반도체 글라스기판(유리기판)
1. 정의
유리 기판(Glass Substrate)은 반도체 패키징 공정에서 사용되는 새로운 종류의 기판으로, 전통적인 실리콘(Si) 기판이나 유기(고분자) 기판 대신 사용될 수 있는 대안입니다.
반도체 기판의 역할은 고성능 칩과 메인보드를 연결하는 중재자 역할을 하며, 반도체 칩에서 정보가 오고 가는 입출구(I/O)를 연결하고, 칩이 동작하기 위한 전력을 구석구석으로 전달하는 것입니다. 또한, 이종집적 구조에서 중요한 역할을 하는 인터포저(Interposer)와 함께 사용되기도 합니다.
2. 특징
유리 기판은 다음과 같은 주요 특징을 가지고 있습니다.
- 표면 거칠기: 유리 기판의 표면 거칠기는 10nm 이하로, 매우 매끄러워 미세 회로의 정밀한 제작이 가능합니다. 이는 유기 기판의 거칠기(400~600nm)와 비교하면 상당히 우수한 수치입니다.
- 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion, CTE): 유리기판의 열팽창계수는 실리콘과 비슷한 수준입니다. 하지만 유기 기판의 경우, 이보다 훨씬 높습니다. 유리 기판은 유기 기판에 비해서 공정 중 휠 가능성이 현저히 낮다는 장점이 있습니다.
- 두께: 유리 기판은 얇은 회로 구현이 가능하여 중간 기판(인터포저)이 없어도 되므로 두께를 크게 줄일 수 있습니다. 이는 소재의 미세화와 축소화에 기여합니다.
- 열 전도율: 유리 기판은 실리콘에 비해 열 전도율이 상대적으로 낮아, 특정 부분의 열 관리가 더 쉬워집니다. 이는 반도체 업계에서 중요한 이슈인 열 관리 문제에 있어 유리할 수 있습니다.
- 가격 및 비용 효율성: 유리 기판은 실리콘 인터포저와 비교했을 때 아주 비싼 전공정을 필요로 하지 않으므로 개발 단계에서는 비용이 들더라도 가격 면에서 상당히 유리할 수 있습니다.