국내 중소기업이 스마트폰 핵심 소재인 연성동박적층판(FCCL) 공정의 한계를 극복하고 미세 선폭과 적층 요구를 모두 만족할 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다.
피앤아이(대표 윤여경)는 접착력이 0.8kgf/cm 이상이면서 20피치(회로 선폭과 간격이 각각 10㎛) 패턴을 그릴 수 있는 양면 FCCL을 세계 처음 개발했다고 14일 밝혔다.
FCCL은 연성회로기판(FPBC) 소재로, 스마트폰 시장 추세에 따라 더욱 얇게 패턴을 그리면서도 적층까지 가능한 소재에 대한 요구가 커지고 있다. 하지만 적층할 수 있도록 접착력이 강한 소재는 미세 회로 선폭이 어렵고, 미세 회로를 그릴 수 있는 소재는 접착력이 떨어지는 문제가 있었다. 현재 FCCL을 생산하는 3가지 공정 모두 장단점을 지녔기 때문이다.
거칠게 처리된 동박에 폴리이미드(PI) 레진을 바르는 캐스팅 방식이나 PI와 같은 성분의 접착제인 PI 프리프레그를 사용한후 PI 레진을 바르는 라미네이팅 방식의 FCCL은 접착력과 내열성이 좋아 적층에 유리하다. 접착력은 1kgf/cm에 달한다. 하지만 동박 자체가 두껍고 표면이 거칠어 미세 패턴 제작이 힘들었다. 가능한 패턴은 40피치 정도이며, 주요 업체들도 60~70피치 제품을 내놓고 있다.
전해 도금으로 PI에 구리 입자를 입히는 방식인 증착(sputter)은 미세 패턴이 가능하다. 접착력은 0.4kgf/cm에 불과해 적층이 힘들다.
이 때문에 접착력이 강한 FCCL은 캐스팅이나 라미네이팅 방식으로, 미세 패턴을 그리는 FCCL은 증착(sputter) 방식으로 각기 다른 공정으로 생산해 왔다.
피앤아이는 한국과학기술연구원(KIST)의 표면처리 기술을 활용해 두 가지 특성을 모두 구현했다. 플라즈마 상태의 진공 체임버 내에서 특수 가스를 주입하고 이온빔을 쏘는 방식으로 PI 표면을 처리한 후 증착했다. 이 방식으로 피앤아이는 접착력을 0.8kgf/cm이상으로 끌어올렸다. 이 특성은 솔더 플로트 테스트(288℃,10초)와 핫 프레스 테스트(180℃,2시간, 4회)에서 모두 확인됐다. 미세 패턴은 20피치까지 가능하다.
또 한쪽 면은 기존 캐스팅 방식을 적용해 양면 모두 적층이 가능한 비대칭(Asymmetric) 구조를 이뤘다. 윤여경 회장은 “자체 개발한 증착 기술은 기존 FCCL 공정을 단축시키기 때문에 생산 비용도 절감할 수 있다”며 “최근 세아홀딩스로부터 투자받아 양산체제도 갖췄다”고 말했다.
문보경기자 okmun@etnews.com
