관련 통계자료 다운로드 반도체 센서 시장 규모(단위:십억달러) 및 센서 시장 성장 추이(단위:백만달러) 그동안 선폭을 줄이는 데 집중해 온 메탈메시 터치스크린패널(TSP) 업체들이 최근 수율 개선에 주력하고 있다.
선폭 형성 기술은 목표했던 만큼 개발됐지만 수율은 그만큼 향상되지 않았기 때문이다. 일정 수준 수율이 확보되면 대규모 양산도 훨씬 빨라질 전망이다.
20일 업계에 따르면 인듐주석산화물(ITO) 대체 소재로 은(Ag) 방식 메탈메시 TSP 개발에 나선 업체들이 실질적인 수율 개선을 위해 다양한 시도를 하고 있다.
그동안 관련 업체들은 메탈메시 TSP를 구현하는 데 최대 기술 난제였던 선폭을 줄이는 일에 집중해 왔다. 현재 1.2~3㎛의 선폭 구현이 가능하다. 일부 업체들은 이론상 0.7㎛까지도 미세 성형할 수 있는 기술을 확보했다. 반면에 양산 기준으로는 2.5㎛가 현재 최대 구현할 수 있는 선폭이다.
하지만 상대적으로 수율은 크게 개선되지 못했다. 업체별·선폭 수준에 따라 수율이 천차만별이지만 평균 50%를 넘지 못한다는 게 업계 전문가들의 설명이다.
현재 메탈메시 TSP의 수율을 떨어뜨리는 가장 큰 요인은 열경화공정 때문이다. 은 페이스트의 경화는 열경화로 이뤄진다. 온도는 120~150도 수준이다. 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사용한다. 은 페이스트의 경화온도가 높으면 기재 온도도 높아지는데, PET는 온도가 높을수록 수축이 일어난다.
TSP 센서는 100㎚ 정도의 정밀도가 요구되는데 온도가 높아지면 수축량이 많아 정밀도를 맞추기 힘들다. 이러한 문제 때문에 불량률도 높아진다.
업계 관계자는 “수축이 일정한 방향으로 방향성을 가진다면 공정을 잘 관리해 맞출 수 있으나 대부분 수축 방향이 일정하지 않다”며 “이러한 문제가 제품 수율을 떨어뜨리는 주요 요인으로 작용한다”고 말했다.
올해 국내 처음으로 1.2㎚ 선폭으로 대면적 메탈메시 TSP 양산에 나서는 아이에스엘은 열경화공정에서 온도를 90도 이하로 낮추는 기술을 개발해 수율을 대폭 개선했다.
아이에스엘 측 담당자는 “경화온도 90도에서도 PET의 변형이 발생하지만 변형량이 미미한 수준”이라며 “선폭에 따라 차이가 있지만 현재 수율 80% 이상을 보이고 있다”고 말했다.
지난해부터 모니터와 올인원PC용 중대형 메탈메시 TSP를 공급하고 있는 LG이노텍은 생산성 향상을 위해 임프린팅 공법을 적용, 공정 수를 줄여 지속적으로 수율을 높이고 있다. 나노기술을 활용, 1㎚ 수준의 초미세 선폭도 구현했다. 현재 1㎚ 선폭에서의 효율적인 양산 기술을 확보하고자 노력하고 있다.
업계 관계자는 “올해 하반기 최소 3~4군데 업체에서 메탈메시 TSP 양산에 나설 것”으로 예상하며 “업체들의 제품 양산이 본격화되면 수율도 안정적인 수준으로 올라갈 것”이라고 전망했다.
성현희기자 sunghh@etnews.com
