박장웅 UNIST 교수, 웨어러블 전자회로용 초고해상도 3D 프린팅 기술 개발

웨어러블 전자기기 구현에 필요한 곡면 전자회로를 3D프린터로 만들 수 있는 기술이 개발됐다.

박장웅 UNIST 신소재공학부 교수팀은 ‘웨어러블 전자회로용 상온 고해상도 3D프린팅 기술’을 개발했다. 이 기술은 금속이나 반도체, 디스플레이용 발광 물질 등을 3D프린트할 수 있는 신공정이다. 0.001㎜ 수준의 초미세 무늬를 곡면 형태로 찍어낼 수 있다. 0.001㎜는 세계 최고 수준의 3D프린팅 해상도로 적혈구보다 작은 구조까지 인쇄할 수 있다.

박장웅 교수팀이 개발한 기술을 이용해 인쇄한 여러 재료의 3차원 미세 구조를 전자현미경으로 촬영한 이미지. 왼쪽 위 그림은 은(Ag)을 인쇄해 만든 3차원 다리(bridge) 구조의 전극배선이다. 오른쪽 위 그림에 확대한 사진을 통해 유연성이 극대화됐고, 높이 차이가 있는 굴곡진 기판 표면에서도 전자회로들을 연결해 구동할 수 있다는 점을 알 수 있다.

특히 박 교수팀 기술은 3D프린팅의 한계로 여겨졌던 상온 프린팅이 가능하다. 고온에 취약했던 플라스틱 기판에 3D회로 인쇄를 가능하게 했다. 이 기술로 만든 3D회로 구조는 변형에 강해 웨어러블 전자회로 제작에 용이하다.

3D프린팅은 미래 유망기술로 주목받아 왔지만 전자회로 분야에 적용은 어려웠다. 기존 3D프린터의 해상도가 0.1~0.01㎜ 이하의 낮은 수준이어서 미세 공정이 불가능했기 때문이다. 고온에서 진행되기 때문에 전자회로용 재료를 소화하기도 어려웠다.

박장웅 교수는 “다양한 기능성 물질을 고해상도 3차원 구조로 제작할 수 있고 단순 프린팅 공정만으로도 고집적화된 다양한 플렉시블 전자회로를 만들 수 있게 됐다”고 설명했다.

기술 개발 성과를 담은 논문은 ‘어드밴스트 머티리얼스’ 23일자 온라인판에 실렸다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com