KETI, 5G 고속통신용 저손실 소재기술 개발

2층 구조 FCCL 구현…6월 2일까지 日전자회로산업박람회 전시

한국전자기술연구원(KETI·원장 신희동)은 5G 통신에서 신호 손실을 최소화하는 소재 기술을 개발했다고 31일 밝혔다. KETI는 이 기술을 기반으로 한 2층 구조 연성동박적층판(FCCL)을 구현, 6월 2일까지 일본 도쿄에서 개최하는 일본 전자회로산업박람회(JPCA)에 전시한다.

FCCL은 유연하게 휘는 동박을 입힌 회로기판으로, 전자제품에 사용되는 연성히로기판(FPCB)의 핵심 재료이다.

KETI가 개발한 5G 고속 통신을 위해 제작된 FCCL용 절연 필름.

KETI 관계자는 “FCCL 절연필름으로 어떤 소재를 적용하느냐에 따라 무선통신 신호 손실률이 달라지기 때문에 5G 통신의 품질을 좌우한다”며 “일반적으로 고주파 대역(28GHz 등)의 5G 통신 방식은 기지국과 휴대폰 사이 도달거리가 짧고 직진성이 강해 장애물 발생 시 전송 신호가 손실된다는 문제점이 발생하기 때문에 저유전 특성을 갖는 절연 필름 필요성이 꾸준하게 제기됐다”고 설명했다.

유전율은 유전체 전하가 외부 전기장에 반응하는 정도로, 유전율이 낮으면 외부 전기적 간섭이 적어 신호 손실을 줄일 수 있다.

KETI 융복합전자소재연구센터는 저손실 구조 고분자 소재를 활용한 중합 공정을 통해 두께 50㎛ 이하 얇은 절연 필름을 개발함으로써, 5G 28GHz 대역 통신에서 유전 손실 0.005 이하, 유전율 2.3 이하 특성을 구현했다.

융복합전자소재연구센터에 따르면 기존 FCCL은 폴리이미드 소재를 활용한 절연 필름이 주류를 형성하고 있으나 5G 통신용으로 적용하기에는 신호 손실이 크다는 지적이 이어졌다. 일본이 주도하는 액정고분자(LCP) 기반 절연 필름은 신호 손실이 적은 반면에 높은 유전율과 고가의 제작 비용이 문제점으로 지적됐다.

경기 성남시에 있는 한국전자기술연구원(KETI) 본원

기술 개발을 주도한 KETI 유명재 박사(수석연구원)은 “저유전 특성이 우수한 폴리페닐렌옥사이드 고분자 소재를 개질해 다양한 중합 공정을 시행했고 결과적으로 FCCL 내 절연 필름 적용이 가능한 저유전‧저손실 특성의 소재 기술을 확보했다”고 전했다.

이번 개발 소재는 필름 형태로 제공돼 5G 고주파 대역 플렉시블 안테나나 저유전 특성 안테나 제작에 활용될 전망이다. 연구진은 앞으로 관련 기업으로 기술 이전 등을 추진해 국내 FCCL 공급망 안정화에 기여한다는 계획이다.

KETI는 지난 12월 이 기술 관련 국내외 특허 출원을 완료했다. 31일부터 3일간 일본 도쿄에서 열리는 JPCA에 기술을 전시한다.

유찬세 센터장은 “KETI는 차세대 통신 분야 핵심 전자소재부터 FCCL 제조 기술을 아우르는 폭넓은 연구를 진행하고 있다”며 “앞으로 전기·전자 정보 원천기술을 지속해서 확보해 5G 통신뿐만 아니라 국내 전자 산업의 자립화에 기여할 것”이라고 밝혔다.

한편, 해당 기술은 과학기술정보통신부 재원으로 한국연구재단-나노 및 소재기술개발사업 지원을 받아 개발됐다.