화학뉴스

도레이(Toray)가 감광성 PI(Polyimide) 코팅제 친환경화에 성공했다.
도레이는 감광성 PI 코팅제 포토니스(Photoneece)의 중합 프로세스에서 용제로 NMP(N-Methyl Pyrollidone)를 사용하지 않는 친환경제품 양산을 시작하고 파워반도체 용도를 중심으로 판매에 나선 것으로 알려졌다.
유럽‧미국의 환경규제 강화와 반도체 생산기업들의 친환경 의식 고조를 타고 NMP 비사용제품에 대한 수요가 증가할 것으로 예상해 개발한 것으로 2025년까지 판매액 20억엔을 올리는 것을 목표로 설정했다.
이밖에 전압을 더 높여도 내성을 나타내고 15마이크로미터 후막가공 중에도 노광 시 광투과성을 유지하는 감광성 PI를 개발하고 있으며 NMP 프리인 동시에 후막가공까지 실현한 신규 그레이드를 개발해 2024년부터 양산할 계획이다.
PI는 높은 절연성과 내열성을 갖추고 전구체로 사용할 시 가공성이 우수하다는 점에서 반도체 소자를 보호하는 절연 소재로 널리 사용되고 있다.
PI 중합 프로세스에서는 산이무수물과 디아민을 반응시키는 용매로 PI에 뛰어난 용해성을 갖춘 NMP를 사용하는 것이 일반적이나 유럽연합(EU)이 화학제품 규제 REACH를 통해 2020년부터 NMP 0.3% 이상 포함 혼합물 취급 시 리스크 저감 조치를 의무화했고 미국 환경보호국(EPA) 역시 NMP를 리스크 물질이라고 판정해 대응이 요구되고 있다.
도레이는 그동안 축적해온 PI 설계기술을 활용해 NMP를 다른 용제로 대체하고 새로운 용제에 적합한 PI 중합 프로세스를 확립함으로써 유리전이온도(Tg)나 절연파괴전압 특성이 기존과 동등한 NP 프리 감광성 PI 개발에 성공했다.
그동안 NMP 중합 후 다른 용제로 세정함으로써 NMP를 최대한 줄이는 시도가 있었으나 도레이는 생산 프로세스에서 NMP를 아예 사용하지 않는 방향으로 개발한 것이 특징이다.
현재 시가(Shiga) 사업장에서 상업 생산하고 있으며 용도 확대가 이루어지면 도카이(Tokai) 공장에서도 생산할 방침이다.
파워반도체 중에서도 대형 용도인 전기자동차(EV)나 전기트럭, 철도 등 고전압이 필요한 영역에서는 높은 전압에 버틸 수 있는 후막 형성에 대응한 NMP 프리 그레이드를 개발하고 있으며 이미 메이저를 대상으로 샘플을 출하한 것으로 알려졌다.
후막 형성 중 감광성이 저하돼 광반응 부족으로 형상 불량이 발생하거나 미세가공이 어려워지는 과제가 있었으나 광투과성을 향상시키는 독자기술을 활용해 기존 대비 약 2배에 달하는 15마이크로미터 후막에서도 기존제품과 동등한 고미세 패턴 가공을 실시할 수 있는 감광성 PI 개발에 성공했다. (K)