인체에 유해한 납을 사용하지 않는 압전세라믹이 개발돼 전자 디바이스 등에 적용되며 본격 상용화될 전망이다.

일본 산업기술 종합 연구소(AIST) 전자 광기술 연구부문 산화물 디바이스 그룹 연구팀은 유해한 납을 포함하지 않는 고성능 압전(PZT)세라믹을 개발했다.

AIST에 따르면, 무(無)납 압전 세라믹의 압전 특성을 평가한 결과 일본 전자 정보기술 협회(JEITA)의 규격평가에서 기존 납계 압전 재료에 필적하는 고성능을 나타냈다. 시범제작한 Acoustic Emission(AE) 센서나 초음파 거리센서(수중용, 공기용)는 납계 압전 재료를 이용한 센서와 동등한 성능을 보였다. 이로써 납을 포함하지 않는 압전 센서의 실용화 가능성이 열린 것이다.

압전 재료는 기계적 에너지와 전기적 에너지를 상호 변환할 수 있는 독특한 재료로서 센서나 액추에이터로 이용된다. 그 용도는 최첨단 전자 디바이스(△반도체 노광 장치 △극미동(極微動)용 스테이지 △주사형 프로브 현미경 등)부터 범용 전자 디바이스(△잉크젯 프린터 헤드 △디지털카메라의 손떨림 보정 소자 등)까지 광범위하다.

전자 디바이스에 들어가는 압전 재료는 주성분이 납을 포함한 압전 세라믹스 재료로 인체에 위독해 사용 규제 대상이지만 대체할 수 있는 재료가 없어 규제를 못하고 있었다. 유럽에서는 폐전자기기의 환경 오염을 줄이기 위해 EU 가맹국 내에서 특정 유해 화학물질을 일정량 이상 포함한 전자 기기의 매매가 금지돼 납, 수은, 카드뮴 등의 사용이 원칙적으로 금지돼 왔다.

日 JEITA는 이번에 개발한 무(無)납 압전 세라믹을 전자 디바이스에 적용하는 실용화를 추진하고 세라믹 재료의 개선이나 액추에이터 시범 제작을 실시할 계획이다.