사업화 유망기술

신축성 인쇄 회로기판 구현을 위한 신축 전극/기판 소재 및 3D 프린팅 공정 기술

신축성 인쇄 회로기판 구현을 위한 신축 전극/기판 소재 및 3D 프린팅 공정 기술

관계식 1 및 관계식 2를 만족하는 고분자 부재를 이용하여 신축성 기판을 제조함
관계식 1 : E1>E2>E3 (E1 은 제1 고분자 부재의 영률값, E2는 제2 고분자 부재의 영률값, E3 은 제3 고분자 부재의 영률값)

보유기관 : 한국화학연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

관계식 1 및 관계식 2를 만족하는 고분자 부재를 이용하여 신축성 기판을 제조함
관계식 1 : E1>E2>E3 (E1 은 제1 고분자 부재의 영률값, E2는 제2 고분자 부재의 영률값, E3 은 제3 고분자 부재의 영률값)

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
신축성 기판 및 이를 포함하는 신축성 인쇄 회로기판 10-2176819
스트레쳐블 전도성 필름 10-2073319
점착성 탄성체 및 이의 제조방법 10-1957250

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기존 기술의 문제점

- 기존 신축성 전자소자를 구현하는 방법은 연신이 반복됨에 따라 crack이 발생하여 안정성 및 성능 문제가 존재함

- 웨어러블 전자기기의 시장 확장으로 인해 신축성을 갖는 전극에 대한 수요가 증가하고 있으며, 기존 신축성을 갖는 전극 제작에 이용되는 퍼콜레이션 이론은 신축에 따른 저항의 변화가 적으나, 연신 시 전도성이 크게 떨어지고 인장-복원 사이클(stretch-recovery cycle)이 반복됨에 따라 전도성의 지속성이 떨어지는 문제가 있음

- 우수한 영률을 가지며, 균일한 점착성(sticky), 늘림성(stretchability)을 갖는 점착성 탄성체에 대한 요구가 증대되고 있음

기존 기술과의 차별성(기술의 특장점 또는 효과 등)

- 제조된 신축성 기판에 연신이 반복되더라도 우수한 안정성 및 내구성이 유지되며, 신축성 기판에 고정된 전자부품이 겪는 스트레스를 1/500 이하로 줄여 성능 감소를 최소화 할 수 있음

- 제조된 전도성 필름은 일축 뿐만 아니라 다축 연신성이 뛰어나고, 연신이 반복되어도 저항 내구성이 유지되며, 웨어러블 의료 장비, 신축성을 갖는 디스플레이 및 인공 피부 등에 적용 가능함

- 제조된 점착성 탄성체는 가교도가 조절될 수 있으며, 균일한 점착성 및 물리적 물성을 가지는 것이 가능함

주요기술구성(상세설명 등)

- 은(Ag) 플레이크, 활제 및 탄성고무를 포함하는 조성물을 열처리함으로써 신축성을 갖는 전도성 필름을 제조함

- 역 미셀(reverse micelle) 구조체의 분산액과 실리콘계 예비중합체를 혼합하여 혼합액을 제조하고, 제조된 혼합액을 가교시킴으로써 점착성 탄성체를 제조함

적용분야 및 적용제품

- 웨어러블 디바이스, 소프트 로봇 분야

- 스트레쳐블 전자부품 및 전자기기 분야

- 웨어러블 헬스케어분야

- 가상현실(VR) 또는 증강현실(AR) 기술 적용 제품
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