초록 ▼

□ 연구내용
○ 적층세라믹콘덴서 박층 단자전극 형성용 구리 페이스트 조성 개발
- 디핑/건조 후 cosmetic defects (void, dimple, peaking) 발생을 억제가 가능한 바인더 조성 및 레올로지 제어
- 열분해성이 우수한 바인더를 이용하여 크로스컷 접착력 4B 이상 확보를 위한 바인더 조성 개발 및 함량 제어
- 니켈 도금액에 대한 내산성이 우수하고, 연화점이 충분히 낮아 저온 소결 시에도 치밀도 확보가 가능한 글라스 프릿 조성 개발 및 최적 함량 제어
- MLCC에서 TOP 두께 2

□ 연구내용
○ 적층세라믹콘덴서 박층 단자전극 형성용 구리 페이스트 조성 개발
- 디핑/건조 후 cosmetic defects (void, dimple, peaking) 발생을 억제가 가능한 바인더 조성 및 레올로지 제어
- 열분해성이 우수한 바인더를 이용하여 크로스컷 접착력 4B 이상 확보를 위한 바인더 조성 개발 및 함량 제어
- 니켈 도금액에 대한 내산성이 우수하고, 연화점이 충분히 낮아 저온 소결 시에도 치밀도 확보가 가능한 글라스 프릿 조성 개발 및 최적 함량 제어
- MLCC에서 TOP 두께 25μm 이하의 박층 단자전극의 780도 이하 저온 소결 조건에서 높은 소결치밀도 확보가 가능한 구리 페이스트 조성 확보
○ 초기재료(SUS316L합금)의 분석을 통한 마찰접합 공정조건 설계
- 초기재료의 미세조직분석과 기계적특성 평가를 통한 마찰접합 공정조건 설계
○ 접합재의 기초평가를 통한 최적공정조건 도출
- 마찰접합 된 소재의 접합부 미세조직 전개 양상 검토
- 마찰접합 공정조건의 변화에 따른 기계적특성(경도, 인장, 항복 등) 평가
- 확보된 미세조직과 물성평가를 기반으로 마찰접합 최적조건 도출

□ 연구개발 성과
○ 정성적 성과
- 구리 단극 전극층의 바인더 시스템 개발
- 1005mm (1 mm x 0.5 mm) 소형 MLCC를 이용하여 도포두께 25μm 이하 구현
- 용융용접 대비 30% 이상 생산단가를 절감
- 접합부의 물성이 기존 제품 대비 15% 이상 향상
○ 정량적 성과
- 기술기획 보고서 1건
○ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
○ 신산업분야 발전에 따라 요구되는 MLCC 다양화 및 MLCC 원재료 산업 지원
- EV, 5G, IoT, 우주항공, 바이오 헬스케어, 웨어러블 기기 등 신산업분야의 발전과 함께 기존 IT 분야에 요구되어온 MLCC 이외에도 다양한 MLCC에 대한 니즈가 증가되고 있으며, 이에 따라 단자전극도 고기능화, 저온소결화, 박층화 등의 니즈가 증가되는 추세임
- 모든 전자회로에 필수로 탑재되는 MLCC의 수요는 지속적으로 증가하고 있으며, 기존의 maker 이외에도 중국과 국내에서도 신생 MLCC 업체들이 생겨나고 있다. 하지만 아직 국내 MLCC 원재료 산업은 취약한 상태이며, 국내 MLCC 원재료 산업 생태계 발전을 위한 지원이 필요함.
○ 고상접합기술의 도입을 통한 기존 용융용접의 한계 극복
- 국내 에너지관련 이송부품(flange-tube)은 주로 ARC용접, CO2용접, LASER용접 등과 같은 용융용접기술을 사용하여 제조되고 있음.
- 그러나, 용융용접은 금속을 녹여서 접합하는 기술이기 떄문에, 접합부에서 void, crack 등의 결함발생이 쉽고 주조조직과 같은 유형의 미세조직이 발달하여 접합부의 물성(경도, 강도, 연성 등)이 모재 대비 열악해지는 문제점이 발생함.
- 따라서, 기존 용융용접 대비 입열량이 현저히 적어 부품소재의 결함과 변형을 억제할 수 있고, 미세조직 발달에 기초한 접합부의 물성이 우수한 제품을 확보하기 위해 rod와 tube재에 적잡한 마찰접합기술의 도입이 반드시 필요하며, 공정기술 최적화를 통해 기존 제품 대비 생산원가가 저렴하고 품질이 우수한 액화수소용 이송부품을 제작할 수 있음.

□ 성과활용 계획
○ 구리 페이스트 원재료 조성과 영향에 대한 기반 기술 확보를 통하여 강원지역 산업 고도화를 위한 MLCC용 단자전극 페이스트 개발 및 양산매출에 기여
- 해외 수요업체에서 박층 단자전극용 페이스트 개발을 요청받고 있으며, 우수한 조성의 구리 페이스트를 개발하고 수요업체 양산 적용을 목표로 함
- 양산 적용 성공 시, 해외 수요처 1개사 전체 구리 페이스트 사용량의 10%, 약 1ton/월 이상 판매 가능 추정 (약 1.2억/월)
- 국내외 다양한 수요처 마케팅을 통한 수요처 다변화, 매출 증가 기대
○ 고상접합기술을 적용하여 고품질 액화수소용 이송부품 양산
- 마찰접합은 기존 용융용접과 비교하여 별도의 열원과 부재의 사용이 없어 비용이 절담되고, 상대적으로 짧은 cycle time으로 공정시간이 대폭 줄어들기 때문에 제품 양산에 유리할 것으로 예상됨.
○ 다양한 산업분야로 확대 적용
- 마찰접합기술은 동종접합뿐만 아니라, 이종접합에도 우수한 접합기술로서, 수송기(자동차, 선박, 드론 등), 건설, 토목 등의 다양한 산업분야에 본 기술을 횡-전개할 수 있으며, 마찰접합기술의 장점인 저렴한 생산단가와 짧은 공정시간을 살려 경제적 성과 또한 기대할 수 있을 것으로 사료됨.

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 기본사업 연구 요약서 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발 개요 ... 8
• 1-1. 연구개발 배경 및 목적 ... 8
• 1-2. 연구개발 기술의 정의 ... 9
• 2. 연구개발 내용 ... 11
• 2-1. 연구개발 WBS(Work Breakdown Structure) ... 11
• 2-2. 당해 연도 연구개발 목표 및 내용 ... 11
• 2-3. 성능목표 및 정량목표 ... 29
• 3. 연구개발 추진전략 및 체계 ... 30
• 3-1. 연구개발 추진전략 ... 30
• 3-2. 연구개발 추진체계(편성도) ... 31
• 4. 연구성과 활용 시나리오 ... 32
• 끝페이지 ... 33