국내 연구진이 유연 3차원 반도체 패키징 상용화 기술을 세계에서 처음으로 확보했다. 웨어러블디바이스, 스마트카드, 메디컬 디바이스 등 다양한 분야에 활용할 수 있는 기술이다.
한국기계연구원(원장 박천홍)은 첨단생산장비연구본부가 하나마이크론(대표 한호창)과 공동으로 자유롭게 구부리거나 휠 수 있는 3차원 플렉서블 반도체 패키징 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
웨어러블 기기는 편안한 착용감과 저전력 및 높은 성능을 요구한다. 이 때문에 반도체 패키지도 얇고 자유롭게 구부릴 수 있어야 한다. 그러나 기존 패키징 기술은 단단한 접착제인 '솔더범프'를 사용해 유연함을 확보하기 어려웠다. 또 딱딱한 반도체 웨이퍼를 20~30마이클미터(㎛) 두께로 가공·적용해 구부릴 경우 파손되기 쉽다.
연구팀은 다양한 소재·공정·설계 개선으로 이런 문제를 해결했다. 우선 솔더범프를 유연한 '탄성 소프트 범프'로 대체해 패키지 유연성을 확보했다. 또 플렉서블 필름을 활용한 '필름 온 다이(FOD) 적층 신공정'을 더했다. 설계 측면에서는 구부러져도 깨지지 않는 '중립층'을 최대한 확보할 수 있도록 했다.
연구팀은 새로운 기술을 적용한 2층 3차원 반도체가 반경 10㎜로 굽히고 피기를 1만 번이상 반복해도 파손 없이 성능을 유지했다고 설명했다.
송준엽 본부장은 “새로 개발한 3차원 플렉서블 반도체 패키징 기술은 미국과 유럽 등에서 컨소시엄을 구성해 개발는 것보다 앞선 세계 최고 수준의 기술”이라며 “관련 분야 급성장으로 기술 활용처가 확대될 것으로 기대한다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
