삼성전기, FC-BGA 미세화에 열중…차세대 'UV 레이저' 주목

기존 CO2 레이저 대비 미세한 비아(Via) 형성 유리…2027년 도입 전망

삼성전기가 고성능 FC-BGA(플립칩-볼그레이드어레이) 상용화를 위한 기술 개발에 매진하고 있다. 특히 내부에 미세한 비아(Via)를 뚫을 수 있는 'UV 레이저'를 채택할 계획으로 이르면 오는 2027년 도입이 예상된다.

3일 이승은 삼성전기 파트장은 인천 송도 컨벤시아에서 열린 'KPCA Show 2025'에서 차세대 FC-BGA 가공 기술 로드맵에 대해 발표했다.

이승은 삼성전기 파트장이 발표를 진행하는 모습(사진=장경윤 기자)

이날 '최신 고성능 반도체패키지 기판의 기술 개발 방향 및 도전'에 대해 발표한 이 파트장은 FC-BGA의 성능 강화를 위한 신기술 도입의 필요성을 강조했다.

FC-BGA는 반도체 칩을 뒤집은(플립), 미세한 금속 돌기인 범프로 연결하는 패키지기판이다. 기존 패키지에 주로 쓰이던 와이어 본딩 대비 전기적·열적 특성이 높아 HPC(고성능컴퓨팅)·AI 반도체 등 고집적 칩에서 활용도가 높아지는 추세다.

특히 FC-BGA가 고성능 반도체에 대응하기 위해서는 범프를 더 촘촘하게 만들어야 하며, 기판 내부의 비아 직경도 좁혀야 한다. 비아는 전기 신호를 주고받을 수 있는 통로로, 통상 FC-BGA 내부에 수만 개가 형성된다.

현재 고성능 FC-BGA의 비아 직경은 40마이크로미터 내외다. 차세대 제품은 25마이크로미터로 예상된다. 이 직경까지는 기존 비아를 뚫는 데 쓰이던 CO2 레이저로 대응이 가능하다. CO2 레이저는 탄산가스를 주요 활성 매질로 사용하는 레이저로, 파장이 1만600nm(나노미터) 수준이다.

다만 차차세대 제품에서의 비아 직경은 10마이크로미터까지 줄어들 예정이다. 이 경우, 기존 CO2 레이저는 파장이 너무 길어 대응이 어렵다. 때문에 업계는 해당 시점부터 UV 레이저의 도입이 필요하다고 보고 있다.

UV 레이저는 파장이 355나노 이하로 CO2 레이저 대비 훨씬 짧다. 때문에 더 정밀한 비아 형성에 유리하다.

이 파트장은 "FC-BGA의 비아 사이즈가 10마이크로미터로 작아지는 시점은 2027년 이후가 될 것"이라며 "이때라면 UV 레이저가 쓰일 거라고 본다"고 말했다.