레이저쎌, 面으로 쏘는 레이저로 반도체 기판 접합속도 10배 높여

강소기업 탐구

면광원 레이저 원천기술 보유
반도체 1개당 4초내 기판 접합
133건 특허, 글로벌 기업에 수출

최재준 레이저쎌 대표가 충남 아산의 클린룸에서 면광원 레이저 기술이 적용된 반도체 후공정 장비를 설명하고 있다. 민경진 기자

반도체 후공정의 핵심은 웨이퍼에서 떼어낸 반도체를 기판 위에 안정적으로 붙이는 일이다. 반도체 자체를 미세화하는 기술이 한계에 다다른 까닭에 후공정에서 반도체를 층층이 쌓는 방식으로 집적도를 높이는 데 반도체 업계는 사활을 걸고 있다. 충남 아산의 레이저쎌은 면 형태로 레이저를 내리쬐는 면광원 레이저 기술을 개발해 신속하고 정밀한 접합이 관건인 반도체 적층구조 방식의 생산성을 획기적으로 끌어올렸다는 평가를 받는다.

실적 고속성장 전망

레이저쎌은 점 형태의 레이저를 면 형태로 정밀하게 변환하는 ‘면광원’ 레이저 원천기술을 보유하고 있다. 반도체 및 소자를 인쇄회로기판(PCB) 등 기판에 접합하는 데 이 기술을 활용하고 있다. 접합이 필요한 면적만 레이저를 내리쬐면서 접합 부위의 온도를 300도로 가열해 용접하는 방식이다. 열에 의해 PCB가 휘어지는 문제가 발생하지 않는 데다 반도체 한 개당 1~4초면 접합이 끝날 만큼 속도가 빨라 반도체 공정의 생산성을 획기적으로 끌어올릴 혁신 기술로 떠오르고 있다.

레이저쎌은 사업 분야를 크게 면광원 레이저 기기와 이를 탑재한 반도체 생산 장비로 구분하고 있다. 면광원 레이저 기기는 피사체를 훼손하지 않으면서 필요한 면적에 균질한 레이저를 쬐는 게 핵심이다. 이 회사는 면광원 레이저 기기로 200㎟ 면적까지 접합하는 기술을 상용화했다. 또 한 변이 100㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1ｍ) 수준인 극소형 면적의 면광원 레이저 접합 기술을 보유해 초소형 소자 관련 공정에도 적용이 가능하다.

면광원 레이저 기기를 컨베이어 벨트, 센서 등과 함께 조립한 게 반도체 생산 장비인 LSR이다. 나아가 열로 인해 PCB가 휘어지는 것을 방지하면서 접합 속도를 대폭 개선한 반도체패키징 전용 장비가 LCB다. 반도체패키징에 주로 쓰인 TCB보다 접합 속도가 최대 10배 빠르고, 장비 가격도 절반 수준으로 저렴한 게 장점이다. 중앙처리장치(CPU)와 고성능 메모리를 단일 패키지화하는 대면적 패키지 공법과 반도체를 층층이 쌓는 적층구조 공법에 최적화된 양산 장비라는 게 회사 측 설명이다.

레이저쎌은 반도체를 비롯해 마이크로·미니 LED, 전기차 배터리관리시스템(BMS) 등의 제조 및 수리에 필요한 LSR과 LCB를 글로벌 업체들에 공급하고 있다. 최재준 레이저쎌 대표는 “신속하고 정밀한 접합 및 열처리 과정이 필요한 모든 첨단 소재 부품 산업에서 면광원 레이저 기술이 확산할 것”이라며 “올해 100억원가량의 매출을 기대하고 있다”고 말했다.

소부장 기술특례로 내년 코스닥 상장

2015년 설립된 레이저쎌은 회사 설립 이후 4년간 이렇다 할 실적을 거두지 못했다. 글로벌 반도체 공급망의 진입장벽이 높은 만큼 기술 연구개발과 검증에 많은 노력이 필요했기 때문이다. 지금은 국내 벤처캐피털 10개사로부터 누적 투자 200억원을 유치할 만큼 잠재성을 인정받고 있다. 레이저쎌은 ‘기술 장벽’을 쌓는 데도 집중했다. 선제적으로 지식재산(IP)을 확보해 안정적인 수익 기반을 마련했다. 지난 8월 기준 133건의 특허를 출원했다.

레이저쎌은 내년 5월께 기업공개(IPO)에 나설 계획이다. 최 대표는 “고성능 반도체 시장과 함께 면광원 레이저 기술 수요도 크게 늘어날 것”이라고 했다.

충남 아산=민경진 기자 min@hankyung.com