LAB 양산형 적용, 고객만족도 높아   
‘PLA-400’, 뛰어난 양산성이 돋보여

기존 컨벡션 리플로우를 대체할 (주)프로텍의 LAB(Laser assisted boding) 시스템이 반도체 패키징 공정에서 구체적으로 자리 잡아가고 있다. 여러 OSAT, IDM 업체에서의 기분 좋은 피드백이 이어지고 있으며, 특정 업체에서는 양산형 개념으로 라인을 구축하여 가동하고 있다. 초기 시장의 호의적인 반응을 극대화하기 위해 프로텍은 초기 모델 대비 2배의 생산성을 높인 PLA-400 모델을 출시하였다. 이 회사의 박준상 부장은 “반도체 패키징은 끊임 없이 진화하고 있다. 서브스트레이트의 두께는 꾸준히 얇아지고, 패키지의 적층화는 여전히 멈추지 않고 있다. 패키지 기술이 진화할수록 열적 스트레스에 의한 불량들은 더욱 크게 부각될 것이다”고 설명한 후, “LAB는 이 같은 현상에서 자유롭게 해 줄 수 있는 거의 유일한 솔루션이다. 초정밀성에 생산성까지 결합시켰기에 차세대 접합 솔루션으로 주목받을 것”이라고 전망했다.

 

(주)프로텍 / 박준상 부장 LAB는 Thermal stress로 인해 고민하는 공정 및 업체에게 갈증을 해소시킬 수 있는 공정이라고 자부한다. 앞선 시장을 준비하는 고객사와 함께 새로운 길을 열어나갈 방침이다.

레이저 기반의 LAB(Laser assisted boding)에 대한 간단한 기술소개 부탁한다.

A
차세대 플립칩 본딩 기술로 관심을 받고 있는 LAB(Laser Assisted Bonding) 설비는 기판 위에 플립칩을 올려놓고 칩 표면에 Laser를 조사한다. 이때 열에너지가 전달이 되어 솔더가 녹았다가 굳으면서 본딩이 된다. 보드 전체에 열을 가하는 일반 리플로우 방식과 달리 LAB는 한 영역당 1~2초의 아주 짧은 시간에 칩 영역만 열을 가한다. 칩과 주변에만 높은 온도가 가해지는 국부적인 히팅 방식이기에 그 외의 영역에는 낮은 온도를 유지한다. 열에 노출되는 시간이 짧고 부분적이다 보니 칩과 범프에 발생하는 thermal stress가 매우 낮다. 더불어, 기존 컨벡션 리플로우 설비에 비해 1/7 정도 작은 외형이며, N2 가스가 불필요하기 때문에 공간활용측면에서도 매우 뛰어나다.
다년간 LAB 기술 연구&개발에 매진해 온 당사는 반도체 주요 고객사와의 긴밀한 협력을 통해 공정안정화를 이뤄냈고, 지난해 하반기에 생산성을 2배 정도 높인 ‘PLA-400’을 발표하였다. 

LAB(Laser assisted boding)의 성장가능성을 높게 보고 있다. 그 이유가 무엇인가?

A
패키징 기술의 최첨단화가 LAB의 성장동력이다. 전자기기는 경박단소화, 다기능화로 진화를 거듭하고 있다. 최종 완성기기의 트렌드에 맞추기 위해 기판과 칩도 역시 동반 진화하고 있다. 필름 타입의 서브스트레이트가 활용되기도 하고, 고밀도 실장에 적합하도록 칩의 두께가 얇아지는 반면에 접합 면적은 넓어지고 있다. 2.5D/3D 패키지의 적용비율 또한 높아지고 있다. 이러한 최첨단 공정에서는 thermal stress에 의한 접합 품질 및 생산수율 저하가 주요 문제로 대두되었다.
Laser Assisted Bonding 솔루션은 이러한 고민을 해결해 줄 수 있는 차세대 플립칩 인터커넥션 기술이다. 국부적인 영역에 열원을 가하는 구조이기 때문에 LAB는 Small die, Large Fine pitch, Thin substrate CuP/Solder bump joint에 유리할 뿐만 아니라 fcCSP, fcBGA, CoW Flip-chip bonding, fcSiP, PoP, 2.5D/3D, microLED 등 활용할 수 있는 애플리케이션이 매우 넓다.

LAB가 실제 양산라인에서 돌아가고 있는지가 궁금하다.

A
당사의 LAB는 수동소자가 포함된 fcBGA, fcCSP 등의 공정에 성공적으로 운영되고 있다. 높은 수율, 우수한 신뢰성, 낮은 열적 스트레스에 의한 휨 최소화 등으로 호평을 받고 있다. 특정 IDM 업체에서는 양산라인에 적용하고 있다. 일부 생산 아이템 중 특정 자재의 접합 공정용으로 LAB를 사용하고 있다. 월등한 접합성과 안정적인 생산성에서 큰 만족도를 표하고 있다. 기존 리플로우 공정을 LAB로 점진적으로 교체하는 이야기를 나누고 있다. 

프로텍 LAB 설비의 핵심기술은 무엇인가?

A
일반적인 레이저 빔을 면적 빔 형태로 생성하고, 원하는 영역에만 똑같은(Homogenized) 양의 레이저를 조사하는 기술이다. 이 기술은 수준 높은 광학 및 제어기술이 뒷받침되어야만 구현 가능하다.
또한 최적화된 LAB의 레이저 프로파일 생성 기술도 중요하다. 오랜 기간의 현장 테스트와 여러 번의 시행착오를 거치면서 당사는 생산 제품에 맞는 최적화된 프로파일 생성 노하우를 쌓았다. 특정 칩 혹은 영역만 조사할 수도 있고, 대면적으로도 조사하여도 고품질의 생산이 가능한 기술력을 확보하였다. 현장에서 쉽게 사용할 수 있도록 레이저 프로파일 프로그램을 내장시켰다.
 
업버전 모델 ‘PLA-400’의 특장점을 설명해 달라.

A
내부 및 외형이 전면적으로 개선된 ‘PLA-400’의 큰 특징은 초기 버전 대비 ‘생산성 및 사용의 편의성 강화’이다. 플렉시블한 활용과 생산성 증대를 위해 레이저의 면적 빔 사이즈를 9×9mm ~ 86×86mm로 확장시켰다. 초기 모델에 비해 2배 정도 커진 스펙으로, 그에 준하는 UPH 증대효과를 제공한다. 4kW 고출력 레이저 소스를 채용해 확장된 빔 사이즈에도 안정적인 조사가 가능하도록 설계하였다.
자재의 핸들링 방식도 다양화했다. 벨트 피딩, 셔틀 공급 등으로 세분화하였는데, 적용 자재나 고객사의 작업환경에 맞춰 최적의 시스템을 채용할 수 있도록 하였다.

SMT 영역에서 활용 가능한 애플리케이션이 있는가?

A
최근에는 SMT 공정에서도 기존 컨벡션 리플로우로 대응하지 못하는 영역이 조금씩 나오고 있다. 고밀도 부품 집적에 따른 쇼트, 이종(異種) 부품의 서로 다른 융점, PCB 자체에 솔더링해야 하는 물종 등 기존 방식으로 해결하기 어려운 공정에서 LAB는 최상의 솔루션이라고 생각한다. 아울러, 100미크론 이하 사이즈의 솔더볼이 장착된 공정에서도 적합하다.

향후 마스터플랜을 말해 달라.

A
시스템 통합화(System Integration) 레벨의 ‘LAB 공정 턴키솔루션 제공’에 여전히 집중하고 있다. LAB 공정 턴키솔루션은 현재 전세계적으로 오직 당사에서만 제공하는 프로그램이며, 3개의 핵심 설비를 직접 생산 및 공급하는 업체는 프로텍이 유일하다. 여기에 수준 높은 공정기술력도 동시에 지원하고 있다. 맞춤형 솔루션을 제공하면서 높은 고객만족도를 이뤄내기도 했다. LAB는 Thermal stress로 인해 고민하는 공정 및 업체에게 갈증을 해소시킬 수 있는 공정이라고 자부한다. 앞선 시장을 준비하는 고객사와 함께 새로운 길을 열어나갈 방침이다.