"슬림폰 더 얇게 만든다"…LG이노텍, 반도체 기판 '코퍼 포스트' 세계 최초 양산

반도체 기판 내 구리 기둥 활용
더 많은 회로 배치해 촘촘한 설계
스마트폰 슬림화, 발열 개선도

LG이노텍이 스마트폰을 더욱 얇게 만들 수 있는 반도체 기판 기술 개발에 성공했다. 이를 통해 핵심 부품인 반도체 기판을 기존과 동일한 성능으로 구현하면서도 크기는 최대 20%가량 작게 만들 수 있게 됐다.

LG이노텍은 모바일용 고부가 반도체 기판에 적용되는 '코퍼 포스트(Cu-Post·구리 기둥) 기술'을 세계 최초로 개발하고, 이를 양산 제품에 적용하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.

주요 스마트폰 제조사들이 슬림화 경쟁에 뛰어들면서 모바일용 반도체 기판의 성능을 고도화하면서도 크기는 최소화할 수 있는 기술 수요가 급증하고 있다. 이에 LG이노텍은 2021년부터 코퍼 포스트를 개발해 왔다. 이 기술은 반도체 기판과 메인보드 연결 시, 구리 기둥을 활용하는 것이 핵심이다. 기존 방식 대비 더 많은 회로를 반도체 기판에 배치할 수 있으며, 반도체 패키지의 열 방출에도 효과적이다.

LG이노텍 직원이 코퍼 포스트(Cu-Post·구리 기둥) 기술을 적용한 RF-SiP(무선 주파수 패키지 내 시스템) 기판을 선보이고 있다. LG이노텍.

반도체 기판은 반도체 칩, 전력 증폭기, 필터 등 전자부품을 메인보드와 연결하는 제품이다. 납땜용 구슬인 '솔더볼'을 촘촘히 배열할수록 더 많은 회로를 연결할 수 있다. 종래에는 반도체 기판에 솔더볼을 직접 부착해 메인보드와 연결했지만 LG이노텍은 코퍼 포스트 기술로 구리 기둥을 먼저 세우고 그 위에 솔더볼을 작게 얹었다.

이 기술로 LG이노텍은 솔더볼 간격을 기존 대비 약 20% 가까이 줄였다. 기둥 구조를 통해 솔더볼의 면적과 크기를 최소화했으며, 녹는점이 높은 구리를 사용해 고온 공정에서도 기둥 형태가 안정적으로 유지돼 더욱 촘촘한 배열 설계가 가능해졌다.

LG이노텍의 코퍼 포스트 기술을 적용하면 기존과 동일한 성능을 구현하면서도 크기는 최대 20%가량 작은 반도체 기판을 만들 수 있다. 스마트폰 제조사는 설계 자유도를 높이고 디자인 슬림화가 가능하다. 또 이 기술은 복잡하고 방대한 전기신호를 효율적으로 처리해야 하는 인공지능(AI) 연산 등 스마트폰의 고사양 기능에 최적화됐다. 같은 크기의 반도체 기판이라면 기존 대비 더 많은 솔더볼을 배치하고 기판 회로 수를 늘릴 수 있다.

기존 솔더블 부착 방식과 코퍼 포스트(Cu-Post·구리 기둥) 기술 적용 방식 비교 그래픽. LG이노텍.

스마트폰 발열도 개선할 수 있다. 코퍼 포스트에 사용된 구리는 납 대비 열전도율이 7배 이상 높아 반도체 패키지에서 발생하는 열을 보다 빠르게 외부로 방출한다. 열에 의한 칩 성능 저하나 신호 손실 등 문제를 최소화해 모바일 기기의 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.

LG이노텍은 관련 특허 40여 건을 확보했다. 이 기술을 모바일용 반도체 기판인 RF-SiP(무선 주파수 패키지 내 시스템) 기판, FC-CSP(플립칩-칩 스케일 패키지) 기판 등에 적용해 시장 우위를 더욱 강화해 나간다는 방침이다.

문혁수 LG이노텍 대표는 "이 기술은 단순한 부품 공급 목적이 아닌 고객의 성공을 지원하기 위한 깊은 고민에서 나온 것"이라며 "혁신 제품으로 기판 업계의 패러다임을 바꾸며 차별적 고객가치를 지속해서 창출해 나가겠다"고 말했다.

박준이 기자 giver@asiae.co.kr