반도체⋅디스플레이용 CCSS(중앙화학약품공급장치) 공급사 씨앤지하이테크가 첨단기기용 기판 사업으로 확장하고 있다. 표면처리 기술을 기반으로 ▲글래스 기판 ▲저유전율 FCCL(연성동박적층판) ▲세라믹 기판 개발을 완료했다. 

CCSS 전문 씨앤지하이테크, 첨단 기판 사업화 추진

씨앤지하이테크가 신규 진입을 시도하는 시장은 첨단기기용 기판(서브스트레이트)이다. 통상 전자산업에서 반도체 등 부품이 실장되는 기재를 기판, 혹은 서브스트레이트라 부른다. 

특히 이 회사는 최근 반도체 업체들이 주목하는 글래스 기판 양산을 추진하고 있다. 글래스 기판은 반도체용 패키지 기판에서 가운데 코어층을 유리 소재로 바꾼 제품이다. 현재는 FR4(유리섬유+에폭시 수지)로 구성된 코어를 유리로 바꾸면 강직도가 높아지고 박형화 할 수 있다. 

인텔은 지난해 5월 3~4년 내 글래스 기판 도입을 공식화 했고, 삼성전자⋅SK하이닉스 등도 글래스 기판 도입을 검토하고 있다. SKC는 지난 2021년 글래스 기판 전문업체 SKC앱솔릭스를 신설했다. 

씨앤지하이테크가 내세우는 자사 글래스 기판의 강점은 박리강도다. 박리강도는 모재인 글래스와 회로를 형성하는 빌드업필름 간의 접착력을 의미한다. 반도체 패키지 기판은 향후 작동 과정에서 고열이 발생할 수 있는데, 박리강도가 낮으면 글래스기판에서 빌드업필름이 탈락할 수 있다. 이 회사는 자체 테스트를 통해 7N/㎝ 이상의 박리강도를 확보했다. 씨앤지하이테크 관계자는 “표면처리 및 이종소재간 접합기술로 기판 내 소재들의 박리강도를 높였다”고 설명했다.

반도체 패키지 기판의 주요 규격 중 하나인 L/S(라인앤드스페이스, 회로선폭)는 20μm(마이크로미터) 이하 수준을 확보했고, 최저 5/5μm 이하급을 평가하고 있다. L/S는 숫자가 작을수록 고밀도 회로를 패터닝할 수 있다는 의미며, CPU⋅GPU 등 고성능 반도체 패키지에는 고밀도 회로가 필요하다. 

반도체 업계는 실리콘 인터포저를 쓴다는 가정 하에 2.5D 패키지에 사용하기 위해서는 9/12μm, 인터포저 없이 2.1D 패키지를 위해 2/2μm 정도의 L/S 규격이 필요할 것으로 본다. 

씨앤지하이테크는 글래스 회사에서 TGV(쓰루글래스비아) 홀 가공까지 끝낸 기판을 받아다가 도금 공정부터 시작하는 비즈니스를 구축할 전망이다. 이후 빌드업필름을 붙이고 패턴을 형성하면 패키지 기판으로 가공할 수 있다.

5G용 PTFE FCCL, 세라믹 기판도 개발

또 다른 신사업 아이템인 저유전율 FCCL은 고주파 통신용 FPCB(연성인쇄회로기판)를 만드는 모재다. 현재 5G 스마트폰에 내장된 FPCB는 LCP(액정폴리머), 혹은 MPI(모디파이드폴리이미드) 기반 FCCL을 가공해 만든 것이다. 두 소재는 이전 PI(폴리이미드)와 비교하면 유전손실계수(Df)가 낮아 통신 신호손실이 적다. 5G처럼 고주파 대역을 활용하는 이동통신 기술을 위해서는 FCCL의 Df가 낮아야 한다. 

씨앤지하이테크는 LCP⋅MPI 대비 Df 값이 더 낮은 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 기반 FCCL 파일럿 라인을 구축했다. 통상 PTFE는 구리 등 이종 소재와의 접합성이 좋지 않은데, 이 회사는 표면처리 후 PVD(물리증착) 기술을 이용해 구리 박막을 형성하는 기술을 개발했다. 이를 통해 PTFE와 구리 박막과의 접착력을 10N/㎝(단면 기준)까지 확보했다. 

스퍼터링으로 불리는 PVD는 물리적인 힘으로 금속 타깃을 때려 소재가 낙하하는 힘으로 박막을 형성하는 기술이다. 주로 디스플레이 TFT(박막트랜지스터) 생산 공정에 쓰인다. 

이 밖에 세라믹 기판은 AlN(질화알루미늄)⋅Si3N4(질화규소) 등 절연체에 동박⋅방열시트를 부착한 PCB다. 고열이 발생하는 전기차⋅전력반도체⋅LED(발광다이오드) 모듈 등에 사용한다. 역시 표면처리 기술을 통해 높은 박리강도(50N/㎝)를 구현했다. 

씨앤지하이테크 관계자는 “기판 사업 진출을 위해 지난해 경기도 안성시에 1367㎡ 규모의 제 3공장을 신축했다”며 “이 공간에서 각 기판의 연구개발 및 공정개발이 진행될 것”이라고 말했다.