▲ 전자현미경으로 관찰한 일렉트론잉크스의 무입자 은 복합 전도성 잉크(左)와 기존 나노입자 기반 잉크(右) 비교. 금속 입자 사이의 상호 연결이 향상돼 전기 전도성이 향상됐다.

글로벌 무입자(Electroninks) 전도성 금속잉크 전문기업 일렉트론잉크스(Electroninks)가 EMI(전자파간섭) 차폐 및 마이크로 LED, 터치센서 시장을 겨냥한 제품을 출시하고, 한국을 비롯한 글로벌 시장 진출에 박차를 가하고 있다.

미국텍사스 오스틴에 연구 및 생산 시설을 갖춘 일렉트론잉크스는 고체입자가 전혀 없는 무입자 은(Ag) 전도성 잉크를 개발했으며, 이후 무입자 플랫폼의 금, 백금, 팔라듐 및 니켈 잉크를 포함한 추가 재료를 출시했다고 밝혔다.

4차 산업혁명으로 IoT(사물인터넷) 등이 확산되면서 관련 전자제품은 점점 경박단소화되고플렉서블화 되고 있다. 이에 인쇄전자산업에서는 전자제품의 회로를 그리는데 있어 전기전도성이 높고 산화가 잘 되지 않는 은 나노잉크를 활용하고 있으나 비싼 가격으로 인해 제품 상용화에 어려움을 겪고 있다. 또한 플라스틱 필름과 같이 플렉서블한 기판은 표면이 실리콘 웨이퍼처럼 매끄럽지 않아 정밀한 인쇄장비가 필요하며 열 경화시 필름 손상도 고려해야 한다.

현재 인쇄전자용으로 주로 사용 중인 분산형(Dispersion) 잉크는 마이크로 또는 나노크기의금속·탄소입자에 고분자와 바인더 등 첨가제를 혼합해 만든 것으로 고온 소성이 필요하다. 현재 주로 인쇄전자에 사용되는 분산형 잉크는 초소형 마이크로 또는 나노크기의 금속과 탄소입자에 고분자, 바인더 등의 첨가제를 혼합하여 만든 것으로 고온경화 또는 소성이 요구된다.

반면, 일렉트론잉크스의 무입자 은 전도성 잉크는 무기 성분과 금속 환원제가 용매 및 유동변형제(레올로지변형제)에 용해된 분자 금속 복합 잉크다. 고체 입자가 없어 인쇄 후 용매가 증발하여 99.99%의 순은(Ag)만 남는다. 그 결과, 결정입자 사이의 상호연결성을 증가시켜 전기전도도를 향상시키고, 저온 소성을 가능하게 할 뿐만 아니라 도전막의 수명 및 신뢰성도 향상된다.

특히, 점도가 낮고 무입자형 액상 잉크이기 때문에, 잉크젯, EHD(전기유체역학), 다이렉트 스프레이 장비의 미세 노즐을 사용할 때 막힘이 없어서, 미세한 패턴이 요구되는 인쇄 방식에 최적화된 솔루션으로 주목받고 있다. EMI 차폐 공정 같은 경우, 고밀도 순은을 초박막(1-3um)으로 균일하게 코팅할 수 있어서 저주파 및 고주파 차단 및 방열에 효과적 이다. 고주파와 저주파 차단을 위해 서로 다른 재료를 적층 하지 않고 단일 재료를 사용하기 때문에 동일한 장비에서 상대적으로 높은 생산성을 발휘한다.

기존 잉크 대비 전도성이 높기 때문에, 값비싼 은 사용량을 줄이고 저온 소결을 통해 공정 비용을 절감할 수 있다. 이러한 장점 때문에 현재 한국, 일본, 중국, 대만 등의 대형 OEM들이일렉트론잉크스와의 협력, 투자 및 공정 적용 등을 통해, 다양한 신제품의 개발 및 상용화를 추진하고 있다.

EMI 차폐의 경우, 글로벌 전자소재 산업에 솔루션과 소재를 공급하는 세계적인 과학기술 기업인 독일의 머크(Merckgroup.com)와 손잡고 국내 및 해외시장을 공략하고 있다. 또한 초미세전극 및 배선 형성이 요구되는 마이크로/미니 LED 공정에 적용하기 위해 국내외 EHD(전기유체역학) 및 잉크젯·에어로졸·스프레이 등 관련 유명 장비업체들과 다양한 협력에 나서고 있다.

일렉트론잉크스 관계자는 “무입자 은(Ag) 잉크를 기반으로 다양한 금속 잉크(금·백금·팔라듐·니켈 등), 고점도 잉크, UV 경화 잉크를 개발해 국내외 다양한 OEM 업체들과 함께 다양한 공정에 적용하고, 평가를 진행하고 있다”며 “EMI 차폐, 차세대 디스플레이 등을 중심으로 첨단소재 솔루션을 한국에 공급함으로써 함께 발전해 나갈 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

한편, 일렉트론잉크스는 한국시장 진출과 협력 강화를 위해 지사 설립을 준비하고 있으며, 유통 및 지원을 위한 대리점을 찾고있는 중이다. 기타 자세한 사항은 이메일(bongyul@electroninks.com 또는 contact@electroninks.com)로 문의하면 된다.