인쇄 전자 기술은 최근 몇 년간 이미 중요한 혁신 분야로 자리 잡았습니다. 앞으로 유럽 내 수요는 더욱 증가할 것으로 보입니다. 이 분야에 진출하려는 인쇄업체들은 무엇을 유의해야 할까요?

‘인쇄 전자’라고 하면 첨단 기술이 떠오릅니다. 또한 미래를 연상시키기도 하는데, 어쨌든 Fortune Business Insights의 분석가들은 2032년까지 이 분야의 전 세계 매출이 연평균 22% 이상의 성장률을 기록하며 695억 달러에 달할 것으로 전망하고 있습니다.

인쇄 전자 기술의 적용 분야

스크린 인쇄 및 플렉소 인쇄와 같은 공법은 물론 산업용 잉크젯 인쇄도 주로 다음의 제조에 사용됩니다.

  • 센서 (온도, 압력, 광학)
  • 소형 모바일 기기용 디스플레이
  • 태양전지
  • RFID 태그
  • 전원
  • 발열체

사용됩니다. 대개 이는 유연한 필름이나 경질 표면에 직접 전도성 페이스트를 도포하여 구현되는 비교적 간단한 회로입니다. 대표적인 적용 분야로는 자동차 및 방위 산업, 의료, 웨어러블 기기, 에너지 생산 및 공조 기술, 그리고 공정 제어, 모니터링, IoT(사물인터넷) 등이 있습니다. 즉, 향후에도 상당한 성장이 예상되는 모든 사업 분야를 아우릅니다.

INO의 인쇄 전자용 스크린 인쇄 설비. 사진: 소냐 앙게러

산업 분야의 스크린 인쇄

산업 공정에서 인쇄 기술을 활용하는 것은 새로운 일이 아닙니다. 이미 1950년대부터 유럽에서는 주로 스크린 인쇄를 통해 유리에 코팅 및 장식을 하고, 계측기의 눈금을 인쇄하며, 부품에 문구를 표기해 왔습니다. 때로는 이러한 응용 제품들이 그래픽 산업용으로도 사용되는 동일한 스크린 인쇄 라인에서 생산되기도 합니다.

때로는 그래픽 스크린 인쇄와 산업용 스크린 인쇄를 모두 다루는 스크린 인쇄 업체도 있습니다. 결국 스크린 제작 과정에는 차이가 없으며, 인쇄 공정에서도 잉크, 기능성 코팅제 또는 전도성 페이스트 중 무엇을 도포하느냐는 크게 중요하지 않습니다.

하지만 최근 몇 년간 슬로베니아 제조사 INO와 같이, 인쇄 전자 제품 생산에 특별히 최적화된 소형·유연한 스크린 인쇄 설비가 시장에 점점 더 많이 출시되고 있다 . 대부분 이러한 장비는 상당히 컴팩트하며, 적재·하역 장치나 건조 장치와 같은 자동화 및 후가공 모듈과 결합하여 사용할 수 있습니다.

인쇄 전자 분야에서는 스크린 인쇄가 주로 대량 생산되는 저가 부품에 사용되며, 또한 두꺼운 층 두께를 가진 특히 견고한 회로가 필요한 경우에도 활용됩니다.

소량 생산이나 인쇄 전자 부품의 시제품 제작에 있어 특수 잉크젯 프린터의 인기도 점점 높아지고 있다. 이 프린터들은 스크린 인쇄 공정을 생략할 수 있어 특히 유연하고 신속하다. 대표적인 개발사로는 프랑스의 Kelenn Technology나 오스트리아의 Profactor 등이 있다.

박막에 인쇄된 회로. 사진: 소냐 앙게러

인쇄 전자 분야 전문

그래픽 및 산업용 스크린 인쇄를 병행하는 것도 충분히 가능하지만, 오늘날 스크린 인쇄 공법을 사용하는 전자 제품 제조업체 대부분은 이 분야에만 전념하고 있다.

그 데에는 몇 가지 이유가 있습니다:

  • 청결도: 인쇄 전자 제품의 제조는 용도에 따라 먼지가 거의 없는 환경이 필요하며, 때로는 클린룸이 요구되기도 합니다.
  • 보안: 인쇄 전자 기술은 금융이나 국방과 같은 민감한 분야에서 널리 활용되고 있습니다.
  • 인증: 많은 고객들이 인쇄 전자 부품 공급업체들에게 일반적인 ISO 인증서뿐만 아니라, 기타 제조사 표준의 준수도 요구하고 있습니다.
  • 연구 개발: 인쇄 전자 분야의 경우, 종종 복잡한 공정을 새롭게 구축해야 합니다.
  • 후가공: 인쇄물을 전자 부품으로 만들기 위해서는 접점과 커넥터가 필요합니다. 따라서 Föhrenbach와 같은 자동 조립 장비를 추가로 구입해야 합니다.
  • 품질 보증: 그래픽 스크린 인쇄와 달리, 인쇄된 전기 회로는 외관상 대략적인 점검뿐만 아니라 기술적 기능에 대해서도 점검해야 합니다. 이 과정에서 품질 보증을 위해 각 개별 부품을 자동으로 테스트해야 할 수도 있습니다.

그래픽 스크린 인쇄소의 숙련된 직원들은 대개 최소한의 교육만으로도 인쇄 전자용 인쇄 원고를 제작할 수 있습니다. 또한 인쇄 공정 자체도, 특히 단순한 회로의 경우 상당히 잘 숙달할 수 있습니다. 하지만 그 외에도 전자공학이나 재료공학에 대한 지식을 갖춘 전문 인력이 추가로 필요합니다. 이러한 인력은 일반 그래픽 인쇄소에서는 대개 찾아보기 어렵습니다. 따라서 뉘른베르크에 위치한 MSWtech Test Center Europe과 같은 전문 컨설팅 업체가 있으며, 이곳은 플렉서블 인쇄 전자 제품을 위한 테스트 환경도 갖추고 있습니다.

인쇄 회로 기판의 플러그 연결용 자동 조립기. 사진: 소냐 앙게러

인쇄 전자 제품 제조 분야에서 스크린 인쇄의 미래 전망
인쇄 전자 제품은 의심할 여지 없이 스크린 인쇄가 앞으로도 중요한 역할을 할 응용 분야 중 하나입니다. 또한 재료 과학 및 인쇄 기술의 발전으로 인해 인쇄 전자 제품의 성능과 적용 범위는 더욱 확대될 것입니다.

이 때문에 현재 주로 그래픽 스크린 인쇄를 하고 있는 기업들에게도 이 분야는 매력적인 선택지가 됩니다. 일부 경우에는 기존 기계로도 비교적 간단한 회로를 제작할 수 있기 때문입니다. 특히 스케일 인쇄 분야의 기존 수주 등을 통해 이미 업계 인맥이 구축되어 있는 경우, 중견 스크린 인쇄 업체들에게도 사업 영역을 인쇄 전자 분야로 확장하는 것이 유익할 수 있습니다. 다만 이를 위해서는 전문 인력과 장비에 투자할 의지가 있어야 하며, 완전히 새로운 분야에 적응해 나갈 준비가 되어 있어야 합니다.