[한스경제=이성노 기자] 2004년 설립된 중우엠텍은 반도체용 유리 관통전극(TGV) 가공 분야에서 세계 수준의 기술을 보유하고 있는 업체다. 설립 초기 중우엠텍은 BLU자동조립기를 통한 LGF양산을 통해 사업을 확장했다. 하지만 트렌드가 피처폰에서 스마트폰으로 변화함에 따라, 글라스 기판의 사업화를 위해 기술 개발에 나섰으며 이 같은 연구개발을 통해 반도체·디스플레이 등의 유리 가공 부품 전문기업으로 성장할 수 있었다.

또한 최근에는 기술력을 바탕으로 글로벌 유리 가공업체와의 경쟁하며 신규 시장 개척에 나서고 있으며 대기업이 갖지 못한 특수기술을 내세워 누구나 인정하는 작지만 강한 기업으로 자리매김하고 있다.

중우엠텍이 지난 2020년 개발한 LMCE(Laser Modification Chemical Etching) 기술은 유리에 마이크로 단위의 구멍을 뚫는 것이다. 중우엠텍은 이를 통해 글라스가공 전문업체로 사업체제를 전환할 수 있었다. LMCE는 유리에 가해지는 칩핑이나 마이크로 크랙 없이 효율적으로 가공 가능하도록 하는 것이다. 중우엠텍은 이 기술을 폴더블 휴대전화나 접히는 유리 등에 적용, 글로벌 시장을 선도하는 가업으로 자리매김할 수 있었다.

사실 유리는 우리가 흔히 사용하는 재료 중 하나로 건축·의료·식음료 용기 및 생활용품으로 널리 사용되는 일반 유리에서부터, 디스플레이나 전기/전자 반도체, 에너지와 같은 첨단 산업분야에서 사용하는 스마트 유리가 있다. 산업에서 쓰이는 스마트 유리는 새로운 가공 기술이 적용돼 접히는 유리를 비롯해 정밀 가공 유리도 있다.

유리는 친숙하고 단단하며 안정적인 재료지만 깨진다는 단점이 있다. 따라서 결함 없는 가공이 필요하다. 일반적인 유리 가공은 기계적으로 절단해 가공하고 절단면에 존재하는 기계적 결함 등을 연마해 보완하는 정도이지만, 얇은 유리의 경우는 절단도 힘들지만 결함 없는 가공은 더욱더 힘들다.

이에 중우엠텍은 글라스 미세 가공기술(LMCE, Laser Modification Chemical Etching)을 개발했다. 글라스 가공기술(LMCE)은 레이저로 가공 부위 유리의 물성이 변형되는 Laser Modification 공정과 물성이 다른 유리의 식각 선택비 차이를 이용해 가공하는 방법으로 나눠진다. 글라스 가공기술은 유리에 마이크로 단위의 구멍을 뚫을 수 있는 기술로 두께 100㎛ 글라스에 3㎛ 관통 홀(종횡비 1:30이상) 가공과 510x515mm 크기, 0.5mm 두께의 글라스에 수 백만개 관통 홀을 뚫는 가공이 가능하다.

관통 홀 드릴링은 식각으로만 형성하기 때문에 치핑(Chipping)과 잔류응력 없이 가공이 가능하며 내구성이 뛰어난 유리를 만들 수 있다. 중우엠텍은 LMCE 기술을 이용, 박막 글라스 커팅으로 폴더블 디스플레이 커버 윈도우용 30um 두께에 1mm 이하의 폴딩 반경, 20만회 이상의 폴딩 내구성을 갖춘 UTG(Ultra Thin Glass) 가공과 라인 미세 패턴으로 스프링과 같이 늘어나는 유리 가공을 진행했다.

이후 중우엠텍은 LMCE 기술을 이용, 기존의 필름(Film)/시트(Sheet) 사업 및 LGF 외에 폴더블 디스플레이용 UTG(Ultra Thin Glass)나 반도체 패키지용 TGV(Through Glass Via) 제품으로 사업군을 넓혀서 가고 있다.

최근 반도체 기판은 AI·Big Data·자율주행과 같은 신기술의 도래로 많은 데이터를 빠르게 처리하는 HPC(High Performance Computing)와 고성능 반도체 제품을 이용한 첨단 패키징이 급 부상하고 있다. 이에 기존의 플라스틱 소재 반도체 기판에서 고성능 반도체를 구현할 수 있는 유리(Glass) 기판이 주목받고 있다.

유리 소재는 기판으로 쓰기 좋은 전기적 특성과 미세 패턴이 가능한 표면 특성, 대면적이 가능한 물성을 가지고 있어 오래전부터 검토돼 왔다. 하지만 가공된 유리의 내구성 약화와 공정상 이슈 등으로 난항을 겪고 있었다.

유리 기판은 표면이 매끄럽고 대형 사각형 패널로의 가공성이 우수하여 초 미세 선폭 반도체 패키징 구현에 적합하고 고온, 습도 등 다양한 환경 조건에서도 치수 안정성을 유지하고 습기 투과를 방지하여 패키지 성능과 수명을 향상시킨다.

또한 휨이 적어 반도체 칩과 연결 회로의 정렬을 유지할 수 있어 생산 결함을 줄이고 수율 향상과 기판 두께를 줄일 수 있어 패키징 슬림화를 이끌고, 플라스틱 기판보다 열전도도가 우수 하여 반도체 장치의 열을 효율적으로 방출할 수 있어 시스템 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이에 지난 9월 인텔은 지난 10년 간 글라스 기판 개발 몰두했으며 앞으로 5년 안에 글라스 기판을 사용한 고성능 제품을 출시하겠다고 발표했다. 또한 SKC는 미국에 반도체 글라스 기판 투자사 앱솔릭스(Absolics)를 설립하고 조지아주 커벙턴에 대규모 공장을 건설해 내년부터 양산을 시작할 계획이라고 밝혔다.

유리는 환경 친화적 소재로 지속가능성 강화가 가능하고, 전기적 절연 특성이 우수해 신호 손실과 신호 간섭을 최소화해 신호 품질과 시스템 성능을 향상시킬 수 있다. 특히 유리(글라스) 기판은 기존의 플라스틱 기판에 비해 열전도율·치수 안정성·신호 품질·휨·환경 친화성·대면적 생산 등에서 뛰어난 장점을 가지고 있다. 이에 글라스 기판은 다양한 반도체 패키징 분야에서 성능 향상을 위해 사용될 수 있다.

특히 고전력 반도체은 물론 고집적 패키지, 차세대 고성능 컴퓨팅(HPC) 시스템 등에서 유용하게 사용될 것으로 기대된다. 중우엠텍은 국내 주요 업체와 해외의 Main Stream인 업체의 요구 사양을 고려해 대면적 TGV 유리 기판을 생산하고 있으며 지속적인 품질과 성능 향상, 양산화 기술 개발에 나서고 있다.

중우엠텍은 TGV 유리기판 기술개발 이전에 폴더블 디스플레이용 30um 강화유리 UTG((Ultra Thin Glass)의 안정적인 공정 능력을 확보했다. 또한 폴더블 IT 디바이스용 20인치급 대화면 UTG를 개발 중에 있다. 강화유리 기반의 폴더블 디스플레이 소재인 UTG는 1mmR 이하의 폴딩 성능과 높은 표면 품질을 요구한다.

하지만 중우엠텍은 일반적인 적층 공정을 생략하고, LMCE 기술로 결함 없이 박막 글라스(Thin Glass) 커팅해 공정 단순화를 이룩해 경쟁력 있는 박막 강화 글라스 공정기술을 완성했다.

중우엠텍은 박막 글라스 공정 기술을 활용해 30um 두께의 TGV 유리 기판도 가공할 수 있게 됐으며 키리가미미세 패턴 가공으로 150um 두께에 1mmR 이하의 폴딩 성능과 50% 늘어나는 스크레처블(Stretchable) 유리(Glass)가공 기술도 보유하고 있다.

Glass 기판 시장은 현재 개발 준비 단계에 있으며 상용화를 위한 정형화된 기반 기술이 없기에 글라스 기판 적용을 위해 새로운 소재 부품 장비 기술이 요구되고 있다. 이에 중우엠텍은 여러 소부장 업체와 같이 Glass 기판 상용화를 위해 협업하고 있으며 반도체 패키징 Glass 기판 기술 분야에서 우리나라가 선도하기 위해 노력하고 있다.

현재까지 LMCE기술의 TGV기판 양산설비 확보 월 1K 수준으로 향후 24년내 5K 까지 Capa확장 검토 추진 중에 있다. 또한, TGV 유리기판은 현재 국내 메이저 업체와 해외의 Main Stream인 업체와 협업을 통하여 제품 개발을 추진 중에 있으며, 조만간 가시적인 성과가 기대되고 있다. 반도체 기판 외에도 UTG, 반도체 계측장비 Probe card, Mircofludics 등에 기술 확장 적용 가능성을 보여주고 있다.

중우엠텍은 지속적인 기술 혁신과 글로벌 시장을 선도하는 제품 개발을 위해 고객의 목소리에 귀 기울이고 있으며 첨단기술 개발에 전력 투구하고 있다. 이를 통해 최상의 솔루션을 제공한다는 목표 아래 최선의 노력을 다하고 있다.

이성노 기자 sungro51@sporbiz.co.kr