LCD TV용 광원으로 쓰이는 발광다이오드(LED) 패키지에 플립칩(FC) 실장 방식이 처음 도입됐다. 고성능 반도체용 패키지 방식을 차용해 실장 면적을 줄이고 칩 원가도 절감하는 기술이다. 플립칩이 상용화되면서 올해는 LED 패키지 방식이 변하는 원년이 될 것으로 예상된다.
13일 업계에 따르면 삼성전자는 지난 CES 2014에서 선보인 105·85인치 초고선명(UHD) TV에 플립칩 패키지를 이용한 백라이트유닛(BLU)을 적용했다.
주요 패키지 협력사들이 삼성전자 LED사업부, 루멘스, 일진LED 등과 함께 개발한 것으로 알려졌다. 일단 초도 물량이 공급됐고 올해 TV 판매 일정에 따라 대량 양산을 시작할 것으로 예상된다. 삼성전자 관계자는 “올해 출시하는 TV부터 플립칩 실장 방식을 적용을 검토 중”이라며 “광효율 개선, 공정 단순화 등 장점이 많다”고 설명했다.
플립칩은 칩을 기판에 부착할 때 금속 와이어나 볼그리드어레이(BGA) 같은 중간 연결 구조 없이 칩 아랫면 전극 패턴을 기판에 그대로 융착시키는 기술이다. 칩 표면에 전극이 되는 납 범프(bump)를 형성해 리드프레임에 바로 붙인다. 미세 공정 메모리반도체나 모바일용 애플리케이션프로세서(AP) 등 고성능·소형화가 필요한 반도체에서 주로 써왔다.
LED는 그동안 칩과 리드프레임의 전극을 금(골드) 와이어로 이어 전류가 흐르게 했다. 별도 본딩 면이 필요하기 때문에 리드프레임이 칩보다 커야 했다. 금 가격 변동에 따라 LED 패키지의 수익률도 영향을 받았다.
플립칩 방식을 이용하면 리드프레임 크기를 칩과 동일하게 쓸 수 있어 LED 패키지를 작게 만드는데 유리하다. 와이어간 간섭 현상 때문에 생기는 불량도 줄일 수 있다. 가격 측면에서도 고가의 골드 와이어를 뺄 수 있어 재료비가 절감되고 공정 효율성도 높아진다.
BLU바도 작은 패키지에 맞춰 얇게 제작할 수 있어 초박형 TV를 구현할 수 있다. LED 조명을 설계할 때도 유리해 빠르게 확산될 것으로 보인다.
이에 따라 LED 플립칩용 장비 투자도 활발해질 전망이다. 언더필(Underfill) 등 플립칩 패키지용 소재 업계는 신시장을 확보하게 됐다. 반면 기존 LED 패키지용 골드프레임 공급사는 타격이 불가피하다.
업계 관계자는 “올해는 LED 패키지가 완전히 다른 형태로 변화한 원년”이라며 “조만간 플립칩 실장 방식이 LED 패키지 업계의 대세로 자리 잡을 것”이라고 말했다.
오은지기자 onz@etnews.com