전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 전기·전자

속보

더보기

반도체 생산성 100배 높이는 신기술 나왔다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

웨어러블 디바이스 등 초정밀 조립분야에 활용

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 한국기계연구원(기계연)이 프로텍과 공동으로 반도체 후공정의 생산성을 기존보다 100배 이상 높일 수 있는 '갱 본더(Gang-Bonder)' 장비를 개발했다. 이는 세계 최고 기술 수준으로 향후 웨어러블 디바이스 등 초정밀 조립분야에 활용될 전망이다. 

기계연 송준엽 부원장 연구팀과 ㈜프로텍이 개발한 갱 본더 장비는 머리카락 한 가닥(약40~70㎛)의 절반보다 얇은 20㎛급 유연 반도체 칩을 파손 없이 고집적 유연기판에 배열하고, 조립정밀도 ±2㎛ 이내로 접속 및 적층시킬 수 있는 대면적 규모의 패널 레벨 패키지(Panel level Packaging) 조립 장비다.

패널 레벨 패키지는 반도체를 웨이퍼나 각각의 칩 단위가 아닌, 패널 단위로 한 번에 패키징하여 생산속도를 크게 향상시킨 첨단 후공정 기술을 말한다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 한국기계연구원이 개발한 패널 레벨 gang bonder 장비. 패널레벨 재구성 모듈에서 다양한 크기 및 기능을 갖는 여러 개의 칩을 멀티 헤드로 픽업하여 패널 기판 위에 고속으로 정밀하게 임시 접합하여 재구성한다. 그 다음에 패널 핸들러를 통해 임시 접합된 패널 기판을 비접촉식 갱 본딩모듈로 로딩하고 비접촉식으로 압력과 열을 가해 패널 기판을 한번에 본딩할 수 있는 장비로 웨어러블 디바이스용 유연 반도체 패키지 및 고성능의 반도체칩 등을 빠르게 생산할 수 있다.[제공=기계연] 2020.06.11 swiss2pac@newspim.com

연구팀은 비접촉식 압력 인가 방식과 다중 셀 세라믹 히터 기술을 핵심으로 하는 갱 본딩(Gang-Bonding) 방식을 적용하여 300㎜×300㎜ 이상 대면적 유연 반도체 패키지 패널 조립 장비를 개발하는데 성공했다.

또 열에 의한 휨이나 손상을 최소화하고 생산성은 극대화한 것으로, 향후 반도체 칩 후공정의 생산성을 획기적으로 개선할 것으로 기대된다. 연구팀은 기존의 일반적인 후공정 방식(TC Bonder)과 갱 본더 방식의 생산성을 비교한 결과 시간당 반도체 생산량(UPH)이 100배 이상 증가하는 것을 확인했다.

갱 본더 기술은 기존의 반도체 칩을 기판에 하나씩 조립하던 방식과 달리 여러 개의 칩을 동시에 조립하는 기술이다.

낮은 온도에서 일차적으로 칩을 간소하게 조립한 다음, 다시 대량의 칩을 일괄 전기 접속하는 방식이다. 반도체 칩에 가하는 열손상은 줄이고 생산성은 높인 차세대 방식으로 세계적으로 아직 상용화 사례는 없다.

연구팀은 갱 본더 방식의 패키징을 구현하기 위해 특수 기체를 이용하여 칩과 접촉하지 않고 압력을 인가하는 기술을 개발했다. 이 방식을 활용하면 칩 또는 기판의 두께 편차가 발생하더라도 균일한 압력을 가할 수 있고 칩의 정렬이 틀어지는 조립 오차를 해결할 수 있다.

현재 반도체 패키징 조립은 개별 칩마다 조립 헤드부분이 기계적으로 압력을 가하는 방식으로 이뤄진다. 이때 칩과 기판의 두께에 편차가 생기면 조립 오차가 발생할 수 있어 한 번에 만들 수 있는 양에 제한이 있었다.

또 300㎜×300㎜ 이상의 대면적을 20℃/sec 이상으로 고속 승온 및 냉각할 수 있는 다중 셀 세라믹 히터(온도 균일도 ±2% 이내)도 개발했다. 연구팀이 개발한 기술은 유연 기판을 셀로 나누어 가열하되, 이를 동시에 진행하여 균일한 열전달이 가능하게 한 기술이다.

기존 방식은 대면적을 한 번에 가열하는 단일 셀 구조로 열충격에 의한 히터 파손 문제로 가열 성능에 한계가 있다. 또 온도 분포가 균일하지 못해 안정적으로 공정을 지속하기 어렵고 생산성을 확보하기도 어렵다. 이 기술을 적용하면 생산 공정의 속도는 높이고 불량은 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 산업통상자원부의 '기계산업핵심기술개발사업' 지원을 받아 3차원 플렉시블 패키지 신 제조(공정/장비) 원천기술 개발 연구의 일환으로 수행됐다.

송준엽 기계연 부원장은 "이번에 개발한 갱 본더 장비는 유럽, 일본 등 반도체 장비 선도국가의 소수 업체가 주도하고 있는 최고 사양의 반도체 조립 장비보다 앞선 세계 최고 수준의 기술"이라고 평가했다.

이어 "웨어러블 디바이스, 스마트카드, 메디컬 디바이스, Micro-LED 디스플레이뿐만 아니라, AI 반도체 패키지와 같은 웨이퍼 및 패널 레벨 패키지 초정밀 조립 분야에도 활용될 수 있어 관련 산업의 고속 성장에 따라 새로운 장비산업 창출로 확대될 것으로 기대된다"고 덧붙였다.

swiss2pac@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
'모텔 연쇄 살인' 피의자 신상공개 검토 [서울=뉴스핌] 조준경 기자 = 검찰이 '강북 모텔 연쇄 살인 사건' 피의자인 20대 여성 김모 씨에 대한 신상공개 여부를 검토 중이다. 26일 검찰 따르면 서울북부지검은 김씨 신상 공개 여부를 논의하기 위해 신상정보공개심의위원회 개최를 검토하고 있다. [서울=뉴스핌] 최상수 기자 = 서울북부지검 검찰은 2024년 1월 시행된 중대범죄신상공개법에 따라 강력범죄 등 특정중대범죄 혐의가 있는 피의자를 신상정보공개심의위원회에 회부해 신상 공개 여부를 결정할 수 있다. 피해자 유족도 김씨 신상 정보 공개를 요구하고 있다. 김씨 범행으로 숨진 두 번째 피해자 A씨 유족 법률대리인인 남언호 변호사는 이날 보도자료를 통해 "(김씨 범행은) 우리 사회가 경험한 가장 냉혹하고 계획적인 연쇄 범죄 중 하나"라며 "그럼에도 경찰이 신상 공개를 하지 않겠다는 내부 방침을 정한 사실을 납득할 수 없다"고 강조했다.  이에 앞서 서울 강북경찰서는 지난 19일 오전 살인과 마약류 관리법 위반 혐의로 김씨를 서울북부지검에 구속 송치했다. 김씨는 지난해 12월 중순부터 이달 9일까지 20대 남성 3명에게 벤조디아제핀계 약물이 든 음료를 건네 2명을 숨지게 하고 1명이 의식을 잃게 한 혐의를 받는다. 김씨는 경찰 조사에서 병원에서 처방받은 약물을 숙취해소제에 타서 들고 다녔다고 진술했다. 또 남성들에게는 모텔 등에서 의견이 충돌해 이를 건넸다고 주장했다. 그러나 경찰은 김씨가 첫 범행 이후 약물 양을 늘렸다고 진술한 점, 휴대전화 포렌식 자료 등을 볼 때 사망 가능성을 충분히 인지했던 것으로 판단하고 상해치사가 아닌 살인죄를 적용해 검찰에 송치했다. 다만 경찰은 이번 사건이 신상공개 요건을 충족하지 않는다고 판단해 김씨 신상을 비공개했다.  한편 경찰은 지난달 24일 김씨가 다른 남성에게 약물이 든 음료를 건네 의식을 잃게 한 정황을 추가로 확인하고 조사하고 있다. calebcao@newspim.com 2026-02-26 17:38
사진
이부진, 아들 서울대 입학식 참석 [서울=뉴스핌] 남라다 기자 = 이부진 호텔신라 사장이 26일 서울 관악구 서울대학교에서 열린 2026학년도 입학식에 참석해 아들 임동현군의 입학을 축하했다. 이 사장은 이날 모친인 홍라희 리움미술관 명예관장과 함께 서울대를 찾아 임군의 입학을 기념해 사진을 찍기도 했다.  [서울=뉴스핌] 김현우 기자 = 이부진 호텔신라 사장(사진 왼쪽)과 홍라희 리움미술관 명예관장이 26일 서울 관악구 서울대학교 2026학년도 입학식에 참석해 아들 임동현군의 입학을 축하하고 있다.  khwphoto@newspim.com 임군은 최근 서울 휘문고등학교를 졸업하고 2026학년도 수시모집 전형으로 서울대 경제학부에 합격했다. 고교 시절 내신 성적이 상위권이었으며 대학수학능력시험에서도 한 문제만 틀린 것으로 알려졌다. 서울대 26학번이 된 임군은 외삼촌인 이재용 삼성전자 회장(서울대 동양사학과 87학번)의 후배가 됐다. 이날 입학식 현장에서 이 사장의 패션도 눈길을 끌었다. 이 사장은 크림색 계열의 디올 재킷에 에르메스 버킨백을 매치한 차분한 차림으로 참석했다. 단정한 헤어스타일과 절제된 스타일링으로 재계 인사다운 단아한 이미지를 보였다는 평가가 나왔다. [서울=뉴스핌] 김현우 기자 = 이부진 호텔신라 사장(사진 왼쪽)과 홍라희 리움미술관 명예관장이 26일 서울 관악구 서울대학교 2026학년도 입학식에 참석해 아들 임동현 군의 입학을 축하하고 있다. khwphoto@newspim.com nrd@newspim.com 2026-02-26 16:27
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동