한국기계연구원은 하나마이크론과 공동으로 자유롭게 구부리거나 휠 수 있고, 패키지 크기를 줄일 수 있는 ‘3차원 플렉서블 반도체 패키징' 상용화 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

한국기계연구연과 하나마이크론이 공동 개발한 기술로 만든 3차원 플렉서블 반도체 패키지. / 한국기계연구원 제공
한국기계연구연과 하나마이크론이 공동 개발한 기술로 만든 3차원 플렉서블 반도체 패키지. / 한국기계연구원 제공
웨어러블 기기는 편안한 착용감을 위한 곡면 형상과 함께 저전력, 고성능을 요구한다. 이를 구현하기 위해서는 반도체 패키지도 자유롭게 구부릴 수 있고, 고집적화가 필수적이다.

기존 패키징 기술로 반도체 소자를 유연하게 만들기 위해서는 반도체 웨이퍼를 20~30마이크로미터(㎛, 100만분의 1m) 두께로 얇게 가공한 후 플렉서블 연성 기판에 순차적으로 적층해야 했다. 하지만, 이 또한 파손되기 쉽다는 점이 단점으로 지적된다.

연구진이 개발한 3차원 플렉서블 반도체 패키징 기술은 반도체 소자를 여러 층으로 적층해도 구부려지고, 접촉을 유지할 수 있으며, 유연한 기계적 특성을 갖는다. 기계연은 2층으로 적층한 3차원 플렉서블 반도체 패키지의 경우 굽힘 반경 10밀리미터(㎜)로 굽혔다 폈다를 1만번 반복해도 전기적 특성 변화 없이 성능을 유지하는 것을 확인했다.

송준엽 기계연 본부장은 “이번에 개발한 3차원 플렉서블 반도체 패키징 기술은 미국과 유럽 등에서 컨소시엄을 구성해 개발 중인 것보다 앞선 기술이다"라며 “웨어러블 기기, 스마트카드, 의료 기기 등 실리콘 웨이퍼 기반 기기 시장의 성장에 따라 기술 활용처를 더욱 확대할 것으로 기대한다"고 말했다.