본 과제는 반도체 칩과 패키지에서 발생하는 전자파 간섭 문제를 해결하기 위해, 전자파 차폐 성능이 우수한 Ti3AlC2 맥스 및 Ti3C2 맥신 소재를 대량으로 생산하고 이를 반도체 패키지에 코팅 적용하는 기술을 개발하는 연구임. 기존 금속 차폐재 대비 가볍고 얇으면서도 성능이 뛰어난 2차원 나노소재를 활용하여 차세대 고집적 전자기기의 안정성과 신뢰성을 높이는 데 목적이 있음. 연구 목표는 재활용 TiO2 기반 저비용 맥스 생산 기술 확보, 산소 함량 제어를 통한 맥스 및 맥신 특성 조절, 단일 배치 500g 규모의 대량생산 공정 확립임. 핵심 연구 내용은 저온 합성 타이타늄 탄화물 전구체 개발, 맥신 유기 리간드 설계 및 분산 안정성 확보, 맥신 미세구조와 유변학적 특성 제어, 반도체 패키지 구조에 적합한 맥신 잉크 스프레이 코팅 공정 및 레올로지 최적화임. 기대 효과는 전자파 차폐 원천기술 및 특허 포트폴리오 확보, 반도체 및 고집적 전자기기 분야 적용 확대, 저비용 고성능 전자파 차폐 소재의 국산화, 중소기업 성장과 일자리 창출에 기여함.

(1) 1차년도 연구목표 : (반)정합성 향상을 위한 금속-산화물 복합입자제조 및 소결 연구내용 ⚬금속-산화물 복합입자 제조 ⚬목표 조성 합금화를 위한 기계적 합금화 ⚬소결체의 기계적 특성 및 계면 구조 분석 (2) 2차년도 연구목표 : 비가열 산화공정에 의한 소결체 산화물-금속 계면구조 안정화 연구내용 ⚬산소 치환 기계적 합금화 ⚬계면 구조 안정화를 위한 소결공정 제어 ⚬계면구조 분석 및 기계적 특성 (3) 3차년도 연구목표 : 첨가원소에 의한 미세구조 안정화 및 특성 평가 연구내용 ⚬첨가원소에 의한 미세조직 분석 ⚬첨가원소에 의한 금속-산화물 계면 구조 분석 ⚬산화물 분산 합금의 기계적 특성 평가

(1) 1차년도 연구목표 : (반)정합성 향상을 위한 금속-산화물 복합입자제조 및 소결 연구내용 ⚬금속-산화물 복합입자 제조 ⚬목표 조성 합금화를 위한 기계적 합금화 ⚬소결체의 기계적 특성 및 계면 구조 분석 (2) 2차년도 연구목표 : 비가열 산화공정에 의한 소결체 산화물-금속 계면구조 안정화 연구내용 ⚬산소 치환 기계적 합금화 ⚬계면 구조 안정화를 위한 소결공정 제어 ⚬계면구조 분석 및 기계적 특성 (3) 3차년도 연구목표 : 첨가원소에 의한 미세구조 안정화 및 특성 평가 연구내용 ⚬첨가원소에 의한 미세조직 분석 ⚬첨가원소에 의한 금속-산화물 계면 구조 분석 ⚬산화물 분산 합금의 기계적 특성 평가

본 과제는 AROS (Alloying-Recomposition-Oxidation-Sintering) 공정을 이용해 금속 바인더를 포함한 TiO2계 복합분말을 소결해, 고인성 세라믹과 생체적합성을 동시에 확보하려는 연구임. 연구목표는 고인성 TiO2계 복합분말 소결체의 기계적 특성 및 생체적합성 평가 수행임. 핵심 연구내용은 탄화·질화·수소화 반응공정으로 TiO2-Co 및 TiO2-Nb 복합분말을 합성한 뒤, 선택적 산화로 ceramics (TiC, TiH2, TiN)상만 재구성·분석하고 소결거동과 금속바인더 분포를 조사함. 굽힘강도, 파괴인성, 경도 평가와 ZrO2, Nb 영향 확인, 유사 체액 침적에 의한 용출 시험 및 HA(hydroxyapatite), TCP(tri-calcium phosphate) 등 생체활성물질 첨가 시 세포시험 분석 수행함. 기대효과는 신규 의료용 세라믹 소재 개발에 적용 가능한 제조공정 및 구조-기계성 상관 근거 제공, 관련 복합소재 전문인력 양성에 기여됨.