한국세라믹기술원(원장 김민)은 세라믹 하이브리드 3차원(D) 프린팅 기술을 개발하는 데 성공했다고 13일 밝혔다. 초소형 무선통신 모듈, 플렉시블 기기 제조 공정 등에 활용될 것으로 기대된다.
세라믹 하이브리드 3D 프린팅 기술은 잉크젯 공정을 사용한다. 절연층으로 알루미나, 유전체층으로 바륨티타네이트 세라믹을 각각 잉크로 쓴다. 세라믹 충진률이 60% 이상 되는 층을 만들고 나머지 공간을 용액상의 유기 소재(레진)로 채워 절연층과 유전체층을 3차원으로 형성한다. 이후 섭씨 1000도 이상에서 굽는 기존 세라믹 소성 공정과 달리 저온인 섭씨 200도 전후로 열처리해 깨지지 않는 특성을 갖는다.
한국세라믹기술원은 무선통신 중계기용 저잡음증폭기(LNA)와 파워앰프모듈(PAM)에 신기술을 적용했다. 고온 소성 공정을 거친 제품보다 신호 손실을 나타내는 품질 계수 등이 우수한 특성을 보였다. 또 바륨티타네이트 유전체층이 높은 유전율을 보여 캐패시터를 절연층 사이에 두는 임베디드 캐패시터를 구현했다. 이로써 전체 모듈 면적이 절반 가까이 줄었다.
한국세라믹기술원은 신기술이 향후 플렉시블 기기 산업에도 활용될 것으로 기대한다. 세라믹 하이브리드 3D 프린팅 기술로 유연성을 가진 세라믹 필름 개발이 가능하기 때문이다. 향후 핵심기능 소재로 키울 계획이다.
기술 개발을 담당한 김종희 한국세라믹기술원 박사는 “신기술을 적용한 세라믹은 깨지지 않고 유연성이 커 다양한 센서나 회로 등을 플렉시블 형태로 구현할 수 있다”며 “세라믹 소재 활용 범위를 획기적으로 확대할 수 있을 것”이라고 말했다.
김창욱기자 monocle@etnews.com
