[반이아빠의 장난감 속 반도체] 변신자동차 또봇 2편, 또봇C

“오순경! 빨리 명령을 내려 주길 바란다. 이상! 칙~!”

오늘도 반이는 어린이집에 다녀오자마자 엄마를 졸라 또봇을 시청합니다. 반이의 일과가 되어버린 또봇 시청 시간은 엄마가 잠시나마 편하게 집안일을 할 수 있는 시간이기도 합니다. 엄마가 밀린 설거지를 하고 빨래를 하다 보면 반이가 특히 조용해지는 순간이 있습니다. 바로 또봇C가 등장할 때입니다. 아래 그림에서 또봇C는 경찰을 뜻하는 Cop의 첫 글자를 따 왔으며, K3를 모델로 한 경찰 변신자동차입니다. 반이는 평상시 외출할 때도 경찰차를 보면 매우 반가워합니다. 이전까지는 지난 시리즈였던 로보카 폴리의 영향을 많았기 때문이었지만, 요즘은 또봇C 때문인 것 같습니다.

▲ 또봇C

사진출처 : http://goo.gl/wUiZsk

사실, 반이는 또봇C 자체도 좋아하지만 또봇C의 파일럿인 아래 그림에 나오는 여성 경찰인 ‘오혜라 순경(이하 오순경)’을 더 좋아합니다.

▲ 또봇C의 파일럿 오순경

사진출처 : 또봇 애니메이션

오순경이 등장할 때마다 반이의 양볼이 발그레해지는 모습을 봐왔던 엄마가 웃으며 묻습니다.

“반아, 너 오순경 좋아하니?”

“부끄러워~.”

반이는 수줍음이 많습니다. 엄마는 조만간 반이를 태권도장에 보내야겠다고 다짐했습니다.

또봇C는 오순경과 무전기로 교신하는데, 또봇C는 다소 고압적인 반말과 말끝에 항상 ‘이상! 칙~!’ 이라고 붙이는 독특한 말투를 씁니다. 아무래도 경찰을 모델로 하다 보니 그런 것이겠지요. 이런 또봇C는 아래 그림에 보이는 하이퍼복스 (Hyper-VOX : 매우 큰 소리)라는 기술로 적들을 공격합니다. 오순경이 “하이퍼복스!”라고 외치면 또봇C가 공격을 시전하기 위해 장비들을 적절히 변환시키고, 오순경이 무전기에 “꺄~!”하고 소리를 지르면, 이를 또봇C가 전달받고 증폭하여 강력한 음파를 적들에게 발사하는 기술입니다.

▲ 또봇C의 하이퍼복스 음파 공격

사진출처 : 또봇 애니메이션

이처럼 음파를 공격 수단으로 사용하는 것은 ‘음향대포’라는 것이 있습니다. LRAD (Long Range Acoustic Device : 광역제압장비)라고 하며, 원래는 해군 함선에 장착하여 이동 중인 선박에 대해 명령하기 위해 개발되었다고 합니다만 미국에서는 시위대를 해산시키는 용도로 쓰이기도 한다네요. 약 100m 이내의 사람들은 이 소리를 들으면 고통을 느낀다고 하니 그 위력이 엄청난 것을 알 수 있습니다.

한편, 반도체 분야에서도 음파는 SAT, USG, 초음파세척기 등의 기술에서 활용됩니다. 실제로는 사람이 들을 수 있는 주파수영역의 상한 영역인 20,000㎐를 뛰어넘는 초음파(超音波)가 사용되는 것입니다. 아래 그림의 SAT (Scanning Acoustic Tomograph)는 반도체 내부에 발생한 공간을 뜻하는 보이드(void), 서로 맞닿아 있는 두 물질의 경계면이 분리됨을 뜻하는 딜라미네이션(delamination), 물질이 갈라지거나 깨어진 것을 뜻하는 크랙(crack) 등의 유무를 시료의 손상이나 파괴 없이 초음파로써 검사, 해석하는 장비 및 기법을 말합니다.

이는 SAT 장비의 Piezoelectric transducer라는 장치 (압전 소자 관련 링크 : 반도체, 센서의 동작원리 / 로보카 폴리 2편 - 무선조종 엠버)를 통해 발생한 초음파의 진동이 물질마다 다르게 반사되는 원리를 이용한 것으로, 초음파는 조사되는 물질의 탄성에 매우 민감하게 작용하기 때문에 이렇게 반사된 파형을 수집 및 분석, 반도체 패키지 내부의 각종 불량 양상을 명암의 차이 등을 통해 표현합니다.

▲ SAT 

사진출처 : 사내 신뢰성 test 관련 자료 편집

USG (Ultra-Sonic Generator)는 아래 그림처럼 반도체 패키지 내부의 칩에서 외부로 전기적인 신호를 금속의 와이어로 연결하는 작업인 와이어본딩(Wire bonding) 공정에서 주요하게 쓰입니다.

▲ 와이어본딩의 개요

사진출처 : 앰코코리아 와이어본딩 교육 자료 편집

와이어본딩을 하기 위해서는 크게 Heat, Time, Power, Force, 이렇게 네 가지 요소가 조화를 이루어야 하는데, 그중 power에 해당하는 초음파를 발생시키는 장치가 바로 USG입니다. 아래 그림의 이 장치는 와이어본딩 장비의 트랜스듀서(Transducer)에 장착되어 있으며, 와이어가 통과하는 바늘인 캐필러리(Capillary)를 통해 초음파를 전달합니다.

USG에서 발생한 초음파 진동은 통상적인 와이어본딩에서 다이(Die) 쪽의 볼본딩(Ball bonding)과 리드(Lead) 쪽의 스티치본딩(Stitch bonding)이 형성되도록 돕고, 본딩된 와이어가 적당한 강도와 탄력을 유지하도록 루프(loop)를 형성할 때 와이어가 캐필러리에서 매끄럽게 빠져나오도록 돕는 역할을 합니다.

▲ 와이어본더의 트랜스듀서와 캐필러리 

사진출처 : 앰코코리아 와이어본딩 교육 자료 편집

그날따라 일찍 퇴근한 반이아빠는 반이의 하이퍼복스 음파공격에 한참을 시달려야 했답니다. 다음 호에서는 작고 귀여운 또봇D와, 그 속에 숨어 있는 반도체를 만나보겠습니다. 이상 칙~!

감수 / 기술연구소 연구1팀 정지영 팀장

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WRITTEN BY 양원모

초등학교 때 꿈은 과학자가 아니면 야구선수였고 중학교 때 꿈은 작가였다. 고교에서는 전자과를, 대학에서는 문예창작학과를 졸업했다. 지금은 연구소 실험실에 근무하면서 주말에는 사회인야구를 하고 이제 사보에 기고하게 되었으니 어지간히 꿈을 이루고 사는 편이다.

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