일본산보다 낫다.. 반도체 패키징 소재 개발

日에폭시 소재 대체할 국산 개발
세계 최고 수준의 열팽창특성 구현
삼화페인트에 기술 이전 양산 준비

생기원에서 개발한 에폭시 수지와 이를 활용해 삼화페인트공업㈜에서 제작한 에폭시 수지 시제품

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 반도체 제조의 마지막 단계인 패키징 공정에 활용되는 에폭시 밀봉재를 국산화 하는데 성공했다. 이 소재는 기존 생산 공정에 사용되고 있는 일본산 소재보다 성능이 뛰어나 반도체 불량률을 줄이는데도 기여할 것으로 예상된다. 연구진은 상용화 작업까지 마친 단계로 우리나라의 소재 경쟁력 향상에 큰 힘이 될 것으로 전망된다.

전현애 한국생산기술연구원 섬유융합연구 부문 박사의 연구팀은 10년 연구 끝에 새로운 화학 구조를 가진 에폭시 수지를 독자적으로 설계해 개발했다고 16일 밝혔다.

국산 에폭시 밀봉재 개발.. 일본산보다 뛰어나

전현애 한국생산기술연구원 소속 박사

연구팀이 개발한 소재는 반도체 칩을 열이나 습기 등으로부터 보호하는 밀봉재로 활용되는 에폭시 수지다. 대일(對日) 의존도가 약 87%에 달하는 소재기도 하다. 에폭시 밀봉재는 열에 의해 팽창하는 성질을 최대한 줄이는게 중요한데, 연구팀은 에폭시 수지 자체의 구조 변화를 통해 열팽창계수를 반도체 칩(3ppm/℃’)과 유사한 수준까지 맞췄다. 기존 일본산의 경우 반도체 칩보다 높은 열팽창계수를 가져, 패키징 과정에서 부품 전체가 휘는 불량 문제를 일으켰다.

특히 개발된 소재는 반도체 패키징에 사용되는 모든 형태의 에폭시 소재로 활용할 수 있고 대량 합성도 가능하다. 일본산 제품의 한계였던 12인치(inch) 이상의 대면적 패키징도 가능해 향후 인공지능, 자율주행차 등에 필요한 고성능 반도체 제작에 폭넓게 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

삼화페인트에 기술이전

일본의 수출규제를 비롯한 경제도발이 이어지고 있는 6일 서울 서대문구청에서 직원들이 일본제품 사용중단을 촉구하며 타임캡슐에 담은 일본제품을 공개하고 있다./강진형 기자aymsdream@

연구팀은 이 소재에 대한 국내 특허 14건과 미국, 일본, 중국, 유럽 등 해외특허 28건을 등록한 상태다. 이어 도료 제조 전문기업 삼화페인트공업㈜에 기술을 이전했다. 삼화페인트는 현재 고순도·고수율의 톤(ton)단위 생산시스템을 구축해, 신규 에폭시 수지 4종을 생산할 수 있는 상태다.

전현애 박사는 "생기원 대표기술 '키-테크(Key-Tech)' 성과 중 하나로, 일본기업의 영향이 절대적인 반도체 소재 분야에서 기술 우위를 뒤바꿀 수 있는 독보적인 원천기술"이라며 "앞으로 양산된 제품이 시장에 성공적으로 출시·정착될 수 있도록 밀착 지원할 것"이라고 말했다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr