LG이노텍, 반도체 기판 크기 확 줄일 새 공법 개발성공

구리 기둥으로 땜납 최소화
기판 크기 최대 20% 줄여
더 얇은 스마트폰 만들수 있어

코퍼 포스트 기술을 활용해 만든 반도체 기판

LG이노텍이 스마트폰 등 모바일 기기의 두께를 크게 줄일 수 있는 획기적인 기술 개발에 성공했다.

LG이노텍은 모바일용 반도체 기판에 적용되는 ‘코퍼 포스트(구리 기둥) 기술’을 세계 최초로 개발하고 이를 양산 제품에 적용하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.

코퍼 포스트 기술을 적용하면 기존과 동일한 성능을 구현하면서도 크기는 최대 20%가량 작은 반도체 기판을 만들 수 있다.

스마트폰 제조사 입장에서는 설계 자유도를 높이고 디자인 슬림화가 가능하다.

LG이노텍 관계자는 “주요 스마트폰 제조사들이 슬림화 경쟁에 뛰어들면서 스마트폰 부품 크기 최소화가 업계 화두가 되고 있다”며 “이번에 기술한 코퍼 포스트 기술은 모바일 제품의 슬림화 및 고사양화에 최적화된 기술로 업계 주목을 받고 있다”고 설명했다.

이 기술은 반도체 기판과 메인보드를 연결할 때 구리 기둥을 활용하는 것이 핵심이다.

반도체 기판은 반도체 칩, 전력 증폭기 등의 전자부품을 메인보드와 연결시켜주는 제품이다.

납땜용 구슬인 솔더볼(Solder Ball)을 통해 메인보드와 연결돼 전기신호를 주고받는다.

솔더볼을 촘촘히 배열할수록 더 많은 회로를 연결할 수 있고 이는 스마트폰 성능 향상의 핵심 요소 가운데 하나다.

문제는 솔더볼을 사용하는 방식으로는 회로의 밀도를 높이는데 한계가 있다는 점이다.

안정적인 접합을 위해 솔더볼 크기도 커야 했고, 동그란 구 형태의 구조로 넓은 공간을 차지했다.

또 간격이 좁을 경우 납땜 과정에서 녹은 솔더볼이 서로 달라붙는 현상도 발생했다.

LG이노텍은 반도체 기판에 솔더볼을 직접 연결하는 대신, ‘코퍼 포스트’ 기술로 구리 기둥을 먼저 세우고 그 위에 솔더볼을 작게 얹었다.

구리로 기둥을 세우는 것은 고난도 기술이지만 LG이노텍은 디지털 트윈 기반의 3D 시뮬레이션 기술을 활용해 개발 속도와 완성도를 동시에 끌어올렸다.

이 기술로 LG이노텍은 솔더볼 간격을 기존 대비 약 20% 가까이 줄이는 데 성공했다.

기둥 구조를 통해 솔더볼의 면적과 크기를 최소화해 더욱 촘촘한 회로 배열이 가능해졌다.

같은 크기의 반도체 기판이라면 기존 대비 더 많은 솔더볼을 배치하고 기판 회로 수를 늘릴 수 있다.

회로 밀도를 높인 고성능 반도체 기판 설계가 가능해진다는 뜻이다.

문혁수 LG이노텍 대표는 “혁신 제품으로 기판 업계의 패러다임을 바꾸며 차별적 고객가치를 지속 창출해 나갈 것”이라며 “2030년까지 반도체용 부품 사업을 연 매출 3조 이상 규모로 육성하겠다”고 밝혔다.

문혁수 LG이노텍 대표