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한국기계연구원 나노리소그래피연구센터 한준세 선임연구원 (오른쪽), 이찬우 학생연구원 (왼쪽) / 기계연 제공

[투데이에너지 임자성 기자] 한국기계연구원(이하 기계연, 원장 류석현)이 길고 넓은 유연회로기판(FPCB)을 멈추지 않고 연속적으로 생산할 수 있는 새로운 제조 기술을 개발했다. 이번 연구는 기존에 기판을 한 장씩 눌러 붙이던 시트형 방식을 탈피해, 대면적 회로기판을 안정적으로 대량 제조할 수 있는 기반을 마련했다는 평가를 받는다.

기계연 나노융합연구본부 나노리소그래피연구센터 한준세 선임연구원 연구팀은 ‘롤투롤(roll-to-roll) 기반 다이렉트 롤 라미네이션’ 공정 접근법을 제안했다. 이 기술은 재료를 연속적으로 이동시키면서 반경화 상태의 접착 필름이 회로 사이를 채우고 퍼지는 ‘충진 거동’을 속도와 압력 등 공정 변수에 따라 정량적으로 분석해 최적의 접착 조건을 규명한 것이 핵심이다.

기존의 핫 프레스 공정은 한 장씩 눌러 붙이는 특성상 긴 길이의 회로기판 제작에 한계가 있었으나, 이번 연속 생산 기술은 장길이 및 대면적 제조에 최적화된 설계 기준을 제시했다. 특히 공정 데이터를 체계화함으로써 향후 인공지능(AI)과 연계한 자동화 및 자율형 공정 기술로 확장할 수 있는 토대를 확보했다.

이 기술은 전기자동차 배터리의 대형화로 수요가 급증하고 있는 가벼운 유연 센싱 케이블 제조에 즉각 활용될 수 있다. 이를 통해 차량 무게 절감과 생산 효율 향상이 가능해질 전망이다. 또한 반도체, 디스플레이, 확장현실(XR) 기기 등 대면적 전자소자 패키징 공정으로의 적용 범위 확대도 기대된다.

한준세 선임연구원은 “이번 연구는 장길이 FPCB를 연속 공정으로 패키징할 수 있는 가능성을 제시한 데 의미가 있다”며 “앞으로 공정 모니터링 및 비파괴 검사 기술을 연계하여 지능형 공정 기술로 발전시켜 나갈 계획”이라고 밝혔다. 한편, 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’의 보조 표지 논문으로 게재됐다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)