안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
유리기판은 탁월한 투명성과 고온에서도 변형되지 않는 평탄성을 지녀 첨단 산업의 핵심 소재로 쓰이지만, 충격에 취약해 잘 깨지고 가공 비용이 많이 든다는 명확한 한계를 가집니다. 유리는 고온 제조 공정에서 미세 회로를 오차 없이 새길 수 있을 만큼 치수 안정성이 높고 전기적 간섭을 차단하는 절연성이 우수합니다. 반면 인장 강도가 낮아 작은 비틀림에도 균열이 생기기 쉬우며, 워낙 단단하고 취성이 강해 미세한 구멍을 뚫거나 원하는 모양으로 자를 때 고도의 기술과 많은 비용이 요구됩니다.
이러한 한계를 극복하기 위해 업계에서는 다양한 가공 기술 혁신을 이어가고 있습니다. 대표적으로 차세대 반도체 기판 제조를 위해 레이저를 활용한 이른바 티지브이 기술이 도입되었습니다. 이는 레이저로 유리에 미세한 균열을 낸 뒤 화학 약품으로 구멍을 넓히는 방식으로, 유리 파손을 원천 차단하면서 공정 속도를 높여 비용을 크게 절감합니다.
또한 유리를 마이크로미터 단위로 극도로 얇게 만들어 플라스틱처럼 유연하게 휘어지도록 만드는 초박형 유리 제조 기술이 폴더블 기기 등에 성공적으로 적용되었습니다. 유리 표면의 작은 나트륨 이온을 덩치가 큰 칼륨 이온으로 교체하여 표면의 압축 응력을 극대화하는 화학 강화 공정 역시 외부 충격에 견디는 힘을 높이는 데 기여하고 있습니다. 최근에는 유리기판 표면에 충격을 흡수하는 고분자 필름을 코팅하는 이종 소재 결합 연구까지 활발히 진행되며 유리의 약점을 빠르게 보완해 나가고 있습니다.