중소/중견 기업에게 핵심 기술 이전, 사업화 지원

신체부착형 웨어러블 기기에 사용되는 스마트 패치, 스마트 기기용 회로를 인쇄할 수 있는 광소결 잉크 등 첨단 전자소재/부품 분야 핵심 기술을 소개하는 자리가 마련됐다.

전자부품연구원(KETI)는 28일 판교 한국반도체산업회관에서 ‘기술혁신 매치메이킹’ 행사를 열었다. 기업협력플랫폼의 일환으로 공공기술의 사업화 촉진을 위해 수요기업 발굴과 기술이전, 사업화 지원을 하고 있다. 주기적으로 진행되는 행사로 이번에 20회를 맞았다.

박청원 원장은 “실질적으로 기술이 필요한 기업들이 참여해 도움이 되었으면 한다”며 “KETI는 차세대 성장동력을 위한 기술 개발은 물론 이를 실현하기 위해 필요한 첨단 전자소재 부품 핵심기술을 확보하고 있다. 우리 중소/중견 기업들이 기술경쟁력을 확보해 글로벌 전문기업으로 성장할 수 있도록 애로기술지원에 집중하겠다”고 말했다. 이 날 소개된 기술은 △플렉시블·신축성 기판 등 첨단 패키징 응용기술 △낮은 전압에서 급속 승온이 가능한 고효율·고성능·고유연성 나노탄소 발열기술 △변색 기술을 이용한 스마트 윈도우 △Nano·MEMS·Optic 기반 첨단 센서 기술 △리튬이차전지용 실리콘산화물 음극소재와 기능성 바인더 소재 기술 △ITO 나노입자 기반 투명 전극과 발열 필름 등 6가지이다.

ICT 디바이스 패키징 연구센터 김준철 센터장은 “건강관리와 신체 부착형 스마트 기기가 결합하면서 웨어러블 시장의 대세가 되고 있다. 2020년에는 약 5조원 시장이 될 것”이라고 설명했다.

현재 시장에 출시되어 있는 신체 부착형 웨어러블 기기는 피부에 부착해 사용하는 형태보다는 착용하는 형태이기 때문에 기기의 두께나 신축성 부족으로 사용에 불편함이 있다. 이러한 부분을 해결하기 위해 신체에 부착하는 형태로 나와있는 제품들은 가격이 비싸고 한번 붙이면 떼기 어렵고, NFC를 이용해 전력을 공급하기 때문에 실시간 모니터링이 어렵다.

KETI는 센서 패치와 전원통신 모듈을 이원화하는 방법을 선택했다. 센서 패치는 신축성이 있는 회로보드에 유연소자로 하고 전원통신모듈은 유연하지 않은 기판에 부착해 사용하는 형태이다. 센서 패치는 일회용, 통신 모듈은 재사용이 가능해 고가의 공정이 없이 시중 부품을 사용할 수 있어 가격이 저렴하다. 기존에 한번 부착 후 떼어 내면 재사용이 가능한지 판단이 어려웠던 부분도 해결이 가능하다.

나노소재부품연구센터 김윤진 책임연구원이 소개한 나노탄소 발열소재는 발열속도가 빠르고 작은 면적에서 많은 출력을 낸다. 모든 물성에서 300도까지 올릴 수 있고, 도료가 갖는 접착성도 가지고 있다. 도료를 코팅하는 기재의 영향도 받지 않아 디자인의 자유도가 높다. 내열성이 높으면 유연성이 떨어지게 되는데 이 부분도 해결해 유연성을 확보했다. 양산이 가능한 단계에 놓인 기술이다.

건물에너지에서 손실이 가장 큰 부분은 창호 부분이다. 이에 창호를 통한 열손실을 줄이기 위한 기술을 선보였다. 시장에 나와있는 기술은 열변색과 전기변색을 이용한 스마트윈도우다. KETI는 기존의 전기변색 기술과 열변색 기술을 융합해 외부에서 들어오는 전기장과 주변 온도에 따라서 선택적으로 제어할 수 있는 지능형 스마트윈도우이다.

스마트센서연구센터에서는 주문형 MEMS 압력센서, 3D 터치센서패널, 라이다를 선보였다. 반도체 일괄제조공정 기술에 의해 제조되는 응용 맞춤형 MEMS 압력센서의 보유 핵심 기술로 다양한 압력범위, 넓은 사용 온도범위를 가지며 높은 압력과 부식에 강하다. 금속, 플라스틱, 세라믹 등 다양한 형태로 패키징이 가능하다.

3D 터치센서패널은 간접 방식이 아닌 터치 위치와 힘의 세기를 동시에 감지할 수 있는 방식이다. 5인치와 10인치 개발 제품이 있다. 라이다는 360도 스캔형 다채널 모듈로 사용 렌즈 수를 줄여 광학계를 단순화했다. 단일 렌즈를 통해 다채널이 가능하기 때문에 소형화가 가능하고 채널 확장이 쉽다. 라이다용 PLD 광원을 상용화하는데 성공했다.

차세대전지연구센터 정구진 책임연구원은 실리콘 음극소재 기술을 설명했다. 기존 리튬이온전지는 흑연을 기반으로 하기 때문에 작고 가벼우면서 오래 쓸 수 있는 에너지밀도에 한계가 있다. 그렇다보니 새로운 음극, 양극 소재개발이 필요하다.

이에 실리콘 음극소재를 졸-겔법을 통한 제조기술, 다공성 제조기술, 복합체 제조기술 3가지 기술로 만들었다. 정 연구원은 “이 기술들은 공정 비용을 줄이고 수율을 개선하는 방법이다. 대량 샌산이 쉽고 다양한 나노 구조를 구현할 수 있어 전지의 용량, 수명, 팽창 등의 특성을 향상 시킬 수 있다”고 밝혔다.

디스플레이소재부품연구센터에서는 유연한 특성을 가진 투명 전극을 개발했다. 투명전극은 퍼블릭 디스플레이, 웨어러블 디바이스, 양자점 소재, 광 응용 기술에 활용된다. 유연 투명 전극은 플라스틱 필름 같은 유연하거나 PDMS 같은 신축성이 좋은 투명 절연체 표면에 투면한 특성을 유지하면서 전기 전도성을 부여하는 박막 도전체이다.

ITO 나노입자를 기반으로 투명 전극을 만들게 되면 수입에 의존하는 고가의 희소 금속인 인듐-주석 산화물인 ITO의 사용량을 줄이면서 유연 기판에는 적용할 수 잇다. ITO-NPs 층, 은 나노와이어 층의 하이브리드 구조로 전극 저항 변화를 최소화 시켰다. 내구성, 유연성, 열적 안정성에서 장점을 보인다.

기술을 소개한 홍성제 수석연구원은 “이 기술은 디스플레이, 터치 센서, OPVs, 투명 히터에 사용할 수 있다”며 “앞으로 산업은 은 나노와이어, 메탈매쉬(Metal mesh)가 지배적일 것”이라고 말했다