▲ 칩패키지의 부품, 플렉서블 디스플레이용 화학 강화 커버 글래스, 지문 인식 센서용 카메라, 그리고 박막 배터리의 기판 물질로 사용되는 쇼트의 초박형 유리.

독일 테크놀로지 그룹 쇼트(SCHOTT)가 반도체 및 전자기기용 초박형 유리 기술을 업계에 소개했다.

쇼트는 2일부터 4일까지 대만 타이완에서 개최되는 ‘2015대만 반도체 박람회(SEMICON Taiwan 2015)’에서 애플리케이션을 위한 혁신적 초박형 유리를 선보인다.

반도체 업계에서는 칩패키징과 인터포저 애플리케이션용으로 초박형 유리 기판을 사용하는 제품 디자인이 증가하고 있다.

마이크로프로세서의 성능은 계속해서 향상되는 반면에 그 두께는 제품 업그레이드 때마다 얇아지고 있는 가운데, 무기물인 유리는 칩패키징에 있어 기존의 유기 물질 재료에 비해 기술적 장점을 제공한다.

유기 물질 기판을 사용하면, 모바일 기기의 소형 핵심 부품에서 국부적으로 발생한 열로 인해 제품이 휘거나 안정성에 문제가 생길 수 있는 반면에 무기질인 초박형 유리는 광범위한 온도에서 고차원적 안정성을 보이며, 동시에 칩패키징의 폼팩터를 매우 얇게 제조할 수 있는 기초를 제공한다.

쇼트의 AF 32® eco 유리는 열팽창계수가 실리콘과 동일해 프로세서의 기판과 호환이 가능하다. 초박형 유리제품은 또한 인터포저 애플리케이션에 사용하기에도 이상적이다.

쇼트 어드밴스드 옵틱의 초박형 유리제품 신규 사업 부문 이사인 뤼디거 스프렌가드 박사(Dr. Rudiger Sprengard, Director of New Business for Ultra-Thin Glass at SCHOTT Advanced Optics)는 “현재 우리 솔루션에 큰 관심을 보이는 주요 업체들과 활발한 대화를 나누고 있다. 우리의 초박형 유리가 반도체 산업의 대량 생산 과정 안에서 확고한 발판을 마련할 것이라 확신한다”고 쇼트의 초박형 유리 제품의 전망에 대해 설명했다.

얇은 유리 기판을 안정적으로 공정하기 위해 일시 결합 배송 시스템을 사용할 수 있다. 예를 들면, 400마이크로미터 두께의 얇은 유리로 된 캐리어를 약 100마이크론 두께의 초박형 유리로 된 웨이퍼와 일시적으로 결합시키는 것으로, 접착제 없이 결합하여 기계 공정 후 다시 분리가 가능하다.

쇼트는 전 세계에서 화학 강화 공정(chemically hardened)을 거친 초박형 유리를 단독 공급하고 있다.

전 세계 유일의 화학 강화 초박막 유리 생산 기업인 쇼트의 D 263® 유리는 알칼리 이온을 포함하고 있어 이온교환 방식을 통해 안정적인 처리가 가능하며, 이를 통해 매우 얇지만 단단한 유리를 커버 유리로 사용할 수 있게 된다. 화학적 강화 과정을 거친 초박형 유리는 비강화 유리에 비해 4배 정도 강도가 높다.

스프렌가드 박사는 “온라인 결제 과정에서 지문 인식 시스템을 가동할 수 있도록 지문을 읽게 하는 등, 초박형 유리는 미래의 스마트폰에서 중요한 역할을 할 것”이라고 초박형 유리의 가능성을 강조하였다.

쇼트가 자체 개발한 다운-드로 방식으로 생산된 D 263® 유리 솔루션은 현재 반도체 산업이 요구하는 수준의 성능을 제공하는 것은 물론, 유전율 (dielectric constant)이 높아 전자 산업의 원가 부담 또한 낮출 수 있다.

또한 쇼트는 사물인터넷(IoT)용 애플리케이션 역시 연구 중이다. 초박형 유리는 박막 배터리 또는 고체 배터리 등 차세대 배터리 생산에도 사용할 수 있다. 이런 마이크로 배터리는 충전 용량, 수명, 그리고 특히 컴팩트한 디자인 및 생산 원가 등에서 매우 경쟁력이 높다.

이런 생산 공정에서는 고열이 사용돼, 유리는 기판 재료로 이상적이라 할 수 있다. 재충전 가능한 마이크로 배터리는 웨어러블 기기, 소형 보안 카메라, 또는 온라인 뱅킹용 비밀번호 생성기, 등의 디스플레이 스마트 카드처럼 인터넷 연결이 되는 일상 기기에서 찾아볼 수 있다.

스프렌가드 박사는 “D 263® 유리는 배터리 코어의 증착 캐소드 물질과 열평창계수가 동일해, 매우 이상적인 기판 소재라 할 수 있다”고 설명했다.