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기초과학연구원, 3차원 전극 배선 기술 개발
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기초과학연구원, 3차원 전극 배선 기술 개발
  • 대전/ 정은모기자
  • 승인 2019.08.19 13:40
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<전국매일신문 대전/ 정은모기자>

차세대 웨어러블 전자기기에 적용할 수 있는 3차원 전극 배선 기술이 개발됐다.

기초과학연구원 나노의학 연구단 박장웅 연구팀은 울산과학기술원 이창영 교수팀과 공동으로 자유자재로 늘어나는 금속 복합체를 제조하고, 이를 3D 프린팅을 통해 상온에서 세밀하게 3차원 전극으로 배선하는 기술 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.

우리가 사용하는 전자 기기의 내부에는 전기 신호 및 전력을 전달할 수 있는 미세한 3차원 전극들이 존재한다. 기존의 전자 기기에는 금, 구리, 알루미늄 등 늘어나지 않는 금속이 전극 재료로 사용되며 열압력, 초음파 등을 사용하는 와이어 본딩 기술이 적용된다. 이 기술은 단단한 표면에만 적용할 수 있다.

이번 연구에서는 금속 내에 탄소나노튜브를 균일하게 배치하여 금속 복합체를 제조했다. 높은 신축성을 가진 금속에 구조를 탄탄하게 보존해주는 특성을 가진 탄소나노튜브가 더해져 유연하면서도 3차원 구조를 유지하는 전극 배선이 가능해졌다.

단단한 표면뿐만 아니라 피부처럼 변형이 쉽고 유연한 표면에도 적용할 수 있게 된 것이다.

연구진은 열을 가하지 않고 상온에서 3D 프린팅 하는 3차원 전극 배선 기술도 개발했다. 이 기술은 상온에서 적용 가능하기 때문에 고온에 취약한 다양한 재료의 표면에도 적용 가능하다. 또한 뾰족한 노즐을 이용하여 3차원 전극의 구조와 기능을 다양하게 바꿀 수 있다.

기존의 3차원 전극들은 굵기가 수백 마이크로미터에 달해 전극 배선이 세밀하게 이루어지지 않아, 복잡하고 집적화된 전자 기기 내에 사용하는 데에 한계가 있었다.

이번 개발한 기술을 이용하면 3차원 전극의 굵기를 최소 5마이크로미터 수준, 즉 머리카락 10분의1 지름 정도로 가늘게해 세밀하고 일정한 전극 배선이 가능하다. 컴퓨터나 스마트폰에 사용되는 반도체 부품을 더 집적화하고 고성능화할 수 있게 된 것이다.


대전/정은모 기자 


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