반도체 기판·솔더볼 접합에 필수
레이저 소스·콘트롤러 자체 개발
차세대 LAB 장비 'PLR'에 탑재
공정시간 단축·제품 불량 최소화
프로텍이 반도체 후공정(OSAT)에 쓰이는 '레이저 면(面) 빔 장비'(LAB) 핵심 기술을 국산화했다. LAB는 반도체 기판과 전기적 신호를 전달하는 솔더볼을 접합하는 장비로, 후공정 필수 장비로 꼽힌다. 프로텍은 전량 수입에 의존했던 레이저 소스와 콘트롤러까지 자체 기술로 개발, 고가 부품의 수입 대체 효과가 기대된다.
프로텍은 국내 최초로 자체 개발한 레이저 소스와 콘트롤러를 탑재한 차세대 LAB 장비 '프로텍 레이저 리플로'(PLR)를 출시한다. 지금까지 독일 등 외산에 의존했다.
LAB 기술은 반도체 후공정 중 기판 위에 레이저를 조사하고, 이때 발생하는 열 에너지로 솔더볼을 기판에 접합한다. 기존에는 뜨거운 바람(열풍)을 일으켜서 솔더볼을 녹이는 '매스 리플로' 방식을 주로 사용했다. 매스 리플로는 공정 시간이 5~7분 길고 반도체 다이와 기판이 열에 직접 노출되는 문제가 있다. 기판 휨이나 뒤틀림(Warpage) 현상이 발생, 제품 불량을 야기할 수 있다.
LAB는 특정 영역 당 1~2초 안팎의 아주 짧은 시간 동안 레이저 면 빔을 조사한다. 공정 시간이 단축될 뿐만 아니라 열에 민감한 칩이나 부품·기판에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 리플로 장치 내 부품과 소모품 교체도 줄일 수 있다. 기존 매스 리플로 장비는 열풍으로 인한 훼손 때문에 6~12개월 주기로 소모품을 교체해야 했다. 장시간 열풍을 유지하기 위해 전력을 상시 공급해야 하는 매스 리플로와 달리 LAB는 기존 전력의 20%만 활용하면 된다. 제품 산화를 막기 위한 질소 공급도 필요없어 친환경적이다.
프로텍은 LAB 장비 개발로 축적한 기술력을 바탕으로 3년 전 레이저 소스와 콘트롤러 연구개발(R&D)에 뛰어들었다. 원하는 영역에 같은 양의 레이저를 조사하려면 전용 광학계(호모지나이저)가 필요하지만 프로텍은 별도의 광학계 없이 면 빔을 발생하는 대면적 레이저소스와 콘트롤러 개발에 성공했다. 장비 크기도 기존 대비 5분의 1 수준으로 줄였다. 후공정 업체의 설비 투자 시 면적 효율성을 극대화할 수 있는 대목이다. 신규 LAB 장비로 조사할 수 있는 빔 면적은 6인치·8인치·12인치 등으로, 다양한 제품에 대응할 수 있다.
프로텍은 LAB 기술 특허 등록과 출원을 마치고 현재 글로벌 후공정 업체와 함께 양산 평가를 진행하고 있다. 이미 시연 제품 공급을 완료했다. 최승환 프로텍 대표는 “탄소 저감이 가능한 차세대 LAB 기술로 후공정 패러다임을 전환할 수 있을 것”이라면서 “LAB 원천 기술인 레이저 소스와 콘트롤러도 자체 개발, 양산하게 돼 반도체·인쇄회로기판(PCB)·표면실장기술(SMT) 등 시장에서 수요가 확대될 것”이라고 기대했다.
권동준기자 djkwon@etnews.com
