사례 연구

금제를 능가하는 성능의 구리 본딩 와이어

금의 가격 상승이 이익을 압박하는 상황을 타개하기 위해서 「구리 본딩 와이어」로 재료비 90% 절감을 실현.

반도체 메이커 M사 2011년 12월

과제소형 박형화. 고품질은 유지! 그렇지만 생산 코스트면에서의 경쟁력이…

휴대전화나 타블렛 PC와 같은 멀티미디어 기기는 각 기기의 용도에 따라 높은 디자인성이나 소형 박형화가 요구되고 있습니다. 그렇기 때문에 내장되는 반도체 패키지를 연구 개발하는 반도체 메이커는 그런 요구사항에 어떻게 대응할 수 있는가가 요구되고 있습니다.

이런배경으로 스마트폰이나 타블렛 PC의 반도체 패키지를 개발, 제조하는 반도체 메이커 M사는 순조롭게 실적을 늘리고 있었습니다. 그렇지만, 사용하는 본딩 와이어의 소재, 금의 가격 앙등이 M사의 이익을 압박. 연구개발 부문장 S씨는 "코스트를 억제하고, 거기에 효율 좋게 생산할 수 있는 방법"을 모색하고 있었습니다.

과제금의 상승으로부터 소재를 재고. 대체 소재에 숨어있는 세가지 난제

거기에서 S씨는 "품질을 떨어뜨리지 않고, 코스트 삭감을"이라는 관점에서 재고하는 가운데에 반도체 패키지의 개발, 제조에서 사용하는 본딩 와이어의 소재 "금"에 주목. "최근, 가격이 상승하는 금을 재고함으로써 대폭적인 코스트 삭감을 꾀할 수 있지 않을까"하고 생각했습니다.

그리고, 후보로서 부상한 것이 구리(Cu)본딩 와이어였습니다. 단, 구리 와이어는 금보다도 훨씬 가격이 싸지만, 품질면에서 의문이 남아 있었습니다. 몇몇 카탈로그를 보면 "고성능"이라고 강조하고 있지만, M사에서의 오랜 연구개발에 있어서의 경험에서 구리의 특성상 "표면이 산화하기 쉽기 때문에 접착이 잘 되지 않는다"는 점이나 용융 볼의 경도가 높기 때문에 와이어 본딩 공정에서 "칩이 갈라지기 쉽다"는 점 등의 우려가 있다는 것은 명백했습니다.
안이한 선택을 해서 코스트 삭감에 성공해도 품질이나 생산성이 저하해버린다면 주객전도입니다. 난처해진 S씨는 타개책을 구하기 위해 업자에게 상담해보기로 했습니다.

해결재료 코스트를 90% 삭감! 연구개발자의 베스트 파트너의 조건이란?

S씨는 이전에 다른 상업용 소재로 거래를 했던 TANAKA 귀금속에 문의를 하기로 했습니다. 며칠뒤 TANAKA 귀금속의 영업 담당자에게 현재의 과제를 전하자 새로 개발된 구리제 본딩 와이어를 소개받았습니다.
"세계 굴지의 기술력으로 개발한 구리제 본딩 와이어. 특징은 종래의 상업용 소재와 달리 구리의 주변을 팔라듐으로 코팅함으로써 내부식성이나 접착성이 비약적으로 진화했다는 점입니다"라고 설명.

여러가지 이야기를 하는 가운데,

・1961년에 TANAKA 전자공업으로 창업한 이래, 납품후에도 기술자가 찾아가 개발현장의 요망을 듣고 있다는 점
・TANAKA 귀금속 그룹내에 팔라듐을 코팅하는 기술을 보유하고 있다는 점

강한 신뢰감과 해결책으로써의 유효성을 느낀 S씨는 그 후 몇번이고 미팅을 거듭해 "설비투자에 대해서도 런닝 코스트로 충분히 보완할 수 있다"고 판단해 곧바로 테스트를 실시, 장래성을 내다본 뒤 본격적인 도입을 결정했습니다.

해결재료비 90% 삭감에 성공! 나아가 "도전성", "내구성"으로 금 이상의 성능이!

결과적으로 M사는 최신의 구리 본딩 와이어를 채용해 이제까지의 금 와이어에서 재료비를 90% 삭감하는 것에 성공했습니다.
품질 저하의 원인 중의 하나가 캐필러리 선단부의 열과 진동에 의한 마모라는 것이 판명되어, TANAKA 전자공업의 엔지니어에게 상담하면서 개선을 추진한 결과, 품질의 유지 뿐만 아니라 캐필러리의 수명이 75%나 향상. 교환하는 번거로움이나 캐필러리 코스트도 삭감할 수 있게 되었습니다.

"엔지니어 출신인 영업 담당자의 풍부한 지식은 물론, 같은 시선에 서서 검토 단계에서부터 친절하게 손을 잡아준 것이 든든했던 것입니다. 게다가 도입후에도 어떤 의문점에도 대응해 주었으며, 소재에 대한 신뢰는 절대적이었습니다"라고 말하고 있던 S씨.

그 이후, 거래처와의 관계를 유지하는 것 뿐만 아니라, 나아가 고품질의 구리제 본딩 와이어를 제공할 수 있도록 TANAKA 귀금속의 담당자와 정기적으로 의견 교환을 하고 있습니다.