반도체 성능, 세라믹 기술로 UPGRADE
반도체 성능, 세라믹 기술로 UPGRADE
  • 김진성 기자
  • 승인 2019.08.21 14:16
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

[공학저널 김진성 기자] 반도체 성능과 수명을 좌우하는 패키지 기술이 세라믹을 접목해 발전하고 있다.

패키징은 반도체 칩(IC)을 물리적으로 보호하고 상호 배선, 전력 공급을 위해 필요한 공정이다. 과거에는 외부 환경으로부터의 보호와 기계적 서포트가 주 목적이었다면, 점차 저항을 최소화하는 상호 접속 기능과 퍼포먼스 향상을 위한 열관리 능력, 더 나아가 패키지 통합(Integration) 기능 등 반도체 기능을 극대화하는 역할이 점차 강조되고 있다.

세라믹을 접합한 반도체 패키지는 '고효율, 절연성, 방열성‘에서 매우 뛰어난 소재라고 볼 수 있다.

광화합물 반도체인 인듐인(Inp)과 갈륨비소(GaAs), RF화합물 반도체인 질화갈륨(GaN)과 갈륨비소를 안전하게 안착시키는 역할을 한다. 이 과정에서 이종 소재 간 접합에 뛰어난 브레이징 접합 기술이 사용된다.

반도체는 무엇보다 기밀성을 요구한다. 패키징에 따라 반도체의 수명이 좌우되기 때문이다. 이에 고 신뢰성과 기밀성이 확보된 각종 패키지의 신뢰성을 검증한 기술을 사용하고 국내에서는 유일하게 (주)메탈라이프가 화합물 반도체, 산업용·의료용 레이저, 광 통신, 우주 항공, 국방용 센서, 전기 자동차 등 분야에서 필요로 하는 각종 세라믹, 히트싱크 등의 소재와 고온 접합기술을 이용한 소재·패키지를 개발해 공급하고 있다.

반도체 패키지는 세계적으로 교세라 및 NTK 등의 소수의 글로벌 기업이 시장을 선도하고 있지만 메탈라이프는 이러한 기술 개발을 비교적 빠른 시간에 이룩해 글로벌 기업을 위협하는 수준까지 이르렀다.

국내에서 5G용 중계기의 필수 부품인 RF(Radio Frequency) 파워 트랜지스터용 패키지를 가장 많이 생산해 국내 RF파워 엠프 제작회사인 RFHIC와 해외 CREE (USA), Integra (USA), MACOM (USA) 등의 기업에 공급하고 있다.

메탈라이프 김종기 이사(사진)는 “패키지 제조에 필요한 세라믹기술과 Heat Spreader 기술을 국내 최초로 국산화해 경쟁력을 확보했다”며 “RF 트랜지스터 시장의 국내 최대 기업인 RFHIC와의 M&A로 5G시대에 대응한 부품‧소재 분야에서 시너지 효과를 기대하고 있다”고 말했다.

이 밖에도 메탈라이프는 알루미나 세라믹 소재 및 텅스텐/몰리브덴등의 내열 금속 소재를 사용, 적층 세라믹 제조공정으로 다양한 분야 (광 통신 , 우주항공 , 각종 센서 등)에 요구되는 세라믹 부품 제조 기술 및 생산 시설 보유하고 있으며 몰리/망간 메탈라이징 기술을 이용한 이종 소재의 고온 브레이징 접합 기술도 보유하고 있다.

메탈라이프는 현재 5G용 광통신 송/수신 모듈용 TOSA/ROSA 패키지의 국산화를 위해 RF설계, 세라믹 제조 기술을 중심으로 개발에 힘쓰고 있다. 또한 5G용 스몰셀 중계기용 표면 실장 타입의 세라믹과 금속의 히트싱크가 접합된 소형 기밀 패키지를 개발 중이다.

김 이사는“5G용 RF FEM(Front-End Module)과 광(Optic) OSA(Optical Sub-assembly) 패키지의 개발이 완료되면 다가오는 5G의 시대에 매출이 급격히 증가할 것”이라며 “이익을 극대화 할 수 있는 사업구조를 확보할 예정”이라고 설명했다.

이에 메탈라이프는 산업의 분야를 더욱 확장시켜 소재·패키지의 다양한 적용이 가능하도록 다분야 산업에 대한 기술 개발에 열중할 계획이다.

이에 따라 항공, 우주 분야 MCM용 다층 구조의 세라믹 패키지와 산업용, 의료용, 미용 등에 사용되는 플라즈마 발생기용 유전체 격벽 타입의 소형 세라믹도 개발 예정 중에 있다.

김 이사는 “세라믹 제조 기술을 더욱 발전시켜 일본, 미국, 프랑스, 독일 등의 선진 기업들이 독점하고 있는 고 부가가치 창출이 가능한 부품, 패키지 분야를 국산화해 부품 소재 독립국 건설에 기여할 예정”이라며 “기초 소재와 공정 기술 확보를 통해 다가올 5G통신, 우주, 항공 분야 필수 소재 부품을 개발·국산화하는 소재 부품 전문기업으로 발전할 것”이라고 전했다.



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.