IT/전자 3D 프린트 Electronics(3DPE) 분야 국내외 기술동향

주력 제조업과 IoT 기술 간 융합, 디지털 뉴딜 정책 등의 실현을 위해 필요한 핵심부품은 기존 제조공정과는 다른 첨단 제조기술의 도입이 필요 ★ 혁신적인 제조기술로 평가받는 3D 프린팅 기술과 인쇄전자 기술을 융합한 3차원 인쇄 전자기술(3DPE)은 디지털 산업에 적용 가능한 대안 기술이 될 수 있음 ★ 3DPE 기술 적용 시 3차원 기판에 복합다층 회로 패턴을 구현할 수 있어 다양한 형상의 전기·전자소자 제작 가능 3DPE 기술과 시장은 아직 성장 단계로서 주요 기술 선진국에서는 3DPE 기술을 적용한 제품을 일부 출시하였으며, 소재, 공정, 장비에 대한 연구개발이 활발 ★ 3DPE 기술은 소재·공정·장비 간 융합이 매우 중요한 영역이며, 아직은 상용화 단계까지 진행된 사례는 많지 않으므로, 우리에게도 시장 진입 가능성 존재 시사점 및 정책제안 ★ 디지털 기술의 확산 요구가 증가하고 있는 제조 현장에서 3DPE 기술을 적용한 융합형 전자부품 생산 시 파급효과가 매우 클 것으로 기대 ★ 3DPE 기술 경쟁력 확보를 위한 고기능성 소재 관련 기술 개발, 3DPE 공정 기술 및 전용장비 개발, 3DPE 융복합 제품 기술 개발 필요 3D Printed Electronics(3DPE) 분야 국내·외 기술동향 PD ISSUE REPORT JULY 2021 VOL 21-7 20 | 한국산업기술평가관리원 1. 3D Printed Electronics(3DPE) 개요 3DPE 기술 정의 ★ 3차원 인쇄 전자기술(3DPE)은 3D 프린팅 및 전자회로 기술을 융합하여, 3차원 입체 구조로 전자소자를 집적화 하는 기술 - 현재 대부분의 전자제품에 적용되는 평판형 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)의 회로소자를 기존의 PCB 공정으로 제작하는 방식에서 3차원 구조를 갖는 입체회로소자로 제작하는 방식으로 혁신할 수 있는 기술 - 기존 인쇄전자 기술에서는 2차원 패턴의 인쇄만이 가능하여 구현 가능한 전기·전자소자의 형상에 한계가 있었으나, 3DPE 기술의 경우 평평하지 않은 3차원 기판에 복합다층 회로 패턴을 구현할 수 있어 다양한 형상의 전기·전자소자 제작 가능 - 또한, 전자회로 제조와 패키징 공정을 일체화, 소형화, 집적화할 수 있는 기술로서 궁극적으로는 인쇄 기술만으로 패키징까지 포함한 전자기기 완제품 제조를 목표 (출처 : 3D 프린팅과 산업혁명 4.0 / 한국폴리텍Ⅱ대학 산업디자인과 최성권) | 그림 1. 3DPE 기술의 개념 | ★ 3DPE 기술은 가전, 전자기기, 자동차, 로봇 등 미래 新산업 제품 제조를 위한 新개념 기술이고, 기존 단일 부품에서 융합 부품으로 시장 수요가 증가하고 있으므로 향후 첨단 전자소자 산업으로 성장 가능 - 자동차 전장 부품(인체공학적 핸들·도어트림, 스타일링 헤드·리어 램프, 스마트 안전시트, 곡면히터, 일체형 부품), 항공·우주제품(초경량 드론, 플라잉 택시) 등 - 모바일·웨어러블 전자기기, 에너지 저장(플렉서블 배터리), 바이오 헬스(당뇨 측정 센서), AI 가전(IoT 스마트 부엌, AI 가전) 등