[한국기술뉴스] 순천대학교 인쇄전자공학과 조규진 교수 연구팀이 롤투롤 그라비아 인쇄 공정으로 각도 및 휨 검출 센서를 대량생산할 수 잇는 제조방법을 개발했다. 개발된 기술은 순천대학교 산학협력단을 통해 2014년 11월 13일 특허를 출원(출원번호 제1020140157848호)했다. 특허 명칭은 '각도 및 휨 검출 센서 제조방법 및 그 센서’이다. 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다. 

[기자]

4차 산업혁명 시대로 접어들면서 자율 주행이나 IoT, MEMS 등 다양한 기술이 개발되고 있습니다 신기술을 실생활에 적용하기 위해 온도와 위치, 속도 등과 같은 물리 화학적 정보를 감지하는 다수의 센서가 필요하며 그 수요가/ 급격히 증가하고 있습니다. 현재 제작되는 센서는 반도체 제조 공정상에서 이뤄지는 에칭이나 증착 등의 기법을 사용해 대량 생산이 어렵다는 문제가 있습니다. 또한 센서에 유연성이 없어 웨어러블 장치와 같은 곡선형 제품에 적용하는 데 한계가 발생합니다.

순천대학교 연구팀은 롤투롤 인쇄전자 기술로 각도 및 휨 검출 센서를 대량 생산할 수 있는 제조 방법을 개발했습니다.

PET 필름을 인쇄 장비에 장착시킨 후 시스템 제어 및 장력과 압력을 설정해 인쇄를 시작합니다. 인쇄작업은 필름이 롤을 통과하며 필름 위에 한 층씩 인쇄와 건조가 반복적으로 진행됩니다. 모든 층의 인쇄가 끝난 필름 위에 외부와의 직접 접촉을 막을 보호층을 형성하고 박막을 인쇄합니다. 보호층 위로 유연한 플라스틱 케이스를 붙여 밀폐된 공간을 만들고 실리콘 오일을 채운 뒤 이온성 액체 방울을 소량 주입해 각도 및 휨 검출 센서를 제조합니다.

센서가 수평일 때 액체 방울은 중앙에 위치하고 센서를 기울이거나 휘게 하면 이온성 액체 방울이 중력에 따라 이동하게 됩니다. 액체 방울이 위치한 트랜지스터 소자는 전류 특성에 변화가 생기기 때문에 액체 방울의 위치를 계산할 수 있습니다. 액체 방울의 원점 위치와 이동 위치를 비교해 회전각도 및 휨 정도를 측정합니다.

본 센서는 유연성을 탑재해 웨어러블 장치 등의 곡선형 제품에 결합할 수 있으며 100% 롤투롤 인쇄공정으로 대량 생산이 가능해 저가에 센서를 제공할 수 있습니다.

롤투롤 기술을 이용한 센서를 플렉서블 스마트폰 및 VR 장비와 같은 스마트 기기나 신기술을 접목한 새로운 장치에 적용해 생산원가 절감과 생산성 증대에 기여할 것으로 기대됩니다.