마이크로폰 제조 공정: 설계부터 일상 사용까지 전 과정 해설

마이크로폰은 우리 일상 곳곳에 있습니다. 전화기, 보청기, 공공 방송 시스템, 녹음 장비, 무전기, 메가폰, 라디오/TV 방송 등 셀 수 없이 많은 응용 분야에서 쓰이며, 너무 흔해서 그 존재를 잊고 지낼 정도입니다.

이렇게 널리 쓰이는 마이크로폰이지만 제조 공정은 매우 복잡합니다. 이 작은 도우미들이 어떻게 만들어져 우리 세상을 더 나은 곳으로 만드는지 자세히 들여다보겠습니다.

아래 이미지는 전체 공정을 한눈에 파악하는 데 도움이 됩니다.

1. 웨이퍼 파운드리 (Wafer Foundry)

웨이퍼^[1](슬라이스 또는 기판이라고도 함)는 결정질 실리콘 같은 반도체 소재의 얇은 시트입니다.

웨이퍼는 웨이퍼 내부와 표면에 구축되는 마이크로일렉트로닉 소자의 기판으로 사용되며, 도핑/이온 주입, 절단, 배럴링, 슬라이싱, 챔퍼링, 연마, 레이저 각인 등 수많은 마이크로팹리케이션 공정 단계를 거쳐 만들어집니다.

2. 웨이퍼 테스트 (Wafer Testing)

이 단계에서는 웨이퍼 위에 있는 개별 집적 회로의 기능적 결함을 특수 테스트 패턴을 웨이퍼에 적용해 다이 공정 전 단계에서 검사합니다.

웨이퍼 테스트는 웨이퍼 프로버라는 테스트 장비로 수행합니다. 대표적인 테스트 방식으로는 WFT(Wafer Final Test), EDS(Electronic Die Sort), CP(Circuit Probe) 등이 있습니다.

3. 패키징 (Packaging)

3.1 SMT (표면 실장 기술)

SMT(Surface-Mount Technology)는 리드리스 또는 쇼트 리드 표면 실장 부품(SMC/SMD)을 인쇄 회로 기판(PCB)이나 기타 기판 표면에 직접 실장/배치해 전자 회로를 제작하는 방법입니다.

리플로 납땜 또는 딥 납땜을 이용한 회로 조립 기술로, SMT 공정은 솔더 페이스트 인쇄, 부품 실장, 리플로 납땜, 부품 삽입, 세척으로 구성됩니다.

마이크로폰 제조 공정: 설계부터 일상 사용까지 전 과정 해설

3.2 접착 본딩 (Adhesive Bonding)

접착 본딩(글루 본딩)은 동종/이종 물체 표면을 경화 후 충분한 강도를 가진 접착제(유/무기, 천연/합성 물질)로 접합하는 기술입니다. SU-8, BCB(벤조사이클로부텐) 등 검증된 접착제는 MEMS나 기타 전자 부품에 특화되어 있습니다.

3.3 본딩 (Bonding)

3.3.1 다이 어태칭 (Die Attaching)

다이 어태칭은 패키징 공정의 핵심 단계입니다. 단일 접합부로 다이의 면을 기판에 부착하는 과정입니다. IC 다이 접착제는 상온 경화형 에폭시 수지 접착제로, 금속/세라믹/유리/경질 플라스틱 간 패키지 본딩에 널리 쓰이며 우수한 접착 강도를 가집니다.

3.3.2 와이어 본딩 (Wire Bonding)

와이어 본딩은 열, 압력, 초음파 에너지로 미세 금속 와이어를 기판에 용접해 칩과 기판 간 전기적 상호연결 및 칩 간 정보 교환을 실현하는 방법입니다. 산업계에서 주로 쓰는 세 가지 방식은 열압착, 초음파, 열초음파(서모소닉) 와이어 본딩입니다.