휘어지는 곡면 전자회로…'3D 프린터'로 찍어낸다

국내 연구팀 개발

▲3D 프린팅 기술로 인쇄한 다양한 재료의 3차원 미세 구조.[사진제공=UNIST]

[아시아경제 정종오 기자] 휘어지는 곡면 전자회로를 '3D 프린터'로 찍어내는 기술이 개발됐다. 0.001㎜ 수준의 초미세 무늬를 찍어내는 3D 프린팅 기술이 나왔다.

박장웅 UNIST(총장 조무제) 신소재공학부 교수팀이 '웨어러블 전자회로용 상온 고해상도 3D 프린팅 기술'을 개발해 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 23일자 온라인 판에 실렸다.

이 기술을 이용하면 금속이나 반도체, 디스플레이용 발광 물질 등을 3차원 구조로 쉽게 찍어낼 수 있다. 상온에서도 3D 프린팅 공정이 가능해 구부러진 플라스틱 기판에도 복잡한 3차원 전자회로를 구현할 수 있다.

3D 프린팅은 미래 유망 기술로 주목받고 있는데 전자회로 분야에 적용하기는 어려웠다. 기존 3D 프린터의 해상도가 낮아 0.1~0.01㎜ 이하 수준의 미세 가공이 불가능했기 때문이다. 또 3D 프린팅 공정이 고온에서 진행되기 때문에 금속이나 반도체 등 전자회로용 재료를 소화할 수 없었다.

박 교수팀이 이번에 개발한 3D e-jet 프린팅(3D electrohydrodynamic inkjet printing) 기술은 이런 한계를 모두 극복했다.

3D 프린터의 해상도를 0.001㎜ 수준까지 높였다. 3D e-jet 프린팅 장비는 미세 노즐에서 분사된 잉크 방울이 기판에 닿기 전에 마르도록 설계됐다. 인쇄된 잉크가 기판에 퍼지지 않고 차곡차곡 쌓인다. 이런 방식으로 수백 나노미터(㎚) 수준의 3차원 패턴을 구현할 수 있다. 두께가 적혈구 하나보다 작은 미세한 기둥까지 만들 수 있는 수준이다.

박장웅 교수는 "기존 반도체 공정 등에서 미세 패턴을 제작하던 방식으로 구현하기 어려웠던 3D 패턴을 고해상도로 제작할 수 있는 기술"이라며 "이번 연구로 3D 프린팅 및 웨어러블 전자기기 연구 분야에 새로운 패러다임을 제시했다"고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr