[제37주차 IR52 장영실상] 한화정밀기계·SK하이닉스 / `초고속 초정밀 멀티 헤드 다이 본더`

[제37주차 IR52 장영실상] 한화정밀기계·SK하이닉스 / `초고속 초정밀 멀티 헤드 다이 본더`

 

등록일 2020-09-21

 

△왼쪽부터 SK하이닉스 이은식TL, 오지환 기장, 한화정밀기계 최부관 수석연구원, 권종훈 책임연구원.

한화정밀기계와 SK하이닉스가 개발한 `초고속 초정밀 멀티 헤드 다이 본더`가 37주차 iR52 장영실상을 받았다. 다이 본더는 반도체 제조 공정 중 후공정에 해당되는 패키지 공정 때 반도체 웨이퍼를 칩 단위로 자른 `다이`를 반도체 인쇄회로기판(PCB) 위 정확한 위치에 접합하는 장치다. 다이 본더의 속도·불량률에 따라 반도체 생산성이 좌우되기 때문에 품질과 수율 측면에서 매우 중요한 장비다. 반도체 패키지 공정에 쓰이는 장비 중 가장 고가이기도 하다. 기존 국산 다이 본더는 일본 제품에 비해 정밀도와 속도가 떨어져 국내 반도체 공장 대부분이 일본산 다이 본더를 사용해왔다. 일본산 다이 본더 국내 점유율이 90%에 달하는 상황에서 지난해 일본 수출 규제 조치가 시행되자 한화정밀기계와 SK하이닉스가 국산 다이 본더 공동 개발에 뛰어들었다. 그리고 개발에 들어간 지 1년6개월 만에 일본 제품보다 성능이 뛰어난 다이 본더를 공동 개발해 상용화에 성공했다.

시중에 나와 있는 다이 본더에는 칩을 집어 회로기판으로 옮기는 갠트리가 2개인 반면 한화정밀기계와 SK하이닉스가 개발한 다이 본더는 갠트리가 4개로, 그만큼 생산성이 탁월하다. 웨이퍼에서 칩을 떼어내는 픽업장치는 머리카락보다 얇은 25㎛ 정도 얇은 칩을 고속으로 픽업하면서도 칩에 가해지는 스트레스를 30% 수준으로 낮춰 반도체 완성품 불량률을 크게 끌어내렸다. 최부관 한화정밀기계 수석연구원은 "현재 국내에서 주로 사용되는 일본 제품보다 생산성이 2.5배 높다"고 설명했다. 최 연구원은 "작년 하반기 처음으로 매출이 발생했고 올 매출은 약 100억원으로 예상한다"며 "향후 해외로 시장을 확대해 2023년에는 약 1조원 규모로 예상되는 글로벌 다이 본더 시장에서 매출 1000억원을 목표로 하고 있다"고 밝혔다.

 

한화정밀기계

초고속 초정밀 Multi Head Die Bonder

회사명 : 한화정밀기계대표자 : 이기남제품명 : 초고속 초정밀 Multi Head Die Bonder모델명 : SDB-1개발기술명 : 세계 최초 Multi 4 Head 고정밀 Die Bonder선정분야 : 기계

제품소개 용도 및 기능다이본더는 반도체 Package 공정 중 Wafer에서 개별의 칩(Chip, 또는 Die로 표현)을 분리하여 PCB기판(Substrate)에 분리된 칩(Chip)을 열과 압력을 가하여 본딩하는 장비로, Package공정 중 가장 작업 난이도가 높은 핵심 장비입니다. 이번에 개발한 초고속 초정밀 멀티 헤드 다이본더는 4개의 헤드가 동시에 구동하여 생산성을 극대화 하면서도 각각의 헤드와 스테이지를 독립적으로 제어함으로써 생산 제품의 품질 안정성 및 장비 구동 안정성을 확보하였습니다. 차별적 특징4개의 고정밀 헤드 및 겐트리(Gantry)를 개별 제어함으로써, 반도체 제품별(DRAM/NAND) 요구되는 공정에 맞게 최적화 운영이 가능하여 생산성을 극대화 할 수 있고, 고속 고정밀 제어기술을 통해 ±4.2㎛(1㎛=0.001㎜) 수준의 정밀도를 유지함으로써 생산 제품의 고품질을 확보할 수 있습니다. 칩(Chip)을 픽업하여 본딩부로 초고속으로 이송해주는 스윙 모듈을 세계 최초로 개발 적용하였으며, Air Lift 타입의 픽업 장치는 25㎛ 정도의 얇은 칩(Chip)을 고속으로 픽업하면서도 칩(Chip)에 가해지는 스트레스를 30% 수준으로 낮추어서 반도체 완성품의 불량률을 현저히 낮출 수 있습니다. 또한, 본딩 장치의 기울어짐을 자동으로 맞추어 주는 자동 수평 조절 장치는 제조 공정 중 작업 전환 시간과 유지보수 시간을 획기적으로 단축함으로써 생산성 향상에 기여할 수 있습니다.담당부서한화정밀기계 개발실 신장비개발팀(07071476013)