‘입는 컴퓨터’ 플렉시블 패키징 기술 개발

국내 연구팀이 웨어러블(입을 수 있는) 스마트 기기용 패키징 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 백경욱 교수 연구팀이 이방성 전도성 필름(ACF) 특수 신소재를 이용해 전기가 잘 통하면서도 자유롭게 구부리거나 휠 수 있는 저가형 플렉서블 패키징 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

웨어러블 기기는 액세서리형, 의류일체형, 신체부착형 등 다양한 형태의 제품으로 제작돼 생활 전반에서 사용 가능하다. 이를 사람 몸에 탈부착하려면 편안한 착용감을 갖도록 유연한 형태를 갖고 자유자재로 구부릴 수 있는 특성이 요구된다.

때문에 이를 구현하기 위해서는 ▲플렉서블 반도체 ▲디스플레이 ▲배터리 ▲패키징 기술 등 4가지 하드웨어 핵심기술이 모두 개발돼야 한다. 이미 플랙서블 반도체, 디스플레이, 배터리 기술은 성공적으로 개발되고 있으나, 모든 전자부품을 통합하기 위해서는 플렉서블 패키징 기술 개발이 필요하다는 설명이다.

패키징 기술은 스마트폰, 컴퓨터 등 전자제품의 하드웨어 구조를 제작하는 기술을 뜻한다. 기존의 패키징 기술은 커넥터 또는 솔더(납땜)를 사용하는 방식이라 플렉서블 기기에 적용하기에는 무리가 있었다.

이에 연구팀은 구부리거나 변형하면 접속부위에 손상이 가는 기존 패키징 기술의 문제를 해결하기 위해 특수 신소재를 사용했다. 연구팀이 개발한 ACF 신소재는 플렉서블 상태에서 전극과 전기적 접속을 잘 형성할 수 있는 미세 전도성 입자와 전극을 감싸 구부릴시 유연하게 소자를 보호할 수 있는 ‘열경화성 폴리머 필름’ 등으로 구성됐다.

연구팀은 기존의 두껍고 딱딱한 반도체 소자를 30~50마이크로미터(㎛, 100만분의 1미터) 두께로 얇게 갈아낸 후 플렉서블 기기용 ACF 신소재를 사용해 연성 기판에 패키징했다. 플렉시블 패키징 반도체는 직경 6mm 수준까지 구부리더라도 전기적으로 우수하고 유연한 기계적 특성을 보였다.

백경욱 교수는 “웨어러블 기기를 통해 간단한 손짓으로 컴퓨터를 조작하고 전화, 문자, 메신저 등 다양한 정보를 편리하게 받아보는 시대가 올 것”이라며 “금번 패키징 기술 개발로 웨어러블 컴퓨터 시대가 한 발 더 앞당겨 질 것”이라고 말했다.