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인쇄전자가 미래 인쇄의 성장 동력
한국플렉시블일렉트로닉스산업협회(회장 홍순국)는 지난 6일 서울 서초구 소재 더케이 호텔에서 제10회 인쇄전자의 날 행사를 개최했다.이날 행사는 산업통상자원부가 주최했으며 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회가 주관을 했다.이날 행사에는 유연인쇄전자산업 관련 정부부처 및 산·학·연 종사자들 60여명이 함께 했다.이날 행사는 본 행사 이전에 유연인쇄전자산업 경쟁력 강화를 위한 주제발표 세션이 함께 진행됐다.홍순국 회장은 인사말을 통해 "올해로 코로나19가 벌써 3년을 넘어 진행되고 있는데 모쪼록 건강관리에 유념해주시기 바라며 올해도 얼마 남지 않았는데 끝까지 마무리를 잘하시기 바란다"고 말했다.계속해 2022년 유공자 관련 포상식이 진행됐으며 산업통상자원부 장관상과 협회장상 시상이 이어졌다.산업통상자원부 장관상은 변도영 엔젯(주) 대표이사와 임채민 (주)파루인쇄전자 부장이 수상 했으며 협회장상은 김윤갑 구미전자정보기술원 연구단장이 각각 수상했다.계속해 단체 기념촬영에 이어 올해의 주요 활동보고와 내년도 계획 등을 동영상으로 시청했으며 의안심의가 이어졌다.의안 심의는 제1호 의안 2021~2022년 주요사업 결과 보고, 제2호 의안 2021~2022년 수지 결산서, 제3호 의안 2023년 사업계획, 제4호 의안 2023년 수지예산서, 제5호 의안 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회 임원 보고가 이어졌으며 모두 원안대로 통과됐다.한편, 인쇄전자의 날은 유연인쇄전자산업 관련 산·학·연간 교류의 장을 마련하고 국내 유연인쇄전자 우수개발 기술을 선정/시상함으로써 신기술 개발 의욕 고취 및 대내외 경쟁력 제고 지원, 국내의 유연인쇄전자산업 현황을 공유하고 발전의 토대를 마련하기 위해 개최되고 있다.
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아시아가 인쇄회로기판 시장 ‘호랑이’
태국은 자국생산 관심 우상향인도, 시장 크지만 대부분 수입인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)은 구리 배선이 얇게 인쇄된 판으로 그 위에 반도체, 콘덴서 등을 장착하게 된다. PCB은 다수의 전자부품들을 장착하고, 부품들을 서로 전기적으로 연결해주는 역할을 하며 그 중요성으로 인해 전자제품의 어머니라고도 불린다.사용처도 다양해서 가전, 컴퓨터, 스마트폰, 자동차, 항공기에 이르기까지 각종 전자제품에 들어가는 핵심 부품이다. 현재 클라우드 컴퓨팅, 5G, 빅데이터, IoT, AI 등 디지털 기술의 발전과 최신 IT기술의 활용 수요 증가에 따라 PCB의 중요성이 높아지고, 산업 발전이 가속화되고 있다. 코트라 해외무역관에 따르면 글로벌 PCB시장의 2021년 총생산액은 전년대비 23.4% 증가한 804억 달러를 기록했다.2021년 기준 PCB의 생산은 중국과 일본을 비롯한 아시아 국가들에 90% 이상이 집중되어 있다고 한다. 중국은 타국대비 저렴한 인건비와 제조업환경, 산업지원정책 등에 힘입어 자체적인 가치사슬이 구축되어 있으며, 전세계 PCB 생산의 50% 이상을 점유하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 가운데 2021년 지역·국가별 PCB 총생산액을 살펴보면 전세계 모든 지역에서 두 자릿수 성장률을 보였는데, 코로나 팬데믹으로 인한 디지털 전환 가속화로 고속성장을 기록한 것으로 분석된다고 코트라가 설명했다. 다만 2021년 이후부터 2026년까지 전세계 PCB 총생산액은 천억 달러를 상회하나, 연평균성장률은 4.8%로 성장세가 다소 둔화될 것으로 덧붙였다.중국, 고급 PCB 수입은 지속코로나19로 인해 전세계의 디지털 전환이 급물살을 탔고, 이에 따라 디지털 기기에 필요한 PCB의 수요도 크게 증가했다. 이런 가운데 글로벌 시장에서 중국은 PCB 생산대국으로 자리잡았다. 즉 수요 및 공급 모두 가장 큰 규모를 기록하고 있다고 한다.특히 중국정부의 ‘탄소피크 및 탄소중립’ 정책에 힘입어 자동차 분야 수요가 크게 증가하고 발전이 가속화될 것으로 예상하고 있다. 자동차의 안전성 및 스마트화·친환경화에 대한 수요에 따라 PCB의 수요가 증가할 것이란 예측이다.중국은 현재 최대 생산국으로 생산기업도 많고 시장규모도 크지만 기술적인 한계가 있어 고급제품은 수입에 의존하고 있다. 외국 생산기업과 기술격차가 있어 이런 현상은 당분간 계속 될 것으로 코트라가 내다봤다. 2021년 기준 최대 수입대상국은 대만으로 34억 달러를 기록했고, 그 뒤는 일본, 한국, 베트남, 태국 등이 잇고 있다. 우리나라 제품 수입은 코로나19가 발발한 2020년을 제외하고는 약 16.8억 달러, 비중은 13~14% 수준을 유지하고 있다. 중국이 뮤모가 큰 시장이니 만큼 발전수요를 잘 모니터링하고 시장진입의 기회를 모색하는 것이 필요해 보인다.특히 중국으로 수출시 필수적으로 취득해야 하는 인증은 없어 진입장벽이 낮다는 점도 있다. 또한 PCB는 최종재가 아니기 때문에, 통신, 컴퓨터, 자동차, 전자소비재 등 최종제품 제조업체에게 직접 혹은 대리상을 통해 납품되고 있고, 온라인을 통한 B2B 거래도 활발히 진행되고 있다고 한다.인도, 65%를 수입제품에 의존인도의 전자제품 시장은 세계에서 가장 빠르게 성장하는 시장 중 하나로 2016년 1400억 달러를 넘은 이래 2022년에는 4000억 달러를 돌파할 것으로 전망된다. 한편 2022년 인도 내 전자제품 제조업은 1000억 달러를 예상하고 있다. 인도의 커지는 전자제품 시장 그리고 정부의 메이크인 인디아(Make in India) 정책 등에 힘입어 인쇄회로기판에 대한 수요 역시 크게 증가할 것으로 전망된다. 인도의 인쇄회로기판 시장은 2021~2026 기간 중 연평균 18% 증가할 것으로 예상된다.인도의 전자기기 시장은 도시화와 중산층의 가처분소득 증가 추세에 따라 매년 두자리수의 높은 성장을 보이고 있다. 이와 더불어 반도체기기의 소형화 및 전자제품의 기능향상은 보다 더 정밀한 인쇄회로기판에 대한 수요를 촉발시킬 것으로 전망된다.현재 인도는 인쇄회로기판의 수요 중 65%를 수입제품에 의존하고 국내생산은 전체수요량의 35%를 충족하는데 불과한 상황이다. 인도의 제품 수요상황은 다른 나라와 차이가 있다. 국제적으로 연성기판(Flexible circuits)의 수요가 늘어나는 반면 인도에서는 단면과 양면 PCB와 다층(Multi-layer) PCB의 제조에 초점을 맞추고 있다. 인도에는 현재 약 200개의 인쇄회로기판 제조업체가 존재하는데 그중 60%는 규모가 작은 영세업체들이라고 코트라가 전했다. 인도 제조업체들이 당면한 과제는 원재료의 비효율적인 유통구조, 최신기술 및 시설 부족, 전자산업 내부의 상충되는 정책 등이 있다.태국, 시장동향일본 가전 및 완성차 브랜드의 생산기지로 제조업을 성장시켜온 만큼 태국 정부는 원활한 인쇄회로 조달을 위해 관련 산업 진흥에 힘썼다. 1972년 태국 투자청은 인쇄회로, 집적회로, 하드디스크드라이브(HDD), 전동모터 등 전자?전기 주요 부품에 대한 투자 혜택을 승인했다. 현재 인쇄회로기판 제조업체에 부여되는 법인세 면제 혜택은 회로 디자인 포함 시 최대 8년이다. 태국 산업경제실에서 집계한 2021년 태국의 인쇄회로기판 시장은 총 1억5,558만 밧 규모로, 약 450만 달러에 달했다고 코트라가 전했다. 2019년 팬데믹의 영향으로 공급망에 차질이 생겨 2년간 마이너스 성장을 기록했으나, 2021년에는 5% 가까이 증가하며 회복 기조를 보였다.2021년 수입액 기준 태국의 주요 인쇄회로기판 교역국은 중국, 한국, 일본, 대만, 베트남 순이다. 일본은 2002년 인쇄회로기판 전체 수입액의 25%를 차지하는 1위 공급국 이였으나, 중국의 가파른 성장세로 현재는 한국 다음 3위에 그쳤다.인쇄회로기판의 기존 수입관세는 35%이나, 한국은 RCEP또는 한-아세안 FTA 협정세율을 적용해 수입관세가 면제된다. 인쇄회로기판 수입 시 요구되는 인증규정은 없어 진출이 용이하다. 아울러 카시컨은행 경제연구소는 태국의 5G 상용화와 그에 따른 첨단 통신장비 수요가 늘어나며, 인쇄회로기판에 대한 수요도 함께 늘어날 것이라 전망했다. 특히 다층 인쇄회로기판과 같은 고부가가치 품목은 우리기업들이 진출을 고려할 만 하다.
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유연인쇄전자 미래 향방 여기있다
국제 유연인쇄전자 컨퍼런스 (2022 International Conference on Flexible and Printed Electronics, 이하 ICFPE)가 오는 10월 11일(화) ~ 14일(금) 4일 간 제주 신화월드에서 개최될 예정이다.ICFPE는 아시아·태평양 지역의 유연인쇄전자 관련 행사를 수렴한 단일 컨퍼런스로 지난 2009년 한국에서 시작하여 중국, 대만, 일본에서 순회 개최되고 있다. 이번 컨퍼런스는 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회와 한국유연인쇄전자학회에서 공동주관한다.ICFPE는 4D프린팅, 바이오메딕헬스케어, 홈케어시스템, 자율주행자동차, 웨어러블 디바이스 등 미래 유망 산업을 견인할 핵심 산업인 유연인쇄전자 국제 산·학·연 전문가의 선도적 만남과 기술교류를 통해 세계 시장을 이끌어갈 중요한 국제 행사로 자리매김했다.우리나라는 적극적으로 컨퍼런스를 주도하고 있다. 지난 2019년 행사에는 총 47명의 전문가가 참여해 당시 개최국인 대만에 이어 2번째로 많이 참여한 국가로 꼽혔으며, ICFPE 총괄 위원장으로 성균관대학교 조규진 교수를 배출하기도 했다.또한 역대 행사에서도 활발한 활동을 펼치며 유연·인쇄전자 산업을 이끌어가고 있다. ICFPE는 2009년, 2013년, 2017년 총 3회 개최했는데, 산업통상자원부 주최 아래 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회(구.한국인쇄전자산업협회)가 국제 ICFPE 조직위원회와 함께 주관하고 있다.주관기관인 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회는 유연인쇄전자 산업발전 및 기술 보급을 목적으로 표준화 제정 활동, 컨퍼런스 및 컨퍼런스 개최, 국가 R&D사업 등을 수행하며, 국내외 유관기관 단체와의 교류협력을 통하여 네트워크를 구축하고 있다. 아울러 유연 인쇄전자 학문의 발전과 교류를 공고히 하고 있다.
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인쇄전자와 스마트팩토리 연계 효과
한국전자제조산업전(Electronics Manufacturing Korea 2022, 이하 EMK 2022)이 지난 13일부터 15일까지 서울 삼성동 코엑스에서 개최됐다.EMK 2022는 오프라인과 더불어 온라인 전시가 동시에 진행되는 하이브리드 형태로 개최됐다. EMK 2022은 2000년 최초 개최를 시작으로 21회차를 맞이하는 SMT/PCB & NEPCON Korea를 비롯해, 국제 인쇄전자 및 전자재료산업전, 국제 고기능성 필름산업전, 국제 스마트 팩토리 및 로봇산업전이 한 곳에서 진행되어 국내에서는 유일하게 전자 제조 산업 전반의 현황 및 트렌드를 살펴볼 수 있는 전시회로 평가되고 있다.올해 전시회는 23개국 278개사가 400부스의 규모로 참가했다. SMT/PCB 산업 마운터 대표 기업인 (주)인터켐코리아와 후지(FUJI)가 메인 스폰서로 참가했으며, 글로벌 클라우드 서비스 시장의 리더인 아마존웹서비스(AWS)가 제조 산업에서 쉽게 적용할 수 있는 클라우드 서비스를 자사의 파트너 들과 함께 선보였다.전시회와 함께 열리는 동시개최 행사 역시 관람객들의 이목을 집중시켰다. 올해는 각 산업 별로 9개의 기술 세미나가 진행되어 다양한 산업의 최신 기술 및 동향을 확인할 수 있었다.스마트제조혁신협회와 아마존웹서비스가 주최하는 스마트제조 혁신포럼, 한국재료연구원 주최의 첨단소재기술설명회와 함께 IPC 한국자문위원회 설립 발족식 및 전자/전장 산업의 IPC 활용 Study 등 다채로운 프로그램들이 선보였다..올해는 온라인 전시회가 동시 개최되는 만큼 한층 강화된 디지털 플랫폼을 활용한 비즈니스 매치 메이킹 프로그램을 운영한다. 전시회 시작 전 온라인을 통해 미리 미팅 희망 기업과 미팅 시간을 조율하고, 전시 현장에서 대면 혹은 온라인 화상 미팅을 효율적으로 진행할 수 있었다.
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PCB 제조사들 공격 힘찬 행보
반도체용 인쇄회로기판(PCB) 전문 기업들이 연이어 공격적인 증설투자에 나서고 있다.반도체 기판 시장 호황이 지속될 것으로 예상됨에 따라 생산능력을 확대해 더 많은 수요를 흡수하기 위한 포석이다.반도체 기판업계 호황은 5세대(5G) 이동통신과 코로나19 확산에 따른 비대면 효과 등이 맞물렸다는 분석이다.이동통신의 경우 스마트폰의 5G 전환에 따라 스마트폰 두뇌 역할을 하는 반도체 애플리케이션프로세서(AP) 성능이 향상되면서 기판의 대면적화와 층수 확대 등 고집적화가 진행 중이다. 고집적화는 기판 크기를 키워 기존 라인에서 생산할 수 있는 양이 줄어든다.금리 인상, 인플레이션 리스크로 글로벌 금융시장이 주춤하는 중에도 업황을 등에 업고 든든한 방어력을 보이고 있는 것이다.이와 관련 심텍은 충북 청주 본사에 제9공장을 짓기 시작했다. 1071억원을 투자해 3835㎡ 부지에 6층 규모 공장을 새로 지을 계획이다. 오는 7월까지 생산라인을 구축한 뒤 8월부터 본격 가동한다는 목표다. 심텍의 이번 증설은 최근 1년간 세 번째다. 앞서 지난해 2월 400억원, 8월 305억원을 생산라인 확대에 투자했다.또한 대덕전자도 올해 반도체 기판 증설에 1100억원을 투자하기로 했다. 재작년 7월 900억원, 작년 3월 700억원에 이어 8개월 만에 다시 대규모 투자를 결정했다. 대덕전자는 PC의 중앙처리장치(CPU)용 반도체 기판(FC BGA)을 주력으로 생산한다. PC 신규 및 교체 수요가 늘어난 가운데 게임콘솔과 자율주행 등 다양한 분야로 이 기판 쓰임새가 확대되고 있다는 평가다.
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3D 프린팅으로 3차원 형상 기판 제작
3D 프린팅 기술로 3차원 형상의 전기·전자회로 기판을 제작할 수 있는 가능성을 제시한 논문이 발표돼 주목을 끌고 있다. 특히 제작된 3차원 기판에 2차원 패턴은 물론 3차원 패턴을 구현할 수 있어 개념적으로는 다양한 형상과 기능의 전자소자 제작이 가능하다는 장점이 있다.국립 한밭대학교(총장 최병욱)는 창의융합학과 이현아 박사과정생이 ‘2021 한국유연인쇄전자 학술대회’에서 우수논문상을 수상했다고 구랍 27일 밝혔다. 참고로 학술대회는 지난2019년 미래산업혁신을 이끌어 갈 학문과 기술을 교류하는 국내 대표 국제학술대회라는 목표를 가지고 출범했다.당시 1회 학술대회는 한국유연인쇄전자학회(KFPE)가 주최했고 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회(KoPEA), 한국생산기술연구원, 구미전자정보기술원, 순천대학교, 전자부품연구원, 포항공과대학교 나노융합기술원, 한국기계연구원, 한국전기연구원, 한국전자통신연구원, 한국화학연구원 등 유연인쇄전자를 국내 산업협회 및 연구기관이 공동주관을 맡아 진행한 바가 있다.제3회 학술대회 128편 포스터 논문 발표이번 한국유연인쇄전자 학술대회는 2021년 제3회 학술대회로 약 300명이 등록하였고 128편의 포스터 논문이 발표됐으며 한밭대 김동수 교수 연구실 소속 이현아 대학원생은 ‘인쇄공정을 이용한 2D/3D 나노셀룰로오스 섬유 습도센서’ 연구논문을 발표하여 우수한 평가를 받았다.이현아 대학원생은 3D 인쇄전자소자 구현에 활용하기 위한 마이크로 3차원 기능성 전자소자를 제작할 수 있는 Double blanket Reverse off-set 공정을 개발했으며, RFID 태그, 센서, 디스플레이 등 전자산업 분야 소자들과 결합한 완전한 전자기기를 3D 구조물에 제작하는 3D 인쇄전자 연구 전략과 방향성을 제시했다.이번 연구는 최근 각광 받고 있는 3D Printed electronics 기술이다. 해당 기술은 4차 산업혁명에 핵심 시스템인 IoT 시스템 기술뿐만 아니라 자동차, 의료, 우주, 환경 등 다양한 분야에 적용할 수 있다.창의융합학과 김동수 지도교수는 “수상을 축하하며 학생들이 고생해서 얻은 연구성과가 논문으로 결실을 맺고 다시 우수 포스터상을 수상하는 좋은 결과로 이어져 매우 기쁘다”며, “우수 논문상을 수상한 학생들뿐만 아니라 연구에 정진하고 있는 모든 학생들이 각자의 분야에서 좋은 연구 결과를 거둘 수 있기를 희망한다”고 말했다.한편, 한국유연인쇄전자학회는 유연인쇄전자에 관련된 학문과 기술의 정보교환 및 학술활동을 도모하고 아울러 국내·외, 학·연·산, 협동을 촉진함으로써 관련 학문 발전에 기여하고자 설립되었다. 학회의 기본 목표이자 최대의 가치는 연구 성과를 공유하고 그에 대한 다양한 학술적 의견을 나누며, 연구결과물을 논문으로 발표하여 세상에 널리 알리는 것이다.학회는 앞으로 다양한 분야의 전문가들과 기술 발표 및 토론을 통한 학술적 의견을 나누고, 실용화 기술 및 신기술 분야 등 다양한 학문분야를 알릴 수 있는 국내외 산업 활성화를 도모하는 교류의 장으로 거듭날 것으로 기대를 모으고 있다.
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인쇄전자, 4D프린팅 연구 인력 양성
한밭대학교는 최근 창의융합학과 김동수 교수가 한국유연인쇄전자학회의 3대 회장으로 선임됐다고 구랍 27일 밝혔다.한국유연인쇄전자학회는 지난 2019년 과학기술정보통신부의 허가로 설립됐다. 현재 산·학·연 회원사 130개, 회원 약 300명이 활동 중이다. 올해 제3회 정기총회 및 한국유연인쇄전자학회 학술대회를 진행했다.김동수 교수는 한국기계연구원에서 21년간 3D프린팅 공정장비 및 Roll-to-Roll 생산장비를 국산화 개발했다. 지난 2012년부터 한밭대에서 인쇄전자 및 4D프린팅 연구개발과 인력 양성에 주력하고 있다.또한 유연인쇄전자 핵심 기술인 소자, 소재, 장비 등 학·연·산 전문가 네트워크를 통해 여러 학문분야와 국내외 산업 활성화를 위한 한국유연인쇄전자학회(Korea Flexible & Printed Electronics Society, KFPE)를 지난 2019년 설립하는데 공헌했다.특히 내년 12월 국내 및 국제 유연인쇄전자의 산·학·연 전문가와 기업 관계자 등이 한자리에 모이는 국제유연인쇄전자학술대회를 한국유연인쇄전자학회(KFPE)와 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회(KoPEA)의 공동주관으로 계획 중이다.한편 유연전자인쇄 기술을 활용한 제품들이 속속 출시되는 가운데 관련 과학자들의 연구 성과도 결실을 맺고 있다. 나날이 기술이 발전하여 제품의 위변조 방지는 물론 지진을 감지하는 등 괄목상대다.먼저 앞서 KAIST 전기·전자공학부 권경하 교수와 성균관대학교 화학공학과 김종욱 박사과정 연구원이 땀의 체적 유량과 총 손실을 실시간으로 측정하는 무선 전자 패치 개발에 성공했다.또 조규진 R2R인쇄 유연컴퓨터개발 연구센터장은 작은 진동도 실시간으로 감지할 수 있는 센서를 유연전자인쇄로 개발하는 시험을 성공적으로 수행하고 있다.
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400나노 레이저 리소그래피 개발
과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(이하 기계연)이 국내 최초로 400㎚(나노미터)급 레이저 직접 리소그래피 장비 국산화에 성공했다. 반도체 생산성을 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 기대를 모은다.기계연 나노공정장비연구실 이재종 연구위원과 임형준 책임연구원 연구팀은 400㎚ 수준의 미세한 초점을 초당 40㎜ 속도로 이동하며 기판 위에 코팅된 레지스트를 가공할 수 있는 레이저 리소그래피 장비를 개발했다고 밝혔다.이 장비는 도화지 위에 가느다란 펜으로 그림 그리듯 레이저를 이용해 400나노미터 간격으로 가공할 수 있는 장비로 향후 반도체, 바이오센서, 의료용 소자, 마이크로 광학 소자 및 미세 유체 채널 제작에 활용될 전망이다. 연구진은 고가의 외국산 장비를 대체하는 효과도 클 것이라고 기대했다. 또한 이 레이저 리소그래피 장비는 레이저 초점이 크기 200㎜의 기판 위를 초당 40㎜ 속도로 이동하면서 기판 위에 코팅된 레지스트를 가공할 수도 있다. 이와 함께 연구진은 작은 초점으로 넓은 면적에 적용하면서 길어지는 공정시간을 단축하기 위해 공정의 선폭을 최대 50배까지 키울 수 있는 기술을 고안하고, 특허도 출원했다.나노 수준의 리소그래피 기술은 차세대 반도체 리소그래피 기술 중 하나로 각광받고 있다.현재 상용화 된 리소그래피 기술은 독일, 네덜란드 등이 주도하고 있다. 국내에서 평면과 비평면의 기판 위에 400㎚ 수준의 정교한 패턴을 구현한 것은 이번이 처음이다.이번에 개발된 기술을 적용하면 기존 리소그래피 기술로 구현하는데 한계가 있는 3차원 나노-마이크로 복합구조체를 구현할 수 있을 뿐 아니라 임의의 형상 표면에도 나노구조체를 구현할 수 있다.
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인쇄공정 통한 맥신 전극 프린팅
한국교통대 에너지소재공학 정용진 교수, 나노화학소재공학 안태규 교수, 인인식 교수와 영남대 화학공학부 김세현 교수 공동 연구팀이 유기용매에 분산된 2차원구조의 MXene(맥신) 잉크를 제조하는데 성공했다.차세대 인쇄전자 소자에 사용할 수 있는 고성능 전극 소재인 ‘맥신 잉크’는 높은 분산성과 전도도 덕분에 세계 최초로 인쇄 공정을 통한 맥신 전극을 프린팅하는데 성공했으며, 프린팅한 전극을 활용해 우수한 성능의 전자소자 및 논리회로를 구현해냈다.맥신은 우수한 전기 전도도를 가지고 있는 2차원의 나노 판상 물질로 전기적 특성으로 에너지 저장소자나 전자기 차폐, 센서 등에 사용되고 있는 차세대 신물질 중 대표적인 물질이라고 할 수 있다.맥신의 표면은 친수성 특성을 띠고 있어 주로 물에서만 안정적으로 분산되어 그 쓰임새에 한계를 가지고 있다. 그로 인해 다양한 전자 소자 제작이 어려웠다. 이를 보완하기 위해 고분자 안정화제나 계면활성제 등을 이용하고 있지만, 이런 유기물의 사용은 맥신을 코팅한 다음 잔류물을 제거하기 어려우며, 맥신의 우수한 전기적 특성을 저하시키는 문제점이 있다. 이번 맥신 연구 분야에서는 맥신의 전기적 특성이 떨어지지 않으면서도 물 이외의 유기용매에 맥신을 안정적으로 분산시키는 기술을 개발하는 것이 핵심 기술로 주목 받는다.한국교통대-영남대 공동 연구 그룹은 인쇄전자 분야에서 주로 쓰이는 알콜계열 용매에 높은 분산성을 가질 수 있는 맥신의 표면처리 기술을 개발하여 기존 기술의 한계로 지적 받아온 맥신의 전기전도도 저해 문제를 완전하게 해결했다.맥신을 트리플루오로아세트산 처리를 통해 기존 맥신의 에칭 잔존물인 불화알루미늄을 효과적으로 제거하고 맥신의 표면작용기를 재구성했다.전도도를 개선하며 유기 용매에 대한 맥신의 분산성을 높여 전기수력학 프린팅 공정을 통해서 대면적의 균일한 전극으로 패터닝할 수 있었다.
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초연결 사회 앞당기는 4D 프린팅
센서 경량화 반드시 필요바이오 메디컬 분야 유망 수요 연계형 플랫폼 시급4차 산업혁명은 ‘정보 클라우드 시대’다. 정보 클라우드 시대에는 현재의 정보화 시대보다 훨씬 더 많은 수의 기기와 센서들이 연결되는 ‘초연결 사회’가 형성된다.초연결 사회를 뒷받침하기에 벅찬 기존 반도체 공정의 한계를 극복하기 위해 전문가들은 3D 프린팅과 플렉서블 인쇄 전자에 주목하기 시작했다.인간과 사물 간에 정보가 양방향으로 흐르기 위해서는 수많은 센서와 기기가 필요한 만큼 전반적인 경량화와 생산비 절감 등이 필요한데현재 반도체 기술로는 구현하기가 힘들다는 지적이다.이에 3D 프린터와 인쇄전자를 융합한 ‘4D 프린팅’이 그 해결책으로 등장했다. 4D 프린팅은 3D 프린팅과 전기·전자 산업이 융합을 이룬 분야로, 3D 프린팅 기술을 이용해 완전한 전기·전자 부품과 기기를 제작하는 기술이다.4D 프린팅 기술은 3D 프린팅과 인쇄전자가 융합된 기술이면서 동시에 사용하는 잉크 소재의 분자 상태를 제어하여 외부의 자극에 의해 수축, 팽창, 색 변화, 친수 특성 변화 등을 전기적 신호로 제어할 수 있도록 제조한 지능형 부가 제조 방식이라 할 수 있다.4D 프린팅 산업의 육성은 3D 프린팅 산업과 인쇄전자 산업에 분자 단위에서 소재를 디자인하는 정밀소재 기반 잉크 제조 산업을 융합한 형태의 전략이 필요하다.초연결로 지능적인 사회 발전 뒷받침 인류는 지금까지 크게 4번의 산업혁명을 통해 성장해왔다고 할 수 있다. 4차 산업혁명은 정보통신기술(ICT)이 제조업과 같은 다양한 산업들과 결합하며 지금까지는 볼 수 없었던 새로운 형태의 제품과 서비스, 비즈니스를 만들어 내는 것을 말한다.4차 산업혁명의 시대를 맞이해 사물인터넷(IoT), 자율주행과 같은 기술들이 큰 주목을 받고 있으며, 이러한 기술의 핵심에는 바로 ‘연결’이 있다고 해도 과언이 아니다. 지금까지는 단순히 사람과 제품, 제품과 제품의 연결에 집중했던 것과 달리, 4차 산업혁명에는 연결을 통해 어떻게 우리의 삶을 바꿀 수 있을 것인가에 초점을 두고 있다고 할 수 있다.2016년 다보스 포럼에서 4차 산업혁명은 ‘모든 것이 연결되고 보다 지능적인 사회로의 진화’라고 선언한 것 과 같이 4차 산업혁명을 통해 우리는 바로 ‘초연결 사회’로 진입했다고 할 수 있다.인쇄전자 관련 시장 2027년 3천억달러 인쇄전자는 잉크와 특수 프린터를 사용해 모든 종류의 문서에 머리카락 지름보다 작은 10마이크로미터 범위의 정확도로 회로를 적용할 수 있는 기술이다. 따라서 이러한 기술은 하이테크 응용 분야 뿐만 아니라 일상적인 전자제품을 위한 구성요소를 보다 효과적이고 쉽게 생산할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.인쇄전자산업은 제4의 산업혁명, 제조공정의 패러다임 전환으로 불리며 저가격, 친환경, 유연성, 대면적 고속 생산, 대량 생산, 저온, 단순공정이라는 인쇄기술의 고유한 특징에 고해상도, 고정밀도, 친환경의 산업적 특징을 가지고 있다. 또한, 인쇄전자산업은 글로벌마켓을 가진 미래유망기술인 박막, 플랙시블, 태양전지, 센서, 배터리, 스마트카드, 유기 트렌지스터, 메모리 등 광범위한 산업에 응용되고 있다. 인쇄전자 시장은 2020년 400억 달러로 추산되며 관련 산업 규모는 2027년까지 반도체산업의 규모보다 큰 3,000억 달러가 될 것으로 전망되고 연평균 39%의 높은 성장률을 보여줄 것으로 기대된다.또 세계 인쇄 전자 시장에 대한 TMR의 보고서에 따르면 2015년 시장 등록 매출은 254억 달러이며, 예측 기간 동안 CAGR이 11.0%로 증가해 2024년 말까지 미화 650억 달러의 평가를 달성할 것으로 전망된다.IoT와 AI 및 자율주행차 필수 불가결 기술미래 신기술로 한창 개발중인 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 자율주행차 등이 구현되려면, 지금보다 더 많은 전극들이 필요하고, 새로운 형태(전기가 통하는 섬유, 구겨도 전기가 통하는 필름 등)로 전기가 통하는 전극들이 다수 개발이 되어야할 것이다. 이를 위해서는 기존에 전극을 형성하는 기술보다 더 정밀하고, 더 빨리 생산이 가능하고, 값이 더 싼 공정이 필요할 것이며, 이를 실현할 수 있는 기술이 바로 ‘인쇄전자’ 기술이다.AI의 지능강화와 성능 향상, 의료 및 자동차 산업 등 4차산업의 성장과 함께 지속적인 업그레이드가 이뤄지고 있는 소프트웨어 기술 향상과 더불어 AI전용 반도체 등 하드웨어의 개발도 속속 이뤄지고 있다. 특히 2024년까지 의료 및 자동차 산업에서 장치의 가변성은 물론 인쇄전자 분야 연관 기술의 다양성과 창의성이 요구되면서 인쇄전자시장의 규모가 급속히 팽창하고 있다.RFID 안테나 및 센서 발전 견인세계 인쇄 전자 시장의 성장을 견인하는 대표 품목은 RFID 안테나 및 센서 등이다. 이들 제품의 구성 장치 중 저비용 고신뢰도의 강력한 전자 장치가 필요했고 새로운 유형의 기판 재료와 잉크 개발이 이뤄지면서 인쇄 전자 시장을 더욱 활성화시켰다.또 스마트 레이벌, 플렉시블 디스플레이 장치, 웨어러블 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 블루오션으로 떠오르고 있다.인쇄 전자 시장은 기존의 전자 산업이라면 반드시 안고 가야 했던 환경 영향에 부정적 요인을 줄이기 위해 ‘적은 자재 폐기’와 ‘낮은 전력 소비’에 초점을 맞춰 개발됐으며 이는 이익 창출의 핵심으로 작용하고 있다. 전자인쇄 관계자들은 기능인쇄 시장의 성장을 촉진시키는 요인에 대해 저가격, 친환경, 유연성, 대면적, 대량 생산, 저온, 단순 공정 등을 꼽았다.디스플레이와 스마트 포장 수요 증가 이끌어응용을 기반으로 인쇄 전자 시장은 자동차, 소매 및 포장, 전자 및 디스플레이로 구분된다.이 가운데 소매 및 포장 부문이 지난 2015년 높은 점유율을 차지했고, 이어 자동차, 전자 부문이 뒤를 이었다. 이러한 성장은 스마트 포장에 대한 수요 증가에 기인한다.성장을 뒷받침할 수 있는 다른 요인으로는 소비재, 신흥 소매 부문 및 일부 기술 발전이 있다. 또한, 이 기술은 포장에 사용되는 아세테이트 필름, 포일, 플라스틱, 갈색 종이 재료를 포함한 재료에 뛰어난 인쇄 품질을 제공한다. 이 요인은 소매 및 포장 부문의 성장을 촉진하고 있다.기술을 기반으로 인쇄 전자 시장은 굴곡 인쇄, 중력 인쇄, 화면 인쇄, 잉크젯 인쇄로 세분화된다.이 가운데 최근 세계 인쇄 전자제품 시장에서 스크린 인쇄 부문이 가장 큰 비중을 차지했다. 인쇄 전자, 회로판 인쇄, 두꺼운 필름 기술, 디스플레이 및 제품 레이벌과 같은 수많은 산업에서 화면 인쇄 기술의 광범위한 사용. 어떤 기판에서도 뛰어난 인쇄 품질로 인해 향후 몇 년 동안 플렉소그래피 부문은 탄력을 받을 것으로 예상된다.수요 연계형 기술 개발 플랫폼 구축 시급지역을 기준으로 세계 인쇄 전자 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 라틴 아메리카, 중동 및 아프리카로 세분화된다. 인쇄 전자 장비와 재료 제조업체가 대부분 북미지역에 분포해 있기 때문에 북미 지역은 가장 큰 인쇄 전자 시장이기도 하다.그런데, 이 중 주목할 것은 아시아태평양지역이다. 북미에 이어 매출 면에서 세계 시장을 석권할 것으로 예상되기 때문이다. 인도, 일본, 중국 등 이 지역의 개발도상국들이 주로 성장에 기여하고 있다. 인쇄전자 시장에서 글로벌 경쟁력을 확보하기 위해서는 전문인력 양성과 수요연계형 기술개발 플랫폼 구축을 통해역량을 강화하는 한편 신뢰성 시험평가 및 인증체계 등 인쇄전자 산업의 전반적인 인프라도 적극 구축해 나가야 할것으로 보인다.소재ㆍ장비ㆍ소자 등 3개분야별 세부 기술로드맵을 수립하고 공동 사업화연계기술개발사업(R&BD) 과제 등 기업간 협력사업의 확대, 무엇보다 유망기술을 보유한 중소기업을 지원하고 이들이 신규 특허 기술 등 원천기술 확보를 위해 어려움이 없도록 적극 지원해야 하며 국제표준에 있어서도 선두 그룹을 형성해야만 한다는게 업계 관계자의 조언이다.잉크 및 소결과 표면처리 기반 기술 발전 중요 인쇄전자는 필름이나 섬유 소재 등에 전도성 전자잉크를 분사해 인쇄하듯 전자회로를 제조하는 기술이다. 기존 생산 방식에 비해 설비 투자비용이 낮고 기판·잉크·인쇄기술에 따라 다양한 분야에 적용이 가능해 앞으로 스마트 기기나 디스플레이 분야에서 막대한 부가가치를 창출할 것으로 기대되고 있다. 하지만 기존에 인쇄에 사용되는 잉크가 아닌, 구리나 은과 같이 금속을 잉크로 사용하다 보니 농도가 진해서 잉크가 나오는 구멍이 잘 막히거나, 다 그린 전극을 전기가 통하게 하기 위한 소결(빵을 굽듯이 굽는) 과정에서 생기는 등의 문제가 발생한다. 인쇄전자 기술은 인쇄 기술 이외의 잉크제조, 소결, 표면처리 기술 등 기반 기술이 함께 성장해야만 한다.유연한 기판에 회로를 안정적으로 인쇄하려면 먼저 기판 자체 최적화 부터 잉크 구성 및 인쇄기술의 정확성, 열 경화에 이르기까지 종이 또는 필름 손상 등을 해결해야 한다. 표면이 완전히 매끄럽지 않은 경우 이로 인해 회로 제작에 필요한 정밀도를달성하기가 어렵기 때문이다.
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신개념 리버스 오프셋 인쇄공정 실현
국립 창원대학교 기계공학부 스마트제조융합전공 조영태 교수 연구팀이 고신축성 블랭킷을 적용한 신개념의 리버스 오프셋 인쇄공정을 구현하는 데 성공했다.연구팀은 기존 리버스 오프셋 인쇄 기술에 고신축성 블랭킷을 이용한 인장·복원 공정을 추가한 신개념의 선폭 미세화 공정을 제안했다.이번에 성공한 리버스 오프셋 인쇄 기술은 기존 유연 인쇄전자 기술의 선폭 축소 한계를 해결 할 수 있어 산업적 응용 가능성이 매우 높은 방법으로 평가되고 있다.연구팀은 리버스 오프셋 인쇄 공정의 3가지 단계인 코팅, 오프, 셋 공정 전후로 고신축성 블랭킷의 인장 및 복원 공정을 추가했으며, 인장된 블랭킷에 전도성 잉크를 코팅하고 패터닝 후 복원해 금속배선의 너비와 피치를 기존 대비 55% 수준으로 축소할 수 있음을 확인했다.이러한 방식을 통해 기존 선폭 미세화 한계에 직면한 인쇄전자 기술의 돌파구를 마련한 것으로 평가받고 있다.이 기술을 응용하면 저비용으로 플렉서블 디스플레이나 전자소자의 금속 배선을 미세하게 만들 수 있어 디바이스의 성능 향상, 집적화, 소형화 등에 기여할 것으로 기대된다.이번 연구는 산업통상자원부 산업핵심기술개발사업의 ‘공기 청정 모빌리티의 구현 프로젝트’와 ‘나노금형기반 맞춤형 융합제품 상용화지원센터 구축사업’, ‘극한환경 스마트 기계 부품 설계 제조 혁신 센터 사업’의 지원을 받아 수행됐다.신승항 박사과정 학생이 주저자로 수행한 연구 내용은 새로운 제조 기술, 엔지니어링 재료 및 소재 관련 국제전문학술지 ‘Advanced Engineering Materials(IF 3.862)’에 게재(‘Tunable Reverse Offset Printing with a Stretchable Blanket for Fabricating Flexible Printed Electronics’)됐고, 7월호 표지논문으로 선정됐다.
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건식 전사인쇄 공법 개발
인쇄 부가가치 창출 기대국내연구진에 의해 전사인쇄의 새로운 시대가 열리게 됐다. 대구경북과학기술원(DGIST) 장경인 교수팀은 한국뇌연구원 라종철 교수팀, 한국생산기술연구원의 금호현 박사팀과 공동으로 반도체 및 소자 제작을 위한 새로운 전사인쇄(轉寫印刷) 공법을 최초 개발했다,이는 먼지처럼 작은 수십 나노미터 크기부터 A4용지 크기까지 반도체 인쇄가 가능한 새로운 공정기법이다. 이에 기존보다 최대 1만 배 이상 빠르고 정확한 공정으로 반도체 소자 생산성을 획기적으로 늘릴 것으로 기대된다.전사인쇄는 서로 다른 기판에서 제작된 소자들을 새로운 기판으로 옮겨 통합시키는 반도체 제작의 필수공정이며 복잡한 전자 소자 제작 시 광범위하게 사용된다.종래 사용된 습식 전사 인쇄 공법은 기판 위에 소자를 제작 후 부식액을 이용해 아래층을 녹여 없앤 후 새로운 기판으로 옮기는 방법이다. 하지만 기판의 층 면적이 큰 경우, 녹이는 데 시간이 오래 소모되는 점과 소자 모양의 왜곡 가능성 등 대량생산의 한계가 있었다.이를 대체하기 위해 개발된 최근의 건식 전사 인쇄기법들은 기존 습식 공법보다 좋은 성능을 가진다. 하지만 공정의 범용성 부족, 고가의 장비 필요, 대량생산의 어려움 등 여전히 많은 한계점이 있는 실정이다.연구팀은 인접한 두 물질이 온도 상승에 따른 부피 변화 값의 차이를 나타내는 열팽창 계수를 이용해 소자를 안정적이고 신속히 기판에서 분리하는 새로운 건식 전사인쇄 공법을 개발했다.연구팀은 열팽창 계수 차이가 큰 금(Au)과 규소(Si) 또는 구리(Cu)와 규소(Si)를 얇은 박막형태로 서로 겹치게 제작했다. 이들을 높은 온도로 가열함에 따라 두 물질 사이 경계면에 강한 힘이 집중되며 균열이 발생했고 이를 통해 소자를 기판에서 분리시키는데 성공했다.연구팀은 물리적 모델링과 시뮬레이션을 통해 무선 통신 시스템부터 복잡한 구조인 심혈관 센서, 가스 센서, 광유전학 소자 등에 광범위하게 적용될 수 있음을 추가 입증했다. 특히 기존 습식 전사인쇄방식에 비해 1만 배 이상 소모시간이 단축되고 정밀한 전사 인쇄가 가능하다는 점이 장점이다.장경인 교수는 “기존의 습식 전사인쇄 기술로는 불가능했던 바이오센서나 반도체 소자 제작처럼 정밀하고 대량 생산이 필요한 산업에 적용 가능하며 연구실 단위의 소규모 시설에서도 빠르고 안정적인 고정밀 소자 제작이 가능하다”며 “앞으로 더 많은 분야에서 적용될 수 있도록 해당 기술을 더욱 발전시키겠다”고 밝혔다.한편 이번 연구는 DGIST 로봇공학전공 하정대 석박사통합과정생이 제1저자로 참여했으며, 국제학술지 사이언스의 자매지 사이언스 어드밴시스(Science Advances) 7월9일자 온라인판에 게재됐다.
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유연인쇄전자는 4차 산업혁명 따봉~
4차 산업혁명의 핵심 중 하나인 스마트팩토리와 유연인쇄전자의 연계방안에 관해 모색하는 자리가 마련됐다. ‘스마트팩토리-유연인쇄전자 성장포럼’이 그것이다.한국인쇄전자산업협회, 인쇄전자표준포럼운영위원회, 한국플렉시블일렉트로닉스학회가 함께 주최하는 행사가 열려 관심을 모았다.국회에서는 정책적으로 필요한 시대적 요청인 스마트팩토리와 유연전자인쇄 협업에 관심을 가졌다. 지난 행사는 4차 산업혁명의 전환점에서 제조 혁신을 주도 하고 있는 스마트팩토리와 유연인쇄 전자산업의 연계방안과 함께 대·중·소기업이 함께 성장하는 산업기술 플랫폼 구축방안을 모색하기 위한 자리였다.주요 발표와 제안내용은 ‘4차 산업혁명 완성을 위한 스마트팩토리-유연인쇄전자산업 대중소기업 연계 육성 성장 방안’, ‘스마트융합시대 신전자산업 방향’, ‘4D(인쇄전자와 3D)프린팅 산업 활성화 조성’, ‘스마트팩토리-유연인쇄전자산업 연계를 통한 대중소기업의 제조 혁신’, ‘유연인쇄전자산업 및 기술의 표준화가 4차 산업혁명에 미치는 영향’ 등이다.주최측은 대한민국의 스마트팩토리-유연인쇄전자산업의 새로운 방향과 신산업 육성의 추진 상황을 심도 있게 점검 할 수 있는 좋은 기회가 됐다고 평가했었다.
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유연 전자인쇄 기획부터 양산까지
한국플렉시블일렉트로닉스산업협회는 ‘포스트 코로나시대와 유연 인쇄전자 미래전망 세미나’를 지난 3일부터 14일까지 온라인에서 12일간 공개했다. 코로나19를 관통하면서 유연 인쇄전자의 미래를 전망하고 새로운 비즈니스 창출에 대한 비전을 제시하기 위해 시행된 이번 세미나는 유연인쇄전자산업관련 종사자라면 누구나 홈페이지에 접속하여 시청할 수 있었다.프로그램의 주제도 다양하고 내실을 기했다. 먼저 첫 번째 주제는 권계시 교수(순천향대, 전 피에스 대표이사)가 ‘포스트 코로나 대응 새로운 비즈니스 기회창출’이라는 제목으로 관련 유망사업화 아이템의 제품기획에서 양산까지 일련의 과정을 조명했다.두 번째 주제에서는 유망융합기술을 소개 잉크젯 분야와 자동차분야로 나눠서 소개했다. 잉크젯분야는 부경대학교 신동윤 교수가, 자동차 분야는 현대자동차 MEA 설계팀의 진상문 팀장이 각각 강의를 했다.세 번째 주제인 표준화와 관련해서는 인쇄전자기술지원센터의 최병오 센터장이 ‘애로기술지원 사례 및 시험인증 지원’ 등 센터에서 실시하는 주요 지원활동에 대해서 소개하고 많은 이용을 당부했다. 이어 김병준 안동대 교수가 플렉시블 전자 소자의 신뢰성 평가법 및 국제표준화 동향에 대해서 발표하며 글로벌 시장으로 진출할 때 필요한 부분에 대해서 설명했다. 한편, 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회는 산학연이 중심이 되어 세계 1위의 선도산업 및 대한민국의 신성장 동력이 될 수 있는 유연인쇄전자산업 발전을 위해 2008년 태동된 한국인쇄전자협의회를 전신으로 하여 출범했다.이후 협회는 세계적인 관심과 성장을 거듭하고 있는 유연인쇄전자산업을 지원하고 앞으로 국가의 차세대 먹거리 창출을 위한 유연인쇄전자산업 활성화, 정책지원 및 기업간 네트워크 활성화를 위해 노력하고 있다.
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초경량 전자파 차단필름 최초 개발
유연 전자인쇄업계에 신개발품이 나왔다. 전북대학교는 유연인쇄전자전문대학원 김태욱 교수 연구팀이 초경량 전자파 차단 필름 개발에 성공한 것. 개발된 필름은 구리 나노시트가 사용된 만큼 매우 가볍고 대량생산이 가능하다는 점이 특징이다. 또 가격까지 저렴해 차세대 이동통신과 전기자동차 등에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.전자파 차폐필름은 전자제품과 전기자동차를 사용할 때 발생되는 전자파로부터 전자기기의 구동회로와 인체를 보호하기 위해 사용되는 소재다. 특히 5G용 이동통신과 전기모터, 배터리, 특히 자율주행 전기자동차의 상용화를 위해 반드시 필요한 핵심 소재 기술이기도 하다.하지만 하이엔드(비슷한 기능을 가진 제품 중 가장 우수한 제품)급 차폐 소재의 경우 일본과 독일 등으로부터 수입에 의존하고 있는 게 현실이다.이에 김태욱 연구팀은 우수한 성능과 경제성을 가진 전자파 차단 초경량 필름 개발에 착수했다. 연구에는 KIST 전북분원, 전남대, 서울대 연구팀도 함께 참여했다.연구진의 오랜 연구 끝에 개발에 성공한 초경량 필름은 단결정 구리 나노시트를 이용해 제작됐다. 연구진은 ‘수열합성법’을 통해 2D 구리 나노시트를 성공적으로 대량 합성한 뒤 단결정 구리나노시트 용액을 스프레이로 뿌리는 방법으로 대면적(A4)의 전자파 차폐필름을 제작했다.수열합성법은 물과 열을 이용해서 합성하는 방법을 말한다. 반응물을 물에 녹이고 열을 가해주는 방법으로 나노결정 합성에 많이 이용된다.2D 구리 나노시트는 단결정구조를 가지며, 스프레이 공정을 통해 필름을 만들 경우, 각각의 2D 구리 나노시트가 겹겹이 쌓이는 적층구조가 만들어지게 된다. 이렇게 만들어진 적층구조는 내부반사가 크게 높기 때문에 높은 전자파 차단 성능을 보유할 수 있다.다양한 두께와 형태로 코팅실제 일반적으로 사용되는 구리포일과 비교했을 때 동일한 두께에서 1000배 향상된 차폐성능을 보였다는 게 연구팀의 설명이다. 단결정 구리 특유의 내산화성과 나노시트로 인한 높은 유용성때문에 응용가능성이 크다는 점도 높은 평가를 받았다. 게다가 간단한 스프레이 공정을 통해 다양한 형태와 두께로 코딩이 가능해지면서 활용도도 높았다.김태욱 교수는 “개발된 소재기술은 우리에게 익숙한 구리소재의 구조를 제어해 전자파 차폐 특성을 극대화한 기술로, 저가 생산이 가능하고 산업계에 이미 구축되어 있는 생산라인에 손쉬운 적용이 가능하다”며 “기존 전자파 차폐필름의 대체 및 향후 차세대 이동통신과 전기자동차 등의 전자기기에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.한편 연구 성과는 세계적인 학술지인 ACS Nano(1월 26일자 온라인판)에 게재됐다.
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미래 인쇄산업 지형변화 유연인쇄전자산업 견인
산업통상자원부가 주최하고 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회(이하 KoPEA)에서 주관하는 ‘제9회 인쇄전자의 날’ 기념식이 지난달 서울시 소재 엘타워에서 개최됐다. 포스트 코로나19 시대 융합기술의 선도주자인 유연인쇄전자 산업 관계자들을 격려하고, 유공자를 포상하기 위한 자리다.특히 이날 행사는 코로나19 확산 위험을 최소화하고자 협회 임원단(기술이사)과 유공자 포상을 위한 수상자 및 시상 관계자만 참석하는 것으로 축소 개최됐다고 주최측은 전했다. 행사에서 산업통상자원부 장관표창은 영남대학교 김혜경 교수, 구미전자정보기술원 노진수 센터장이 수상했다.김혜경 교수는 유연인쇄전자·환경·에너지 분야의 지속적인 연구개발을 통해 기술을 혁신하고 산학연관의 유기적 상생협력 관계를 강화하는데 기여했다.노진수 센터장은 100% 롤투롤 인쇄 RFID, 스마트 레이벌 제조공정개발 및 도체잉크 기반 발열필름 개발 및 사업화를 통해 인쇄전자기술기반 상용화 제품 개발에 힘쓰고 있다. 아울러 유연인쇄전자 분야 IEC TC119 설립 및 정착 활성화를 지원한 공로를 인정받았다.KoPEA 홍순국 회장(LG전자 사장)은 “국가 경쟁력을 갖추기 위해서 전통적인 경쟁력 갖춘 산업분야를 넘어 미래세대를 위해 새로운 산업분야 개척에 대한 필요성이 강하게 대두되고 있으며 유연인쇄전자산업은 IT-BT 융합 기술 및 3DPE, 잉크젯 등 새로운 아이디어 접목과 기술 및 파트너십의 발전을 가능하게 한다”고 말했다.그러면서 “KoPEA는 유연인쇄전자 산업발전에 가속도를 붙이기 위한 회원사 지원을 더욱 강화하고, 대기업과 중소기업의 상생, 인력양성 지원 등 유연인쇄전자산업의 위상을 높이기 위해 최선을 다하겠다”고 약속했다.이날 행사에는 홍순국 회장을 비롯해 산업통상자원부 조익노 과장, 김영삼 한국전자기술연구원 원장 김용식 삼성디스플레이 고문, 최영석 엘지디스플레이 전무, 정광춘 잉크테크 대표이사, 정좌진 나래나노텍 대표이사, 강문식 파루 대표이사등 산학연관 관계자 30여명이 참석했다.한편, 유연인쇄전자산업은 유연인쇄기술로 제조되는 전자산업 및 이 기술을 이용한 소재·소자(부품)·장비 전 분야 산업이다. 우리 일상생활에서 웨어러블 헬스케어부터 스마트 홈케어, 스마트 패키징, 자동차 산업, 사물인터넷(IoT), 바이오 기기(센서) 등에 거쳐 매우 광범위하게 적용되고 있다. 이와 함께 IEC TC119(인쇄전자분야)의 설립을 통한 인쇄전자 국제표준화 작업이 활발하게 진행되고 있다.
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유연인쇄전자학계 빅텐트 성장엔진 본격 가동
한국유연인쇄전자학회 신임 학회장에 이재석 교수가 취임했고, 수석 부회장에는 김동수 교수가 선임됐다. 학회는 2일 서울 서초구 엘타워에서 정기총회를 열고 이같이 결정했다고 밝혔다.임기 1년의 이재석 학회장은 전남대학교 화학공학과 공학사학위, 한국과학기술원 화학공학과 공학석사학위, Tokyo Institute of Technology 고분자공학과 공학박사학위를 받았다. 현재 광주과학기술원 초빙석학이며 한국과학기술한림원 정회원이다.또 광주과학기술원 나노기술연구센터 소장, 그럽스노벨센터 부소장, 광주전남나노기술연합회 회장, 대한화학회 고분자화학분과회장, 한국고분자학회 부회장 등을 역임했다.이재석 회장은 “유연인쇄전자는 초연결·초지능·초실감 시대에 꼭 필요한 융합학문”이라며 “유연인쇄전자 학문이 그 가치를 공고히 하고, 더욱 활성화 하는데 학회가 이바지 할 수 있도록 적극적으로 임하겠다”고 밝혔다.3D프린팅 전문가 김동수 교수도 합류수석 부회장 김동수 교수는 한밭대학교 창의융합학과 교수(중점연구소사업단장, 인쇄전자3D프린팅공학연구소장)다. 한국기계연구원에서 21년간 재직하면서 3D프린팅 공정장비 및 롤투롤 생산장비 개발을 국산화했으며, 2012년부터 현재까지 한밭대에서 인쇄전자, 4D프린팅 연구개발 및 인력양성에 주력하고 있다.특히 유연인쇄전자 핵심 기술인 소자, 소재, 장비 등 학·연·산 전문가 네트워크를 통해 실용화 및 신기술 분야 등 다양한 학문분야와 국내외 산업 활성화를 위한 ‘한국유연인쇄전자학회(Korea Flexible & Printed Electronics Society, KFPE)’를 2019년 설립하는데 공헌했다.한편 학회는 포스트 코로나 시대에서 인공지능(AI)과 4차산업혁명 융합기술의 선도주자인 유연인쇄전자와 관련된 학문과 기술의 정보교환 및 학술활동을 도모하고 아울러 국내·외 학·연·산 협동을 촉진함으로써 관련 학문 발전에 기여하고자 지난 2019년 설립됐다. 산·학·연 회원사 130개, 정회원 수 230명을 보유하고 있다.학회는 유연인쇄전자 핵심 기술인 소자, 소재, 장비 등 학·연·산 전문가들의 기술 발표 및 토론 자리를 통해 학술적 의견을 나누고, 연구동향과 같은 양질의 유관정보를 제공하고자 한국유연인쇄전자학회 학술대회를 개최하고 있다. 또한 기술지 발간사업, 해외교류 사업 등 국내·외에서 유연인쇄전자학문의 발전을 위한 다양한 활동을 펼치고 있다.
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포스트 코로나 시대이끌 유연인쇄전자산업 육성
인정평가와 표준화 협력포스트 코로나시대를 이끌 융합기술의 선도주자인 유연인쇄 전자분야의 산업 육성을 위해 민간 전문협회와 정부 산하기관이 의기투합했다. 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회(이하 KoPEA, 회장 홍순국)와 한국전자기술연구원(이하 KETI, 원장 김영삼)은 엘타워에서 개최된 ‘제9회 인쇄전자의 날’에 MOU를 체결했다.두 기관은 향후 유연인쇄전자 산업 육성 및 촉진을 위해 업무 교류 및 지원, 신뢰성 인증평가, 표준화 등 다각도로 협력하기로 했다. 특히 유연인쇄전자산업분야 협력을 강화하여 융합산업서비스 발굴을 통한 산업 선도와 협업체계 구축을 추진해 갈 방침이며, 유연인쇄전자산업관련 대정부 및 대국민 활동과 공공이익의 공동연구와 정책과제 등을 함께 수행 할 예정이다.한편, KoPEA는 유연인쇄전자관련 산업 발전 및 기술보급을 위해 2010년 9월 한국인쇄전자산업협회 명칭으로 설립됐으며, 2019년 3월 기존 전자산업의 경쟁력을 강화하고, 융합제품군 개발을 통해 신시장을 창출하고자 한국플렉시블일렉트로닉스산업협회로 협회명을 변경했다.협회는 국제협력 및 경쟁력 배양, 기술 및 제품의 국제표준 및 로드맵제시, 인력양성등 다양한 분야에서 활동하고 있다.KoPEA·KETI, 모우체결
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경북은 유연전자인쇄 메카로 거듭난다
전자산업의 메카였던 경상북도가 침체된 지역 전자산업의 새로운 방향을 열어나갈 전기를 마련했다. 경북도는 과학기술정보통신부의 지방자치단체 주도형 신규 R&D사업인 ‘지역의 미래를 여는 과학기술 프로젝트’로 ‘유연인쇄전자 신전자산업 기술개발사업’이 선정됐다.인쇄전자란 프린팅 공정으로 찍어내는 방식으로 만들어진 전자회로 혹은 전자부품으로, 유연인쇄전자 기술은 유연성을 가진 인쇄전자 기술로 지역의 전통적인 전자산업을 신전자산업으로 탈바꿈시킬 수 있는 신전자 기술이다.경북도는 사업에 선정되면서 국비 57억원(총 사업비 114억원)을 확보했다. 이를 통해 앞으로 주요 거점에서 산·학·연과 컨소시엄을 구성해 5년 동안 원천기술개발과 상용화기술개발을 추진하게 된다.주요 거점으로는 안동, 구미, 경산시가 선정됐다. 전자산업의 역사를 자랑하는 구미시는 금오공대·구미전자정보기술원·(주)프로템·티앤에스 참여로 차세대 투명 디스플레이 개발과 현장 실시간 바이오분자 진단기기 개발을 추진한다.경산시는 영남대학교·경북테크노파크·(주)진광화학과 함께 자동차 전장 소재 분야로 FPCB(유연성있는 절연기판을 사용한 배선판) 전장 및 스마트 윈도우 개발에 나선다. 안동시는 포항공대·안동대학교·한국전자통신연구원·(주)마이다스H&T가 참여하에 신체·사물부착형 플랙시블 IoT센서 시스템을 개발한다.이를 통해 경북도는 유연인쇄전자의 소재·부품·공정장비의 패키지 개발과 상용화로 신전자산업의 과학산업 중심지로써의 입지를 선점한다는 계획이다.
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유연인쇄전자 미래 혁신 선도
제7회 인쇄전자의 날 행사가 지난 11월 28일 서울 삼정호텔 1F 아도니스홀에서 개최됐다.인쇄전자의 날은 인쇄전자산업 관련 산·학·연간 교류의 장을 마련하고 국내 인쇄전자 우수개발 기술을 선정 시상함으로써 신기술 개발 의욕 고취 및 대내외 경쟁력 제고와 국내 인쇄전자산업 현황 공유를 위해 매년 개최되고 있다. 올해 인쇄전자의 날 행사는 산업통상자원부가 주최하고 한국인쇄전자산업협회가 주관해 개최됐으며 인쇄전자산업 관련 정부부처 및 산·학·연 종사자 100여명이 참석했다.이날 행사는 1부 발표 세션에 이어 2부 행사로 개회선언 및 내빈 소개, 환영사, 축사, 장관상/협회장상 수여, 한국인쇄전자산업협회 주요활동 보고, 의안심의가 진행됐으며 3부행사로 만찬이 이어졌다. 1부 발표 세션에서는 정안정 한국인쇄전자산업협회 사무국장의 2018 유연인쇄전자 산업기술 표준 로드맵 발표에 이어 Zheng Cui 교수(중국 과학 아카데미)의 중국에서의 인쇄전자 발전 고찰, 스티브 박 교수(한국과학기술원)의 촉각 센싱 어플리케이션을 위한 일렉트로닉-스킨, Luke P. Lee 박사(UC 버클리)의 초정밀 디지털 헬스케어를 위한 바이오일렉트로닉 디스플레이 등의 연구논문 발표가 있었다.차세대 하이브리드 PCB 중심 역할홍순국 한국인쇄전자산업협회 회장(LG전자 사장)은 환영사를 통해 “대한민국 주력산업들은 중국 등 후발경쟁국들의 거친 도전으로 힘든 경쟁을 펼쳐 나가고 있다”며 “주력산업의 위기에 대응하기 위해서는 산업 생태계 진화가 필연적”이라고 강조했다. 계속해 “이러한 세계적인 변화의 흐름에 대응하기 위해 국내의 수 많은 기업들이 스마트팩토리, ICT산업 등과 연계된 혁신적인 시스템의 도입 및 산업 간 융합과 새로운 생태계의 적응에 노력하고 있다”며 “유연인쇄전자는 반도체 기반 IT제품 제조 공정을 혁신할 혁명적인 미래 신산업으로 유럽과 미국에서는 ‘Advanced Manufacturing’ 이라는 슬로건 하에서 핵심산업으로 활용되고 있으며 이에 따라 유연인쇄전자 기술적용 소자 및 부품에 대한 수요가 증가하고 있다”고 말했다. 계속해 박영삼 산업통상자원부 전자부품과 과장의 축사가 이어졌다.산자부 장관상 등 총 5명 수상뒤를 이어 진행된 시상식에서는 김동수 한밭대학교 창의융합학과 교수와 조준혁 이그잭스 연구소장이 산업통상자원부 장관상을 수상했으며 정학준 전자부품연구원 책임연구원과 스티브박 한국과학기술원 교수가 협회장상, 김광영 한국기계연구원 책임연구원이 공로상을 각각 수상했다. 김동수 한밭대학교 교수는 초정밀 롤투롤 프린팅 장비개발과 이를 이용한 전기 자동차용 배터리 인쇄파우치필름 국산화에 성공, 국가사회발전에 기여한 공로를 인정받았다. 현재 김동수 교수는 교육부와 한국연구재단이 주관하는 ‘2018 이공분야 대학중점연구소 지원사업’에 선정되어 4차 산업혁명의 혁신제조기술인 인쇄전자와 3D프린팅 관련 기술 개발과 연구인력 양성에 주력하고 있다.