요즘 우리 일상에서 여러분이 느끼는 가장 큰 변화는 뭘까요. 변화는 주변에서 쉽게 관찰할 수 있죠. 길을 걸으며 지하철과 버스 안에서 심지어 식사할 때도 대부분 사람의 손에는 스마트 기기가 있습니다. 스마트 기기가 대중화하면서 콤팩트하고 가벼운 첨단제품을 개발하는 게 정보기술(IT) 기업의 당면 과제가 됐습니다.
기기 성능은 높이되 작고 가벼운 제품을 만들어야 까다로운 소비자 마음을 끌 수 있죠. 이런 제품을 만들기 위해 부품 업체는 끊임없는 진화를 시도하고 있습니다. 반도체·디스플레이 못지않게 중요한 핵심 부품인 적층세라믹콘덴서(MLCC)에 대해 알아볼까요.
Q:MLCC란 무엇인가요?
A:MLCC는 반도체 등 능동 부품이 적절하게 작동하도록 돕는 수동 부품입니다. 전자 제품을 분해해보면 초록색 기판 위에 수많은 칩이 실장 돼 있는 것을 볼 수 있죠. `전자 산업의 쌀`이라고도 불립니다. 전자회로에서 MLCC 역할은 다음과 같습니다. 전자신호를 자동차, 자동차가 다니는 도로를 인쇄회로기판(PCB)이라고 가정해 볼까요. MLCC는 도로의 신호등과 표지판이라고 볼 수 있습니다. 전자신호가 어디로 가야 할지, 얼마나 가야 할지 조절 해주는 역할을 합니다. 최근 IT 기기가 고성능화, 다기능화되면서 MLCC 수요는 급증하는 추세입니다.
Q:MLCC의 핵심 기술은 무엇인가요?
A:MLCC는 전기가 통하지 않는 세라믹 유전체층과 전기가 통하는 내부 전극층을 교대로 쌓아 만듭니다. 같은 용량이라면 크기를 보다 소형화하는 것이 중요하고 같은 크기라면 용량을 보다 높이는 게 핵심기술이죠. 대용량 MLCC를 구현하려면 유전체층과 내부 전극을 교대로 쌓는 적층수를 늘려야 합니다. 동시에 사이즈를 줄여야 스마트기기를 보다 얇게 만들 수 있죠. 대용량 소형화를 동시 충족시키는 기술을 확보하는 게 우리 산업이 당면한 과제입니다. 현재 삼성전기와 일본 무라타가 세계 MLCC 시장을 주도하고 있습니다.
Q:MLCC 종류는 어떤 것들이 있나요?
A:MLCC는 각종 스마트기기에 쓰입니다. 갤럭시와 아이폰 시리즈에도 초소형·대용량 MLCC가 아주 많이 적용됩니다. 최근 롱텀에벌루션(LTE) 통신기술이 상업화되면서 MLCC 수요는 폭발적으로 증가하고 있습니다.
지금까지는 스마트기기 위주로 사용 용도를 설명했습니다. 하지만 MLCC를 필요로 하는 제품은 다양합니다. 산업용 장비뿐만 아니라 자동차에도 많은 양의 MLCC가 쓰입니다. 자동차에 사용되는 MLCC는 진동·충격·열 등 외부 환경에 그대로 노출되죠. 따라서 극한의 상황에서도 버틸 수 있는 높은 신뢰성이 요구됩니다.
최근에는 PCB 내에 내장하는 임베디드 MLCC도 많이 나오고 있습니다. 임베디드 MLCC는 공간 효율성이 뛰어나 첨단 전자기기에 확산되는 추세입니다. 스마트 기기가 고기능화로 탑재 부품 수가 늘었고 표면실장 및 배터리 공간 효율성이 중요해졌기 때문이죠. 임베디드 MLCC는 기판 내부에 실장돼 공간 효율성을 높이는데요. 이를 위해 아주 얇은 MLCC를 만드는 것이 핵심 기술입니다. 가장 얇은 임베디드 MLCC는 종이 한 장 두께인 100마이크로미터(㎛) 수준에 불과합니다.
Q:MLCC 산업 발전을 위해 필요한 기술은 무엇일까요?
A:초소형·대용량 MLCC를 만들기 위해서는 유전율이 높은 세라믹 재료를 개발하고 유전체층을 얇게 만들어 최대한 많이 쌓는 게 중요합니다. 얇은 유전체 층을 형성하려면 나노 크기의 세라믹 파우더로 균일한 층을 만들어야 합니다. 이렇게 형성된 얇은 시트를 정밀하게 쌓으면 대용량의 MLCC가 탄생합니다. 수십에서 1000층 이상까지 정밀하게 시트를 쌓으려면 강도도 중요합니다. 유전체 재료인 세라믹과 내부전극 재료인 금속(Ni) 간의 특성을 조절할 수 있는 재료·공법·설비 기술이 필수적이죠.
MLCC는 최첨단의 세라믹과 나노 기술이 동시에 집약된 부품입니다. 세계적으로 기술력을 인정받는 기업이 손꼽을 정도입니다. 치열한 기술 경쟁의 승자는 과연 누가 될까요.
-주최:전자신문, 후원:교육과학기술부·한국교육학술정보원
◇`전자부품 수동부품` 김현후 지음, 내하출판사 펴냄.
전기·전자계열 전공 학생들이 전자부품에 관해 쉽게 학습할 수 있도록 만든 책이다. 전자부품은 점차 소형화·경량화·고기능화 되고 있다. 수동부품 실무서로 꼽히는 이 책은 기본 수동부품뿐만 아니라 최신 첨단 부품 이해 및 활용 능력을 향상시킬 수 있도록 구성됐다. 다양한 종류의 수동부품과 관련 주의사항을 상세하게 서술한 게 특징이다. 전자부품 상식을 다시 점검하거나 잘 모르는 내용을 집중적으로 학습하도록 구성해 독자의 이해 폭을 넓히는 데 도움이 된다.
◇`첨단 세라믹 재료` 이형직 지음, 북스힐 펴냄.
적층세라믹콘덴서(MLCC) 기술의 핵심인 세라믹 재료를 알아볼 수 있는 책이다. 세라믹 분야 입문자들이 쉽게 이해할 수 있도록 정리했다. 세라믹 산업 종사자들이 전반적 개념을 쉽게 알 수 있도록 체계적으로 기술했다. 첨단 세라믹스의 개요, 구조 세라믹스, 세라믹스와 에너지, 정보관련 재료 등의 주제를 다룬다.
이형수기자 goldlion2@etnews.com