기계연-하나마이크론 공동연구 수행
웨어러블 디바이스, 스마트카드 등 적용 기대

한국기계연구원(원장 박천홍)은 하나마이크론(대표 한호창)과 '3차원 플렉시블 반도체 패키징' 상용화 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

송준엽 기계연 첨단생산장비연구본부장 연구팀과 김동현 하나마이크론 연구소장팀은 공동으로 자유롭게 구부리거나 휠 수 있고 패키지 크기를 줄일 수 있는 3차원 플렉시블 반도체 패키징 기술을 만들었다. 

최근 웨어러블 디바이스에는 편안한 착용감, 아름다운 곡면 형상, 낮은 전력 소모율, 높은 성능 등이 요구되고 있다. 이를 구현하기 위해서는 반도체 패키지도 자유로운 구부림, 박막, 고집적화가 가능해야 한다. 

기존 패키징 기술은 단단한 솔더범프를 사용해 플렉시블 패키지에 적용하기 어려웠다. 또한, 반도체 소자를 유연하게 만들기 위해 두껍고 딱딱한 반도체 웨이퍼를 20~30㎛(마이크로미터) 두께로 매우 얇게 가공한 후 유연한 연성기판에 순차적으로 적층해야 해서 파손되기 쉽다는 한계가 있었다.  

이에 연구팀은 3차원 플렉시블 반도체 패키징 기술을 개발했다. 이 기술을 적용하면 반도체 소자를 여러 층으로 적층해도 구부려지고, 접촉을 유지할 수 있으며 유연한 기계적 특성을 갖는다.

2층으로 적층된 3차원 플렉시블 반도체 패키지는 굽힘 반경 10mm로 굽혔다 폈다를 1만번 반복해도 전기적 특성 변화 없이 성능을 유지한다.

송준엽 본부장은 "새로 개발된 3차원 플렉시블 반도체 패키징 기술은 미국과 유럽 등에서 컨소시엄을 구성해 개발하고 있는 것보다 앞선 세계 최고 수준의 기술"이라며 "웨어러블장치, 스마트카드, 의료 장치 등 실리콘 웨이퍼 기반 디바이스 시장이 고속 성장해 기술 활용처가 더욱 확대될 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 산업통상자원부 산업핵심기술개발사업의 지원을 받았다.

3차원 플렉서블 반도체 패키지.<사진=한국기계연구원 제공>
3차원 플렉서블 반도체 패키지.<사진=한국기계연구원 제공>
저작권자 © 헬로디디 무단전재 및 재배포 금지