[The Korea Industry Post (kipost.net)] 스마트폰용 반도체에 전자파간섭(EMI) 차폐 처리가 확대 되면서 이를 수행하는 공정에 대한 관심도 높아졌다. EMI 차폐는 반도체 외부로 발산하는 전자파를 흡수, 안전하게 배출하는 통로를 만드는 작업이다.

그동안 반도체 EMI 차폐에 사용돼 왔던 스퍼터 공정 외에 올해부터는 스프레이를 이용해 대규모로 처리하는 공정도 상용화 될 전망이다.

▲SK하이닉스 낸드플래시. /SK하이닉스 제공

스퍼터링 EMI 차폐 비용, 1개당 300원...스프레이는 60원

지난해 외주 업체를 통해 EMI 차폐 처리를 했던 SK하이닉스는 상반기 내에 스프레이 장비를 이용한 EMI 차폐 라인을 자체 구축할 계획이다. 당장 모든 출하 반도체를 자체 공정으로 처리하지는 않고, 우선 일부 낸드플래시 제품에 스프레이 장비를 활용한 EMI 차폐 처리를 수행할 계획이다.

SK하이닉스가 스프레이 장비 도입에 적극적인 이유는 비용 때문이다. 그동안 스퍼터링 공정 대비 스프레이 장비 생산성이 높다는 점은 알려져 있었다. SK하이닉스가 산정한 스퍼터링 대비 스프레이 방식의 생산 비용은 5분의 1 정도였던 것으로 전해졌다.

SK하이닉스는 지난해 외주 업체에 EMI 차폐 공정을 맡기면서 낸드플래시 1개당 300원의 비용을 지불했다. 이에 비해 스프레이를 이용했을 때 공정 비용은 60원 정도로 추산됐다. 1억개의 낸드플래시를 공급한다고 가정하면 스퍼터링 공정으로는 300억원, 스프레이 공정으로는 60억원이 들어간다는 뜻이다.

스프레이를 이용했을 때, 스퍼터링 대비 더 싸게 EMI 차폐 처리를 할 수 있는 이유는 감가상각비와 생산 속도 때문이다.

우선 스퍼터 장비 한 대가 한 달 동안 처리할 수 있는 반도체 개수는 360만개(1cm² 다이 기준) 정도다. 이에 비해 스프레이는 520만개까지 처리할 수 있다. 스프레이 장비의 생산 속도가 40% 이상 빠른 셈이다. 

제대로 된 차폐 성능을 내기 위해서는 금속막을 두께감이 있게 코팅해야 하는데, 스퍼터링을 통해 형성되는 막이 워낙 얇아 4~5번 이상 처리해야 하기 때문에 속도가 늦다. 공정 횟수가 늘면 내부 세정도 해야 하는 탓에 시간은 더욱 지연된다. 스프레이 장비는 하루 한 번 노즐과 잉크 통로를 세정해주기만 하면 된다.

장비 자체의 가격도 차이가 난다. 스퍼터 장비 한 대당 약 60억원 정도에 거래되는데 비해, 스프레이는 15억원 정도면 살 수 있다. 

당분간 스퍼터링-스프레이 공존...장기적으론 스프레이가 유리

이처럼 두 장비의 생산성 차이가 크다 보니 장기적으로는 스프레이 방식이 주류를 이룰 것으로 보고 있다. 스퍼터링이 이미 검증된 기술이다 보니 당장은 스퍼터링 수요가 많겠으나, 스프레이 방식 점유율이 가파르게 치고 올라갈 전망이다.

특히 반도체가 아닌 모듈이나 기타 전장부품 등을 차폐 처리하는데는 종전 스퍼터링으로는 한계가 있다. 

차폐 소재의 낙하 직진성을 이용한 스퍼터링으로는 수직면의 차폐 처리를 하기 어렵다. 이에 비해 스프레이는 노즐의 분사 각도를 조절해 수직면 코팅도 처리할 수 있다. 

▲EMI 차폐 처리된 부품들. 수직면을 처리하기 위해서는 스퍼터 보다 스프레이 장비가 유리하다. /테크에치 홈페이지 캡처

업계 관계자는 “최근 스퍼터 장비 업체들이 장비 가격을 30억~40억원 수준으로 내리면서 두 기술간 생산성 격차가 다소 줄었다”며 “그래도 아직 스프레이 방식이 저렴한 건 마찬가지”라고 말했다.