김학성 한양대 교수팀 개발 장치 구리잉크 이용 회로도 직접 인쇄 상용화 위한 후속연구 진행 한창
김학성 한양대 교수팀이 개발한 최적 리플렉터 적용 복합광소결 장치
■기술사업화 '업그레이드 R&D' (하) 복합광소결 공정 기반 다종 전극 재료·대면적 장치
기존 인쇄회로 공정은 기판 전체에 구리막을 입힌 뒤 회로도를 그려 나머지 부분을 식각 과정을 거쳐 긁어내는 방식으로 이뤄졌다. 회로도를 기판에 곧바로 인쇄하는 게 가장 효율적이지만, 금속막 표면에 녹이 스는 산화 과정이 걸림돌이었다.
김학성 한양대 교수(기계공학부)팀은 인쇄회로 공정을 획기적으로 개선한 '광소결' 기술로 이 산화 문제를 해결했다. 연구팀은 인쇄 회로도를 구리 잉크로 직접 인쇄한 뒤, 기판 전체에 펄스파를 이용해 한순간 강력한 빛을 조사해 산화막과 이물질을 제거하는 기술을 개발했다. 산화피막에 존재하는 저가형 구리나노입자를 광소결에 적용해 효율적으로 산화구리막을 제거하고, 전극으로 소결할 수 있도록 해 구리 나노입자 전극패턴의 전기전도도를 기존의 2배 가까이 높였다. 이를 스마트폰 터치스크린 패널에 적용할 경우 소재를 은에서 구리로 대체할 수 있어 재료 원가를 10분의 1로 줄일 수 있다. 또 폴리머나 종이 같은 휘어지는 기판에 전자회로를 자유롭게 구현할 수 있다.
연구팀은 지난 2014년부터 반도체·디스플레이 검사장비 업체인 쎄미시스코와 공동연구를 해 광소결 기술 사업화를 함께 추진하고 있다. 현재 연구팀은 연구성과실용화진흥원의 기술 업그레이드 R&D 과제 지원을 받아 광소결용 다종 소재 레시피 개발, 대면적 복합광조사 리플렉터 설계, 복합광소결 데이터베이스를 적용한 광소결 메커니즘 프로그램 개발 등 사용화를 위한 후속 연구를 진행하고 있다.
김학성 교수는 "인쇄전자를 이용해 생산한 유기발광다이오드(OLED)와 전자태그(RFID)의 산업적 비중이 큰 아시아 지역에서 광소결 공정이 대량 생산과 제품의 가격 경쟁력을 높이는 데 큰 도움이 될 것"이라며 "사업화를 위해 대면적 복합광 조사 리플렉터의 성능 향상과 이를 적용한 복합광소결 장치의 광 균일도 및 광 세기 향상 연구를 진행 중"이라고 말했다.
