송준엽 기계연 부원장팀, 여러 반도체 칩 일괄 조립 가능한 '갱본더' 개발
국내 연구진이 중소기업과 손잡고 플렉시블 반도체의 생산속도를 100배 이상 높이는 후공정 장비를 개발했다.
송준엽 한국기계연구원 부원장 연구팀은 국내 반도체장비업체 '프로텍'과 함께 열 손상을 최소화하면서도 대면적의 플렉시블 반도체 패키지 패널을 조립할 수 있는 장비 '갱본더(Gang-Bonder)'를 개발했다고 11일 밝혔다.
기존의 방식으로는 가로·세로 수 ㎜ 크기의 플렉시블 반도체 칩마다 소자·부품 조립(후공정)을 따로 해야 했다. 칩의 두께가 머리카락 한가닥의 절반 수준(20μm)에 불과해서 한꺼번에 모아서 일괄적으로 조립하면 열 발생이 고르지 못해 손상되는 부분이 생기기 때문이다.
이번에 개발된 갱본더는 특수한 기체를 이용해 주변 온도 분포를 균일하게 함으로써 열 손상을 최소화했다. 이에 따라 다수의 칩을 가로·세로 30㎝ 크기의 기판에 모은 '패키지 패널' 단위로 부품 조립을 할 수 있게 됐다.
연구팀이 기존의 후공정 방식과 갱본더 방식의 생산속도를 비교한 결과, 갱본더 방식의 시간당 반도체 생산량(UPH)이 100배 이상 인 것으로 나타났다.
연구팀은 "이처럼 반도체 칩에 가하는 열 손상을 줄이고 생산성을 높인 건 전세계에서 아직 상용화 사례가 없다"며 "상용화를 추진하고 있다"고 설명했다.
송 부원장은 "이번에 개발한 갱본더 장비는 유럽, 일본 등 반도체 장비 선도국가의 소수 업체가 주도하고 있는 최고 사양의 반도체 조립 장비보다 앞서는 세계 최고 수준의 기술"이라며 "웨어러블 기기 등 플렉시블 반도체 분야에 활용될 수 있어 새로운 장비산업 창출이 기대된다"고 말했다.