독자기술 기반 액상 PID 개발 완료… AI·고성능 반도체 시장 본격 공략

LG화학의 반도체 패키징용 액상 PID(오른쪽)와 필름 PID. 사진=LG화학
 

LG화학이 첨단 반도체 패키징 핵심 소재인 액상 PID(Photo Imageable Dielectric) 개발을 완료했다고 29일 밝혔다. 이에 회사는 인공지능(AI)·고성능 반도체 시장 공략에 본격 나설 방침이다.

PID는 반도체 칩과 기판을 연결하는 미세 회로를 형성하는 감광성 절연재다. 전기 신호가 흐르는 통로를 만들고 회로의 정밀도를 높여 반도체 성능과 신뢰성을 강화하는 첨단 패키징 공정의 핵심 소재다.

고성능 반도체일수록 더 촘촘하고 정밀한 회로가 필요해 PID의 중요성은 더욱 커지고 있다. LG화학의 액상 PID는 고해상도 구현이 가능하며, 저온에서도 안정적으로 경화되고 수축·흡수율이 낮은 특성으로 공정 안정성을 높였다. 아울러 과불화화합물(PFAS)이나 유기용매(NMP·톨루엔) 등을 첨가하지 않아 환경 규제 대응도 쉽다.

LG화학은 일본 소재 업체들이 주도해온 PID 시장을 공략하고자 디스플레이·반도체·자동차 등 전자소재 분야에서 축적해온 필름 기술 역량으로 필름 PID를 개발했다.

최근 반도체의 고성능화가 가속화되면서 반도체 칩뿐만 아니라 기판에서도 대형화와 미세 회로 구현이 요구되고 있다. 기판이 커질수록 온도 변화에 따른 팽창·수축 차이로 균열이 발생하기 쉽고, 기존 칩에 사용하는 액상 PID는 기판의 양면 적용과 균일한 도포에 어려움이 있었다.

LG화학이 개발 중인 필름 PID는 부착 형태로 대형 기판에서도 두께와 패턴의 균일성을 유지할 수 있고, 특히 높은 강도와 탄성, 낮은 수분 흡수율로 반복적인 온도 변화에도 균열 발생을 최소화했다. 또 기판 업체들이 이미 보유한 라미네이션(Lamination) 장비를 그대로 활용해 공정 변경 없이 적용할 수 있다. 라미네이션은 얇은 필름이나 종이 등을 겹쳐 붙여 단단하게 만드는 기술이다.

신학철 부회장은 “LG화학은 첨단 패키징 혁신을 위해 여러 소재를 선제적으로 대응하고 있다”며 “단순한 소재 공급을 넘어 고객과 함께 반도체 시장의 새로운 흐름을 열어갈 것”이라고 말했다.

한편, LG화학은 패키지 기판의 기반 소재인 CCL(Copper Clad Laminate·동박 적층판)과 반도체 칩을 기판에 안정적으로 접착하는 DAF(Die Attach Film·칩 접착 필름)를 양산, △HBM 같은 고성능 메모리 패키징에서 칩을 부착할 때 사용하는 NCF(Non-Conductive Film·비도전성 필름) △미세 회로 구현과 고다층 구조를 가능케 하는 BUF(Build-Up Film·적층 필름) 등 핵심 후공정 소재 개발로 첨단 패키지 반도체 소재 분야에서 경쟁력을 확보하고 글로벌 반도체 소재 시장에서 입지를 확대해 나가고 있다.

〈문화경제 김응구 기자〉