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차세대 신축성 전자기술 재료 및 기계역학

전문가 제언: ○ 인쇄회로기판(PCB)은 기판재료의 유연성 여부에 따라 경성인쇄회로(RPC)와 연성인쇄회로(FPC)로 나눈다. FPC보다 더 작은 미세구조에서 심한 곡률반경에 굽힐 수 있는 요구가 대두되고 있다. 생물은 부드럽고, 탄력성 있으며 굽었으나 실리콘 웨이퍼는 딱딱하여 굽히지 못한다.

○ 최근 기계역학과 재료의 진보는 강성 실리콘 웨이퍼 기술의 전기적 특성은 유지하며 신축/굽힘 등에 의해 임의의 형상으로 변형될 수 있는 집적회로를 제공할 수 있게 되었다. 간단한 신축성 전자회로는 기판에 고분자나 실리콘 고무를 사용하고, 강성 칩들 사이에 신축성 배선을 사용한다.

○ 이 글의 저자들은 신축성 전자기술의 교수로 유명한 미국 Illinois 대학교의 John A. Rogers를 비롯하여, 일본의 Tokyo 대학교, 그리고 미국 Northwestern 대학교의 다양한 전공 배경을 가지고 있다. 이들은 기존의 강성 평면 실리콘 웨이퍼 기술로는 작은 곡률에 못 견디는 한계를 신축성 전자재료 및 기계역학에 의해 해결하는 여러 정교한 기술개발의 실례와 이 기술의 도전 그리고 금후의 전망에 대해 설명하고 있다. 신축기술에는 강성 재료의 나노두께 이용을 비롯하여 강성재료의 파도형이나 칩 사이의 아크형 배선 이용, SWNT 함유 고무도체 이용 등이 있다.

○ 응용 예로는 신축성 전극으로부터, 신축성 LED 이용 디스플레이, 곡률반경이 작고 굽힘이 필요한 대상물에 포장되어 센서역할을 하는 인간건강진단 도구, 생물에서 영감을 얻은 디지털 카메라까지 있다. 또한 로봇용 인공 피부, 비행기 날개의 구조건강 모니터용 신축성 센서테이프, 착용 가능 통신기기, 망막이식, 시력회복, 인간두뇌기능도 연구될 것이다.

○ 한국에선 2008년 성균관대 신소재 공학부 안종현 교수와 이 글의 저자 J. A. Rogers 교수팀이 신축성 실리콘 집적회로 소자 개발을 발표하였는데, 인공피부 및 착용 가능 디스플레이 등에 활용 가능한 기본 개발이다. 현재 마이크로전자기술의 왕자 위상의 한국은 전자기술을 강성 평면 칩 시스템으로부터 신축성 곡면 시트 시스템으로 바꿀 이러한 차세대 전자기술에서 기회를 놓치지 않고 적극 참여해야 될 것이다.

저자: John A. Rogers et al
자료유형: 학술정보