LED(Light Emitting Diode:발광 다이오드)는 갈륨·인·비소 등 화합물을 재료로 한 반도체 소자로 전류를 흘리면 빛을 낸다. 전기에서 빛으로의 변환 효율이 높은 것을 비롯, 작고 가벼우며 수명도 길어 각종 램프, 대형 전광판에 주로 쓰인다.

최근에는 TV, 휴대폰, 신호등의 발광 소자로도 각광을 받고 있다. LED 기판 소재로는 최근에 금속(메탈)이 많이 쓰인다. 메탈 PCB(Printed Circuit Board:인쇄회로기판)란 용어는 여기서 나온 것이다. 기존 플라스틱 PCB는 열을 흡수·방출하는 능력이 떨어져 LED, AMOLED 등 열을 많이 발생하는 소재에는 메탈 PCB가 대세로 자리 잡고 있다.

방열이 잘 되지 않으면 LED 칩과 전자재료로 사용되는 수지 등의 수명이 단축되기 때문에 메탈 PCB에서도 이 문제는 기술적으로 가장 해결하기 어려운 부분이다. 또한 고용량 LED를 만들려면 작은 용량의 LED를 여러 개 사용해야 한다는 점 역시 열 발생량을 높이는 요인이다.

방열은 메탈의 열 전달률과도 직접적으로 연관된다. 알루미늄 기판을 사용하는 보통의 메탈 PCB에 코팅을 하려면 세라믹이나 플라스틱 고분자 소재로 된 접착성분(필러)을 사용하는 데 이는 열 전달률을 저하시키는 원인으로 작용한다.

하지만 알루미늄에 특별한 표면처리 기술을 적용해 메탈을 바로 코팅한다면 열전달 효율이 극대화 할 수 있다. 이넥트론은 바로 이 점에 착안, 고용량·고효율 LED 기판을 만드는 데 필요한 나노 크기의 다이아몬드 코팅 기술 개발에 뛰어 들었다. 다이아몬드는 지구상에서 열전달 효율이 가장 뛰어난 물질이며 경제성도 있다.
 

▲선도산업 개발과제를 담당하고 있는 김동규 상무. ⓒ2011 HelloDD.com

알루미늄 기판에 나노 다이아몬드를 코팅(전문 용어로 함침이라고 한다)할 때는 확공 기술이 필수적이다. 보통 알루미늄 기판에 생기는 구멍은 15~24나노 크기인데 다이아몬드를 함침하기 위해서는 50-60나노 정도로 키워야 한다.

구멍이 너무 크면 조직이 허물어지므로 적절한 크기로 구멍을 확대한 후 그 위에 바로 다이아몬드 표면처리를 해 주면 기판이 완성된다.

여기서 사용되는 표면처리 기술이 세 번째 핵심이다. 개발 과제를 이끌고 있는 김동규 상무는 "전 세계적으로 시도된 적이 없는 혁신적 기술이어서 어려움이 있지만 성공 가능성은 높다"고 설명했다.

김 상무는 "기술이 개발되면 우선 LED TV용 회로기판을 생산할 계획"이라며 "이를 위해 생산 공정 조건을 완비하고 가로, 세로 1m인 1M² 기판을 월 1만개씩 양산하는 체제를 구축하는 것이 최종 목표"라고 밝혔다.

얼마 전 반도체 교류 프로그램의 일환으로 일본 바이어들이 방문했을 때 이 부분에 큰 관심을 보여 수출까지도 염두에 두고 있다고 밝혔다. 이넥트론은 전문가 초빙 외에 지역 대학과의 연계에도 힘을 기울이고 있다.

기술 수요 기업과 긴밀하게 소통하면서 효율적이고 체계적인 현장 밀착형 연구를 진행하는 작업도 빼놓을 수 없다. 이런 노력을 통해 개발한 고효율 LED 메탈 기판을 이넥트론만의 독창적 사업 아이템으로 자리 잡도록 지속적 투자할 계획이다.

◆ 고부가가치 창출하는 기업으로 잰걸음
 

▲이넥트론이 생산하고 있는 기능성 헬스 밴드 제품.  왼쪽부터 시계, 건강팔찌, 패션 액세서리. 밴드에서 음이온과 원적외선이 방출에 건강에 도움을 준다고.  ⓒ2011 HelloDD.com

특히 표면처리가 어려운 무기재료인 세라믹이나 폴리머 소재와 알루미늄, 마그네슘 같은 경합금 소재 등의 신소재와 난소재 표면처리도 전문적으로 연구하고 있다. 전체 매출의 90%를 이 사업에서 올리고 있는 이넥트론은 2004년부터 건강 팔찌와 바이오 주얼리 제품으로 대표되는 기능성 헬스밴드 분야로 진출했다.

헬스밴드에 음이온과 원적외선이 나오는 물질을 표면 처리해 단순한 장신구에서 건강에 도움이 되는 제품으로 탈바꿈시킨 것이다. 다공성 물질을 접목하여 향수를 떨어뜨리면 오랫동안 향기를 내는 팔찌도 있다.

이밖에 밴드를 특별하게 코팅한 시계도 출시해 독일의 루프트 한자, 홍콩의 케세이 퍼시픽 등 대형 항공사 기내 면세품으로 납품하고 있다. 최근에는 대기압 플라즈마 처리장치 분야로도 영역을 넓혀가고 있다.

기판을 만드는 공정 가운데에는 표면에 이물질이 묻어있는 경우 화학약품으로 이를 없애는 이물질 제거 과정이 있다. 이 과정에서 화학 약품을 쓰지 않고 친환경적으로 처리할 수 있는 방법을 연구한 끝에 대기압 저온 플라즈마 장비 개발에 성공했다. 

제4의 물질상태로 불리는 플라즈마를 별도의 진공장치 없이 대기압에서 사용할 수 있는 이 장비는 오염물질 제거와 기판 표면의 친수성 표면처리를 가능하게 한다. 이넥트론은 이 제품으로 5년 후에는 100억원 정도의 매출을 기대하고 있다. "지속적인 기술개발로 시장 다변화를 추진해 고부가가치를 창출하는 기업으로 거듭나겠습니다."
 

▲이넥트론이 야심차게 개발한 대기압 저온 플라즈마 처리장치.    ⓒ2011 HelloDD.com