프로젝트 소개
본 과제는 스마트폰, 태블릿 PC 등 IT 기기에서 발생하는 전자파를 막고 열을 효과적으로 식히기 위해 그래핀 기반의 새로운 소재를 개발하는 연구임. 특히, 뛰어난 열전도성을 가진 그래핀을 활용하여 고성능 방열 시트와 전자파 차폐 테이프를 만드는 것이 목표임.
연구 목표는 그래핀 소재가 코팅된 단면 테이프와 그래핀 복합소재가 적용된 고전도성 방열 테이프 및 양면 테이프를 개발하는 데 있음. 이는 각각 차폐율 80dB 이상, 열전도도 250~600 W/m·K 이상, 점착력 1000 gf/25mm 이상을 달성하는 것을 포함함. 또한, 동박 및 알루미늄박 코팅 기술을 통해 차폐 효율 100 dB 이상을 목표로 하며, 최종적으로 1,500W/m·K 급의 고성능 그래핀 시트 개발 및 Roll-to-Roll 공법을 이용한 두께 20 ㎛ 이하, 폭 1 m 이상, 길이 100 m 이상의 대면적 그래핀 전도성 방열 시트 제작을 목표로 함. 핵심 연구 내용은 그래핀 코팅 단면 테이프, 그래핀 복합소재 방열 테이프, 동박 및 알루미늄박 코팅 기술, 1,500W/m·K 급 그래핀 시트, 그래핀 양면 테이프 개발을 포함함. 특히, 점착층 내 그래핀 함량을 높여 방열 성능을 극대화하고, Roll-to-Roll 공법을 통해 대면적화 및 생산성 향상을 이루는 데 중점을 둠. 개발된 전도성 방열테이프의 성능 분석 및 실제 제품 실장 시 모델링과 열해석을 통한 최적화 제품 개발도 진행함.
기대 효과는 Roll-to-Roll 공법으로 제작된 그래핀 시트 및 테이프를 대면적 전자기기에 활용하여 기존 방열테이프 성능을 월등히 뛰어넘는 600 W/m·K 급 고방열 복합 테이프 및 1,500W/m·K 급 고성능 그래핀 방열 시트를 제공하는 것임. 이를 통해 미국 GrafTech 사가 독과점하는 방열시트 시장에서 수입 대체 효과를 창출하고, 국내 글로벌 대기업의 스마트폰 및 태블릿PC 생산 단가 절감 및 수출 증대에 크게 기여할 것으로 전망됨.