 이미징 솔루션을 적용할 수 있습니다. 검사 기준은 제조업체와 패키지 유형에 따라 달라지는 경우가 많기 때문에, 다양한 검사 알고리즘과 품질 요구사항에 유연하게 대응할 수 있는 이미징 플랫폼이 필수적입니다. 또한 해상도, 시야각(FOV), 처리량 간의 최적의 균형을 선택하는 것은 대량 생산 환경에서도 안정적인 검사 성능을 유지하면서 신뢰성 높은 결함 검출을 구현하는 데 매우 중요합니다.
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복잡한 와이어 구조의 가시성 향상
낮은 루프 높이의 본딩, 높은 와이어 밀도, 중첩된 와이어 구조와 같은 첨단 패키징 트렌드는 와이어 검사의 난이도를 지속적으로 높이고 있습니다. 많은 애플리케이션에서 최적화된 조명, 다각도 이미징, 그리고 고해상도 이미징은 결함의 가시성을 높이고 와이어 형상을 정확하게 평가하기 위한 핵심 기술로 활용됩니다.
대부분의 와이어 본드 검사는 고해상도 2D 이미징에 의존하지만, 특정 특수 용도의 경우 추가적인 높이 정보가 유용할 수 있습니다. 이러한 경우, 바슬러'(Basler)의 비전 제품군을 상호 보완적인 3D 측정 기술과 결합하여 정확한 검사 워크플로우를 지원할 수 있습니다.
와이어 본딩은 성숙한 기술이지만, 검사 요구사항은 계속해서 진화하고 있습니다. 와이어 구조가 더욱 미세해지고 패키지 복잡성이 증가함에 따라, 제조업체는 생산성을 유지하면서도 더 높은 이미지 품질과 더욱 유연한 검사 성능을 요구하고 있습니다.
설계부터 양산 적용까지 신뢰성 높은 와이어 본딩 검사 지원
신뢰할 수 있는 와이어 본드 검사는 고해상도 이미징만으로는 충분하지 않습니다. 바슬러는 이미징 전문 지식, 유연한 비전 기술, 그리고 반도체 분야 적용 경험을 결합하여 까다로운 검사 요구 사항을 충족시킵니다.
신뢰성 높은 결함 검출: 고품질 이미징과 이미지 최적화 기술을 통해 안정적인 결함 검출을 지원합니다.
얼라인먼트, 검사 및 측정 지원: 다양한 와이어 본딩 애플리케이션에 대응합니다.
소화된 시스템 통합: 폭넓은 비전 포트폴리오와 pylon Software Suite를 통해 손쉬운 시스템 통합을 지원합니다.
반도체 산업에서 검증된 신뢰성: 생산 환경에서도 안정적인 성능을 제공합니다.
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