‘친환경 무색투명 플렉시블 반도체 기판’ 세계 최초 개발

전주대학교 장진해 교수 연구팀

전주대학교는 산학협력단 탄소연구소 소속 장진해 교수 연구팀이 ‘친환경 무색투명 플렉시블(colorless transparent flexible) 반도체 기판’을 개발했다고 7일 밝혔다. 장 교수가 ㈜아진전자 김성진 대표와 함께 오랜 연구 끝에 세계 최초로 개발한 이 반도체 기판은 유연성(flexible)과 투명성(colorless)을 동시에 제공하는 혁신적인 소재로 평가받는다.

전주대학교는 산학협력단 탄소연구소 소속 장진해 교수 연구팀이 세계 최초로 개발한 ‘친환경 무색투명 플렉시블(colorless transparent flexible) 반도체 기판’. 전주대 제공

이번 플렉시블 반도체 기판 우수한 열적·기계적 성능을 유지하면서도 말림과 휘어짐에 강한 내구성을 나타내 기존 기판으로는 활용이 어려웠던 반도체 소자 실장용 기판 분야에서 새로운 대안을 제시한다. 특히 투명하면서도 잘 깨지지 않는 특성으로 인해 저온 실장에 적합한 소재·공정 기술을 통해 미래형 반도체 패키징 기술의 가능성을 열 것으로 기대한다.

플렉시블 반도체 기판을 제조하기 위해서는 먼저 이의 기본 소재가 되는 무색투명 폴리이미드(CPI) 필름을 합성해야 하는데, 그동안에는 이 과정에 불소(플루오린·F)가 포함된 경우가 대부분이어서 친환경적이지 못했다. 하지만, 연구팀은 필름 합성에 불소를 전혀 포함하지 않아 환경친화성을 높였고 재사용도 가능해 향후 세계 시장에서 탁월한 경쟁력을 확보할 것으로 예상된다.

또한 CPI 필름에 마이크로미터(㎛) 크기의 미세 형태화(기판에 원하는 회로나 모양을 식각)을 구현해 가변형 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이, 웨어러블 디바이스(착용 기기), 투명 전자기기, 전자피부(e-skin)와 같은 분야에서 큰 잠재력을 지니고 있다.

이를 통해 스마트폰, 태블릿 제품 형태를 혁신적으로 변화시키며, 접거나 구부릴 수 있는 화면으로 사용자 경험을 극대화할 것으로 연구팀은 기대한다. 특히 웨어러블 디바이스에서는 가볍고 착용감이 우수한 특성을 제공해 헬스케어(의료·제약·건강관리 산업)와 피트니스(체력단련) 기기, 센서 등에 널리 활용될 전망이다.

‘친환경 무색투명 플렉시블 반도체 기판’을 세계 최초로 개발한 전주대학교 탄소연구소 소속 장진해(왼쪽) 교수와 ㈜아진전자 김성진 대표. 전주대 제공

연구팀은 이에 대한 특허를 친환경 CPI를 국내뿐 아니라 경제협력개발기구(OECD)가 개발한 USPTO(미국특허청), EPO(유럽특허청), JPO(일본특허청)에 3극 특허(Triadic Patent Families)로 동시에 출원해 등록을 기다리고 있다.

장진해 전주대 교수는 “이번에 개발된 플렉시블 반도체 기판이 모든 전자 제품에 사용하면 환경을 고려하는 전자 소재의 혁신적인 변화를 불러올 것”이라고 말했다.

한편, 전주대는 이번 연구 성과가 오랫동안 전북도 도움에 힘입은 데 따른 결과로 보고 반도체 특성화 사업과 반도체 클러스터 설립에 적극 협력할 예정이다.

전주=김동욱 기자 [e-mail]