유리기판 (Glass Substrate)

유리기판이란

유리기판(Glass Substrate)은 패키지 내부의 배선 기판이나 코어 소재에 유리 기반 재료를 쓰려는 접근이다.

기존 유기기판(ABF, BT 계열)이 맡던 역할 일부를 더 평탄하고 치수 안정성이 좋은 소재로 보완하려는 기술로 이해하면 쉽다.

다만 유리기판은 모든 패키지에 곧바로 들어가는 범용 대체재라고 보기 어렵다.

현재는 대면적 고성능 패키지, 칩렛, HBM 인접 패키징처럼 기판 크기와 배선 밀도, warpage가 부담이 되는 영역에서 후보로 검토되는 흐름에 가깝다.

왜 주목받는가

AI 가속기와 고성능 컴퓨팅 패키지는 로직 다이, HBM, 인터포저, 대형 기판을 한 패키지 안에서 묶는다.

패키지 면적이 커지면 기판 휨, 치수 변화, 배선 정렬, 전원 분배가 어려워진다.

유리 기반 소재는 평탄도와 치수 안정성 측면에서 장점이 있어 이런 문제를 줄일 후보로 거론된다.

또 유리는 패널 단위 공정과 연결될 가능성이 있어, 장기적으로는 대면적 제조 효율을 높일 수 있다는 기대도 있다.

하지만 기대와 양산성은 별개다.

실제 제품에 쓰려면 비아 형성, 금속 충전, 조립 신뢰성, 비용 구조가 함께 맞아야 한다.

TGV와 배선 구조

유리기판에서 자주 나오는 용어가 TGV(Through-Glass Via)다.

TSV가 실리콘을 관통하는 via라면, TGV는 유리 기판을 관통하는 전기적 통로다.

위아래 금속 배선을 연결하려면 유리에 작은 구멍을 만들고, 그 안을 도금이나 금속 공정으로 채워야 한다.

유기기판·실리콘 인터포저와 비교

유기기판은 이미 넓은 공급망과 양산 경험을 갖고 있다.

비용과 조립성 측면의 장점도 크다.

다만 대면적 고밀도 패키지에서는 warpage와 미세 배선 한계가 부담이 될 수 있다.

실리콘 인터포저는 미세 배선과 TSV에 강하지만, 웨이퍼 기반 공정이라 대면적 비용과 수율 부담이 있다.

유리기판은 이 둘 사이에서 평탄도와 대면적 확장 가능성을 노리는 선택지로 볼 수 있다.

어느 쪽이 우위라고 단정하기보다 제품 요구사항에 따라 역할이 갈린다고 보는 것이 정확하다.

공정·신뢰성 과제

유리는 평탄하고 전기 절연성이 좋지만, 가공이 쉽다는 뜻은 아니다.

작은 TGV를 균일하게 만들고, 금속을 빈틈없이 채우며, 열충격과 조립 응력을 견디게 해야 한다.

패키지 조립 중 깨짐이나 미세 균열이 생기면 전기적 불량과 신뢰성 문제로 이어질 수 있다.

따라서 유리기판의 경쟁력은 소재 자체의 장점만으로 결정되지 않는다.

TGV 장비, 도금, RDL, build-up 소재, 검사, 고객 신뢰성 평가까지 이어지는 생태계가 함께 필요하다.

취준생·초급 실무자 포인트

유리기판 질문을 받으면 "기존 기판을 곧 대체한다"라고 답하기보다, "대면적 고성능 패키지에서 평탄도와 치수 안정성 때문에 검토되는 후보"라고 말하는 편이 안전하다.

그다음 TGV, warpage, 도금, 깨짐, 신뢰성 같은 과제를 함께 언급하면 기술을 과장하지 않으면서도 맥락을 잡을 수 있다.

패키징 직무를 준비한다면 유리기판을 단독 소재가 아니라 패키지 기판, 인터포저, RDL, HBM과 이어지는 연결 구조 속에서 보는 것이 좋다.

요약

유리기판은 일부 고성능 패키징에서 기판의 평탄도와 치수 안정성 문제를 줄일 후보로 주목받는 기술이다.

하지만 TGV 형성, 금속 충전, 깨짐, 신뢰성, 비용 과제가 남아 있어 "기존 기판을 대체할 기술"로 단정하기보다 제품별 선택지로 이해하는 것이 적절하다.