▲ 김대현 풍산홀딩스 연구소장이 광소결용 구리나노분말 등을 소개하고 있다..

터치스크린패널(TSP), FPCB(연성회로기판), 태양전지, RFID 등 인쇄 및 광소결 공정에 사용되는 구리나노분말·잉크·페이스트가 기존에 쓰이던 값비싼 은(Ag)과 성능은 동일하면서 가격은 저렴해 시장이 점차 확대될 전망이다.

지난 7월13일부터 15일까지 일산 킨텍스에서 개최된 ‘나노코리아 2016’에서는 풍산홀딩스, 아모그린텍, 누리비스타가 저가 배선소재로 주목받고 있는 광소결용 구리나노소재 제품군을 출품했다.

현재 배선 인쇄용으로 전기전도도가 우수하고 낮은 비저항이 가능한 은(ag)소재가 널리 사용되고 있으나 귀금속으로 가격이 비싸기 때문에 더 적게 사용하거나 이를 다른 소재로 대체하기 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 특히 현재 국제 은가격이 안전자산에 대한 수요증가로 연초대비 30% 급등하는 등 예측이 불가능하기 때문에 ICT업계도 대체재 적용에 박차를 가하고 있다.

광소결용 구리나노분말 및 잉크·페이스트는 산화막처리를 통해 산화문제를 해결했으며 가격도 은 소재 대비 1/3 수준에 불과해 가장 유력한 대체재로 각광받고 있다. 구리 나노페이스트로 프린팅한 배선의 비저항값도 은페이스트와 거의 유사한 5μΩ/cm 이하로 낮아지면서 성능도 비슷해졌다.

비철금속전문기업 풍산그룹의 지주회사인 풍산홀딩스는 ‘광소결용 금속분말 연구과제’를 통해 터치스크린용 전극에 사용할 수 있는 광소결 및 잉크용 구리나노분말을 개발하고 있다. 풍산홀딩스는 창원 공장에 연산 1천톤의 구리 등 금속분말 생산라인을 구축했는데 이곳에서 고온 플라즈마공정을 통해 분산성이 우수한 구리나노분말을 제조해 현재 국내외 구리나노잉크·페이스트 생산기업에 공급하고 테스트 중이다.

김대현 풍산홀딩스 연구소장은 “10~200나노미터 크기의 구리나노분말 입자크기와 산화피막 등을 제어할 수 있는 핵심기술을 바탕으로 내년 상반기경 TSP, FPCB 등 제품에 적용될 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

▲ 송용설 아모그린텍 부사장(左)이 구리 나노페이스트와 응용제품을 소개하고 있다..

나노소재 전문기업 아모그린텍은 FPCB, 디스플레이 등에 적용할 수 있는 광소결용 전도성 구리 나노페이스트와 잉크를 출품했다. 아모그린텍의 구리 나노페이스트는 비저항 5μΩ/cm를 구현했으며 75㎛이하의 미세패턴 인쇄가 가능하다. 회사는 이번 전시회에 태블릿 PC크기로 구리 나노잉크로 배선을 인쇄한 실제 모델을 출품해 눈길을 끌었다.

누리텔리콤의 관계사로 전자부품, 이차전지, 태양전지용 나노소재 전문기업 누리비스타는 자체 개발한 광소결 구리잉크 및 페이스트와 이를 인쇄한 샘플을 출품했다. 인쇄전자용 소재전문기업을 목표로 하고 있는 회사는 나노융합산업연구조합의 ‘나노소재 수요연계 제품화 적용기술개발 사업’에 선정돼 ‘나노구리잉크 적용 초저가 RF 안테나(RFID, NFC)’ 개발을 추진하는 등 상용화에 적극 나서고 있다.

▲ 누리비스타는 광소결 구리잉크 및 페이스트와 이를 인쇄한 샘플을 선보였다..