반도체용 인쇄회로기판(PCB) 기업 티엘비가 3D 프린터와 금속 잉크로 회로를 그리는 PCB 공정 기술을 양산 수준까지 확보했다. 복잡한 기존 포토리소그래피(사진) 공정 대신 종이에 글자를 인쇄하듯 회로 도면을 바로 그리는 디지털 공정이다.
21일 업계에 따르면 티엘비는 선폭 50~60㎛급 PCB 회로 프린팅 기술 확보에 성공했다. 60㎛급은 라인에서 양산 가능한 수준에 이르렀으며, 50㎛급은 기술적으로 구현이 가능한 단계다.
기존 방식 공정으로 생산하는 PCB(대략 55~60㎛대)와 비슷한 구간이다. 50㎛는 머리카락 굵기와 비슷한 수준이다.
PCB는 전자부품을 얹고 전기를 이어주는 판이다. 일반적인 PCB 공정은 동박 위에 필름을 붙이고 마스크를 맞춘다. 이후 빛을 쬐고 현상한 뒤에야 회로가 남는다.
PCB 프린팅 방식은 이 가운데 여러 단계를 건너뛰고 바로 회로를 인쇄한다. 그만큼 라인 전체를 통과하는 시간(택타임)이 짧아진다는 것이 회사 설명이다. 티엘비는 프린터 헤드를 여러 개 붙여 넓은 판을 한 번에 찍는 기술을 적용, 시간을 더욱 단축했다.
단계가 줄면 노광기·현상 설비처럼 중간 장비를 덜 사도 되고 약품 비용 부담도 줄어든다. 구리를 녹이고 막을 떼는 횟수가 줄고 폐수 처리 부담도 작아 기존 양산 라인보다 경제성이 높다. 도면만 바꾸면 매번 마스크를 새로 만들지 않아도 되므로 고객별 커스터마이징 주문 대응에도 유리하다.
PCB 프린팅 기술은 이미 2010년대부터 대학과 연구소에서 꾸준히 시도됐지만 대면적 회로를 찍어내는 속도가 문제였다. 세밀하게 회로를 한 장 그려낼 수는 있지만 공장처럼 한 시간에 수십장 뽑아내는 양산화는 속도가 나지 않았다.
티엘비가 차별화한 것은 대형 기판에서 생산 속도와 수율, 신뢰성을 확보하고 기존 공장 선폭대에 맞춘 양산 시스템을 마련했다는 점이다.
특히 '나노 잉크' 소재 측면에서 확보한 기술이 진일보를 이뤘다. 헤드에서 잉크가 안 나오면 선이 퍼지거나 구리가 붙지 않는다. 티엘비가 확보한 특허 기술도 잉크 조성에 집중돼 있다. 폴리머와 금속 이온, 커플링제, 용매 비율, 점도, 표면장력, 토출 안정성 등 이슈를 2021년부터 하나씩 해결해왔다. 접촉식 펜에서 비접촉 잉크젯으로 기술 초점을 이동한 과정도 같은 맥락이다.
티엘비 관계자는 “여러 공정을 거쳐서 나오는 제품이 아니라 한 경로에서 나오기 때문에 기존 방식보다 빠르고 경제성이 있다”며 “설비 단가와 약품, 폐수 부담이 줄어들어 ESG 친환경에도 유리하다”고 설명했다.
티엘비는 주문 수요를 확인하고 고객사 검증 과정을 거쳐 상용화 시기를 조율할 방침이다.
이형두 기자 dudu@etnews.com
