안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
금은 은보다 전기전도율이 다소 낮지만, 산화 방지와 와이어 본딩 공정의 신뢰성 측면에서 은보다 훨씬 뛰어나기 때문에 반도체 제조에 우선적으로 사용됩니다. 반도체에 값싼 은 대신 비싼 금을 사용하는 이유에 대해 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.
은은 금속 중 전기전도율이 가장 높지만, 공기 중의 산소, 수분, 황 성분과 결합해 표면에 산화은이나 황화은 피막을 쉽게 형성합니다. 이 피막은 절연체 역할을 하므로 전기적 접촉 저항을 높이고 통전 불량을 일으킵니다. 밴면,금은 화학적으로 매우 안정된 귀금속으로, 고온, 다습 환경이나 공기 중에서도 거의 산화되거나 부식되지 않아 장기간 안정적인 통전 상태를 유지합니다.
또한, 반도체 칩과 기판을 연결하는 와이어 본딩 공정에서는 사람 머리카락보다 훨씬 얇은 미세 선을 사용합니다. 금은 연성과 전성이 매우 뛰어나 끊어짐 없이 가늘게 뽑아내기 쉽습니다. 표면에 산화막이 없기 때문에 열과 초음파를 이용해 접합할 때 이물질 없이 견고하게 붙어 접합 부위의 불량률이 매우 낮습니다.
최근에는 금의 높은 가격 부담 때문에 대량 생산되는 일반 가전이나 모바일용 반도체에서는 금을 대체하기 위해 구리 와이어나 특수 코팅된 은 합금 와이어의 사용 비율을 늘리고 있습니다. 그러나 최고 수준의 신뢰성과 수명이 요구되는 자동차용 반도체, 항공·우주 분야, 고성능 서버용 칩 및 패키징 접촉 단자에는 여전히 금이 핵심 재료로 사용됩니다.