세라믹기술원, 반도체 기판 소재 '감광성 결정화 유리' 개발

[진주=뉴시스] 정경규 기자 = 한국세라믹기술원은 산·학·연 공동연구를 통해 차세대 반도체에 사용되는 특수유리 소재인 '감광성 결정화 유리'를 개발해 국산화의 기반을 마련했다고 29일 밝혔다.

세라믹기술원은 (주)하스, 한국항공대학교, 엘엑스글라스와 공동으로 반도체 칩을 연결하는 유리기판에 미세한 구멍인 관통비아(TGV, Through Glass Via)를 만들 수 있는 소재와 가공기술을 개발하고 지름 200㎜급 유리기판 시편 제작과 강도 향상 등의 성과를 거뒀다.
 
'유리기판'은 반도체 칩을 올려놓고 연결하는 받침판으로 기존 플라스틱 계열 기판보다 표면이 매끄럽고 열에 의한 변형이 적어 작은 회로를 촘촘하게 만들고 전기 신호의 손실을 줄이는데 유리하다.

하지만 유리는 충격에 깨지기 쉽고 기판의 위아래를 연결하는 미세한 구멍을 일정한 크기로 만들기도 어려워 튼튼한 소재와 정밀한 가공 기술을 확보하는 것이 상용화의 주요 과제였다.
       
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 자외선에 반응하는 감광성 결정화 유리 소재를 개발하고 원료의 배합부터 유리기판 제작, 자외선 조사, 열처리, 화학용액을 이용한 가공에 이르는 기술을 확보했다.
       
'감광성 결정화 유리'는 자외선을 쬐고 열을 가하면 빛을 받은 부분에 선택적으로 결정이 생기는 특수 유리다.해당 부분을 화학용액으로 제거하면 여러 개의 미세한 구멍을 정밀하게 만들 수 있어 반도체 패키징에 활용할 수 있다.

연구팀은 개발한 소재를 활용해 지름 200㎜급 대면적 유리기판 시편을 제작했으며 동일 소재의 100㎜급 기판에서 미세 구멍을 형성할 수 있다는 것도 확인했다.
        
특히 이번 연구에서는 유리기판의 대면적화 가능성 뿐만 아니라 소재의 강도와 미세한 구멍을 정밀하게 만드는 기술에서도 성과를 거뒀다.

한국세라믹기술원 한윤수 박사는 "국내에서도 반도체 패키징용 감광성 결정화 유리 소재를 설계하고 제조할 수 있는 기술적 기반을 마련했다"며 "향후 대면적화와 미세 가공 기술을 고도화해 차세대 반도체 패키징 소재의 국산화와 산업현장 적용에 기여하겠다"고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]