세계 최대 ‘HMM 알헤시라스’호 수에즈운...
모바일모드 | 로그인 | 회원가입
2020년05월30일sat
 
티커뉴스
OFF
뉴스홈 > 뉴스 > IT.과학 > 과학·의학  

트위터로 보내기 미투데이로 보내기 요즘으로 보내기 트위터로 보내기
기사글확대 기사글축소 기사스크랩 이메일문의 프린트하기



초소형 마이크로 LED 집적도 한계 돌파할까
등록날짜 [ 2020년05월24일 06시00분 ]
 연꽃에서 힌트 얻은 전도성 접착제 개발, 유연 전자소자 고밀도 집적에 적용
 

비등방성 전도성 접착제 실제 적용 예 (a) 유연회로기판 위에 비등방성 전도성 접착제를 이용한 RGB LED 및 전자칩 집적소자(b) 비등방성 전도성 접착제를 이용한 마이크로 LED 대면적 고밀도 집적(c) 유연 PET 기판 위에 비등방성 전도성 접착제를 이용한 유연 마이크로 LED 디스플레이. 출처 : 성균관대학교 김태일 교수


[더코리아뉴스]
고대성 기자 = 회로의 집적도 한계를 돌파할 똑똑한 전도성 접착제가 개발됐다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 김태일 교수(성균관대 화학공학 /고분자 공학부) 연구팀이 삼성전자 연구진과 함께 초소형(전극 15μm) 전자소자의 고밀도 집적을 위한 전도성 접착제를 개발했다고 밝혔다.

소자가 마이크로 단위가 되면 소자 간 거리도 좁아지고 전극도 작아져, 소자의 배열이나 전극과의 연결이 더 까다로워진다.

금속와이어나 전도성 필름을 이용한 패터닝 방식이 소자의 구성요소(LED, 트랜지스터, 저항 등)를 기판에 집적하는 데 주로 쓰인다. 하지만 이러한 방식은 고온․고압에서 진행되어 기판이 변형될 수 있는 유연한 기판에는 적용하기 어렵다.

유연함이 필요한 웨어러블 디바이스나 초소형 신경자극소자 같은 생체 의료기기에 활용하기에 한계가 있었다.

이에 연구팀은 저온․저압에서 전도성 접착제를 이용, 머리카락 굵기보다 작은(30μm×60μm) 마이크로 LED 수천 개를 유연기판 위에 집적하는 데 성공했다.

신용카드보다 작은 기판(5cm x 5cm)에 100μm 간격으로 60 만개의 마이크로 LED를 배열할 수 있는 수준으로, 기존 상용기술 대비 20배 이상 집적도를 향상시킨 것이다.

비등방성 전도성 접착제의 공정 및 이론적 분석과 신뢰성 측정 (a) 비등방성 전도성 접착제를 이용한 전자소자의 전사공정 및 이에 따른 고분자 접착제의 비젖음 현상 유도 공정에 대한 모식도. 패턴된 금속기판에 개발한 전도성 접착제를 분사하여 코팅 후, 탄성이 있는 PDMS 스탬프를 이용해 기판에 패턴된 전극(노란색)과 전자소자 (파란색)를 정렬 후 약한 가압을 진행한 후 UV 노광으로 접착제를 경화함. 구체적으로 금속 회로가 패터닝된 유연기판에 투명한 고분자 소재인 전도성 접착제를 코팅, 전사공정을 통해 소자와 기판을 결합하는 한편 금속나노입자는 고분자 접착제의 안정성 및 습윤성을 조절, 초소형 전자소자의 전기적 연결과 고밀도 집적을 돕는 역할을 한다. (b) 필름 두께에 따른 고분자 접착제의 유효 계면 포텐셜 변화와 비젖음 현상 발생 영역(붉은색)(c) 열충격 및 고온고습 신뢰성 측정. 출처 : 성균관대학교 김태일 교수

비결은 고분자 접착제와 나노금속 입자로 만든 전도성 접착제를 이용해 소자와 소자 또는 소자와 전극을 수직으로 연결한 것이다.

스핀 코팅이나 UV 노광 같은 비교적 간단한 공정을 이용하는 데다 공정 온도와 압력을 100℃, 1기압 이하로 내려 기판에 미치는 물리적 영향을 줄였다.

그 결과 수천 개 이상의 초소형 마이크로 LED를 99.9% 이상의 고수율을 유지하며 대면적으로 전사할 수 있었다.

나아가 급격한 온도 변화에 의한 열충격이나 고온다습 환경에서의 신뢰성에 대한 테스트를 통해 결합의 안정성을 확인하였다.

연구팀은 연꽃표면에서 물을 튕겨내는 발수 현상에서 힌트를 얻어 접착제 표면의 습윤성(wettability)을 조절할 수 있음을 이용했다.

기판을 덮은 유동성 있는 얇은 접착제 피막의 안정성이 피막의 두께나 소자, 전극의 표면특성에 따라 달라져 서로 접촉하거나 떨어지도록 조절한 것이다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단의 뇌과학원천기술개발사업과 삼성전자 삼성 미래육성사업 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 소재 분야 국제학술지‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’에 4월 16일 게재(표지논문)되었다.





<저작권자ⓒ더코리아뉴스.무단전재-재배포 금지>
올려 0 내려 0
고대성 이기자의 다른뉴스보기
[관련뉴스]
- 관련뉴스가 없습니다.
트위터로 보내기 미투데이로 보내기 요즘으로 보내기 싸이월드 공감
기사글확대 기사글축소 기사스크랩 이메일문의 프린트하기

 
 
 
차세대 레이저 제어 기술 개발…5월 과학기술인상, 서울대 전헌수 교수 선정 (2020-05-24 06:20:51)
금빛 태양전지의 비밀이 밝혀지다 (2020-05-24 05:48:05)

날씨, 주말 본격적인 여름 더...
30일 코로나19, 39명 확진자…그...
차 없는 거리, 밀양 내일동 중...
밀양 내일동-차없는 거리 활성
토요일 띠별로 보는 주간운세,...
오늘의 운세, 5월 30일 [음력 윤...
‘불굴의 바다 사나이’ 석해...

최신뉴스