웨지 본딩 기술: 전자 부품 정밀 와이어 접합 공정

웨지 본딩(Wedge bonding)은 전자 부품과 인쇄회로기판(PCB) 사이 연결 리드를 자동으로 접합하는 공정입니다. 부품 단자와 PCB에 와이어 커넥터를 압력과 초음파(U/S) 또는 열초음파(T/S) 에너지로 본딩합니다. 커넥터 와이어를 공급하고 압력·에너지를 전달하는 평평한 쐐기형 부품이 본딩 형상을 결정하며 공정 이름을 낳았습니다. 주로 알루미늄 또는 금 합금 와이어를 쓰며, 알루미늄은 상온에서 U/S 에너지로, 금 합금은 T/S 에너지로 본딩합니다. 볼 본딩 대비 생산 속도가 느리고 부품-PCB 간 각도 유연성이 제한적이라는 단점이 있습니다.

PCB 제작에서 본딩의 중요성

수많은 부품 단자를 PCB 회로 지점과 연결하는 것은 회로 무결성을 위해 필수적입니다. 커넥터 와이어는 최소 공간을 차지하도록 배치해야 하며, 이 모든 공정은 현미경 수준에서 고정밀 자동 장비로 수행됩니다. 웨지 본딩과 볼 본딩이 양대 공정입니다.

웨지 본딩 장비 구조

본딩 헤드는 평판으로, 후면 하부에 피드 홀, 전면 하부에 쐐기형 압력 슈(shoe)가 있습니다. 와이어가 뒷쪽 홀을 통해 공급돼 쐐기에서 압착·본딩됩니다. 본딩은 쐐기 슈의 압력과 U/S 또는 T/S 에너지의 결합으로 이뤄집니다.

• U/S 에너지: 고주파 음향 진동의 국소 집중으로 영구 결합 생성, 알루미늄 와이어에 주로 사용
• T/S 에너지: 초음파 + 일반 열에너지 결합, 금 합금 와이어에 사용

공정 단계

1. 쐐기가 부품 단자 위로 하강, 압력과 U/S 또는 T/S 에너지 인가해 1차 본딩
2. 쐐기가 설정 높이로 상승하며 PCB 단자 위치로 후퇴 → 부품과 PCB 사이 적절한 루프(아치) 형성
3. 쐐기 하강해 PCB 단자에 2차 본딩
4. 본딩 완료 후 쐐기 상승하며 와이어 컷, 다음 단자 쌍으로 이동

특징 요약

볼 본딩보다 다소 느리고 직선 본딩만 가능하지만, 본딩 '풋프린트'가 작아 밀집된 단자 간 본딩에 유리합니다.

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