Wire Bonding

와이어 본딩의 주요 목적은 반도체 칩과 패키지 간, 또는 멀티칩 모듈 내 서로 다른 칩들 간에 견고하고 저저항의 전기적 연결을 형성하는 것입니다. 이 공정은 일반적으로 금, 알루미늄, 또는 구리로 만든 미세 와이어를 칩의 본드 패드에서 패키지 기판(서브스트레이트)의 해당 패드 또는 다른 칩의 패드로 본딩하는 과정을 포함합니다.

와이어 본딩은 서브스트레이트와 칩 사이에서 전원과 신호를 전달합니다. 이는 칩의 접촉면(패드)과 칩 캐리어 또는 서브스트레이트 사이의 전기적 연결을 마이크로 와이어의 미세 용접으로 형성하는 기본 기술입니다. 일반적으로 가장 비용 효율적이고 유연한 인터커넥트 기술로 간주되며, 대부분의 반도체 패키지를 조립하는 데 사용됩니다.

Altium Designer는 와이어 본딩을 사용하는 칩-온-보드(CoB) 기술 기반 하이브리드 보드 설계를 지원합니다. 이 기능을 사용하면 정의된 Die Pads 을(를) 갖는 컴포넌트를 생성할 수 있으며, 이를 회로도에 배치하고 (ECO를 통해) PCB로 동기화한 후 Bond Wires을(를) 사용하여 메인 보드의 일반 패드(또는 임의의 구리)로 와이어링할 수 있습니다. 일반 패드에 연결되면 해당 패드는 Bond Finger 패드와 같은 특성을 갖게 됩니다.

칩-온-보드 컴포넌트 풋프린트 생성

컴포넌트 풋프린트의 일부로 다이 패드, 본드 핑거 패드, 본드 와이어가 정의된 완전하고 단순한 패키지를 정의할 수 있습니다.

다이 패드와 다이 3D 바디는 전용 Die 컴포넌트 레이어 페어의 한 레이어에 배치됩니다. 이 유형의 컴포넌트 레이어 페어는 View Configurations 패널을 사용하여 추가할 수 있습니다.

컴포넌트 레이어 페어 추가에 대해 자세히 알아보세요.

구리 레이어(예: Top Layer)에 배치된 일반 패드 객체를 배치하세요. 본드 와이어를 연결한 후에는 이 패드들이 본드 핑거 패드로 간주됩니다.

이 예에서는 다이 주변의 Top Layer에 배치된 패드가 본드 핑거 패드로 동작합니다.

본드 와이어는 전용 Wire Bonding 컴포넌트 레이어 페어의 한 레이어에 배치되며, 이 레이어 페어 역시 View Configurations 패널을 사용하여 추가할 수 있습니다.

본드 와이어를 배치하려면 Place » Bond Wire 명령 또는 Active Bar의 아이콘을 사용하세요. 명령을 선택한 후, 본드 와이어로 연결할 두 지점을 순서대로 클릭합니다(예: 다이 패드의 중심점과 핑거 패드의 중심점). 2D에서는 본드 와이어를 XY 평면에 투영한 직선이 표시됩니다. 3D에서는 시작점과 끝점의 위치 및 기타 속성에 따라 본드 와이어가 렌더링됩니다.

본드 핑거 패드를, 패드의 긴 변이 연결된 본드 와이어와 평행이 되도록 방향을 맞춰야 하는 경우, 본드 와이어와 그에 연결된 본드 핑거 패드를 선택한 다음 선택 항목을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고, 우클릭 메뉴에서 Pad Actions » Align Bond Finger with Bond Wire 명령을 선택할 수 있습니다.

와이어 본딩을 포함하는 완전한 풋프린트의 예는 아래에 나와 있습니다.

PCB에 와이어 본드 배치하기

Chip-on-Board 접근 방식을 사용할 때는, (위에서 설명한 것과 같은 방식으로) 다이 패드를 칩에서 메인 보드의 임의의 구리(copper)로 연결하기 위해 본드 와이어를 수동으로 배치할 수도 있습니다. 본드 와이어는 소스 다이 패드의 넷(net)을 상속합니다. 여러 본드 와이어가 동일한 다이 패드에서 시작할 수 있으며, 반대로 여러 본드 와이어가 메인 보드의 동일한 구리에서 끝날 수도 있습니다.

와이어 본딩을 포함하는 PCB의 예는 아래에 나와 있습니다.

와이어 본딩을 위한 설계 규칙 검사(Design Rules Checks)

Wire Bonding 설계 규칙(Routing 카테고리)은 PCB에서 접근했을 때 Constraint Manager의 All Rules 뷰에서, 그리고 (설계 규칙 정의 및 관리에 대한 이전 방식을 사용할 때) PCB Rules and Constraints Editor dialog에서 정의할 수 있습니다. 이 규칙을 통해 인접한 본드 와이어 간 허용 거리(Wire To Wire), Min Wire Length 및 Max Wire Length, 그리고 Bond Finger Margin(본드 와이어와, 와이어가 연결되는 본드 핑거 패드 가장자리 사이의 거리/패딩)에 대한 제약을 정의할 수 있습니다. Wire Bonding 설계 규칙은 배치 DRC에서 지원됩니다.

Constraint Manager에서 정의된 Wire Bonding 규칙

PCB Rules and Constraints Editor dialog에서 정의된 Wire Bonding 규칙

전기적 규칙 검사(Un-Routed Net 및 Short Circuit)도 Wire Bonding에 적용됩니다.

Wire Bonding Query Keywords

다음 쿼리 언어 키워드는 설계 규칙 스코프를 생성할 때(Constraint Manager 및 PCB Rules and Constraints Editor dialog 모두에서) 논리 쿼리 표현식에 사용할 수 있으며, PCB 또는 PCB 라이브러리에서 객체를 필터링하는 데 사용할 쿼리 표현식을 구성할 때도 사용할 수 있습니다.

• IsBondFinger – 본드 와이어가 연결된 구리 레이어의 SMD 패드 프리미티브를 반환합니다.

• IsBondWire – 본드 와이어 프리미티브를 반환합니다.

• IsBondWireConnected – 본드 와이어가 연결된 모든 프리미티브를 반환합니다.

Draftsman 문서에서의 와이어 본딩

Wire Bonding Outputs

일반 PCB Prints를 생성할 때 와이어 본딩 정보가 지원됩니다. 인쇄할 레이어와 디자인레이터를 구성하면 와이어 본딩 다이어그램을 만들 수 있습니다.

와이어 본딩 다이어그램으로 구성된 PCB 프린트 예시.

또한 본드 와이어 연결과 관련된 정보를 제공하는 Wire Bonding Table Report를(CSV 형식으로) 생성할 수 있습니다. Output Job file의 Assembly Outputs 영역에서 Wire Bonding Table Report 출력을 사용하여 이 유형의 새 출력을 추가합니다. 또는 PCB 편집기의 메인 메뉴에서 File » Assembly Outputs » Wire Bonding Table Report 명령을 선택하여 편집기에서 직접 보고서를 생성할 수 있습니다.

Outjob 파일에 새 Wire Bonding Table Report 출력을 추가합니다.

생성된 Wire Bonding Table Report 예시