세라믹 접합 세계 첫 상용화'눈앞'

루비, 사파이어와 같은 보석과 세라믹을 접합제 없이 붙일 수 있는 신기술이 세계 최초로 개발, 상용화를 눈앞에 두고 있다.

영남대 신소재공학부 한주환 교수가 세라믹 접합분야 연구에 몰두한 것은 6년 전부터. 전기장을 이용해 양이온과 음이온을 이동시켜 세라믹을 접합시키는 기술을 완성한 뒤, 올해 7월 (주)세라웰(www.cerawel.com)을 설립하고 경북테크노파크에 입주했다.

신기술 관련 국제특허가 출원되고 개발 소식이 알려지자 미공군 과학연구소(2004년 1월)와 미국립알곤연구소(2004년 2월)에서 공동연구를 제안해 협약을 체결했고, 산업자원부도 TBI(신기술창업보육) 사업자로 선정해 지원에 나섰다.

'세라믹-세라믹 직접접합' 기술은 대형 세라믹 단결정(반도체 및 LCD 기판재료로 사용) 제조, 세라믹 방탄유리, 루비·사파이어 등 보석의 접합 등 고부가가치 산업에 다양하게 응용될 수 있어 막대한 산업파급 효과가 기대된다.

지금까지 세라믹은 녹는 점이 2천℃ 이상이어서 용접이 불가능했다.

이 때문에 중간물질을 삽입해 접합을 했지만, 중간물질 녹는 점 이상에서 접합체의 사용은 불가능했다.

그러나 세라믹을 이온결합시키는 신기술은 접합 부위가 거의 구별되지 않는 '일체형' 결합이어서 재료의 고유 물성을 그대로 유지하고 있는 것이 최대 장점이다.

신기술은 반도체 및 첨단 디스플레이 소재 분야에서 가장 먼저 상용화할 전망이다.

반도체 공정에서 실리콘 웨이퍼를 증착(蒸着)하기 위한 '척'과 '히터'는 전량 수입에 의존하고 있는 핵심부품. 세라웰은 이 '척'을 직접 생산해 신기술을 이용, 가열장비와 완벽하게 결합시킴으로써 제조원가는 50% 줄이면서 수명은 2, 3배로 늘렸다.

LCD와 PDP 디스플레이의 전극재료로 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide:세라믹 물질)의 재활용에 신기술을 적용하면, 기존 재활용 비용의 30% 이상을 절약할 수 있다.

정원식 마케팅 팀장은 "시장성과 산업파급 효과가 큰 반도체 및 첨단 디스플레이 분야에 먼저 진출한 뒤, 다른 분야로 범위를 넓혀갈 계획"이라고 말했다.

석민기자 sukmin@imaeil.com사진: 세라웰 직원들이 신기술로 접합한 사파

이어 도가니를 들고 설명하고 있다.(사진 왼쪽) 사파이어 도가니의 접합부위를 20나

노(머리카락 굵기의 5만분의 1)로 확대

한 사진. 접합 부위를 구분하지 못할 만

큼 완벽하게 결합되어 있다.(오른쪽)