한양대 백운규 교수, BaTiO3 입자 이용 … 삼성전기는 세계시장 노려 각종 전기전자·정보통신 기기에 사용되는 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)를 고용량의 아주 작은 형태로 제작할 수 있는 초박막 시트 제조공정이 개발됐다.과학기술부에 따르면, 한양대학교 백운규 교수가 과기부의 국가지정연구실 사업의 일환으로 삼성전기 중앙연구소(김종희 연구위원)와 공동 연구한 결과, 200나노미터(1nm는 10억분의 1m) 크기의 티탄산바륨(BaTiO3) 입자를 이용해 1.2㎛(1㎛는 100만분의 1m) 크기의 초박막 시트를 제작하는 데 성공했다. 일반적으로 콘덴서는 시트가 많이 겹쳐질수록 용량이 커지는 데 기존 시트의 두께는 3㎛였다. 그러나 나노 티탄산바륨 세라믹 입자를 적용한 1.9㎛ 초박막 시트 성형체 제조기술 개발에 성공함으로써 종래의 한계 기술인 슬러리 분산 공정의 확립을 통해 1.2㎛의 두께를 갖는 세라믹 유전층 구현이 가능해졌다. 특히, 0.2㎜×0.4㎜ 크기에 용량이 100㎌(마이크로패럿)에 달하는 초박막·고용량·고적층의 MLCC까지 제작할 수 있게 됐다. 공기가 포함하고 있는 전하량은 1이며, 100㎌은 공기의 10만배에 달하는 전하를 함유한다. 기존 제품의 용량은 10㎌에 그친다. 초소형, 고적층 및 고용량화를 위해서는 시트를 얇게 성형하는 것이 필수적이며 이를 위해서는 나노 세라믹 입자의 고분산이 우선돼야 하는데, 나노 세라믹 입자를 분산시킨 슬러리의 균일성과 안정성을 확보하지 않고서는 초박막 시트 성형이 불가능하다. 따라서 슬러리의 고분산을 통한 초박막 성형 공정기술은 초박형 고용량 MLCC 제조공정에 지속적으로 적용 할 수 있는 공정기술로 평가되고 있다. Ni(니켈) 내부전극 MLCC 칩의 구조는 세라믹 유전체 층과 막 사이의 Ni 내부전극 등으로 구성된다. 새로운 공정 기술을 사용하면 MLCC의 사용 범위를 기존 제품보다 최대 수십배까지 끌어올릴 수 있어 기존 제품에 비해 150배 이상의 부가가치를 갖는 제품을 생산할 수 있을 전망이다. 또 국내에서는 고용량의 MLCC 칩 개발의 기반 기술을 확보하게 됨으로써 빠른 시일 내에 양산화를 위한 기술이전을 추진해 국내 기업들의 세계 경쟁력 확보, 응용기술 확대, 신기술을 이용한 기술수출에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. MLCC 기술과 관련된 칩부품의 세계시장은 2005년 약 20조원의 규모에 달할 것으로 예측되며, 국내시장 규모만도 4조원에 달해 세계시장의 20%를 점유할 것으로 예측된다. 따라서 초박막 고용량 MLCC 칩의 개발에 따른 높은 부가가치는 앞으로 정보화의 급속한 진행으로 형성되는 거대 시장을 고려할 때 매우 중요한 의미를 가진다. 종합부품 생산기업인 삼성전기(대표 강호문)는 MLCC를 2007년까지 연간 매출 1조5000억원 규모의 세계 1위 제품으로 육성한다는 방침 아래 연구 역량을 집중하고 있으며, 세계시장의 선점을 위해 3㎛ 이상 후막공정에서 2㎛ 이하 박막공정으로의 전환도 추진중이다. <조인경/화학저널 편집기자> <Chemical Journal 2003/02/27> |
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