▲ LG이노텍 로고[출처=LG이노텍]LG이노텍(대표 문혁수)에 따르면 입고 시점에 불량 여부를 판독해 불량 원자재 투입을 사전에 걸러내는 ‘원자재 입고 검사 AI(인공지능)’를 업계 최초로 개발 및 적용했다.LG이노텍은 소재 정보 기술과 AI 영상처리 기술을 융합해 개발한 ‘원자재 입고 검사 AI’를 RF-SiP(무선 주파수 시스템 인 패키지) 공정에 처음 도입했다.최근에는 FC-BGA(플립칩 볼그리드 어레이)에도 확대 적용돼 고부가 반도체 기판 제품의 품질 경쟁력을 한층 강화하는 데 기여할 것으로 기대된다.기존에는 공정 투입 전 입고 원자재의 경우 육안(肉眼)으로 검수하는 수준에 그쳤다. 하지만 반도체 기판 제품의 고사양화로 상황이 바뀌었다.공정에 기인한 불량 원인을 모두 개선해도 신뢰성 평가의 문턱을 넘지 못하는 사례가 증가했다. 공정에 투입되던 입고 원자재 품질이 신뢰성 평가에 영향을 미치는 결정적 요소로 주목받기 시작한 배경이다.반도체 기판을 구성하는 핵심 원자재(PPG, ABF, CCL 등)는 유리섬유, 무기 혼합물 등이 믹스된 형태로 입고된다. 기존에는 원자재 혼합 과정에서 공극(空隙, 입자 사이 틈)이나 이물질 등이 생겨도 제품 성능 구현에 문제가 없었다.그러나 회로 간격 축소 등 기판 제품 스펙이 고도화되면서 공극의 크기나 이물질 양에 따라 불량이 발생하기 시작한 것이다.이에 따라 기존 육안 검사 방식으로는 원자재의 어떤 부분이 불량 요인인지 파악하는 것이 사실상 불가능해 업계의 난제로 떠올랐다.쉽게 말해 원자재 혼합물 한 로트(Lot∙생산공정에 투입되는 동일한 특성의 원자재 단위)를 쿠키 도우(dough) 한 덩이라고 치면 △도우 안에 소금이나 설탕이 한쪽으로 얼마나 쏠려 있는지 △공기 구멍은 몇 개가 생겼는지 △이물질은 얼마나 들어있는지 눈으로는 확인이 불가능한 것과 같은 경우다.LG이노텍은 이와 같은 업계 난제를 극복하기 위한 방안을 AI에서 찾았다. LG이노텍이 개발한 ‘원자재 입고 검사 AI’는 양품에 적합∙부적합한 소재 구성을 형상화한 데이터 수만장을 학습했다.이를 기반으로 반도체 기판 원자재의 구성 요소 및 불량 영역 등을 1분 만에 정확도 90% 이상으로 분석해 내는 것은 물론 원자재 로트 별 품질 편차를 시각화해 보여준다.이처럼 AI 머신 러닝을 통해 양품에 최적화된 소재 구성을 시각∙정량∙표준화할 수 있게 되면서 불량 원자재가 공정에 투입되는 일을 원천 차단할 수 있게 됐다.AI가 시각화해 보여주는 품질 편차 정보를 기반으로 소재 설계를 변경해 공정 투입 전 원자재 로트의 품질을 양품에 적합한 수준으로 균일하게 만드는 것이 가능해졌기 때문이다.LG이노텍 관계자는 “‘원자재 입고 검사 AI’ 도입으로 불량 원인 분석을 위해 소요되던 시간이 기존 대비 최대 90% 줄었고, 불량 원인 해결을 위해 추가 투입되던 비용도 대폭 절감할 수 있게 됐다”고 설명했다.LG이노텍은 기판 분야 고객사 및 협력사와 함께 원자재 관련 데이터를 상호 공유하는 ‘디지털 파트너십’을 통해 원자재 입고 검사 AI의 판독 기능을 지속 고도화해 나간다는 방침이다.이와 함께 카메라 모듈 등 이미지 기반으로 원자재 불량 검출이 가능한 광학솔루션 제품군에도 ‘원자재 입고 검사 AI’를 확대 적용한다는 계획이다.노승원 CTO(전무)는 “이번 ‘원자재 입고 검사 AI’ 도입을 계기로 제품의 다양한 불량 원인을 사전에 파악하여 차별적 고객가치를 제공하는 LG이노텍만의 독보적인 AI 생태계를 완성할 수 있게 됐다”며 “앞으로도 최고 품질의 제품을 최소의 비용으로, 최단 시간에 생산할 수 있는 디지털 생산 혁신을 지속 이어갈 것이다”고 포부를 밝혔다.

▲ 4일부터 6일까지 인천 송도 컨벤시아에서 열리는 ‘KPCA show 2024’에 참가하는 LG이노텍의 전시부스.[출처=LG이노텍]LG이노텍(대표 문혁수)에 따르면 2024년 9월4일(수)부터 6일(금)까지 인천 송도 컨벤시아에서 열리는 ‘KPCA show 2024(국제PCB 및 반도체패키징산업전)’에 참가해 혁신 기판을 전시한다.올해 21회를 맞는 KPCA show는 한국PCB 및 반도체패키징산업협회(KPCA)가 주최하는 국내 최대 규모 PCB 및 반도체패키징 전문 전시회다. 국내외 240여개 업체가 참가해 최신 기술 동향을 공유한다.고부가 반도체용 기판인 ‘플립칩 볼그리드 어레이(Flip Chip Ball grid Array, 이하 FC-BGA)’와 함께, ‘패키지 서브스트레이트(Package Substrate)’, ‘테이프 서브스트레이트(Tape Substrate)’ 분야 혁신 제품과 기술을 선보일 계획이다.전시 부스 가장 앞부분에 하이라이트존을 마련하고 회사 신성장 동력인 FC-BGA에 적용된 최신 기술을 공개한다.FC-BGA는 미세 패터닝, 초소형 비아(Via·회로연결구멍) 가공기술 등 독자적인 반도체용 기판 구현 기술이 적용돼, 높은 회로 집적도를 자랑한다.FC-BGA의 내부 구조를 3D로 확대 구현한 모형을 통해 관람객이 고다층∙고집적 구조적 특징을 직접 눈으로 확인할 수 있도록 했다.이와 더불어 LG이노텍은 FC-BGA의 특징 중 하나인 대면적 기판 구현에 필요한 핵심 기술도 소개한다. 멀티레이어 코어(MLC) 기판 기술이 대표적이다.기판 대면적화로 기판의 뼈대 역할을 하는 코어(Core)층은 ‘휨 현상(기판이 휘는 현상)’ 방지를 위해 두꺼워질 수밖에 없다. 이에 LG이노텍은 코어층의 소재 구성을 다양화한 MLC 기술로, 신호 효율을 높이는데 성공했다.또한 반도체용 기판의 고사양화를 위한 최적의 솔루션으로 떠오르고 있는 유리기판(Glass Core) 기술, 고주파 잡음을 제거해 고성능 반도체 칩의 신호 전달을 안정적으로 지원하는 기술 등 회사가 준비하는 차세대 혁신 기판 기술도 이번 KPCA 전시를 통해 처음 선보일 예정이다.이어 PC/서버/네트워크/오토모티브존에서는 PC용 FC-BGA부터 고성능 서버∙자율주행용 제품에 적용되는 FC-BGA 제품 실물을 직접 보고, 비교할 수 있다.서버용 FC-BGA와 같은 고부가 제품의 경우 PC용 FC-BGA 대비 면적이 확대되고 층수도 많아질 수밖에 없는데, 하이라이트존에서 소개된 고난도 핵심 기술이 있어야만 고부가 FC-BGA 구현이 가능하다.모바일존에서는 최신 모바일용 무선통신 프론트엔드 모듈, 애플리케이션 프로세서, 메모리 등에 사용되는 반도체 기판을 선보인다.세계 시장점유율 1위를 차지하고 있는 무선주파수 시스템인패키지(RF-SiP) 뿐 아니라, 플립칩 칩 스케일 패키지(FC-CSP) 등 다양한 제품을 만나볼 수 있다.디스플레이존에서는 글로벌 M/S 1위를 이어오고 있는 칩온필름(COF)을 비롯해 2메탈COF, 칩온보드(COB) 등을 주력 제품으로 앞세웠다.한편, LG이노텍은 올해 처음으로 부스 내 별도 코너를 마련하고, 전시 기간 동안 현장 채용 상담회를 진행한다. 이를 통해 KPCA 전시를 기판 분야 우수인재를 확보할 수 있는 계기로 활용한다는 방침이다.참고로 FC-BGA는 비메모리 반도체칩과 메인기판을 연결해 전기 신호를 전달하는 고밀도 회로 기판이다. PC, 서버 중앙처리장치 및 그래픽처리장치, 통신용 칩셋 등에 주로 탑재돼 대용량 데이터 처리 기능을 지원한다.모바일 기기용 반도체 기판인 플립칩 칩 스케일 패키지(FC-CSP) 보다 면적과 층수를 확대한 것이 특징이다.강민석 기판소재사업부장(부사장)은 “올해 KPCA show는 LG이노텍이 50년 이상 쌓아온 독보적인 LG이노텍의 기판 기술력이 국내외 고객으로부터 다시 한번 각광받을 수 있는 계기가 될 것이다”며 “앞으로도 차별적 고객가치를 제공하는 고부가 기판 제품을 지속 선보이며, 업계 선도기업 입지를 확고히 해 나갈 것이다”고 말했다.