반도체 및 전자부품 신뢰성 분석 기업 큐알티(QRT, 대표 김영부)가 차세대 반도체 패키지 기판의 내구성을 평가하는 물리적 스크래치 평가 솔루션을 공개했다.

반도체 공정 중 패키징은 반도체의 집적회로(IC)에 있는 전기적 신호를 전자제품 메인보드에 연결하는 과정으로, 외부 환경에서 제품을 보호하는 역할을 한다. 물리적 스트레스에 의해 반도체 내 미세 회로에 불량이 발생할 수 있어, 설계 단계부터 철저한 내구성 검증이 필요하다. 특히, 고밀도 회로 기판(Package Substrate)의 경우 최근 5세대 이동통신과 인공지능, 자율주행 등의 기술 발달로 활용도가 급증하는 추세다.

▲ 큐알티 반도체 스크래치 내성 평가 전용 설비

큐알티는 집적회로(IC)와 인쇄회로기판(PCB)이 점차 고집적화되는 흐름에 따라, 나노 단위의 특성 분석에 적합한 스크래치 내성 평가 전용 설비를 도입했다. 최상급의 경도를 가진 다이아몬드를 265~550g 사이의 하중(higher load)으로 반도체 표면에 일정 횟수 이상 반복해서 스크래치 스트레스를 인가함으로써, 제품의 내구성을 평가한다.

큐알티의 스크래치 내성 평가 솔루션은 기본적으로 웨이퍼(wafer), 유리 박막(thin films) 경도 및 접착력, 스크래치 저항성 등의 여러 항목을 상세하게 분석하여 기판의 불량 원인을 신속하게 확인하는 것은 물론, 휴대폰 액정 등 디스플레이의 보호층(protective layers)과 인쇄회로기판의 고분자층까지 다양한 범위에 대한 평가가 가능하다.

▲ 큐알티 반도체 스크래치 내성 평가 분석 이미지

또한, 국내 최고 수준의 고성능 설비로 500µm(마이크로미터)부터 10µm까지의 미세 간격을 제어하고, 초고해상도 전자현미경으로 스크래치 패턴 및 손상 메커니즘 관련 정보도 얻을 수도 있다.

정석환 큐알티 책임연구원은 “고밀도 회로 기판의 고집적화로 인해, 반도체가 일상에서 받는 물리적 스트레스를 시뮬레이션하고 개선하는 품질 관리 프로세스가 더욱 중요해질 전망”이라며, “반도체 불량이 발생할 수 있는 여러 환경 조건에, 선제적 대응이 가능한 평가 솔루션 구축을 위해 다양한 노력을 이어 나갈 것”이라고 전했다.