DGIST 교수팀이 전자제품 필수부품인 폴리머 기판에 미세 회로패턴을 자유롭게 각인할 수 있는 새로운 공정기술을 개발했다.

DGIST는 로봇공학전공 윤동원 교수팀이 로봇공학전공 김종현 교수팀, 캐나다 사이먼프레이저대 김우수 교수팀, (주)프로템과 공동연구를 진행해 유연한 폴리머 기판에 미세 회로패턴을 자유자재로 각인할 수 있는 ‘핫엠보싱 공정기술’을 개발했다고 29일 밝혔다.

유연한 폴리머 기판 위에 나노·마이크로미터의 미세 회로패턴을 각인하는데 쓰이는 ‘핫엠보싱 공정기술’은 낮은 단가로 정밀한 패턴을 대량각인 하는데 사용하는 기술이다.

그러나 패턴을 찍어내는 스탬프 위에 미리 각인한 회로패턴만 각인이 가능하고 패턴 변경 시 고가의 스탬프 전체를 변경해야하는 단점이 있었다.

윤동원 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 성공적으로 개발해 새로운 공정기술을 완성했다.

새로운 기술을 사용해 수십~수백 마이크로미터(μm) 크기의 미세 회로패턴을 원하는 위치에 원하는 형상으로 각인할 수 있게 돼 패턴 변경으로 발생하는 추가비용과 시간을 절감 할 수 있게 된다. 또한 기존의 공정 장비와 함께 사용할 수 있을 만큼 장비호환성도 높아 향후 관련 공정 분야에 널리 활용될 것으로 기대된다.

DGIST 로봇공학전공 윤동원 교수는 “이번에 개발한 공정기술은 추가교체 없이 원하는 미세 회로패턴을 유연한 폴리머 전자 기판에 자유롭게 각인할 수 있어 기존 공정보다 경제적이고 효율적인 패턴 각인 작업이 가능하다”며 “앞으로 해당 공정기술을 반도체, 유연전자 소자 등 전자 및 디스플레이 산업 등 다양한 분야에서 활용할 수 있도록 후속연구를 계속해서 진행할 것이다”고 말했다.

이번 개발 성과는 재료 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 엔지니어링 머티리얼즈’ 9월 24일자 내부 표지논문으로 게재됐으며, 산업통상자원부 국제공동과제 지원으로 수행됐다.

대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr