자료코드: R59300300 / 2017년 5월 17일 발행 / A4 53p
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◆엑스퍼트 시리즈란?
야노경제연구소는 2016년부터 일선에서 물러난 시니어를 「사외 마이스터」로 등록하여 현역시절의 다양한 경험, 지견, 인맥 등을 야노경제연구소의 사업활동을 통하여 사회에 환원하는 새로운 조직을 신설하였습니다.
엑스퍼트 시리즈는 사외 마이스터가 집필한 새로운 관점으로 본 오리지널 리포트입니다. 오랜 세월을 통해 기른 경험·지견에 의한 기술 및 개발, 시장에 대한 날카로운 분석으로 기존의 시장조사자료와는 다른 정보를제공합니다.
본 리포트는 야노경제연구소 사외 마이스터인 우카이 야스히로 객원 연구원이 정리했습니다.
◆조사개요
(1) 조사취지：프린티드 일렉트로닉스(PE)는 IoT 업계를 리드할 것으로 예측되는 기술이다. PE와 non-PE(기존의 제조기술)에는 큰 차이가 있다. 재료의 유효한 이용, 다품종 소량생산에 대한 적합성, 초기투자의 억제에서는 PE가 유리하다. 하지만 인쇄적성이 우수해 플렉서블, 웨어러블을 가능케 하는 인터커넥션 재료, 배선 재료, 접착제 등에는 기존 재료와는 다른 특성이 필요하다. 따라서 평가기술의 확립도 포함한 표준화가 요구되고 있다.
(3) 조사방법：연구원의 직접면담·전화·메일·웹·문헌조사 병용
◆리서치 내용
1. 머리말
2. 프린티드 일렉트로닉스(Printed Electronics:PE) 기술 동향
2.1 프린티드 일렉트로닉스(PE)란?
(그림1) 전형적인 PE프로세스(코니카미놀타 자료)
2.2 PE의 특성
(표1) PE와 non-PE의 차이(코니카미놀타 자료)
2.3 PE디바이스의 특성
(표2) PE프로세스의 특징(코니카미놀타 자료)
2.4 프린티드 일렉트로닉스용 인터커넥션 재료
(1) 인터커넥션 재료
(그림2) 인터커넥션용 재료(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(2) 웨어러블용 배선 재료
(그림3) 저온 인터커넥션(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(그림4) 사람의 각부위와 움직임에 의한 변형의 비율(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(표3) 신축성 기재(Toyobo 자료)
(그림5) 스트레처블 배선(오사카대학 산업과학연구소 자료)
3. 동(銅)잉크
3.1 니치유(주)
(1) 동페이스트의 특징
(표4) 일반 특성과 내구성(니치유 자료)
(표5) 동페이스트의 경화방법과 도전막의 특성(니치유 자료)
(그림6) 애드포스사 NRI를 이용한 동페이스트의 경화(니치유 자료)
(2) 동페이스트의 인쇄성
(그림7) PET 기판상에 대한 세선 인쇄(니치유 자료)
(그림8) 각종 기판상에 대한 인쇄 사례(니치유 자료)
(그림9) 로터리 스크린 인쇄기에 의한 연속 인쇄(니치유 자료)
(그림10) 연속 인쇄 사례(전시회장에서 필자 촬영)
(3) 동페이스트로 제작한 도전막의 성능
(표6) 환경내구성(니치유 자료)
(그림11) 내마이그레이션성(니치유 자료)
(그림12) 전자부품의 실장 사례(니치유 자료)
(그림13) 종이기판에 대한 동잉크 배선과 LED 실장(전시회장에서 필자 촬영)
(4) 정리
3.2 이시하라케미컬(주)
(1) 포토신터블형 도전성 동나노잉크
(표7) 잉크 및 피막의 특성(이시하라케미컬 자료)
(2) 도전성 동잉크와 포토신터링프로세스
(그림14) 도전성 동나노잉크(이시하라케미컬 자료)
(그림15) 포트신타링프로세스(이시하라케미컬 자료)
(그림16) 피막의 특성(이시하라케미컬 자료)
(그림17) 포토신터링 전후의 패턴(부스에서 필자 촬영)
(그림18) 각종 인쇄 패턴 사례(이시하라케미컬 자료)
(그림19) 포토신터블 동피막의 도금증막(부스에서 필자 촬영)
(그림20) 동나노잉크 인쇄에 의한 터치패널(이시하라케미컬 자료)
(표8) 일본제지 개발제품의 물성(팸플릿을 토대로 필자 작성)
(그림21) PET 기판상의 메탈메시패턴(부스에서 필자 촬영)
(3) 정리
3.3 산업기술종합연구소(AIST)
(1) 질화동과 잉크화
(2) 질화동의 특징
(그림22) 동계 화합물(AIST 자료)
(그림23) 질화동 나노입자(AIST 자료)
(표9) 질화동의 안정성(AIST 자료)
(3) 광소성에 관한 기술 동향과 질화동 입자 잉크에 대한 적용
(표10) 학술 동향 조사(2016.9.21 현재)(AIST 자료)
(표11) 광소성에너지 비교(AIST 자료)
(그림24) 확산반사스펙트럼(AIST 자료)
(표12) 질화동 나노입자의 우위성(동으로의 전화)(AIST 자료)
(표13) 질화동 나노입자의 우위성(도전성)(AIST 자료)
(4) 배선 페이스트와 광소성
(그림25) 광소성 후의 자료 외관과 SEM상(AIST 자료)
(그림26) 스크린 인쇄의 가능성(AIST 자료)
(그림27) 배선 페이스트화와 광소성(AIST 자료)
(그림28) 광소성 전후의 SEM상(AIST 자료)
(5) 정리
4. 웨어러블 배선 재료
4.1 도요보의 배선 재료와 응용
(1) 배선 재료
(그림29) 스크린 인쇄 사례(L/S=200/200μm)(도요보 자료)
(그림30) 스트레처불 도전 페이스트로 제작된 배선(도요보 자료)
(그림31) COCOMI의 특징(도요보 자료)
(2) 생체정보계측웨어
(그림32) 장거리 드라이버용 졸음검지시스템(도요보 자료)
(3) 향후의 전개
(그림33) WSD(Wearable Smart Devices) 로드맵(참고 문헌(3)
(4) 정리
4.2 세메다인 플렉서블/스트레처블 재료와 그 응용 사례
(1) 저온 경화형 플렉서블 탄성 접착제[SX-ECA 시리즈]
(그림34) 니즈의 다양화에의 대응(세메다인 자료)
(2) SX-ECA48 시리즈
(표14) SX-ECA 시리즈의 성질과 성질 및 상태 성능(세메다인 자료)
(그림35) 체적저항률의 경화온도·시간의존성(세메다인 자료)
(그림36) 접착강도의 경화온도·시간의존성(세메다인 자료)
(3) XX-ECA46LL
(표15) XX-ECA46LL의 성질 및 상태 성능(세메다인 자료)
(그림37) 초기도전성 발현 시간(세메다인 자료)
(그림38) 도전내구성(세메다인 자료)
(4) 저온 경화형 플렉서블 탄성 페이스트[ECA 시리즈]
(그림39) 기재의 다양화에 대한 대응(세메다인 자료)
(그림40) 실장공정(세메다인 자료)
(5) 플렉서블/스트레처블 도전 페이스트[XX-ECA05/XX-ECA-PS4]
(표16) XX-ECA05/XX-ECA-PS4의 성질 및 상태 성능(세메다인 자료)
(표17) 접착성능(세메다인 자료)
(그림41) 반복신축시 저항 변화(세메다인 자료)
(그림42) 작업공정(세메다인 자료)
(그림43) 반복휨시험(세메다인 자료)
(그림44) 굴곡시험(세메다인 자료)
(6) 응용
(그림45) Heater Parker(세메다인 자료)
(그림46) 입체성형한 회로 샘플(세메다인 자료)
(7) 정리
5. 표준화 동향
5.1 오사카대학 산업과학연구소 스가누마 가쓰아키 교수의 강연 개요
(그림47) IoT의 세계와 실현에 필요한 디바이스(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(1) PE에서의 표준화
(그림48) PE기술을 이용해 제작된 상품(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(그림49) 일본에서의 PE표준화 조직(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(2) 표준화의 경제적 이익
(3) 표준화 전략
(그림50) 시장과 표준화 전략(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(4) 국제규격
(그림51) IEC TC119와 일본에서의 표준화 조직(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(그림52) P멤버 및 O멤버(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(그림53) TC119 조직(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(표18) IEC TC119 워킹그룹의 활동 상황(오사카대학 산업과학연구소 자료)
(5) IEC TC119에 관한 향후의 작업
(6) 정리
5.2 코니카미놀타(주) 개발통괄본부 기획그룹 효도 게이이치로 과장(IEC TC110 국제부 간사)의 강연
(1) 품질평가
(2) 표준화 활동
(표19) IEC TC110 WG8의 프로그램(코니카미놀타 자료)
(표20) IEC TC119 WG5의 프로그램(코니카미놀타 자료)
(그림54) 플렉서블 OLED의 기계적 스트레스 평가(코니카미놀타 자료)
(그림55) 플렉서블 OLED 복합평가(코니카미놀타 자료)
(3) 정리
6. 맺음말
【참고문헌】
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