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  • 기사등록 2016-11-17 17:24:18
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초저가 광소결 구리 나노잉크, RF 안테나 시장 바꾼다



▲ 누리비스타가 개발한 광소결형 구리 나노잉크(左). 회사는 이외에도 MLCC(적층세라믹콘덴서)용 니켈·구리 페이스트, 발열체용 나노탄소복합 페이스트, 은 나노 잉크 등을 양산하고 있다..

누리텔리콤의 관계사로 전자부품, 이차전지, 태양전지용 나노소재 전문기업 누리비스타(대표 조송만)가 RF(Radio Frequency:무선 주파수) 안테나에 들어가는 전극소재의 가격을 대폭 낮추면서 친환경적인 기술 개발을 진행하고 있다. 국내에서는 최초로 공정이 간단한 인쇄전자용 소재로 개발되고 있어 해외시장에서 더욱 주목받아 수출 확대가 기대되고 있다.

누리비스타는 나노융합산업연구조합이 추진 중인 ‘나노소재 수요연계 제품화 적용기술개발 사업’에 선정돼 2015년 12월부터 2017년 11월까지 ‘인쇄전자 및 나노잉크 기반 RF 안테나(RFID, NFC)용 초저가 전극소재’ 개발 및 사업화를 추진하고 있다.

현재 RFID(전자테그), NFC(근거리무선통신)의 안테나 패턴을 구현하기 위해 동박 또는 알루미늄박 등을 화학적으로 녹여내는 식각(에칭, etching)공정이 주로 사용되고 있다.

그러나 식각공정에서 화학폐기물이 발생하고 여러 단계의 공정이 불가피한 탓에 수율 및 제조비용 등의 한계가 있었다. 이에 단 한번의 인쇄공정으로 패턴을 구현할 수 있는 인쇄방식으로 전환이 요구되고 있으나 특성구현 가능한 소재가 값비싼 은(Ag) 잉크밖에 없어서 특성은 비슷하면서 보다 저렴한 잉크가 필요한 상황이다.

국내외 업체에 칩부품 전극용 페이스트를 공급하고 있던 누리비스타는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 광소결형 구리 나노잉크를 개발하고 적용처를 찾던 중 나노조합이 추진하는 사업과제를 통해 RF 안테나 설계기술을 갖춘 수요기업인 에이큐와 함께 RF 안테나 개발에 나섰다.



값비싼 은 대체·신개념 소재, 인쇄전자 공정 전환 가속

내년 하반기 양산 돌입, 터치스크린 패널·웨어러블·車 적용 기대



구리 잉크는 은 잉크에 비해 비저항, 기판과의 접착력, 소결가능 두께 등에 있어 한계가 있으며 무엇보다 산화문제를 해결해야 한다는 문제를 안고 있었다.

누리비스타가 개발한 광소결형 구리 나노잉크는 백색광(IPL)을 1000분의 1초로 짧게 쬐면 산화구리가 소결되면서 원래상태의 순수 구리로 변하는 성질을 가지고 있는 새로운 개념의 소재다. 초단시간에 빛에 의해 소결과 환원이 이뤄지기 때문에 기존 높은 온도 및 별도의 환원분위기가 필요했던 열소결 공정보다 그만큼 공정비용이 절약된다.

특히 저온공정이 가능해지면서 필름과 같은 유연기판에 전극을 형성할 수 있다는 것이 가장 큰 장점이다. 누리비스타는 롤투롤 인쇄공정기술을 갖춘 펨스와 함께 광소결 구리 나노잉크로 대면적·고속 롤투롤 전자인쇄공정을 통해 RF 안테나를 만드는데 성공했다.

단 한번의 인쇄공정으로 구현이 가능해지면서 공정비용 절감은 물론 시대가 요구하고 있는 친환경적이라는 효과도 누리게 됐다. 인쇄공정으로 만든 NFC 안테나는 기존대비 원가절감 효과도 뛰어난 것으로 나타났다.

누리비스타는 수 μΩcm 수준의 나노잉크 비저항 향상을 위한 조성물 설계, 인쇄도막 평탄도 개선, 제조비용 절감을 위한 기술개발에 박차를 가하고 있다. 광소결형 나노잉크 양산 계획은 내년 하반기로 잡혀있으며 2018년 상반기엔 고객사에 검증 및 본격 공급이 가능할 전망이다.

나노잉크는 RF 안테나 뿐만 아니라 터치스크린 패널 전극, 디스플레이용 베젤 전극, 디지타이져, 웨어러블 기기, 자동차 전장용 배선 등에 적용될 수 있어 대한민국 주력산업 가격경쟁력 강화에도 기여할 것으로 기대된다.

이경일 누리비스타 연구소장은 “가격경쟁력을 갖춘 광소결 구리 나노잉크는 전극시장의 은 잉크를 대체하고 기술적 한계로 적용하지 못했던 유연기판용 전극소재로 각광받을 것으로 예상된다”며 “실제 제품 적용 및 양산 후에는 해외 수요처 발굴과 여러 제품군 확대적용에 적극 나서겠다”고 밝혔다.

한편 누리비스타는 MLCC(적층세라믹콘덴서)용 니켈·구리 페이스트, 발열체용 나노탄소복합 페이스트, 은 나노 잉크 등을 양산하고 있으며 품질을 인정받아 국내는 물론 중국, 대만, 일본 등에도 수출하고 있다.

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