전자 부품들을 신문처럼 인쇄할 수 있는 새로운 기술 Future electronic components to be printed like newspapers

전자 부품들을 신문처럼 인쇄할 수 있는 새로운 기술  

Future electronic components to be printed like newspapers

  미국 퍼듀 대학(Purdue University)의 연구진은 신문 인쇄와 유사한 공정을 사용해서 차세대 전자장치를 위한 유연한 금속을 형성할 수 있는 새로운 기술을 개발했다. 이번에 개발된 저비용 공정은 신문을 인쇄하는 것과 같은 속도와 정밀도로 금속을 대량으로 제조할 수 있는 기술이고, 이것은 전자장치를 더 빠르게 만들 수 있게 할 것이다.

Roll-to-roll laser-induced superplasticity, a new fabrication method, prints metals at the nanoscale needed for making electronic devices ultrafast. Credit: Purdue University image/Ramses Martinez/phys.org

Future electronic components to be printed like newspapers

https://phys.org/news/2018-07-future-electronic-components-newspapers.html

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핸드폰, 노트북, 태블릿, 기타 많은 전자제품들은 정보를 고속으로 처리하기 위해서 내부 금속 회로를 활용한다. 현재의 금속 제조 기술은 회로 모양의 스텐실 마스크(stencil mask)에 액체 금속을 분사하는 방식으로 만들어진다. 그러나 이러한 제조 기술은 거친 표면을 가진 금속 회로를 생성하여서 전자 장치가 가열되어 배터리가 빠르게 소모되게 한다.

미래의 초고속 장치들은 보다 작은 금속 부품을 필요로 하고, 이러한 금속 부품들은 나노크기의 분해능을 가져야 한다. 점점 작아진 형태로 금속을 형성하려면 점점 더 높은 수준의 몰드가 필요하다. 이것은 모래 입자보다 더 작은 모래성을 만드는 것과 같다.

이러한 “성형성 한계(formability limit)”는 나노크기의 해상도를 가지는 재료를 고속으로 제조할 수 없게 한다. 이번 연구진은 이산화탄소 레이저를 사용하여 나노크기의 부드러운 금속 회로를 형성할 수 있는 새로운 대규모 제조 방법을 개발했다. 이것은 거친 표면과 낮은 해상도라는 두 가지 문제점을 해결할 수 있었다.

이 제조방법은 롤-투-롤(roll-to-roll) 레이저 유도 초소성(ultplasticity)이라고 불리고, 신문을 고속으로 인쇄하는데 사용되는 것과 같은 압연 스탬프를 사용한다. 이 기술은 레이저를 적용하여 짧은 시간에 금속이 초탄성(superelastic) 거동을 가지게 할 수 있다.

이 연구결과는 빛과 상호 작용하면서 3차원 이미지를 생성할 수 있는 나노구조를 가진 터치스크린을 만드는데 유용할 것이다. 또한 더 민감한 바이오센서를 비용 효율적으로 제조할 수 있게 할 것이다.

이 연구결과는 저널 Nano Letters에 “Roll-to-Roll Nanoforming of Metals Using Laser-Induced Superplasticity” 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b00714).

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