DGIST가 전자제품 필수부품인 폴리머 기판에 미세 회로패턴을 자유롭게 각인할 수 있는 새로운 공정기술을 개발했다. 반도체 공정과 웨어러블 디바이스, 디스플레이산업에 활용가능할 전망이다.
DGIST(총장 손상혁)는 윤동원 로봇공학전공 교수팀이 프로템과 공동연구를 통해 유연한 폴리머 기판에 미세 회로패턴을 자유자재로 각인할 수 있는 핫엠보싱 공정기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 김종현 DGIST 로봇공학전공 교수팀과 김우수 캐나다 사이먼프레이저대 교수팀이 연구에 참여했다.
유연한 폴리머 기판 위에 나노·마이크로미터(㎚,㎛) 미세 회로패턴을 각인하는데 쓰이는 '핫엠보싱 공정기술'은 낮은 단가로 정밀한 패턴을 대량 각인하는 기술이다.
그러나 패턴을 찍어내는 스탬프 위에 미리 각인한 회로패턴만 각인이 가능하고 패턴 변경 시 고가의 스탬프 전체를 변경해야하는 단점이 있다.
윤 교수팀은 기존 공정의 단점을 극복한 새로운 공정방식 개발에 성공했다. 먼저 전자기장 이론을 적용, 핫엠보싱 공정에 필요한 수십 메가파스칼(MPa)의 압력을 필름에 가할 수 있는 전자기 구동기를 개발했다. 그 후 핫플레이트 등 가열 기구를 이용해 가열된 필름 위 원하는 위치에 구동기를 고정시켜 패턴을 각인할 수 있는 정밀 위치 제어 시스템을 개발, 새로운 공정기술을 완성했다.
새로운 기술을 사용해 수십~수백 마이크로미터(㎛) 크기 미세 회로패턴을 원하는 위치에 원하는 형상으로 각인할 수 있게 돼 패턴 변경으로 발생하는 추가비용과 시간을 절감할 수 있게 된다. 또 기존의 공정 장비와 함께 사용할 수 있을 만큼 장비호환성이 높아 향후 관련 공정 분야에 널리 활용될 것으로 기대된다.
윤동원 교수는 “장비의 추가 교체 없이 원하는 미세 회로패턴을 유연한 폴리머 전자 기판에 자유롭게 각인할 수 있어 기존 공정보다 경제적이고 효율적인 패턴 각인이 가능하다. 앞으로 해당 공정기술을 반도체, 유연전자 소자 등 전자와 디스플레이 산업 등 다양한 분야에서 활용할 수 있도록 후속연구를 진행할 계획”이라고 말했다.
이번 개발 성과는 최근 재료 및 공학 분야 국제학술지 '어드밴스드 엔지니어링 머티리얼즈' 내부 표지논문으로 게재됐으며, 산업통상자원부 국제공동과제 지원으로 수행됐다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
