반도체 유리기판 서플라이체인 & 혁신기술

유리 기판이 어드밴스드 반도체 패키지 업계의 주목을 받고 있습니다.

세계 굴지의 다수 기업이 기존 반도체 패키지 기판인

FC-BGA(Flip-chip Ball Grid Array)의 유기 소재 코어층을 유리 기판으로

대체하려는 연구와 투자를 지속하고 있기 때문입니다.

통상 FC-BGA 기판 코어 층은 유리섬유 강화 에폭시 레진(FR4 : Fire Retradant4)을 활용해 왔습니다.

유리는 FR4 소재 대비 더 딱딱해 열에 의한 휘어집 문제가 적습니다.

이 떄문에 대면적화에 유리합니다. 평탄화가 좋아 보다 세밀한 회로 형성도 가능합니다.

절연성이 높다는 점도 장점입니다.

전기신호 손실이 적고 신호전달 속도 측면에서도 강점이 있습니다. 더 높은 동작 주파수를 요하는

고주파 무선주파수(RF)분야에선 유리 기판 특성이 매우 좋다는 연구 보고도 상당수 나와 있습니다.

최근 인공지능(AI)인프라 투자 확산으로 유리 기판 적용에 대한 기대감이 커지고 있습니다.

AI 반도체용 칩은 면적이 크고, 미세 회로를 커버할 수 있는 고집적 패키지 기판이 필요합니다.

기존 패키지 기판은 면적이 커질수록 휘어짐 문제를 해결하기가 어렵습니다.

집적도 역시 마찬가지입니다. 유리기판이 최근 반도체 기판의 핵심 소재로 각광받는 이유입니다.

유리기판 상용화를 위해 넘어야 할 과제는 많습니다. 우선 전극 형성을 위해

유리에 구멍을 뚫는 TGV(Through Glass Via)공정을 고도화해야 합니다.

유리는 공정 과정에서 작은 흠집이 생기면 시간이 흐름에 따라 쉽사리 다른 영역으로 균열이 가기 때문에

이 공정을 고도화하지 않으면 상용화는 쉽지 않을 것이라는 의견이 많습니다.

유리를 잘 자르는 장비 기술도 필요합니다. 자를 때 잘 자르지 않으면 측면 크랙에 의한

기판 균열이 수율을 크게 떨어뜨린다고 합니다.

구멍 잘 내고 잘 자르는 기술 외에도 구멍 속을 구리로 채우는 도금 기술 역시 안정적으로 이뤄져야 합니다.

패터닝 그 자체도 문제지만 포토레지스트(PR)를 잘 펴서 바르는 기술 등과 더불어 수동 소자를

내장하고 레이어를 올리는 기술 역시 추가적으로 개발되어야 합니다.