발열 문제 숙제 해결...산업부산물로 재활용한 방열시트

산업부산물로 재활용한 방열시트, 친환경‧성능 모두 UPGRADE

    디스플레이를 비롯한 전자기기 시장은 더욱 얇고 작은 디자인과 다기능, 고기능을 안전하게 탑재해야 하는 치열한 기술 경쟁의 시대를 거듭해 오고 있다. 이러한 시장에서 제품의 발열 문제는 끊임없이 해결해야 하는 숙제로 이어지고 있다.

일반적으로 방열이 필요한 모든 전자 제품에 사용되는 소재인 그라파이트는 스마트폰에 주로 적용되는 인조(Artificial) 그라파이트 시트와 TV 등에 사용되는 천연(Natural) 시장으로 나뉜다. 이 중 인조 그라파이트는 성능이 우수한 반면 가격 장벽이 높고 국내 생산량이 미미하며, 천연 그라파이트는 상대적으로 가격은 낮으나 미국의 G사가 특허를 가지고 시장을 독점한 상황이다.

이러한 상황에서 새롭게 개발된 ‘복합 그라파이트 시트’는 기존 방열 소재로 사용되는 알루미늄, 동, 천연 그라파이트보다 방열 성능(400~800W/mk)이 뛰어나 차세대 방열 소재로 각광 받고 있다. 미국 기업의 천연 그라파이트 독점 공급 구조를 바꿀 뿐만 아니라, 친환경적으로 산업부산물을 재가공해 제조원가를 대폭 절감하면서도 소재 성능은 향상시켰다는 평가를 받고 있는 기술이다.

복합 그라파이트는 전자파 흡수·차폐, 방열 기능을 한 장의 시트에 통합했기 때문에 합지 가공비 절감은 물론 평면 전도율이 우수한 복합시트에 수직전도율이 우수한 구리를 코팅해 더욱 향상된 방열 기능을 갖추고 있다.

특히, 점·접착제를 사용하지 않아 얇은 두께로 제작이 가능하며, 뛰어난 인장력도 갖춰 절곡력·연신이 필요한 제품군에 매우 적합한 기술이다. 다양한 형상·두께(30㎛~1000㎛) 생산이 가능하기 때문에 플렉서블 디스플레이, 폴더블 폰 등의 소형 애플리케이션부터 TV·모니터·전기차배터리 등 열 분산이 필요한 각종 제품에도 적용할 수 있다는 강점이 있다.

인동전자㈜는 세계 최초로 복합 그라파이트 시트를 개발·생산하는 방열 시트 공급 기업이다. 기존 그라파이트 시장과 과감한 차별화를 선언, 인동전자만의 성능 개선과 원가 절감의 두 마리 토끼를 모두 손에 쥐며 그라파이트 시장의 판도를 흔들고 있다.

복합 그라파이트 시트는 인동전자가 순수 국내 기술로 수년의 연구 끝에 찾아 낸 새로운 방열 소재로 만들어졌다. 우연히 TV에서 버려지는 제철소 폐기물을 보고 영감을 얻은 유 회장의 아이디어에서 개발된 이 시트는 상용화까지 순탄치 못했다.

2015년 연구에 착수해 개발을 완료한 것은 2016년, S전자의 까다로운 특허 기술 검토를 마치고 처음 제품을 양산, 납품한 것은 2018년이었다.

무엇보다 소재산업은 장기간의 연구와 막대한 투자비가 소요 돼 인동전자와 같은 중소기업이 진출하기는 매우 척박한 환경이었다. 원천기술 개발을 위해서는 연구 인력을 장기적으로 활용할 수 있어야 하는데, 이러한 고급 인력들은 중소기업 취업을 기피하는 것이 현실이다.

유 회장은 “우리나라의 부품산업은 전 세계적으로 경쟁력을 인정받고 있지만 소재산업의 발전은 상대적으로 더딘 것이 사실이다. 소재산업의 진입 장벽은 높지만, 그만큼 시장에서 주도권을 잡게 되면 다양한 산업분야에서 파급효과가 상당하고 고부가가치를 실현할 수 있기 때문에 국가적으로 소재산업 발전 역량을 키우는데 집중해야 한다고 본다”며 “정부는 전문 기술을 지속적으로 개발할 수 있도록 다양한 재정적 지원과 전문 지식을 제공할 수 있는 산학연 네트워크 활성화 등 적극적이고 전략적인 지원을 적극적으로 실행해야 한다고 생각한다”고 전했다.

 

현재 인동전자는 국내특허 뿐만 아니라 국제특허 PCT를 획득하며, 굵직한 글로벌 기업들의 러브콜을 한 몸에 받고 있다. 지난해에는 삼성전자의 ‘75인치 TV’ 공정 납품을 첫 단추 삼아 베트남 생산 공장 설립, 동경 영업사무소 개소 등 세계 시장 진출을 앞두고 있다.

현재 인동전자는 영업력 확대에 만전을 기하고 있다. 글로벌 TV제조 기업, 디스플레이 기업, 휴대폰 기업 등 다양한 산업군에서 러브콜을 받고 있으며 이들 업체들과 규격, 성능을 논의하고 있는 중이다.

인동전자 유성운 회장(사진)은 “현재 그라파이트 시장은 22조원 규모지만 매년 3조~4조원씩 안정적으로 늘고 있다”면서 “4차 산업 혁명의 기술적 한계인 방열 문제를 극복하게 하는 친환경 고효율 소재 개발을 통해 글로벌 유니콘 기업으로 도약해가겠다”고 말했다.

[공학저널 이상오 기자]

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