유리기판

검색 의도와 핵심 개념

유리기판을 검색하는 독자 대부분은 반도체 뉴스에서 등장하는 ‘유리기판(glass substrate/glass core)’이 무엇인지, 왜 기존 유기기판과 비교되는지, 실제로 양산이 가능한 수준인지를 확인하려 합니다. 유리기판은 보로실리케이트(borosilicate) 또는 알칼리프리 유리 소재를 기반으로 제작된 반도체 패키징용 기판을 뜻합니다. 실리콘 칩과 인쇄회로기판(PCB) 사이에서 전기 신호를 중계하는 인터포저 또는 코어 역할을 하며, 기존 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 기반 유기기판의 한계를 극복하기 위한 대안으로 주목받고 있습니다. 유리는 열에 의한 변형이 작아 미세 배선과 대면적 패키지를 동시에 추구할 수 있다는 점이 가장 큰 기술적 근거입니다. 다만 ‘양산 가능성’과 ‘발표 수준’은 엄밀히 구분해야 하며, 각 기업의 기술 공개 시점과 양산 시점에는 수 년의 격차가 존재할 수 있습니다. 이 글에서는 과장된 전망이나 투자 유도 없이, 기술 판단에 필요한 정의·구조·비교·적용 단계를 체계적으로 정리합니다.

구조와 원리

유리기판의 기본 구조는 얇은 유리 패널(두께 0.3~1.1mm) 위에 금속 배선층을 형성하고, 유리를 관통하는 비아(TGV, Through Glass Via)로 상하면을 전기적으로 연결하는 형태입니다. 칩이 탑재되는 상면에는 미세 피치 범프 패드가 배치되고, 하면에는 PCB와 연결되는 솔더볼 패드가 위치합니다. 유리 자체는 절연체이므로 별도의 절연층 없이 기판 역할과 절연 기능을 동시에 수행합니다. 이는 유기기판이 수지와 유리섬유 직물의 복합 구조로 절연을 확보하는 것과 본질적으로 다릅니다. 유리의 유전상수(Dk)는 약 4~6 범위이며, 유전손실(Df)은 0.005 이하로 고주파 신호 전달에 유리합니다. TGV는 레이저 또는 습식 식각으로 형성한 뒤 구리를 전해 도금으로 충전하며, 비아 직경은 20~100μm, 피치는 40~200μm 범위에서 설계됩니다.

기존 기판 비교

유리기판이 기존 유기기판 및 실리콘 인터포저와 어떻게 다른지 이해하는 것은 기술 판단의 출발점입니다. 유기기판은 ABF 필름과 유리섬유 직물을 적층한 구조로 현재 반도체 패키징의 주류이며, 양산 인프라가 가장 잘 갖추어져 있습니다. 그러나 열팽창계수(CTE)가 12~17ppm/°C로 실리콘 칩(약 2.6ppm/°C)과 불일치가 크고, 대면적에서 휨과 배선 어긋남 문제가 심화됩니다. 실리콘 인터포저는 CTE 일치도가 가장 높지만, 웨이퍼 기반이므로 면적 확장에 비용 제약이 큽니다. 유리기판은 이 두 소재 사이의 틈을 채울 수 있다는 것이 핵심 가설입니다.

제조 공정

유리기판의 제조 공정은 크게 원판 준비, TGV 형성, 시드/도금, 배선 형성, 적층, 절단 및 검사 단계로 나뉩니다. 원판은 디스플레이용 유리 공정에서 확보한 대면적 패널을 절단·세정·연마해 사용합니다. TGV는 펄스 레이저(UV 또는 CO₂)로 홀을 형성하는 방법이 가장 일반적이며, 습식 식각으로 홀 벽면을 매끄럽게 후처리합니다. 시드층은 스퍼터링으로 Ti/Cu를 증착한 뒤, 전해 도금으로 구리를 충전합니다. 배선은 세미에디티브(SAP) 공정으로 포토레지스트 패터닝 후 도금·에칭을 반복해 형성합니다. 각 공정은 유기기판 대비 온도·압력 조건이 다르므로 기존 장비의 직접 전용이 어렵고, 별도의 공정 최적화가 필요합니다.

1. 원재료 전처리: 유리 패널 세정, 표면 조도 관리, 두께 균일도 확인
2. TGV 형성: 레이저 천공 후 습식/건식 후처리, 홀 직경·깊이 검사
3. 시드층 증착: 스퍼터링(Ti/Cu), 접착력 확보를 위한 중간층 처리
4. 도금 충전: 전해 구리 도금으로 비아 내부 충전, 보이드(void) 관리
5. 배선 형성: SAP 공정(포토·도금·에칭), 미세 피치 대응
6. 적층·절단·검사: 절연층 적층, 다이싱, AOI·전기 검사

활용 분야

유리기판의 적용이 가장 먼저 검토되는 분야는 고성능 컴퓨팅(HPC)과 AI 가속기 패키징입니다. 이들 분야는 칩렛 수가 늘어나면서 인터포저 면적이 커지고, 그에 따라 CTE 불일치에 의한 휨과 배선 정확도 문제가 심화되기 때문입니다. 통신·RF 분야에서는 유리의 낮은 유전손실이 밀리미터파 대역 신호 무결성에 유리하다는 연구 결과가 다수 발표되어 있습니다. 광전자(photonics) 분야에서는 유리의 투명성과 광도파로 형성 가능성이 주목됩니다. 센서 및 MEMS 패키징에서도 유리기판이 검토되지만, 양산 적용 사례는 아직 제한적입니다.

기준일 안내

본 글의 산업 정보는 2025년 하반기까지 공개된 학술 논문, ECTC/IEDM 학회 발표, 기업 공식 기술 발표를 기반으로 정리한 것입니다. 양산 일정·투자 규모 등은 기업별로 수시 변경될 수 있으므로 최신 공식 발표를 확인하시기 바랍니다.

확인 체크리스트

유리기판 관련 뉴스나 기술 자료를 평가할 때, 다음 항목을 기준으로 판단 정확도를 높일 수 있습니다. 발표 단계인지 양산 단계인지를 먼저 확인하고, CTE·배선 사양·패널 크기가 구체적으로 명시되어 있는지 살펴보는 것이 중요합니다.

• 단정적 전망(‘확정’, ‘보장’, ‘반드시’)보다 조건부 전망(‘~할 경우’, ‘목표’)이 신뢰도가 높습니다.
• 단일 기업 발표만으로 산업 전체 추세를 일반화하지 않도록 주의하십시오.
• 논문·학회 발표 기반 수치는 양산 조건과 다를 수 있으므로 적용 맥락을 확인하십시오.
• 가격·비용 정보는 기준일과 환율·원재료 조건이 명시된 경우만 참고 가치가 있습니다.

이 글은 AI(인공지능)의 도움을 받아 작성되었습니다.