[폴리머]
페놀수지, 셰일혁명 타고 급성장

SBC, 미국 증설에 자동차용 확대 … DIC, 반도체용 시장 개척

Sumitomo Bakelite(SBC)가 페놀수지(Phenolic Resin) 성형소재 사업을 대폭 확대한다.
자동차 용도에서는 유럽에서 파츠당 무게가 2-3kg에 달하는 대형부품용 개발을 진행하고 있으며 3-5년 안에 채용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
내충격성을 비롯해 높은 기계적 특성을 보유하고 있는 장섬유 강화 페놀수지 성형소재는 최근 미국 생산기지에 증설설비를 도입함으로써 생산능력을 2배 확대했으며 현지에서 셰일(Shale) 채굴용 수요가 더 증가할 것으로 예상됨에 따라 추가 증설도 고려하고 있다.
페놀수지 성형소재는 자동차 분야에서 다양하게 사용되고 있으며 최근에는 중국에서도 판로 개척이 이루어질 만큼 호조를 나타내고 있는 브레이크 피스톤 용도는 개당 200g 정도 투입되고 있다.
현재 유럽에서 개발이 진행되고 있는 엔진 구성부품은 무게가 2-3kg으로, 기존 부품들과는 확연히 다른 대형부품이며 자동차용 페놀수지 성형소재도 새로운 대응이 요구되고 있다.
SBC는 벨기에 자회사를 통해 열경화성 수지 가공용 5000톤 설비를 가동하고 있으며, 독일에서는 연구기관이나 유럽 자동차기업과 티어1에 맞는 수지 부재를 공동 개발하고 있다.
필요에 따라 금속과 복합화함으로써 요구기준을 충족시키는데 주력하고 있으며 다양한 방면에서 채용실적을 올리고 있다.
500톤 성형기기로 성형제품을 시험제작하는 것은 물론 실제 엔진에 장착하는 것도 가능한 것으로 알려졌다.
미국에서는 셰일 채굴용 장섬유 강화 성형소재가 호조를 나타내고 있다.
SBC는 현재 SB North America의 맨체스터 공장 생산능력을 확대하고 있으며 이미 증설라인 도입을 완료한 것으로 알려졌다.
셰일가스 및 오일을 채굴할 때 사용하는 플래그 플러그나 플래그 볼 등이 핵심 용도로, 회수할 때 드릴로 파괴할 수 있어 시간 단축이 가능하다는 강점이 있다.
이미 생산능력을 2배 확대했고 만약 미국 수요를 미국 생산기지에서 충족시킬 수 없으면 일본이나 유럽 생산량으로 대응할 계획이나 앞으로도 셰일 채굴용 수요가 가파르게 증가할 것이 확실시됨에 따라 중장기적으로 대규모 신증설을 고려하고 있다.
DIC는 반도체용 후막 레지스트를 페놀수지로 제조하는데 성공했다.
그동안 페놀수지로 반도체용 후막 레지스트를 제조하면 고내열성, 유연성을 모두 갖추기 어렵다는 평을 받았으나 DIC는 페놀수지 신제품 RZ-230 시리즈를 개발함으로써 문제를 해결했으며 최근 샘플 출하에 돌입했다.
AI(인공지능)를 활용해 용도에 맞춘 후막을 형성하는 것이 특징이며 0.5-1.0마이크로미터 수준의 반도체 회로 미세화를 실현할 수 있다.
독자적인 고분자 설계기술과 AI 기술을 화학 분야에서 활용하는 화학정보학(Chemical Informatics)을 사용함으로써 도출해낸 페놀수지의 분자골격을 새롭게 채용했다.
규소기판 등에 노광시키면 현상액에 대한 용액성이 낮아지고 현상 후에는 노광부가 남아 포지티브형 PI(Polyimide)로 후막을 형성하는 것이 가능하다. 유리전이온도를 50℃ 이상 높은 150℃로 올릴 수 있고 현상속도를 2-3배 단축한 것이 특징이다.
또 PI의 특성을 저해하지 않는 유연성을 갖추어 5%에 불과했던 페놀수지 첨가량을 약 5배까지 늘려 포지티브형 PI의 회로 미세화를 실현한 것으로 평가되고 있다.
반도체 실장용 후막 레지스트 소재로는 내열성을 갖춘 네가티브형 PI나 에폭시(Epoxy)계 소재가 사용되고 있으나 분자구조와 현상성 면에서 회로를 미세화할 때에는 한계를 나타내는 문제가 있는 반면, 포지티브형 PI는 고속현상성을 갖추어 페놀수지에 첨가하면 미세화가 가능하지만 내열성과 유연성이 떨어진다는 단점이 있다.
반도체는 내열성, 유연성 등 기능을 충족시키면서 소형화, 박막화 목적으로 회로를 미세화하기 위한 요구가 확대되고 있다.
반도체 실장용 소재는 서버용 CPU, GPU, APU나 스마트폰용 애플리케이션 프로세서 등에 대한 채용이 증가할 것으로 예상되고 있다.
DIC는 연구개발(R&D) 및 용도 확대를 추진함으로써 고기능 페놀수지 사업을 확대할 계획이다.

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