오늘날 반도체는 다양한 분야에서 광범위하게 사용되며, 반도체 산업은 국가의 중요한 기본 산업이자 전략 산업으로 자리잡고 있습니다. 인공지능(AI) 같은 고급 기술의 빠른 발전과 함께 반도체 산업의 중요성은 더욱 두드러지고 있습니다.

반도체의 중요성

칩(집적 회로) 제조 기술은 현재 세계적인 마이크로 프로세싱 기술의 정점에 있으며, 이는 국가 간의 고급 기술 경쟁에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 반도체 재료는 칩을 만드는 데 필수적인 전자 재료로서, 반도체 산업의 기초가 됩니다. 칩은 핵심 전자 부품으로, 컴퓨터, 통신, 산업 제어, 의료 등 여러 분야에서 널리 사용되며 그 중요성은 자명합니다. 반도체 산업 내에서, 특히 칩의 연구, 개발, 제조 및 테스트 단계에서 제품의 품질과 신뢰성에 대한 요구가 매우 높습니다. 전통적인 검사 방법은 점점 더 정교해지는 반도체 장치의 탐지 요구를 충족하기 어려운 한계가 있을 수 있습니다.

반도체 산업에서의 열화상 검사 응용

적외선 열화상 기술은 비접촉, 고정밀, 시각적 특성으로 인해 반도체 테스트에서 중요한 도구로 자리 잡았습니다. 이 기술은 실시간 온도 분포와 열 방사 신호를 캡처하여, 전통적인 검사 방법의 단점을 효과적으로 극복하고, 반도체 산업의 공정 문제를 해결하며 수율과 제품 신뢰성을 향상시킵니다. 다음은 그 핵심 응용 어플리캐이션의 대표적인 사용 사례입니다:

1. WLP 테스트 및 포장 결함 위치 추적

적외선 열화상은 실리콘 기반 재료를 투과할 수 있어, 웨이퍼의 표면 및 내부 구조를 비파괴적으로 검사할 수 있습니다. 예를 들어, 웨이퍼 연삭 공정 중 실리콘 기판의 앞면과 뒷면에서 방사되는 적외선은 연삭 깊이를 정밀하게 측정하고 공정 매개변수를 최적화할 수 있습니다. 플립칩 포장에서 이 기술은 납땜 누수 및 구리선 부식과 같은 결함을 감지하여 전통적인 검사 방법에서 발생할 수 있는 물리적 손상을 피할 수 있습니다.

2. LED 칩 온도 모니터링

LED 칩은 고체 상태의 반도체 장치로, 전원 공급의 음극과 양극에 연결됩니다. LED 칩 생산 공정에서 은 접착제의 불충분한 경화, 브래킷 또는 칩 전극의 오염 등으로 인해 접촉 저항이 증가하고 온도가 상승하는 문제들이 발생할 수 있습니다. 전통적인 모니터링 솔루션에 비해, 열화상 카메라는 LED 칩의 온도 분포를 실시간으로 확인할 수 있어 결함 위치를 객관적으로 더 빠르게 식별할 수 있습니다.

열화상은 LED 칩의 온도 분포를 비접촉식으로 실시간 시각적으로 표현함으로써 상당한 이점을 제공합니다. 이를 통해 은 접착제 경화 부족이나 오염으로 인한 전기 저항 증가와 같은 결함을 나타내는 국부적인 핫스팟을 즉시 식별할 수 있습니다. 결과적으로 생성된 열화상 이미지는 이러한 문제의 위치를 객관적으로 파악하여 간접 전기 측정이나 주관적인 시각 평가에 비해 더 빠른 진단과 더 표적화된 교정 조치를 가능하게 합니다.

3. 반도체 장치의 미세 결함 및 핫스팟의 정확한 위치

반도체 장치의 균열 및 마이크로 단락과 같은 결함은 종종 국부적인 온도 이상을 초래합니다. 열화상 카메라는 열 분포의 변화를 감지하여 칩의 핫스팟 영역을 빠르고 정확하게 파악할 수 있습니다. 적외선 열화상은 장치 내에서 이러한 고온 지점을 빠르고 정확하게 위치시킬 수 있으므로 자세한 회로 설계 분석이 필요하지 않습니다. 이러한 주요 특성은 반도체 검사에서 적외선 열화상 측정의 광범위한 채택과 지속적인 연구용 사용을 촉진했습니다.

4. 방열 설계 및 열 관리 설계 검증

칩 설계 과정에서 열 카메라는 비접촉 적외선 감지를 활용하여 회로 기판이나 패키징 구성 요소의 온도 상승을 실시간으로 모니터링할 수 있게 하여 엔지니어가 열 방출 구조를 최적화하는 데 도움을 줍니다. 이러한 카메라는 세부적인 열 방출 지도를 캡처하여 장치 표면 전반에 걸쳐 미묘한 온도 변화까지 드러냅니다. 예를 들어, 엔지니어는 동적 부하 하에서 전력 장치의 온도 분포를 분석하여 열 발생의 정확한 위치와 강도를 관찰할 수 있습니다. 이를 통해 방열판의 배치 및 설계와 같은 열 방출 솔루션을 효과적으로 정제하여 과열 폭주로 의한 위험을 줄일 수 있습니다.

이러한 열화상 카메라와 함께 제공되는 정교한 소프트웨어는 정량적 분석 도구를 제공하여 엔지니어가 피크 온도와 온도 구배를 측정하고 시간 경과에 따른 열 유동을 추적할 수 있게 하여 방열 관리 설계의 검증 및 최적화에 더욱 도움을 줍니다.

5. 회로 기판 환경 테스트

회로 기판을 설계하고 테스트하는 동안 개발자는 회로 기판의 전자 부품 온도를 모니터링하여 각 부품의 온도 부하를 파악 합니다. 테스트 중에는 회로 기판의 실제 작업 환경을 시뮬레이션하고 전원 부하부터 안정화까지 전자 부품의 온도 상태를 관찰 합니다. 회로 기판의 전자 부품은 매우 정교하기 때문에 전통적인 접촉식 온도 측정 장비는 작업이 복잡하고 개발자의 테스트 요구 사항을 충족할 수 없습니다.

반면에 열화상 카메라는 이 애플리케이션에 매우 효과적인 솔루션을 제공합니다. 비접촉식 특성 덕분에 개발자들은 물리적 간섭 없이 가장 작고 섬세한 전자 부품의 온도를 안전하고 쉽게 모니터링할 수 있습니다. 실시간으로 열화상 이미지와 데이터를 제공하는 이 카메라는 전원이 켜지고 안정된 상태에 도달하는 동안 회로 기판 전체의 온도 변화를 관찰할 수 있습니다. 개발자들은 여러 부품의 온도를 동시에 모니터링할 수 있어 열 부하 분포에 대한 포괄적인 이해를 얻을 수 있습니다. 또한 열화상 카메라로 캡처한 데이터를 쉽게 기록하고 분석할 수 있어 다양한 작동 조건에서 회로 기판과 부품의 열 유동에 대한 귀중한 인사이트를 제공하여 궁극적으로 최적화된 설계와 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다.