핵심 기술 및 분석 인프라
에이피온은 정밀 분자 설계와 물성 분석 역량을 융합해 반도체, 차세대 디스플레이, 5G 통신용 화학소재의 신성장 동력을 창출합니다. 첨단소재연구소가 분자 설계부터 파일럿 검증까지 전 과정을 주도합니다.
R&D 스포트라이트: 차세대 잠재성 개시제(Latent Initiator)특허출원 준비중
"에이피온 첨단소재연구소는 고도화되는 전자소재 산업의 흐름에 발맞춰 차세대 잠재성 개시제(Latent Initiator)를 연구개발하고 있습니다."
전자소재 산업은 저온 공정과 친환경성을 요구합니다. 경화 온도를 낮추면 열팽창 차이에 의한 기판 휨(Warpage)과 응력이 감소하여 초박형 패키징에 유리합니다. 동시에 PFAS 등 환경 규제가 강화되면서 유해물질이 배제된 소재 전환이 필수적입니다. 이처럼 저온 경화와 친환경 규제를 모두 충족하는 소재가 차세대 공급망의 핵심으로 자리잡고 있습니다.
에이피온 첨단소재연구소는 차세대 잠재성 개시제 연구개발에 집중하고 있습니다. 기초적인 DSC 열분석과 점도 평가를 넘어 동적점탄성(DMA), 열기계분석(TMA), 유변학적(Rheological) 거동 추적을 아우르는 다차원 경화 모니터링 체계를 구축하고, 수분 침투나 가혹한 열충격 환경에서의 장기 신뢰성 평가를 선제적으로 수행하며 상용화를 향한 연구의 완성도를 높이고 있습니다.
기술 배경 — 열경화성 소재의 잠재성(Latency) 트레이드오프
열경화성 소재 설계에는 오랜 딜레마가 있습니다. 저온에서 쉽게 경화될수록 보관 중에도 반응이 진행되어 저장 수명이 짧아지고, 저장 안정성을 높이면 경화 온도가 높아집니다. 이를 극복하기 위해 목표 온도 전까지는 반응을 억제하다가 도달 시 활성화되는 '잠재성(Latency)' 개념의 경화 시스템이 널리 연구되어 왔습니다. 잠재성과 저온 반응성을 양립시키는 것은 경화 시스템 분야의 핵심 연구 주제입니다.
글로벌 규제 동향 — 친환경 경화 시스템으로의 전환
유럽 REACH 등 글로벌 화학물질 규제 체계에서 PFAS(과불화화합물) 규제 논의가 확대되고, 일부 경화 시스템에 쓰이는 안티모니(Sb)계 화합물도 중금속 유해성으로 대체 압력이 커지고 있습니다. 이에 전자소재 업계는 유해 물질 의존도를 줄이면서 공정 성능을 유지하는 친환경 경화 시스템으로의 전환을 핵심 과제로 삼아 세계적으로 관련 소재 연구개발을 활발히 진행하고 있습니다.
※ 에이피온 첨단소재연구소는 해당 소재의 연구개발을 진행하며 관련 지식재산권(특허) 출원을 준비하고 있습니다. 상세 사양(조성·물성·성능 데이터)은 특허 출원 이후 단계적으로 공개할 예정이며, 그 이전 단계의 제품 평가 협의는 NDA 체결 후 진행 가능합니다. 평가 협력을 원하시는 고객사는 문의하기 페이지를 통해 문의해 주십시오.
1. 차세대 혁신 R&D 연구 과제
디스플레이 소재 R&D
초고해상도 디스플레이용 ACF, 5G 대응 저유전율 PI 등 상용화 소재 개발뿐만 아니라, 6G/mmWave 대응 저손실 수지 로드맵 과제까지 폭넓게 아우르는 분자 설계 및 중합 연구입니다.
A. [선행 R&D] 자기조립형(Self-Assembly) ACF 바인더 수지
초미세 피치 디스플레이 픽셀 본딩 공정에서 도전 입자(Conductive Particles)가 전극 단자 위로 자가 정렬(Self-alignment) 되도록 제어하는 나노 상분리 바인더 및 계면 제어(Interfacial control) 연구를 추진하고 있습니다. 미세 단자 간 합선(Short) 억제 및 파인 피치(Fine-pitch) 전기적 접속 신뢰성 향상을 목표로 합니다.
B. 5G 고주파 Low-Dk/Df MPI 접착 수지
분자 내 극성기(Polar group) 밀도 저감 및 불소 치환기 도입 MPI(Modified PI) 접착 수지를 자체 합성·배합하여 28GHz 대역 유전율(Dk) 및 유전 정접(Df)을 저감합니다. APC-4310 등 고주파 대응 그레이드로 모바일 플래그십 기기 공급 레퍼런스를 확보했습니다.
C. [기술 로드맵] 6G/mmWave 초저손실 MPI
mmWave·6G 대역 대응을 위한 저극성·불소 치환 PI 및 초저손실 MPI 분자 설계를 중장기 연구 과제로 기획하고 있습니다. Df ~0.002–0.003 수준 목표는 로드맵 검토 단계입니다.
반도체 및 EV 모빌리티 R&D
QFN 등 반도체 패키징 NPI·적층화 트렌드 및 배터리 전장 부품의 고전압 절연·열관리(열전도성 필러 배합 기반 방열) 요구에 부합하는 초고내열 수지 연구입니다.
A. QFN 반도체 패키징 하이브리드 접착 수지
이미드-우레탄 하이브리드 접착 수지(APC-4320)로 QFN 백사이드 보호 및 260°C 무연 리플로우 공정에 대응합니다. 경화 후 Tg 105°C·고가교 밀도 설계로 반복 리플로우 환경에서도 접합 강도를 유지하며, NPI·라인 평가를 확대하고 있습니다.
B. [기술 로드맵] 3D Wafer 적층용 HBM 하이브리드 소재
HBM 및 Chiplet 적층 패키징용 무용제형(Solvent-free) 이미드/에폭시 하이브리드 수지를 중장기 연구 과제로 기획하고 있습니다. [선행 R&D] 감광성 폴리이미드(PSPI) 절연막 합성 및 맞춤 설계 연구를 병행합니다.
C. [선행 R&D] EV 배터리 및 파워모듈 절연·열관리 접착 수지
배터리 셀 간 절연과 금속 프레임 밀착력을 확보하고, 열전도성 필러 배합을 통해 열관리(방열) 성능을 부여하는 우레탄/이미드 하이브리드 수지 연구입니다. 급속 충전 환경에서의 열폭주 전파(Thermal Runaway Propagation) 억제를 목표로 합니다.
2. 핵심 고분자 중합 기술 원천 플랫폼
폴리이미드 & TPI 중합 기술
입체 장애(Steric hindrance) 제어 및 유연성 단량체 공중합을 통해 용제 가용성과 300°C 미만 용융 유동성을 확보한 열가소성 폴리이미드(TPI) 바니시 합성 역량입니다. 중간 유리전이온도(Tg) 설계를 통해 150~200°C의 융착 온도를 구현하며 400°C 이상의 우수한 열안정성(Td)을 유지합니다.
폴리우레탄 수지 정밀 중합 역량
폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)의 정밀 반응 설계를 통해 우레탄 결합이 다중 연결된 고성능 폴리우레탄을 중합하는 핵심 기술입니다.
하이브리드 공중합체 중합 기술
이미드 세그먼트의 고내열/고강도 물성과 우레탄 세그먼트의 탄성 및 우수한 접착 특성을 단일 고분자 사슬에 공중합시키는 하이브리드 기술. 무연 솔더링 공정(260°C) 리플로우 시 열팽창 미스매치(CTE Mismatch)에 의한 계면 박리 억제 설계.
이차전지 바인더 기술 (Battery Binder, 선행 R&D)
차세대 고용량 실리콘 음극의 극심한 부피 팽창을 억제하고 크랙을 방지하는 고탄성·고접착 바인더 선행 연구. 수계 폴리우레탄 매트릭스에 이미드 강성 세그먼트를 도입해 동박 집전체 호환을 위한 200°C 이하 저온 공정을 설계합니다.
관능기 정밀 개질 및 LFB 제어
고분자 주쇄의 말단(Terminal) 및 측쇄(Pendant)에 에폭시, 카복실, 아크릴레이트 관능기 도입. 반도체 패키징 임시 접착 및 분리 시 잔류물이 남지 않는 클린 디본딩(Clean De-bonding) 공정 최적화 및 저온 속경화 접착(Low-temp Fast Bonding, LFB) 기술 개발.
스케일업 및 프로세스 공정 엔지니어링
1L 플라스크 랩 스케일(Lab-scale) 합성 공정을 50L 파일럿 반응기 검증을 거쳐 협력 양산 스케일로 확장하는 배치 제어 엔지니어링. 반응 속도론 및 열전달 계수 데이터 기반으로 Lot 간 품질 균일성(Lot-to-lot consistency)을 보증.
3. 연구 분석 및 기계적/열적 물성 평가 인프라
화학 구조 및 크로마토그래피
- 겔 투과 크로마토그래피(GPC)고분자 수평균/중량평균 분자량 및 분산도(Dispersity, Đ, 또는 다분산 지수 PDI) 측정으로 기계적 물성 제어.
- FT-IR (적외선 분광기)이미드화율(Degree of Imidization) 및 미반응 아크릴레이트 관능기 경화 전환율(Degree of Conversion, DC) 추적.
- Karl Fischer (수분 측정기)반도체 패키징 기포 불량 유발 요인인 미량 수분 측정 및 관리 (ppm 단위).
열적 / 점탄성 해석 분석
- DMA (동적 기계 분석기)-50°C ~ 250°C 온도 영역 내 필름 점탄성 거동 및 열응력(CTE 미스매치) 완화 해석.
- DSC (시차 주사 열량계)유리전이온도(Tg) 측정 및 중합체 경화 반응 속도론(Cure kinetics) 해석.
- TGA (열중량 분석기)질소 분위기 하의 5% 중량 감소 온도(Td5) 평가로 패키징 내열성 입증.
- 레오미터 (회전형 유변물성 측정기)전단 저장·손실탄성률(G′/G″) 및 복소 점도 측정으로 ACF 열압착 유동·경화 거동을 해석.
접합 신뢰성 및 프로세스 검증
- UTM (만능재료시험기)90°/180° 박리 강도, 다이 전단 강도 및 인장 거동 정밀 평가.
- 항온항습기 (고온고습 신뢰성 챔버)85°C/85% RH 고온 다습 조건에서 최대 1,000시간 노출 내습 내구성 평가.
- 리플로우 시뮬레이터최고 260°C 무연 리플로우 실장 공정에서 박리 및 아웃가싱에 의한 마이크로 보이드(Micro-void) 생성 억제 검증.
4. 국산화 및 사업화 성공 사례
디스플레이 이방성전도필름(ACF)용 하이브리드 바인더
드라이버 IC 패키징용 ACF 이미드-우레탄 하이브리드 바인더 수지 개발. 속경화·고접착 물성으로 글로벌 디스플레이 고객사 라인 평가 및 NPI 납품 진행.
FPCB용 내열 접착 및 전자기파(EMI) 차폐 필름용 수지 (수입 대체)
기존 일본 정밀 화학 기업이 사실상 독과점하던 고내열 FPCB 접착 수지를 자체 합성법으로 국산화 성공. 대형 회로 기판 제조사에 납품하여 국내 IT 공급망 자립화에 기여.
5G 고주파 통신 기기용 저유전·저손실(Low Dk/Df) MPI 접착 수지
초고주파 통신 대역 신호 감쇄를 막기 위해 분자 내 극성기 밀도를 낮추고 불소기를 도입한 MPI(Modified PI) 접착 수지 개발. 유전율(Dk) 및 유전 정접(Df)을 대폭 저감해 모바일 플래그십 기기 공급 레퍼런스 확보.
5. 지식재산권 및 특허 포트폴리오
특허 출원: (메타)아크릴레이트 말단의 폴리우레탄(아미드)이미드 접착수지, 그의 제조방법 및 용도
이미드·우레탄 공유결합 구조에 (메타)아크릴레이트 말단기를 도입한 접착수지의 조성, 제조방법 및 용도에 관한 출원
특허 출원: 저유전성 폴리아미드이미드계 접착수지, 그의 제조방법 및 용도
불소계 단량체 도입 등 구조 설계를 통해 저유전·저손실 특성을 부여한 PAI 접착수지의 조성, 제조방법 및 용도에 관한 출원
특허 출원: 반도체 패키지용 폴리아미드이미드 수지 및 제조방법, 그것을 이용한 QFN 접착필름
실리콘 세그먼트를 PAI에 도입한 반도체 패키지용 수지 및 QFN 접착필름의 조성, 제조방법 및 용도에 관한 출원
