세계 첫 1.5mm LED 개발

패키징 공정 없애 광효율 높여…웨어러블 전자제품 등에 사용 가능
"특허 수백건…중국 못 따라올 것"

이정훈 서울반도체 사장이 15일 중국 상하이 푸둥메리어트호텔에서 신제품 발표회를 열고 신개념 LED(발광다이오드) ‘와이캅2’의 특징을 설명하고 있다. 서울반도체 제공

LED(발광다이오드) 전문기업 서울반도체가 더 작은 크기에서 더 밝은 빛을 낼 수 있는 새로운 개념의 초소형 LED를 처음으로 개발했다. LED 칩을 프레임에 붙이고 와이어 본딩으로 전기신호를 주고받을 수 있게 하는 ‘패키징’ 공정을 없앴기 때문이다. LED 조명이 많이 쓰이는 실내등이나 실외등뿐 아니라 웨어러블(착용형) 전자제품 등의 분야로 쓰임새를 확장할 수 있을 전망이다.

○패키징 필요 없는 LED

서울반도체가 15일 중국 상하이 푸둥메리어트호텔에서 공개한 ‘와이캅2’는 패키징 공정이 필요 없는 LED다. 이 회사가 2013년 정보기술(IT) 기기용으로 개발한 ‘와이캅1’의 후속 제품이다. 기존에는 응용 범위가 LCD 백라이트유닛(BLU)과 카메라 플래시, 자동차 전조등 등에 국한됐다. 와이캅2는 사용 범위를 크게 넓힌 제품이다.

LED를 조명으로 제작하려면 몇 가지 공정을 필수적으로 거쳐야 한다. 먼저 LED 칩에 접착제를 발라 리드프레임에 붙이고, 금을 소재로 한 와이어로 연결한 뒤 위쪽에 형광체를 뿌려 패키지 형태로 만들어 낸다. 이 패키지를 인쇄회로기판(PCB)에 붙여 모듈화하고 전원공급장치와 방열장치를 장착하면 조명이 된다.

서울반도체는 패키지 단계에서 프레임과 골드와이어뿐 아니라 기판과 접착제까지 없앴다. LED 칩 크기 그대로 바로 PCB에 붙일 수 있게 한 것. 이렇게 하면 크기는 작아지고 광 효율은 높아진다. 높은 광밀도와 열전도율도 가능해진다. 와이캅2는 작은 것이 가로와 세로 길이가 1.5㎜에 불과해 손톱보다도 작다.

이 기술은 원래 실리콘 반도체 분야에서 먼저 쓰였다. 패키지 면적을 칩과 같게 만드는 ‘CSP(chip scale package)’에서 유래했다. LED 업계에선 2012년 필립스가 가장 먼저 CSP 제품을 내놨지만 온전하진 않았다. 규소 재질의 중간기판을 써 크기가 칩보다 커졌기 때문이다.

남기범 서울반도체 연구소장은 “와이캅2는 LED 패키지업계에서 20년 넘게 사용해 온 부품을 필요 없게 함으로써 앞으로 LED산업에 큰 변화를 불러올 것”이라며 “서울반도체는 이와 관련한 특허를 수백건 확보하고 기술장벽을 쌓았다”고 말했다. 기술을 베껴 그대로 적용하는 중국 업체들을 견제하는 장치까지 마련했다는 설명이다.

○아크리치·엔폴라 이은 쾌거

서울반도체는 가격 경쟁력을 무기로 LED 시장을 잠식해 가는 중국 기업들에 맞서 부가가치가 높은 신기술로 시장을 이끌어 간다는 전략이다. 이 회사는 2006년 세계 최초로 교류(AC) 구동이 가능한 LED 모듈 ‘아크리치’를 내놓은 바 있다.

교류·직류를 변환하는 장치(컨버터)가 필요 없어 수명이 기존 제품 대비 2배 길어지고 디자인에도 유리해 업계의 큰 호응을 받았다. 아크리치는 지난해에만 40여개국 500여개 조명 회사에 팔렸다. 서울반도체는 2012년엔 기존 LED보다 10배 이상 밝은 ‘엔폴라’란 제품을 내놓기도 했다.

안재광 기자 ahnjk@hankyung.com