고온의 ‘굽는 공정(소결)’ 없이 스마트폰이나 2차전지 등 각종 소형 전자 제품에 많은 부품을 실장할 수 있는 ‘무소결 3차원(3D) 집적 세라믹스 기술`이 국내 기술로 개발됐다.

　한국세라믹기술원(원장 김경회)은 지식경제부 ‘소재원천기술 개발사업’의 일환으로 지난 2007년 6월 부터 4년간의 연구개발 끝에 최근 ‘나노 분산 및 무소결 저온 공정에 의한 3차원 집적 세라믹스’ 기술을 세계 처음으로 국산화하는 데 성공했다고 밝혔다.

　이번 무소결 3D 집적 세라믹스 기술 개발 프로젝트는 한국세라믹기술원 미래융합세라믹본부 ‘나노IT융합센터’가 전체 과제를 총괄(총괄 책임자:김종희 선임본부장)했으며, 한국과학기술연구원과 전자부품연구원 등이 협력기관으로 참여했다.

　이번에 개발된 3D 집적 세라믹스 기술은 수백 °C에서 수천 °C에 이르는 고온의 ‘소결’ 과정이 없기 때문에 고온 소결시 발생하는 세라믹 소재의 수축 현상이 발생하지 않는다. 세라믹 소재의 수축 현상이 발생하면 복잡한 패턴 및 회로 형성에 치명적인 문제점이 생긴다.

　이 문제를 해결하기 위해 개발팀은 기능성 나노 분말과 잉크젯 기술을 사용했다. 나노 크기의 세라믹 분말을 잉크로 만들고, 이 잉크를 잉크젯 프린팅 기법을 통해 기판 및 층을 만든 후, 세라믹 소재 사이에 플라스틱 소재인 ‘레진’을 삽입한 것. 이렇게 하면 300°C 이하의 저온에서도 우수한 전기적인 특성과 연성을 갖는 차세대 3차원 세라믹스 집적화 기술을 확보할 수 있게 된다.

　김종희 선임본부장은 “이번에 개발된 3차원 집적 세라믹스 기술을 활용하면 플라스틱 소재인 에폭시 계열 PCB(인쇄회로기판)와 달리 GHz급 고주파 대역에서도 신호손실을 최소화할 수 있으며, 수많은 부품을 기판에 부착함에 따라 발생하는 발열 문제도 동시에 해결할 수 있다”고 말했다. 개발팀은 이번 기술을 초소형 스마트폰 등에 들어가는 LNA 모듈과 고주파 수신 안테나 등에 적용해 성공적인 결과 값을 얻었다고 밝혔다.

　세라믹기술원은 이번에 개발된 무소결 3D 집적 세라믹스 기술을 향후 국내 소재 분야 업체에 기술 이전하는 방안을 추진할 계획이다. 현재 SKC,삼성전기,LG이노텍 등 관련 업체들이 이 기술에 관심을 갖고 있는 것으로 알려졌다.

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