학문
기판에서 CCL이 왜중요하고 열관리 측면에서 이 소재가 왜 중요한건가요?
현재 반도체에서 기판이 숏티지고 관련된 업종이 날라가는데요 이중 소재에서 CCL이 매우 중요하다고 하는데 CCL은 왜 중요하고 열관리 측면에서 이 소재가 중요한 이유는 무엇인가요
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
반도체 서버 기판에서 CCL은구리 회로를 붙이는 절연 기판의 핵심 소재로 신호 손실 전력 전달 내열성 기판 강도를 동시에 좌우하기 때문에 매우 중요합니다 특히 AI 서버와 고성능 반도체는 발열과 전류 밀도가 엄청 높아져 열팽창이 작고 열을 잘 분산시키는 저유전 고내열 CCL이 필요하며 품질이 낮으면 기판 휨 신호 왜곡 열로 인한 수명 저하 문제가 발생할 수 있습니다 그래서 고다층 PCB HBM AI 가속기 수요가 늘수록 고성능 CCL 공급 능력이 중요한 경쟁력이 되면서 관련 소재 업체들도 함께 주목받고 있습니다
안녕하세요. 박재화 박사입니다.
CCL은 쉽게 말해서 기판의 뼈대가 되는 동박적층판을 말합니다. 절연층 위에 구리막을 붙여서 회로를 만들 수 있게 해주는 핵심적인 소재라고 볼 수 있습니다.
반도체 기판이나 PCB는 전기 신호가 지나가는 길을 아주 정밀하게 만들어야 합니다. 이 때 CCL 품질이 나쁠 경우 신호가 손실이 되거나 휨, 박리, 불량 등의 문제들이 발생될 수 있습니다. 열관리 측면에서도 중요한 이유가 칩에서 나온 열이 기판을 통해서 퍼지고 빠져나가야 하기 때문에 중요한 것입니다.
특히 성능이 좋은 반도체 고성능 반도체들은 발열이 크기 때문에 CCL의 내열성이나 열팽창계수, 절연성 등의 특성들이 모두 중요해지게 되는 것입니다. 열을 받았다고 기판이 휘거나 층이 벌어질 경우 미세 배선과 접속부가 손상될 수 있기 때문에 수율과 신뢰성에 직접적인 영향을 끼칠 수 있습니다.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
CCL은 동박적층판이라고 부르는데, 이름 그대로 구리 박막을 수지 절연층에 입혀서 압착한 판이에요. PCB를 만드는 가장 기본이 되는 원판이라고 생각하시면 돼요. 빵을 만들 때 밀가루 반죽이 출발점인 것처럼, 모든 인쇄회로기판이 이 CCL을 깎고 뚫고 쌓아서 만들어지거든요. 그래서 CCL은 기판 산업의 가장 아래에 깔린 핵심 소재예요.
구조를 보면 가운데에 유리섬유에 수지를 먹여 굳힌 절연층이 있고, 그 위아래에 얇은 구리층이 붙어 있어요. 구리층은 전기 신호가 지나가는 배선이 되고, 절연층은 배선과 배선 사이에 전류가 새지 않도록 막아주는 역할을 해요. 이 두 가지가 균형을 이뤄야 신호가 정확하고 빠르게 전달되거든요. CCL의 품질이 곧 기판 전체의 성능을 좌우하는 이유가 여기에 있어요.
CCL이 지금 이렇게 주목받는 건 AI 반도체 때문이에요. AI 가속기는 엄청난 양의 데이터를 초고속으로 주고받는데, 신호가 빨라질수록 절연층의 성질이 까다로워져요. 신호가 절연층을 지날 때 에너지가 손실되는 정도를 유전손실이라고 하는데, 고주파 신호에서는 이 손실이 크면 신호가 일그러지고 발열이 심해지거든요. 그래서 손실이 극도로 적은 고급 수지를 쓴 저손실 CCL의 수요가 폭증하고 있어요. 이런 고사양 CCL은 만들 수 있는 업체가 일본과 일부 기업에 집중돼 있어서 공급 병목이 생기고 관련 업종 주가가 뛰는 거예요.
열관리 측면에서 CCL이 중요한 이유는 두 가지로 나눠볼 수 있어요. 첫째는 방금 말한 신호 손실이 곧 열로 바뀐다는 점이에요. AI 칩은 워낙 빠르게 동작하니까 기판에서 발생하는 열도 어마어마한데, CCL의 절연 소재가 손실이 크면 그 자체가 열을 더 만들어내는 골칫거리가 돼요. 저손실 CCL을 쓰면 신호 품질도 좋아지고 발열도 줄어드는 일석이조 효과가 있는 거예요.
둘째는 CCL이 열에 얼마나 잘 버티고 열을 얼마나 잘 흘려보내느냐예요. 칩이 작동하면서 내는 열이 기판으로 전달되는데, CCL의 수지가 열에 약하면 고온에서 휘거나 부풀거나 층이 분리되는 문제가 생기거든요. 그래서 고온에서도 형태가 변하지 않는 내열성과, 열팽창 정도가 칩과 비슷해서 온도가 올라가도 뒤틀리지 않는 치수 안정성이 중요해져요. 여기에 열을 빠르게 옆으로 퍼뜨리거나 아래로 빼주는 방열 특성까지 갖춘 CCL이 고성능 기판의 핵심으로 떠오르고 있어요.
정리하면 CCL은 기판의 토대가 되는 소재라 기본적으로 중요하고, AI 시대에는 신호 손실을 줄여 발열을 억제하고 고온을 견디며 열을 효율적으로 관리하는 역할까지 떠맡으면서 그 중요성이 한층 더 커진 거랍니다. 기판 숏티지의 핵심에 고사양 CCL 공급 부족이 자리 잡고 있는 셈이에요 :)
CCL 이라는 것은 Copper Clad Laminate의 약자입니다. 쉽게 말해서 PCB의 뼈대가 되는 절연기판 위에 얇은 구리층을 붙여 놓은 핵심적인 소재입니다.
전기신호를 전달하는 회로는 구리층에서 만들어지고, 기판 강도나 절연성, 내열성은 아래 쪽에 적측 소재가 담당하기 때문에 PCB 성능에 큰 영향을 주게 됩니다. 특히 요즘 많이 활용되는 AI나 고속통신, 반도체 패키지는 발열과 고속 신호 문제가 커서, 열을 얼마나 잘 버티고 안정적으로 분산시키는지가 상당히 중요해졌습니다.
CCL 품질이 낮게되면 열팽창 사이로 후미이나 박리, 신호 손실 같은 문제들이 발생될 수 있습니다. 그래서 고성능 서버나 GPU 기판에서는 저유전율, 고내열 소재 경쟁이 치열합니다.