[나노-메카]<4>나노사출성형

글자 작게 글자 크게 인쇄하기

 나노사출성형은 나노응용 제품의 양산 기술 전반에 대한 솔루션을 제공하는 원천기술이다. 공정 기술은 물론이고 장비, 몰드, 나노 구조물 설계 기술에 이르기까지 모든 기술을 총칭하는 융합분야다.

 우리나라 나노사출 기술수준은 세계 최고인 일본이나 독일의 90~95% 수준에 도달해 있다. 실제 사업장에서 볼 때는 거의 세계 수준에 근접해 있다. 우리나라 나노사출성형도 선진국의 나노매뉴팩처링(나노생산)처럼 고도의 첨단 기술로 인식하는 분위기도 자리잡았다.

 국내에서 나노사출성형 분야 정부지원 R&D는 21세기프론티어사업인 나노메카트로닉스기술개발사업단 소속의 강신일 연세대 기계공학부 교수 연구팀이 책임지고 있다.

 강 교수는 나노사출성형을 붕어빵에 비유했다. 붕어빵의 비늘을 나노(10억분의1m) 수준으로 만든다고 보면 된다는 것. 그러나 붕어빵 비늘을 나노급으로 만드는 것은 단순히 축소한다고 되는 문제가 아니다. 복제 공정을 최적화하더라도 최소한 이 수준을 몇단계는 뛰어넘어야 가능하다는 것이 강 교수의 주장이다.

 강 교수 연구팀은 현재 수십나노급 사출성형기술을 보유하고 있다. 나노금형 및 성형을 통해 나노제품이 나온다. 나노제품 제작 패턴을 나노사이즈로 제작했다. 200~30㎚급을 모두 구현했다. 기존에는 모두 다층박막코팅하던 것이다. 이를 통해 신기능 저가제품을 구현한 것.

 연구팀의 대표적인 나노제품이 25GB용량의 차세대 광학식 정보저장매체인 블루레이 디스크다. 연구진은 금속 스탬퍼 위의 미세 구조물을 나노급으로 구현했다.

 현재 이 팀은 대량생산에 반드시 필요한 사출 제작시간이 세계적인 수준이다. 90℃수준으로 유지되던 몰드 표면 온도가 2초이내에 200℃까지 상승하고 다시 1초내에 초기 몰드 온도로 돌아가는 경지에 올라있다. 이는 나노복제를 통한 응용제품과 정보저장미디어, 나노기능성 제품 등의 양산이 가능하다는 것을 의미한다.

 연구진은 자체 개발한 나노사출성형공정과 나노몰드 제작기술을 차세대 고밀도 정보저장매체, 나노기능성 표면 응용제품, 나노복제형 광학 시스템, 나노광학현상을 바탕으로 하는 바이오 센서 제작 등에 적용하고 있다.

 기술이전은 국내 기업인 제이엠아이가 나노광학제품이에 이 기술을 적용, 양산 중으로 매년 매출이 2배이상 성장하고 있다. 외국 업체로는 일본의 코니카미놀타옵토가 나노패터닝기술을 이전해 갔다.

 현재 연구진은 4인치 웨이퍼 제작이 가능한 10㎚급 패턴드 미디어 구현을 추진 중이다. A4 크기의 대면적 무반사 패턴을 250㎚수준으로 구현하는 연구와 광학식 리더가 탑재된 400㎚급 바이오칩을 구현하는 연구를 진행하고 있다.

 

 ◇인터뷰-강신일 연세대 기계공학부 교수

 “나노기술은 거의 바닥에 왔다고 보면 됩니다, 이제부터는 가격 경쟁력 싸움이 될 것입니다.”

 강신일 연세대 기계공학부 교수는 “향후 10년 이내에 나노기술은 보편화할 것”이라며 이같이 예견했다.

 “프런티어 사업단 사업초기였던 9~10년 전만해도 일본의 소니나 네덜란드의 필립스 등에 비해 우리나라는 나노사출 분야의 산업적 기반이 너무 취약했습니다. 기술을 개발해도 사업화하자는 말을 붙일데를 찾지 못할 정도었으니까요.”

 강 교수는 연구개발 당시의 어려움에 대해선 이렇게 토로했다.

 강 교수는 “지금은 우리나라 반도체 산업 수준도 많이 올라왔다”며 “산학협력 과제를 통해 기업에 도움도 주지만, 학생들 편에서 보면 논문만으로는 도달하지 못하는 현장 영역에서의 역량을 키울 수 있는 좋은 기회”라고 말했다.

대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr