HBM4 범프 검사

 

SERIES 01 / 03 검사 라인의 타이밍이 수율을 결정한다

1편: HBM4 트리거 지터 ✓ 2편: ETLr 멀티채널 3편: SCP-3D 파형분석

HBM4 · 패키징 검사 · 트리거 동기화

HBM4 범프 검사
트리거 지터 몇 µs가
수율을 가릅니다

범프 직경 25~40 µm, 허용 높이 공차 ±2 µm.
이 공차보다 큰 위치 오차가 타이밍에서 발생하고 있습니다.

이 글에서 다루는 것

• HBM4 마이크로 범프 규격과 허용 공차
• 트리거 지터 10 µs가 이미지에 남기는 위치 오차 계산
• FPGA 기반 트리거가 지터를 구조적으로 없애는 이유
• ETLr(2D 멀티채널)과 SCP-3D(3D 검사) 선택 갈림길

SECTION 01

HBM4 마이크로 범프 — 숫자로 보면

HBM4 마이크로 범프는 직경 25~40 µm, 피치(간격) 약 55 µm입니다. 머리카락 굵기(70 µm)보다 작은 범프 수천 개가 배열됩니다.

허용 높이 공차는 ±2~3 µm. 이 범위를 벗어나면 접합 과정에서 국부 과압력이 쏠리거나 미접촉 상태가 됩니다. 초기 테스트를 통과해도 열 사이클 반복 후 그 지점이 먼저 파손됩니다.

수율 이슈의 시작점이 여기입니다. 그리고 이 높이 편차는 2D 카메라로는 보이지 않습니다.

SECTION 02

트리거 지터가 이미지에 남기는 오차

라인스캔 카메라는 라인이 움직이는 동안 촬영합니다. 찍는 타이밍이 틀어지면 찍어야 할 위치를 벗어납니다. 실제로 얼마나 벗어날까요?

계산 조건· 라인 속도: 100 m/min
· 트리거 지터: 10 µs (MCU 기반 일반 수준)

100 m/min = 1.667 µm/µs
지터 10 µs × 1.667 = 위치 오차 16.7 µm
지터 50 µs일 경우 → 83.4 µm (범프 피치 55 µm 초과)

범프 직경이 25~40 µm인데 타이밍 오차만 16.7 µm입니다. 카메라 해상도가 아무리 높아도, 찍는 위치가 틀리면 의미가 없습니다.

SECTION 03

현장에서 갈리는 두 가지 상황

이 문제를 겪는 현장은 보통 두 가지로 나뉩니다. 각각 솔루션이 다릅니다.

상황 A

2D AOI 멀티채널 라인

카메라 여러 대, 조명 여러 채널 운용 중. 채널이 늘수록 타이밍 관리가 복잡해지고 서로 간섭이 생깁니다.

→ 2편에서 ETLr로 해결하는 방법 보기

상황 B

3D 검사 또는 신호 분석 필요

범프 높이 편차 측정이 필요하거나, 트리거 문제가 생겼을 때 파형을 보며 원인을 찾고 싶습니다.

→ 3편에서 SCP-3D로 해결하는 방법 보기

두 상황 모두 공통된 뿌리는 하나입니다. 트리거 지터를 없애는 것.

SECTION 04

FPGA 기반 트리거가 지터를 없애는 이유

구분	MCU 방식	FPGA 방식
처리 방식	소프트웨어 순차 처리	하드웨어 병렬 처리
트리거 지터	수십~수백 µs	0 µs (결정론적)
인터럽트 지연	발생	없음
라인 속도 대응	한계 있음	80 kHz 이상

FPGA 트리거 처리 구조

엔코더 펄스 입력 ← 실시간 감지 ↓ 하드웨어 카운터 (ns 단위) ↓ 설정 카운트 도달 즉시 출력 ← 소프트웨어 없음 ↓ 트리거 출력 → 카메라·조명

소프트웨어가 개입하지 않기 때문에 지터가 결정론적 0입니다. 라인 속도가 바뀌어도 달라지지 않습니다.

이 시리즈의 다음 편

2편

카메라·조명 멀티채널 현장엔 ETLr

카메라 8ch + 조명 16ch, 채널이 늘어도 타이밍은 동일 — Multi-Scan 활용법

3편

2D로 못 잡는 결함, 파형까지 보고 싶다면 SCP-3D

Signal Scope 내장, 3D 측정과 원인 분석을 한 장치로

지금 검사 라인에서 이런 상황이라면

• 라인 속도를 올리면 검사 정확도가 떨어진다
• 채널이 늘면서 타이밍 관리가 복잡해졌다
• HBM 관련 3D 검사 도입을 검토 중이다

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